(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定方法であって、
所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測し、
推測されるフルサンプリング計測下の逆転度と、所定のサンプリング計測下において観測できた逆転度とから、パケットのロス回数又はロス率を推定する
ことを特徴とする推定方法。
【請求項２】
再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定方法であって、
所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測する計測処理と、
フルサンプリング計測下で観測できる逆転度の個数全体に対して前記所定のサンプリング計測下で観測できた逆転度の個数が占める割合から、前記所定のサンプリング計測下で観測できる逆転度の観測確率を求め、この観測確率に基づいて、パケットのロス回数又はロス率を推定する推定処理と
を有することを特徴とする推定方法。
【請求項３】
前記推定処理は、前記所定のサンプリング計測下で観測できた逆転度の個数と前記観測確率とから、パケットロス回数とパケットロス確率とを反復計算し、パケットロス回数とパケットロス確率とを推定することを特徴とする請求項２に記載の推定方法。
【請求項４】
前記推定処理は、前記観測確率を、式
0005206968.tif 000009
（但し、pは推定されるパケットロス率、sは所定のサンプリングのサンプリング確率、jは逆転度、kは閾値）
から求めることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の推定方法。
【請求項５】
前記推定処理は、式
0005206968.tif 000010
（但し、bは定数である）
から求めることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の推定方法。
【請求項６】
再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定方法であって、
所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測する計測処理と、
少なくともパケットロス率と観測確率とが対応付けられて記憶されたデータベースから、前記パケットロス率に対応する観測確率を検索し、この観測確率により、再度、パケットロス回数とパケットロス確率とを計算し、パケットロス回数又はパケットロス確率を推定する推定処理とを含む
ことを特徴とする推定方法。
【請求項７】
前記推定処理は、前記所定のサンプリング計測下で観測できた逆転度の個数と前記観測確率とから、パケットロス回数とパケットロス確率とを反復計算し、パケットロス回数とパケットロス確率とを推定することを特徴とする請求項６に記載の推定方法。
【請求項８】
前記データベースは、
フルサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測し、各パケットロス率におけるフルサンプリング計測下の逆転度の分布を求め、
このフルサンプリング計測下の逆転度の分布に基づいて、所定のサンプリング確率において観測できる逆転度の分布を推測して、所定のサンプリング確率におけるパケットロス率毎の観測確率を求め、
少なくともパケットロス率と観測確率とを対応付けてデータベースを作成する
ことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の推定方法。
【請求項９】
再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定装置であって、
所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測する手段と、
推測されるフルサンプリング計測下の逆転度と、所定のサンプリング計測下において観測できた逆転度とから、パケットのロス又はロス率を推定する手段と
を有することを特徴とする推定装置。
【請求項１０】
再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定装置であって、
所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測する計測手段と、
フルサンプリング計測下で観測できる逆転度の個数全体に対して前記所定のサンプリング計測下で観測できた逆転度の個数が占める割合から、前記所定のサンプリング計測下で観測できる逆転度の観測確率を求め、この観測確率に基づいて、パケットのロス回数又はロス率を推定する推定手段と
を有することを特徴とする推定装置。
【請求項１１】
前記推定手段は、前記所定のサンプリング計測下で観測できた逆転度の個数と前記観測確率とから、パケットロス回数とパケットロス確率とを反復計算し、パケットロス回数とパケットロス確率を推定することを特徴とする請求項１０に記載の推定装置。
【請求項１２】
前記推定手段は、前記観測確率を、式
0005206968.tif 000011
（但し、pは推定されるパケットロス率、sは所定のサンプリングのサンプリング確率、jは逆転度、kは閾値）
から求めることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の推定装置。
【請求項１３】
前記推定手段は、式
0005206968.tif 000012
（但し、bは定数である）
から求めることを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれかに記載の推定装置。
【請求項１４】
再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定装置であって、
