(57)【要約】【課題】トラヒック条件に対する仮定を設けることなく、測定が簡易な同時接続フロー数と使用率という値のみから当該リンクにおいて、リンク使用率が大きくなっていったときにＴＣＰレベルでの通信品質の劣化度がどの程度になるかを予測することを可能とする通信品質予測技術を提供する。【解決手段】予め定めた時間間隔ｔ０における当該リンクを通過するフローの同時接続数と当該リンクの使用率をｎ回測定し、それら測定値の組み合わせ（リンク使用率，フロー数）を用いて、リンク使用率がρとなったときのＴＣＰ品質劣化度数を予測する。これにより、測定が簡易な同時接続フロー数と使用率という値のみから当該リンクにおいて、リンク使用率が大きくなっていったときにＴＣＰレベルでの通信品質の劣化度がどの程度になるかを予測することができる。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信網におけるあるリンクを経由するユーザフローの通信品質を予測する通信品質予測方法において、
予め定めた時間間隔ｔ０における当該リンクを通過するフローの同時接続数と当該リンクの使用率をｎ回測定するステップと、
それら測定値の組み合わせ（リンク使用率，フロー数）を用いて、リンク使用率がρとなったときのＴＣＰ品質劣化度数を予測するステップと、
を有することを特徴とする通信品質予測方法。
【請求項２】
請求項１記載の通信品質予測方法において、
予め定めた時間間隔ｔ０における当該リンクを通過するフローの平均同時接続数Ｎｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）を測定するステップと、
当該リンクの平均使用率ρｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）を測定するステップと、
それらｎ個の測定値の組み合わせ（ρｉ，Ｎｉ）を用いて、低リンク使用率時におけるリンク使用率あたりの平均同時接続フロー数Ｒを算出するステップと、
低リンク使用率時におけるリンク使用率あたりの平均同時接続フロー数Ｒ、リンク使用率ρ、およびリンク使用率が十分小さいときのＴＣＰ品質を基準にしたときのＴＣＰ品質劣化度数Ｄの、３者の関係を表す関数Ｄ＝Ｄ（Ｒ，ρ）を用いて通信品質を予測するステップと、
を有することを特徴とする通信品質予測方法。
【請求項３】
請求項１記載の通信品質予測方法において、
予め定めた時間間隔ｔ０における当該リンクを通過するフローの平均同時接続数Ｎｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）を測定するステップと、
当該リンクの平均使用率ρｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）を測定するステップと、
ｎ個の測定値の組み合わせ（ρｉ，Ｎｉ）のうち、予め定めた閾値ρ＿０に対してρｊ＜ρ＿０となる測定値（ρｊ，Ｎｊ）を用いて平均リンク使用率あたりの平均同時接続フロー数Ｒを、Σ（Ｎｊ−ρｊ×Ｒ）２を最小にするＲをもって推定するステップと、
を有することを特徴とする通信品質予測方法。
【請求項４】
請求項２または３に記載の通信品質予測方法において、
低リンク使用率時におけるリンク使用率あたりの平均同時接続フロー数Ｒ、リンク使用率ρ、およびリンク使用率が十分小さいときのＴＣＰ品質を基準にしたときのＴＣＰ品質劣化度数Ｄの、３者の関係を表す関数Ｄ（Ｒ，ρ）として下記式を用いて通信品質を予測することを特徴とする通信品質予測方法。
Ｄ（Ｒ，ρ）＝１＋Ｃ（Ｒ，ρ）/（（１−ρ）Ｒ）
ここでＣ（Ｒ，ρ）はアーランＣ式として知られているものであり、下記式で表される：
【数１】
2005080072.tif 000006
【請求項５】
請求項１記載の通信品質予測方法において、
予め定めた時間間隔ｔ０における当該リンクを通過するフローの平均同時接続数Ｎｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）を測定するステップと、
当該リンクの平均使用率ρｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）を測定するステップと、
時間間隔ｔ０において測定される平均同時接続フロー数Ｎの期待値Ｅ［Ｎ］とリンク使用率ρの関係を表す関数Ｅ［Ｎ］＝ｆ（Ｒ，ρ）を予め定め、Σ｛Ｎｉ−ｆ（Ｒ，ρｉ）｝２を最小とするＲを求めるステップと、
それをＲ＊とし、品質劣化度数ＤをＤ＝ｆ（Ｒ＊，ρ）/（ρ×Ｒ＊）として推定するステップと、
を有することを特徴とする通信品質予測方法。
【請求項６】
請求項１記載の通信品質予測方法において、
予め定めた時間間隔ｔ０における当該リンクを通過するフローの平均同時接続数Ｎｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）を測定するステップと、
当該リンクの平均使用率ρｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）を測定するステップと、
低リンク使用率時における平均リンク使用率あたりの平均同時接続フロー数がＲ、平均リンク使用率がρのとき、時間間隔ｔ０において測定される平均同時接続フロー数Ｎの確率密度関数がｇ（ρ， Ｒ，Ｎ）に従うとし、ｎ個の組み合わせ（ρｉ，Ｎｉ）に対して、Πｇ（ρｉ，Ｒ，Ｎｉ）を最大化するＲをＲ＊とするステップと、
を有することを特徴とする通信品質予測方法。
【請求項７】
平均同時接続フロー数Ｎｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）を測定する手段と、
リンクの平均使用率ρｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）を測定する手段と、
請求項１から６のいずれかの項に記載の方法で（ρｉ，Ｎｉ）から低リンク使用率時における平均リンク使用率あたりの平均同時接続フロー数Ｒを算出する手段と、
（ρｉ，Ｎｉ）およびＲから請求項１から６のいずれか１項に記載の方法で通信品質を予測する手段と、
を備えることを特徴とする通信品質予測装置。
【請求項８】
コンピュータに請求項１から６のいずれか１項に記載の各ステップを実行させるための通信品質予測プログラム。
【請求項９】
コンピュータに請求項１から６のいずれか１項に記載の各ステップを実行させるための通信品質予測プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＰネットワークの通信品質を維持・管理するために必要となる、通信品質劣化度を推定する方法、装置、プログラム、および記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＰネットワークが広く利用されてくるに伴って、ＩＰネットワーク上での通信品質保証に対する要求が高まっている。現状のＩＰネットワーク管理においては、あるリンクが輻輳しているか否かは予め定めたリンク使用率に対するしきい値と測定されたリンク使用率を比較して判定している（非特許文献１〜３参照）。しかし、リンク使用率とユーザの体感するファイル転送時間やスループット等の品質との関連が不明であるため、輻輳状態と判定する使用率に対するしきい値を具体的に特定することが困難であった。
【０００３】
またリンクを通過するフローのファイル転送時間やスループットを測定し、その平均等の統計値がある閾値以下になった場合を輻輳状態と判定する方法は、１）ファイル転送時間やスループットといったユーザ品質測定は、当該リンク上を通過する全てのパケットをキャプチャしフローを組み上げて算出するか（非特許文献４参照）、もしくは当該リンクの前段か後段もしくは両方に試験パケット送受信機を設置して、試験パケットを送信することによって品質測定を能動的に行う必要があり（非特許文献５参照）、一般的にこれらはデータ蓄積のためのリソースが必要となるか専用の測定装置が必要となりコストが増大してしまう、２）当該リンクがボトルネックでない場合であっても、当該リンクを通過するフローの通過する前後のネットワークの状態によって平均スループットはネットワークごとに異なり、ファイル転送時間やスループットに対する具体的な閾値の設定が困難である、という問題があった。
【０００４】