所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測する計測手段と、
少なくともパケットロス率と観測確率とが対応付けられて記憶されたデータベースから、前記パケットロス率に対応する観測確率を検索し、この観測確率により、再度、パケットロス回数とパケットロス確率とを計算し、パケットロス回数又はパケットロス確率を推定する推定手段とを含む
ことを特徴とする推定装置。
【請求項１５】
前記推定手段は、前記所定のサンプリング計測下で観測できた逆転度の個数と前記観測確率とから、パケットロス回数とパケットロス確率とを反復計算し、パケットロス回数とパケットロス確率とを推定することを特徴とする請求項１４に記載の推定装置。
【請求項１６】
前記データベースは、
フルサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測し、各パケットロス率におけるフルサンプリング計測下の逆転度の分布を求め、
このフルサンプリング計測下の逆転度の分布に基づいて、所定のサンプリング確率において観測できる逆転度の分布を推測して、所定のサンプリング確率におけるパケットロス率毎の観測確率を求め、
少なくともパケットロス率と観測確率とを対応付けてデータベースを作成されることを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の推定装置。
【請求項１７】
再送制御が行われる通信におけるパケットのロス又はロス率を推定するネットワーク計測システムであって、
所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測する手段と、
推測されるフルサンプリング計測下の逆転度と、所定のサンプリング計測下において観測できる逆転度とから、パケットのロス回数又はロス率を推定する手段と
を有することを特徴とするネットワーク計測システム。
【請求項１８】
再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定するネットワーク計測システムであって、
所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測する計測手段と、
フルサンプリング計測下で観測できる逆転度の個数全体に対して前記所定のサンプリング計測下で観測できた逆転度の個数が占める割合から、前記所定のサンプリング計測下で観測できる逆転度の観測確率を求め、この観測確率に基づいて、パケットのロス回数又はロス率を推定する推定手段と
を有することを特徴とするネットワーク計測システム。
【請求項１９】
再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定するネットワーク計測システムであって、
所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測する計測手段と、
少なくともパケットロス率と観測確率とが対応付けられて記憶されたデータベースから、前記パケットロス率に対応する観測確率を検索し、この観測確率により、再度、パケットロス回数とパケットロス確率とを計算し、パケットロス回数又はパケットロス確率を推定する推定手段とを含む
ことを特徴とするネットワーク計測システム。
【請求項２０】
再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定プログラムであって、
所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測する処理と、
推測されるフルサンプリング計測下の逆転度と、所定のサンプリング計測下において観測できた逆転度とから、パケットのロス回数又はロス率を推定する処理と
を情報処理装置に実行させることを特徴とする推定プログラム。
【請求項２１】
再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定プログラムであって、
所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測する計測処理と、
フルサンプリング計測下で観測できる逆転度の個数全体に対して前記所定のサンプリング計測下で観測できた逆転度の個数が占める割合から、前記所定のサンプリング計測下で観測できる逆転度の観測確率を求め、この観測確率に基づいて、パケットのロス回数又はロス率を推定する推定処理と
を情報処理装置に実行させることを特徴とする推定プログラム。
【請求項２２】
再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定プログラムであって、
所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測する計測処理と、
少なくともパケットロス率と観測確率とが対応付けられて記憶されたデータベースから、前記パケットロス率に対応する観測確率を検索し、この観測確率により、再度、パケットロス回数とパケットロス確率とを計算し、パケットロス回数又はパケットロス確率を推定する推定処理と
を情報処理装置に実行させることを特徴とする推定プログラム。
【請求項２３】
再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定方法であって、
所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転回数を計測する計測処理と、
フルサンプリング計測下で観測できる逆転回数に対して前記所定のサンプリング計測下で観測できた逆転回数が占める割合から、前記所定のサンプリング計測下で観測できる逆転回数の観測確率を求め、この観測確率に基づいて、パケットのロス回数又はロス率を推定する推定処理と
を有することを特徴とする推定方法。