そのため、本発明の発明者らは、特願２００２−０１６３３０号「通信品質管理方法及びその実施装置並びにその処理プログラムと記憶媒体」において、測定が簡易な同時接続フロー数とリンク使用率もしくはパケット損失率という値のみから当該リンクが輻輳しているか否か、当該リンクにおいて品質が劣化しているか否かを判定し、通信品質を管理する方法を提案した。この方法では、リンク使用率や平均スループットに対して予めしきい値を設けることなく、同時接続フロー数の挙動から品質が劣化しているか否かを判定できる。
【０００５】
この発明は、あるリンクを通過するフローの品質（平均ファイル転送時間やスループットの平均）は当該リンクがボトルネックとなっていない場合には負荷に係わらず一定であり、かつ平均同時接続フロー数と平均リンク使用率は比例関係となること、また当該リンクがボトルネックとなる場合には品質の劣化が観測され、平均同時接続フロー数が平均リンク使用率に対して、非線形的に増加するという現象を利用している（図１）。
【０００６】
しかしながら、この方法では、フロー数が非線形的に増加することが観測されて、初めてＴＣＰ品質劣化が生じていることを検出できるため、ＴＣＰ品質劣化が生じていない場合、すなわちフロー数が線形増加していることしか観測されない場合には、現時点においては、ＴＣＰ品質劣化が生じていないことは分かるものの、今後、トラヒックが増加して、リンク使用率が大きくなったときに、リンク使用率がどの程度増えれば、ＴＣＰ品質が劣化し始めるか、という予測まではできなかった。
【０００７】
【非特許文献１】N. Ansari, G. Cheng, S. Israel, Y. Luo, J. Ma, and L. Zhu,“QoS provision with path Protection for next generation SONET,”ICC2002, 2002.
【非特許文献２】A. Feldmann, A. Greenberg, C. Lund, N. Reingold, and J. Rexford,“Netscope：Traffic engineering for IP networks,”IEEE Network, pp. 11−19, March/Apr. 2000.
【非特許文献３】A. Kumar, M. Hegde, S. V. R. Anand, B. N. Bindu, D. Thirumurthy, and A. A. Kherani,“Nonintrusive TCP connection admission control for bandwidth management of an Internet access link,”IEEE Commun. Mag., pp. 160−167, May 2000.
【非特許文献４】J. Quittek, T. Zseby, G. Carle, and S. Zander,“Traffic flow measurements within IP networks：requirements, technologies and standardization,”IEEE SAINT 2002,pp. 97-98, 2002.
【非特許文献５】“CAIDA (cooperative association for Internet data analysis）”、[online]、［平成１５年８月２６日検索］、インターネット＜http：//www.caida.org/tools/＞.
【非特許文献６】S. B. Fredj, T. Bonald, A. Proutiere, G. Regnie, and J. W. Roberts,“Statistical bandwidth sharing: A study of congestion at flow level,”ACM SIGCOMM 2001, 2001.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上述の問題点に鑑み、トラヒック条件に対する仮定を設けることなく、測定が簡易な同時接続フロー数と使用率という値のみから当該リンクにおいて、リンク使用率が大きくなっていったときにＴＣＰレベルでの通信品質の劣化度がどの程度になるかを予測することを可能とする通信品質予測方法、装置、プログラム、および記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
非特許文献６では、各フローのラウンドトリップタイムやアクセス回線帯域は均一であると仮定し、ＴＣＰのスロースタートの影響を無視できる位に十分大きいファイルを転送する場合におけるＴＣＰ品質劣化度を、Ｒ＝（集約回線帯域Ｃ）/（アクセス回線帯域ｒ）で与えられるパラメータＲを用いて、以下により算出している。
【００１０】
Ｄ（Ｒ，ρ）＝１＋Ｃ（Ｒ，ρ）/（（１−ρ）Ｒ）
ここで、ＴＣＰ品質劣化度Ｄ（Ｒ，ρ）とは、リンク使用率が十分小さいときの平均ファイル転送時間Ｔｉｄｅａｌに対する、リンク使用率がρとなったときのファイル転送時間Ｔ（ρ）の劣化度合いを意味し、Ｄ（Ｒ，ρ）＝Ｔ（ρ）/Ｔｉｄｅａｌ＝Ｔ（ρ）/｛ｌｉｍρ→０Ｔ（ρ）｝で定義される。ここでＣ（Ｒ，ρ）はアーランＣ式として知られているものであり、下記式で表される。
【００１１】
【数２】
2005080072.tif 000003
【００１２】
しかしながら、一般に、各ユーザのアクセス帯域は様々であるため、Ｒを（集約回線帯域Ｃ）/（アクセス回線帯域ｒ）により事前に設定できない。また、スロースタートの影響を常に無視できるとは限らないため、例えアクセス回線帯域やラウンドトリップタイムが均一だとしても、Ｒを（集約回線帯域Ｃ）/（アクセス回線帯域ｒ）により設定して、上の式に当てはめても、実際の劣化度と一致しない可能性がある。これは、スロースタートの影響により、実際のファイル転送速度ｒ'（ｒ'＝ｓ/Ｔｉｄｅａｌ、ｓは平均ファイルサイズ）は、アクセス回線帯域ｒよりも小さいからである。
【００１３】
そこで、本発明では、ＲをＣ/ｒとする代わりにＣ/ｒ'とみなし、そのＲを測定値から推定する方法を考える。待ち行列理論におけるリトルの公式から、
Ｎ（ρ）＝（ρ×Ｃ）/ｓ×Ｔ（ρ）
が成り立つ。ここで、ｓは平均ファイルサイズ、Ｎ（ρ）は平均リンク使用率がρのときの平均同時接続フロー数である。ここで、
Ｔｉｄｅａｌ＝ｌｉｍρ→０Ｔ（ρ）＝ｓ/ｒ'
となるので、
Ｎ（ρ）＝（ρ×Ｃ/ｒ'）/（ｓ/ｒ'）×Ｔ（ρ）＝（ρ×Ｒ）/Ｔｉｄｅａｌ×Ｔ（ρ）＝（ρ×Ｒ）×Ｄ（Ｒ，ρ）
となる。従って、Ｒ＝Ｎ（ρ）/ρ×Ｄ（Ｒ，ρ）となり、Ｄ（Ｒ，０）＝１なのでρを十分小さくすれば、Ｒ＝ｌｉｍρ→０Ｎ（ρ）/ρとなる。つまり、Ｒは十分小さいリンク使用率時における平均リンク使用率当りの平均同時接続フロー数となる。
【００１４】
そこで本発明では、Ｒをリンク使用率とフロー数の実測値から推定し、そのＲを用いて品質劣化度を予測する方法を提案する。
【００１５】
例として、２Ｍｂｐｓのアクセス回線にそれぞれ接続されているサーバクライアント間で１０Ｍｂｐｓの集約回線を経由して、１ＭＢの指数分布に従うファイル転送をＴＣＰ上で行った場合のシミュレーション結果を図２に示す。図２において、横軸はリンク使用率であり、縦軸はフロー数であり、◆はシミュレーションによる実測値である。図２から明らかなように、リンク使用率が０．５以下の範囲では、平均同時接続フロー数とリンク使用率はほぼ線形の関係にあり、図２のデータから、Ｒを求めると、６．１２２９となった。このＲを用いてリンク使用率が０．５より大きくなっていったときの品質劣化度を上の式を用いて推定した結果を、シミュレーション実測結果と併せて図３に示す。図３において、横軸はリンク使用率であり、縦軸は劣化度Ｄであり、曲線は上の式を用いて推定した予測値であり、◆は実測値である。図３から、予測値と実測値が極めてよく一致していることがわかる。これより、リンク使用率とフロー数の実測値から得られたＲを用いて、品質劣化度を推定できていることがわかる。
【００１６】
本発明の第１の通信品質予測方法においては、予め定めた時間間隔ｔ０における当該リンクを通過するフローの同時接続数と当該リンクの使用率をｎ回測定するステップと、それら測定値の組み合わせ（リンク使用率，フロー数）を用いて、リンク使用率がρとなったときのＴＣＰ品質劣化度数を予測するステップと、を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の第２の通信品質予測方法においては、予め定めた時間間隔ｔ０における当該リンクを通過するフローの平均同時接続数Ｎｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