【請求項２４】
再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定装置であって、
所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転回数を計測する計測手段と、
フルサンプリング計測下で観測できる逆転回数に対して前記所定のサンプリング計測下で観測できた逆転回数が占める割合から、前記所定のサンプリング計測下で観測できる逆転回数の観測確率を求め、この観測確率に基づいて、パケットのロス回数又はロス率を推定する推定手段と
を有することを特徴とする推定装置。
【請求項２５】
再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定プログラムであって、
所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転回数を計測する計測処理と、
フルサンプリング計測下で観測できる逆転回数に対して前記所定のサンプリング計測下で観測できた逆転回数が占める割合から、前記所定のサンプリング計測下で観測できる逆転回数の観測確率を求め、この観測確率に基づいて、パケットのロス回数又はロス率を推定する推定処理と
を情報処理装置に実行させることを特徴とする推定プログラム。
【請求項２６】
再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定方法であって、
所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転回数を計測する計測処理と、
前記逆転回数に基づいて、前記所定のサンプリング計測下で観測できる逆転回数の観測確率を求め、この観測確率に基づいて、パケットのロス回数又はロス率を推定する推定処理と
を有することを特徴とする推定方法。
【請求項２７】
再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定装置であって、
所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転回数を計測する計測手段と、
前記逆転回数に基づいて、前記所定のサンプリング計測下で観測できる逆転回数の観測確率を求め、この観測確率に基づいて、パケットのロス回数又はロス率を推定する推定手段と
を有することを特徴とする推定装置。
【請求項２８】
再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定プログラムであって、
所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転回数を計測する計測処理と、
前記逆転回数に基づいて、前記所定のサンプリング計測下で観測できる逆転回数の観測確率を求め、この観測確率に基づいて、パケットのロス回数又はロス率を推定する推定処理と
を情報処理装置に実行させることを特徴とする推定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はネットワークの品質を計測する技術に関し、特に、所定のサンプリング計測下において送信パケットのロス回数又はロス率を推定する推定方法、装置及びプログラムと、ネットワーク計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、End-to-Endのパケットのロスを検出する方法として、非特許文献１に記載された技術がある。この技術は、端末Ａと端末Ｂとのパスの間にキャプチャ部を設け、このキャプチャ部が通過するパケットをフルキャプチャする。そして、そのパケットのシーケンス番号をチェックしておき、送信シーケンス番号の順序が逆転した場合に、パケットロスを検出する技術である。【０００３】
【非特許文献１】大岸智彦、井戸上彰、長谷川亨、加藤聰彦、“片方向IPトラヒックからTCPレベルの統計情報を収集するパフォーマンスモニタの設計”、2000年電子情報通信学会総合大会B-7-3
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の従来技術では、全ての送信パケットを取得しなければ、高精度な品質計測、すなわちパケットのロスを検出することはできない。【０００５】
しかしながら、通信ネットワークの高速領域ではパケットの取りこぼしが多く発生し、また、全パケットを取得しようとすると、計測器に要求されるCPU、ネットワーク、バス帯域等に高い処理能力が必要とされる。【０００６】
そこで、本発明は上記課題に鑑みて発明されたものであって、その目的は、全ての送信パケットを取得せずとも、送信パケットのロスや、パケットロス率を推測できるパケットロス率推定方法、装置及びプログラムと、ネットワーク計測システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明は、再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定方法であって、所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測し、推測されるフルサンプリング計測下の逆転度と、所定のサンプリング計測下において観測できた逆転度とから、パケットのロス回数又はロス率を推定することを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決する本発明は、再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定方法であって、所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測する計測処理と、フルサンプリング計測下で観測できる逆転度の個数全体に対して前記所定のサンプリング計測下で観測