）を測定するステップと、当該リンクの平均使用率ρｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）を測定するステップと、それらｎ個の測定値の組み合わせ（ρｉ，Ｎｉ）を用いて、低リンク使用率時における平均リンク使用率あたりの平均同時接続フロー数Ｒを算出するステップと、低リンク使用率時における平均リンク使用率あたりの平均同時接続フロー数Ｒ、リンク使用率ρ、およびリンク使用率が十分小さいときのＴＣＰ品質を基準にしたときのＴＣＰ品質劣化度数Ｄの、３者の関係を表す関数Ｄ＝Ｄ（Ｒ，ρ）を用いて通信品質を予測するステップと、を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の第３の通信品質予測方法においては、予め定めた時間間隔ｔ０における当該リンクを通過するフローの平均同時接続数Ｎｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）を測定するステップと、当該リンクの平均使用率ρｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）を測定するステップと、ｎ個の測定値の組み合わせ（ρｉ，Ｎｉ）のうち、予め定めた閾値ρ＿０に対してρｊ＜ρ＿０となる測定値（ρｊ，Ｎｊ）を用いて平均リンク使用率あたりの平均同時接続フロー数Ｒを、Σ（Ｎｊ−ρｊ×Ｒ）２を最小にするＲをもって推定するステップとを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の第４の通信品質予測方法においては第２または３に記載の通信品質予測方法において、低リンク使用率時におけるリンク使用率あたりの平均同時接続フロー数Ｒ、リンク使用率ρ、およびリンク使用率が十分小さいときのＴＣＰ品質を基準にしたときのＴＣＰ品質劣化度数Ｄの、３者の関係を表す関数Ｄ（Ｒ，ρ）として下記式を用いて通信品質を予測することを特徴とする。
【００２０】
Ｄ（Ｒ，ρ）＝１＋Ｃ（Ｒ，ρ）/（（１−ρ）Ｒ）
ここでＣ（Ｒ，ρ）はアーランＣ式として知られているものであり、下記式で表される：
【００２１】
【数３】
2005080072.tif 000004
【００２２】
本発明の第５の通信品質予測方法においては、予め定めた時間間隔ｔ０における当該リンクを通過するフローの平均同時接続数Ｎｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）を測定するステップと、当該リンクの平均使用率ρｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）を測定するステップと、時間間隔ｔ０において測定される平均同時接続フロー数Ｎの期待値Ｅ［Ｎ］とリンク使用率ρの関係を表す関数Ｅ［Ｎ］＝ｆ（Ｒ，ρ）を予め定め、Σ｛Ｎｉ−ｆ（Ｒ，ρｉ）｝２を最小とするＲを求めるステップと、それをＲ＊とし、品質劣化度数ＤをＤ＝ｆ（Ｒ＊，ρ）/（ρ×Ｒ＊）として推定するステップと、を有することを特徴とする。
【００２３】
ここで、ｆ（Ｒ，ρ）は、品質劣化度数Ｄ（Ｒ，ρ）との間に、ｆ（Ｒ，ρ）＝ρ×Ｒ×Ｄ（Ｒ，ρ）の関係があるので（前述の通り）、それを利用している。逆に、第４の方法におけるＤ（Ｒ，ρ）の式を代入すれば、ｆ（Ｒ，ρ）を決定できる。
【００２４】
本発明の第６の通信品質予測方法においては、予め定めた時間間隔ｔ０における当該リンクを通過するフローの平均同時接続数Ｎｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）を測定するステップと、当該リンクの平均使用率ρｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）を測定するステップと、低リンク使用率時における平均リンク使用率あたりの平均同時接続フロー数がＲ、平均リンク使用率がρのとき、時間間隔ｔ０において測定される平均同時接続フロー数Ｎの確率密度関数がｇ（ρ，Ｒ，Ｎ）に従うとし、ｎ個の組み合わせ（ρｉ，Ｎｉ）に対して、Πｇ（ρｉ，Ｒ，Ｎｉ）を最大化するＲをＲ＊とすることを特徴とする。これは統計学における最尤法に相当する。
【００２５】
ｇ（ρ，Ｒ，Ｎ）としては、平均ｆ（Ｒ，ρ）（第５の方法と同じ関数ｆ（  ）を用いる）、分散はｆ（Ｒ，ρ）/ｍ＊（１＋２Σ（ｍ−ｔ）/ｍ  ａ（ｔ））の正規分布が候補となる。
ただし、
Σはｔ＝１からｍ−１まで、
ｍは、時間ｔ０内に同時接続フロー数をチェックする回数
ａ（ｔ）は同時接続フロー数の自己相関関数
である。
【００２６】
本発明の通信品質予測装置においては、平均同時接続フロー数Ｎｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）を測定する手段と、リンクの平均使用率ρｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）を測定する手段と、第１から６のいずれかの方法で（ρｉ，Ｎｉ）から低リンク使用率時における平均リンク使用率あたりの平均同時接続フロー数Ｒを算出する手段と、（ρｉ，Ｎｉ）およびＲから第１から６のいずれかの方法で通信品質を予測する手段と、を備えることを特徴とする。
【００２７】
本発明の通信品質予測プログラムは、コンピュータに第１から第６のいずれかの方法の各ステップを実行させるためのプログラムである。
【００２８】
本発明の記録媒体は、コンピュータに第１から第６のいずれかの方法の各ステップを実行させるための通信品質予測プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、測定が簡易な同時接続フロー数と使用率という値のみから当該リンクにおいて、リンク使用率が大きくなっていったときにＴＣＰレベルでの通信品質の劣化度がどの程度になるかを予測する方法、装置、プログラム、および記録媒体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００３１】
図４は本発明が適用されるＩＰネットワークの基本構成の一例を示す構成図である。図４において、１は通信品質予測装置であり、２、３はノードであり、４はリンクである。図４に示すように通信品質予測装置１はノード２、３間のリンク４に挿入される形態で利用される。なお、通信品質予測装置１はノードの一機能として実装されてもよい。
【００３２】
図５は本発明第３の方法で、低リンク使用率時における平均リンク使用率当りの平均同時接続フロー数Ｒを推定し、本発明第４の方法で、品質劣化度を予測する、本発明第７の通信品質予測装置の構成例を表すブロック図である。図５において、１は通信品質予測装置であり、５は前段ノードから到着したパケットのパケットサイズ、ＴＣＰフラグ情報、ＩＰアドレス情報を読み取り、後段ノードヘ送信するパケットヘッダ解析部であり、６はリンクの平均使用率を算出するリンク使用率算出部であり、７は平均同時接続フロー数（フローの平均同時接続数）を算出する同時接続フロー数算出部であり、８はリンク使用率算出部６で算出されたリンクの平均使用率と同時接続フロー数算出部７で算出された平均同時接続フロー数とを管理する同時接続フロー数及び使用率管理部であり、９は同時接続フロー数及び使用率管理部８で管理されているリンクの平均使用率と平均同時接続フロー数に基づいて使用率当たりの同時接続フロー数を算出する使用率当たりの同時接続フロー数算出部であり、１０は品質予測部である。
【００３３】
図５に示されている通り、前段ノードから到着したパケットはパケットヘッダ解析部５によってパケットサイズ、ＴＣＰフラグ情報、ＩＰアドレス情報を読み取られたあと、後段ノードヘ送信される。
【００３４】
パケットヘッダ解析部５によって読み取られたパケットサイズはリンク使用率算出部６へ通知され、リンク使用率算出部６は一定時間ｔ０の間に通過したパケットのサイズの和をｔ０で割ったものをさらにリンク帯域で割ることによってｔ０毎の平均使用率ρｉを算出し、これをｔ０時間毎に同時接続フロー数及び使用率管理部８に通知する。なお、ρｉはｉ番目の平均使用率であり、ｉ＝１，．．．，ｎである。
【００３５】