できた逆転度の個数が占める割合から、前記所定のサンプリング計測下で観測できる逆転度の観測確率を求め、この観測確率に基づいて、パケットのロス回数又はロス率を推定する推定処理とを有することを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決する本発明は、再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定方法であって、所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測する計測処理と、少なくともパケットロス率と観測確率とが対応付けられて記憶されたデータベースから、前記パケットロス率に対応する観測確率を検索し、この観測確率により、再度、パケットロス回数とパケットロス確率とを計算し、パケットロス回数又はパケットロス確率を推定する推定処理とを含むことを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決する本発明は、再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定装置であって、所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測する手段と、推測されるフルサンプリング計測下の逆転度と、所定のサンプリング計測下において観測できた逆転度とから、パケットのロス又はロス率を推定する手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する本発明は、再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定装置であって、所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測する計測手段と、フルサンプリング計測下で観測できる逆転度の個数全体に対して前記所定のサンプリング計測下で観測できた逆転度の個数が占める割合から、前記所定のサンプリング計測下で観測できる逆転度の観測確率を求め、この観測確率に基づいて、パケットのロス回数又はロス率を推定する推定手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する本発明は、再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定装置であって、所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測する計測手段と、少なくともパケットロス率と観測確率とが対応付けられて記憶されたデータベースから、前記パケットロス率に対応する観測確率を検索し、この観測確率により、再度、パケットロス回数とパケットロス確率とを計算し、パケットロス回数又はパケットロス確率を推定する推定手段とを含むことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する本発明は、再送制御が行われる通信におけるパケットのロス又はロス率を推定するネットワーク計測システムであって、所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測する手段と、推測されるフルサンプリング計測下の逆転度と、所定のサンプリング計測下において観測できる逆転度とから、パケットのロス回数又はロス率を推定する手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する本発明は、再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定するネットワーク計測システムであって、所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測する計測手段と、フルサンプリング計測下で観測できる逆転度の個数全体に対して前記所定のサンプリング計測下で観測できた逆転度の個数が占める割合から、前記所定のサンプリング計測下で観測できる逆転度の観測確率を求め、この観測確率に基づいて、パケットのロス回数又はロス率を推定する推定手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決する本発明は、再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定するネットワーク計測システムであって、所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測する計測手段と、少なくともパケットロス率と観測確率とが対応付けられて記憶されたデータベースから、前記パケットロス率に対応する観測確率を検索し、この観測確率により、再度、パケットロス回数又はパケットロス確率とを計算し、パケットロス回数とパケットロス確率を推定する推定手段とを含むことを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決する本発明は、再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定プログラムであって、所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測する処理と、推測されるフルサンプリング計測下の逆転度と、所定のサンプリング計測下において観測できた逆転度とから、パケットのロス回数又はロス率を推定する処理とを情報処理装置に実行させることを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決する本発明は、再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定プログラムであって、所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測する計測処理と、フルサンプリング計測下で観測できる逆転度の個数全体に対して前記所定のサンプリング計測下で観測できた逆転度の個数が占める割合から、前記所定のサンプリング計測下で観測できる逆転度の観測確率を求め、この観測確率に基づいて、パケットのロス回数又はロス率を推定する推定処理とを情報処理装置に実行させることを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決する本発明は、再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定プログラムであって、所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転を観測し、前記逆転時のシーケンス番号以上のサンプリングしたシーケンス番号の個数を逆転度として計測する計測処理と、少なくともパケットロス率と観測確率とが対応付けられて記憶されたデータベースから、前記パケットロス率に対応する観測確率を検索し、この観測確率により、再度、パケットロス回数とパケットロス確率とを計算し、パケットロス回数又はパケットロス確率を推定する推定処理とを情報処理装置に実行させることを特徴とする。
【００１９】
上記課題を解決する本発明は、再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定方法であって、所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転回数を計測する計測処理と、フルサンプリング計測下で観測できる逆転回数に対して前記所定のサンプリング計測下で観測できた逆転回数が占める割合から、前記所定のサンプリング計測下で観測できる逆転回数の観測確率を求め、この観測確率に基づいて、パケットのロス回数又はロス率を推定する推定処理とを有することを特徴とする。
【００２０】
上記課題を解決する本発明は、再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定装置であって、所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転回数を計測する計測手段と、フルサンプリング計測下で観測できる逆転回数に対して前記所定のサンプリング計測下で観測できた逆転回数が占める割合から、前記所定のサンプリング計測下で観測できる逆転回数の観測確率を求め、この観測確率に基づいて、パケットのロス回数又はロス率を推定する推定手段とを有することを特徴とする。
【００２１】
上記課題を解決する本発明は、再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定プログラムであって、所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転回数を計測する計測処理と、フルサンプリング計測下で観測できる逆転回数に対して前記所定のサンプリング計測下で観測できた逆転回数が占める割合から、前記所定のサンプリング計測下で観測できる逆転回数の観測確率を求め、この観測確率に基づいて、パケットのロス回数又はロス率を推定する推定処理とを情報処理装置に実行させることを特徴とする。
【００２２】
上記課題を解決する本発明は、再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定方法であって、所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転回数を計測する計測処理と、前記逆転回数に基づいて、前記所定のサンプリング計測下で観測できる逆転回数の観測確率を求め、この観測確率に基づいて、パケットのロス回数又はロス率を推定する推定処理とを有することを特徴とする。
【００２３】
上記課題を解決する本発明は、再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定装置であって、所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転回数を計測する計測手段と、前記逆転回数に基づいて、前記所定のサンプリング計測下で観測できる逆転回数の観測確率を求め、この観測確率に基づいて、パケットのロス回数又はロス率を推定する推定手段とを有することを特徴とする。
【００２４】
上記課題を解決する本発明は、再送制御が行われる通信におけるパケットのロス回数又はロス率を推定する推定プログラムであって、所定のサンプリング計測下においてパケットの送信シーケンス番号の逆転回数を計測する計測処理と、前記逆転回数に基づいて、前記所定のサンプリング計測下で観測できる逆転回数の観測確率を求め、この観測確率に基づいて、パケットのロス回数又はロス率を推定する推定処理とを情報処理装置に実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、計測機器に高い処理能力を要求せずに、パケットのロスや、パケットのロス率を、高精度に推測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は逆転度を説明する為の図である。
【図２】図２はSN値の逆転現象数を統計的な手法を用いて推測する概念を説明する為の図である。
【図３】図３はSN値の逆転現象数を統計的な手法を用いて推測する概念を説明する為の図である。
【図４】図４はSN値の逆転現象数を統計的な手法を用いて推測する概念を説明する為の図である。
【図５】図５はデータベースの構築の方法を説明する為の図である。
【図６】図６は示されるデータベースの一例を示す図である。
【図７】図７は本発明が適用されるネットワークの概要を示した図である。
【図８】図８は計測装置１の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２７】
１        計測装置
２，３    通信端末
４，５    分岐装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の実施の形態を説明する。【００２９】
まず、本発明の概念を説明する。【００３０】
本発明の特徴は、所定のサンプリング計測下でパケットの送信シーケンス番号（以下、SNと称する）の逆転現象を観測し、この観測結果に基づき、フルサンプリング計測下で観測されるであろう、実際のパケットのロス回数又はパケットロス率を推測することを特徴とする。尚、ここで、パケットロス率とは、送信したパケットのうち、回線エラーなどの原因により通信途上で消失した（ロスした）パケットの割合をいい、例えば、送信パケットがN個であり、消失したパケットがM個である場合、パケットロス率はM/Nとなる。【００３１】
ここで、ＳＮの逆転現象とは、観測されるパケットのシーケンス番号が昇順とならず、パケットの再送等により、観測されるシーケンス番号が低下することを言う。例えば、パケットのシーケンス番号が４、５、６…のように昇順している時、次に観測するパケットのシーケンス番号が７とならずに３となるような場合である。【００３２】
本発明では、このようなＳＮの逆転現象を観測するために逆転度という概念を用いる。図１は逆転度を説明する為の図である。ここで、逆転度とは、ＳＮ値の逆転現象が発生したとき、逆転時のＳＮ値以上のＳＮ値をいままで何個観測したかをカウントしたものである。例えば、図１における図１Ａの状態では４、図１Ｂの状態では５、図１Ｃの状態では６である。【００３３】
このような逆転度を用いて、ＳＮの逆転現象を所定のサンプリング計測下で観測した場合、例えば、０．５のサンプリング確率でＳＮの逆転現象した場合の逆転度が５であった場合、１のサンプリング確率、すなわちフルサンプリング（フルキャプチャ）で逆転度を計測した場合には逆転度が１０と予測される。何故ならば、サンプリング確率が０．５である場合にサンプリング（キャプチャ）したパケット数が５であれば、フルサンプリング（フルキャプチャ）時のパケット数は１０と予測されるからである。尚、ここで、サンプリング確率とは、送信パケットN個のうち１個の割合で、パケットをサンプリングする場合の確率をいう。【００３４】
しかしながら、所定のサンプリング計測下で観測した場合、観測できない逆転現象があり、上述の方法とは多少異なる結果となるので、統計的な手法を用いて予測を行う。【００３５】
図２から図４は、SN値の逆転現象数を統計的な手法を用いて推測する概念を説明する為の図である。【００３６】
まず、図２に示される如く、逆転度jを横軸とし、逆転度の個数全体に対して所定の逆転度の個数が占める割合Nを縦軸とする、フルサンプリング（フルキャプチャ）時のヒストグラムを予測する。このヒストグラムは、統計的に求めても良いし、実測しても良い。尚、割合Nは、パケットロス率p、サンプリング確率s、逆転度jを変数とする関数として定義することができる。【００３７】
次に、図３に示す如く、所定のサンプリング確率s下で観測されるヒストグラムを予測する。サンプリング確率が１の時の割合N(p,1,j)の総数は、式１で示され、サンプリング確率sの時の割合NSN(p,s,j)の総数は式２で示される。
式１
0005206968.tif 000002
式２
0005206968.tif 000003
ここで、図４に示されるヒストグラムは、予測したサンプリング確率sのヒストグラムであるけれども、サンプリング計測を行っているので、jが０以下は観測することができない。例えば、サンプリングされたパケットのＳＮが、５，６，４となれば、SNの逆転現象を観測するができるが、例え、ＳＮが逆転していても、ＳＮが逆転した前又は後のパケットのSNがサンプリングできなければ、観測することができないからである。【００３８】
そこで、j＝１以上の閾値で逆転度を計測する。すなわち、この閾値は計測対象となる逆転度の値を決定する値であり、例えば、閾値をｋ＝１とした場合には１以上の逆転度を計測対象とし、閾値をｋ＝２とした場合には２以上の逆転度を計測対象とすることを意味し、通常はｋ＝１である。従って、式２で示されるサンプリング確率ｓの時の割合N(p,s,j)の総数は、実際に観測することができない閾値ｋ以下の部分を含んでいることになる。【００３９】
よって、サンプリング確率s時におけるSN値の逆転現象を観測できる確率である観測確率は式３となる。
式３
0005206968.tif 000004
この観測確率は、本来の発生した逆転現象（s=1のヒストグラム）のなかで、観測した逆転度の事象(s=0.5の斜線面積部分)の割合でもある。そして、この観測確率を求めることにより、観測することができない閾値ｋ以下の逆転現象も含めたSN値の逆転度やパケットロス率を求めことができるのである。【００４０】
以下、具体的な計算方法を説明する。
Ｓｔｅｐ  １
まず、所定のサンプリング計測下で、SN値の逆転度を観測する。ここで、閾値をkとした場合のカウント値（観測値）をAkとする。尚、通常はｋ＝１であり、この場合のカウント値はSN値の逆転回数、すなわちパケットロス回数（SN値の逆転現象数）と等しくなるので、SN値の逆転回数をカウントするようにしても良い。
Ｓｔｅｐ  ２
続いて、パケットロス回数（SN値の逆転現象数）をXi（収束前は一時的な推定値）とし、パケットロス率をpi+1= Xi+1/Thとする。ここで、Thは計測対象の期間中に発生した通信量（パケットの個数やサイズなど）である。そして、任意のパケットロス回数の初期値X0(>0)を選定し、それを初期値のパケットロス率p0に変換する。ここで、初期値のパケットロス率p0は、p0= X0 / Thである。尚、初期値X0の推奨値は、直前期間のパケットロス回数、Ak等である。