一方、パケットヘッダ解析部５によって読み取られたＴＣＰフラグ情報およびＩＰアドレス情報は同時接続フロー数算出部７に通知され、同時接続フロー数算出部７は（発信元ＩＰアドレス，着信先ＩＰアドレス，プロトコル番号，発信元ポート番号，着信先ポート番号）を読み出し、新たな組み合わせをもつパケットが到着したら、新しいフロー発生とし、テーブルにそのアドレスの組とそのときのパケット到着時刻をエントリする。もし既に同じ組を持つパケットがテーブルにエントリされていれば、そのパケット到着時刻を現在の時刻に更新する。ある組を持つパケットが最後に観測されてからタイムアウト値ＴＯを超えたらフロー終了として、テーブルからその組を削除する。テーブルにエントリされている組の数をフロー数とし、ｔ０時間毎にこの値の平均値Ｎｉを算出し、同時接続フロー数及び使用率管理部８に通知する。なお、Ｎｉはｉ番目の平均同時接続フロー数であり、ｉ＝１，．．．，ｎである。
【００３６】
使用率当りの同時接続フロー数算出部９は、一定時間Ｔ（＞ｔ０）ごとに同時接続フロー数及び使用率管理部８から、平均同時接続フロー数Ｎｉおよび平均使用率ρｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）を読み出す。使用率当りの同時接続フロー数算出部９では、ｎ個の測定値の組み合わせ（ρｉ，Ｎｉ）のうち、平均使用率ρｊが予め定めておいた閾値ρ＿０未満かどうかをチェックし、ρ＿０未満である（ρｊ，Ｎｊ）を用いて、最小自乗法により使用率あたりの平均同時接続フロー数Ｒを算出する。すなわち、Σ（Ｎｊ−ρｊ×Ｒ）２を最小にするＲを求める。使用率当りの同時接続フロー数算出部８は、計算した平均同時接続フロー数Ｒを通信品質予測部９に通知する。
【００３７】
通信品質予測部９は、リンク使用率ρを変えたときの品質劣化度Ｄを、品質劣化度関数Ｄ（Ｒ，ρ）を用いて予測する。ここで、
Ｄ（Ｒ，ρ）＝１＋Ｃ（Ｒ，ρ）/（（１−ρ）Ｒ）
【００３８】
【数４】
2005080072.tif 000005
とする。
【００３９】
以上のようにして、測定が簡易な同時接続フロー数と使用率という値のみから当該リンクにおいて、リンク使用率が大きくなっていったときにＴＣＰレベルでの通信品質の劣化度がどの程度になるかを予測することができる。さらにこの方法を用いれば、品質劣化度に対する許容値δを与え、（１＋δ）＝Ｄ（Ｒ，ρ）を満たすρを求め、それをρ＊とおき、該リンクに加わると予想される最大負荷をＬｍａｘとおけば、通信品質を維持するのに必要な帯域をＬｍａｘ/ρ＊により算出することも可能となり、また常にフロー数を測定しなくてもそれをリンク使用率の基準値として品質管理することも可能となる。
【００４０】
なお、前記実施例は本発明第３の方法で低リンク使用率時における平均リンク使用率当りの平均同時接続フロー数Ｒを推定し、本発明第４の方法で品質劣化度Ｄを予測する通信品質予測装置の構成例であるが、同様にして、本発明の他の方法で、使用率当たりの同時接続フロー数を推定し、品質劣化度を予測する通信品質予測装置を構成できることは明らかである。
【００４１】
また、本発明の通信品質予測装置はコンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通じて提供することも可能である。
【００４２】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】リンク使用率に対して平均同時接続フロー数、平均ファイル転送時間の関係を示したグラフである。
【図２】同時接続フロー数とリンク使用率をシミュレーション実験により実測した結果をプロットしたグラフである。
【図３】Ｒを用いて品質劣化度を推定した結果と、シミュレーション実験により実測した結果を比較したグラフである。
【図４】本発明が適用されるネットワークの基本構成例を示す構成図である。
【図５】本発明における通信品質予測装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…通信品質予測装置、２、３…ノード、４…リンク、５…パケットヘッダ解析部、６…リンク使用率算出部、７…同時接続フロー数算出部、８…同時接続フロー数及び使用率管理部、９…使用率当たりの同時接続フロー数算出部、１０…品質予測部
【図１】
2005080072.tif 000007
【図２】
2005080072.tif 000008
【図３】
2005080072.tif 000009
【図４】
2005080072.tif 000010
【図５】
2005080072.tif 000011