Ｓｔｅｐ  ３
次に、piの値から観測確率QSN (pi,s,k)を求める。尚、sは所定サンプリング計測時のサンプリング確率であるが、観測確率QSN (pi,s,k)≠サンプリング確率sである。ここで、SN値を観測する場合の観測確率QSN (pi,s,k)は、式４となる。
式４
0005206968.tif 000005
但し、kの採りうる値は１以上であり、jは逆転度である。尚、kを１に設定した場合、観測確率QSN(pi,s,k)は、
0005206968.tif 000006
となる。【００４１】
ここで、サンプリング確率sの時の割合N(p,s,j)は、変数p,s,jの関数として定義され、確率分布モデルに基づき、関数Nはポアソン分布をベースに決定することが可能である。この場合の、N(p,s,j)は式５となる。
式５
0005206968.tif 000007
但し、bは定数である。【００４２】
なお、Ｎ(p,s,j)の分布は、式５に限るものではなく、他の式でも良い。【００４３】
このように関数N(p,s,k)を定義した後、観測確率QSN (pi,s,k)を求める。
Ｓｔｅｐ  ４
更に、観測値Akと観測確率QSN (pi,s,k)とからXi+1（パケットロス回数）を、式６に基づいて推定し、式７に基づいてパケットロス率に変換する。
式６
Xi+1= Ak/ QSN(pi,s,k)
式７
pi+1= Xi+1/Th
Ｓｔｅｐ  ５
上述したＳｔｅｐ  ３とＳｔｅｐ  ４とを反復計算を行う。理想的には、X∞が真のパケットロス回数であるが、実際には、変化率={（Xi+1-Xi)/Xi} 又は {（pi+1-pi)/pi} が一定以内になるまで反復計算を行ったり、iが一定回数になるまで反復計算を行ったりする。【００４４】
このようにして、パケットロス率pi+1、パケットロス回数Xi+1を求める。【００４５】
上述の計算方法では、統計的な手法を用いて、パケットロス率pi+1、パケットロス回数Xi+1を求める方法を説明したが、実験結果の分布を元にデータベースを構築し、その結果から関数Nを決定する手法も可能である。【００４６】
以下にデータベースの構築の方法を述べる。【００４７】
まず、図５のｓｔｅｐ１に示す如く、サンプリング確率s0（=1）、すなわちフルサンプリング計測下で複数の所定のパケットロス率、例えば、パケットロス率0.001%（小さい値）から10%程度（大きな値）程度まで、図５に示す如く、サンプリング確率s時の逆転度を横軸とし、サンプリング確率s時の割合N(p,s,j)を縦軸とするSN値の逆転現象のヒストグラムをパケットロス率毎に作成する。【００４８】
次に、図５のｓｔｅｐ２に示す如く、作成したヒストグラム（サンプリング確率s0=1）に基づいて、所定のサンプリング確率sのヒストグラムを予測する。このサンプリング確率sのヒストグラムN(p,s,j)であるが、フルサンプリングなのでN(p,1,j)が既知となり、式８で与えられる。
式８
0005206968.tif 000008
但し、pはパケットロス率、sはサンプリング確率、jはSN値の逆転度である。【００４９】
このようにして得られた各サンプリング確率sのヒストグラムN(p,s,j)を、式４に代入して、図５のｓｔｅｐ３に示す如く、各サンプリング確率sの観測確率を求める。尚、求められる観測確率は離散的なものなので、線形補間やログ補間を行って連続的な値を得、図５のｓｔｅｐ４に示す如く、観測確率の結果をデータベースに記録する。図６はこのようなデータベースの一例を示したものである。【００５０】
図６に示されるデータベースでは、検索キーはパケットロス率とサンプリング確率との組み合わせであり、この組み合わせと、その組み合わせの観測確率とが対応付けられて記憶されている。【００５１】
尚、上述の説明では、フルサンプリング計測下で得られたヒストグラムを基にデータベースを作成したが、かならずしもフルサンプリング計測下で得られたヒストグラムに基づいて作成する必要はない。例えば、多少精度は落ちるが、サンプリング確率＝０．９程度のサンプリング計測下で得られたヒストグラムを基にデータベースを作成しても良い。【００５２】
そして、式７で得られたパケットロス率とその時のサンプリング確率との組み合わせに対応する観測確率を、データベースから検索し、この検索した観測確率を式６に再び代入することにより、上述したＳｔｅｐ４の処理を行う。【００５３】
このように処理することにより、上述した統計的な手法と同様に、パケットロス率pi+1、パケットロス回数Xi+1を求めることが可能となる。【００５４】
尚、上述した説明では、逆転度の概念を導入して、本発明を説明したが、これに限られない。例えば、逆転度の分布が輻輳ウィンドウの分布と同様なものと考えると、本発明は、サンプリング計測下で観測できた逆転回数から、送信端末の輻輳ウィンドウの大きさを予測することで、パケットのロス回数又はロス率を推測する発明とも言える。【００５５】
また、逆転度の分布が重複するACKの分布と同様なものと考えると、本発明は、サンプリング計測下で観測できた逆転回数から、発生した重複するACKの数を予測することで、パケットロス回数又はロス回数を推測する発明とも言える。【００５６】
しかしながら、ｋを１に設定し、SN値の逆転回数をカウントするようにした場合には、逆転度jや、上記の輻輳ウィンドウや、重複ACK等を特に考慮することなく、上述した式により、パケットロス回数又はロス回数を推測することができる。【００５７】
次に、本発明を具体的なシステムに適用した実施の形態を説明する。【００５８】
図７は本発明が適用されるネットワークの概要を示した図である。【００５９】
図７中、１はパケットロス率を計測する計測装置であり、２，３は通信端末であり、４，５は分岐装置である。【００６０】
図８は計測装置１の構成を示すブロック図である。【００６１】
計測装置１は、分岐装置４，５からのデータ入力であるデータ受信部１１１及びデータ受信部１１２と、データ受信部１１１，１１２で入力されたパケットをN個に一個の確率（サンプリング確率s=1/N）でパケット情報を取得するサンプリング処理部１１３と、取得したパケットの中の情報を用いてフロー分類するフロー識別部１１４と、その結果を記憶するフロー情報格納部１１５とから構成されるデータ前処理部１００を備えている。【００６２】
また、計測装置１は、End-to-End情報格納部２０５と、フロー情報格納部１１５から情報を抽出し、シーケンス番号（SN）を識別してEnd-to-End情報格納部２０５に格納するSN識別部２０１と、End-to-End情報格納部２０５から情報を抽出し、SN番号の低下現象を検出し、その回数及び逆転度を検出してEnd-to-End情報格納部２０５に格納するSN逆転度判定部２０２と、End-to-End情報格納部２０５から情報を抽出しスループットを計算するスループット判定部２０４と、スループット判定部２０４の結果とEnd-to-End情報格納部２０５の格納情報とからEnd-to-Endロス数やロス率を判定するEnd-to-Endロス判定部２０３とから構成されるEnd-to-End品質推定部２００を備える。【００６３】
また、計測装置１は、スループット判定部２０４とEnd-to-Endロス判定部２０３との結果を記憶しておく品質結果格納部４００を備えている。【００６４】
本実施の形態では、はじめにネットワーク上を流れているパケットを計測装置１で取り込み、データ前処理部１００に入ることにより処理が開始される。分岐装置４から入力されたデータはデータ受信部１１１で、分岐装置５から入力されたデータはデータ受信部１１２で受信する。データ受信部１１１とデータ受信部１１２とでデータを受け取った後、受信部はそのデータをサンプリング処理部１１３へ渡す。【００６５】
サンプリング処理部１１３ではN個に一個の確率でパケット情報を取得する。このときのサンプリング処理方法としては、乱数を発生させてサンプリング確率s（１/N）と比較し、その大小で取捨判定を行うランダムサンプリングや、パケット全体やプロトコル毎やフロー毎にカウンタを一つ保持しておき、そのカウンタ値とサンプリング確率と比較して、取捨判定を行う均等サンプリングや、シーケンス番号や確認応答信号番号等パケットヘッダ情報の一部とサンプリング確率とを比較する方法などが考えられる。【００６６】
サンプリング処理部１１３で取得パケットを決定した後に、フロー識別部１１４では、取得パケットの情報の一部、IPアドレスやポート番号やプロトコルIDやVLAN情報やMPLS情報のいずれかひとつ以上の情報を用いてパケットを分類（フロー識別）し、その結果をフロー情報格納部１１５に記憶しておく。【００６７】
ここでデータ前処理部１００は，サンプリング処理部１１３を行ってからフロー識別部１１４の処理を行っているが、フロー識別処理部１１４でフロー識別した後に、サンプリング処理部１１３で取得パケットを決定してもかまわない。【００６８】
次に、End-to-End品質推定部２００を説明する。【００６９】
本実施の形態では、End-to-End品質推定部２００は指定された時間範囲や、ある一定間隔毎にEnd-to-End通信品質解析を行う。【００７０】
SN識別部２０１では、フロー情報格納部１１５から品質解析対象（指定期間の指定フローに該当するパケット）のData側パケットを順番に取り出しSN番号を識別する。SN番号を順次比較していき、最小SN値と最大SN値を見つけ、その結果をEnd-to-End情報格納部２０５へ記録する。【００７１】
SN逆転度判定部２０２では、事前にSNの閾値(k)を指定し、今回取得したSNが前回の番号よりも低下すると、ＳＮ値の逆転現象が発生したとき、逆転時のＳＮ値以上のＳＮ値をいままで何個観測したかをカウントし逆転度を算出する。このとき、逆転度が１の場合、k=１の場合はカウントアップし、K=２の場合にはカウントアップしない。【００７２】
スループット判定部２０４では、式９のように、SN値の差分情報から、期間中の通信量やスループットを求めることができる。
式９
データ通信量＝最大SN値−最小SN値
品質解析対象のパケットすべてに対してSN識別判定部２０１での処理とSN逆転度判定部２０２の処理が終了すると、スループット判定部２０４とロス判定部２０３の処理を行う。【００７３】
ロス判定部２０３では、上述した推定方法により、ロス率を判定する。【００７４】
ロス判定部２０３及びスループット判定部２０４の結果は、品質結果格納部４００に格納される。【００７５】
尚、上述した実施の形態では、End-to-End品質推定部２００をハードウェアで構成したが、SN識別部２０１、SN逆転度判定部２０２、スループット判定部２０４、End-to-Endロス判定部２０３については、上述した動作を情報処理装置に行わせるプログラムによっても実現可能である。
【実施例１】
【００７６】
実施例１として、300秒間TCPの送信パケットを計測した場合の実験結果を説明する。【００７７】
この環境のもとで、フルキャプチャ（サンプリング確率100％(s=1)）観測下では、103200個のパケットが通過し、1055個のパケットのロスが観測され、パケットロス率は0.010119となった。すなわち、通信量Th=103200、バケットロス回数X=1055、パケットロス率p=0.010119である。【００７８】
この同一環境のもとで、サンプリング確率10％(s=0.1)で、閾値kを１に設定してサンプリング観測を行った。【００７９】
このとき、カウント値（観測値）A1は74回観測され、通信量Thは103198個のパケットが通過した予測された。すなわち、カウント値（観測値）A1=74、通信量Th＝103198である。【００８０】
この観測結果をもとに、上述したＳｔｅｐ  ２により、バケットロス回数X0の初期値を74とすると、バケットロス率の初期値は、p0= X0 / Th により、p0=0.000717となる。【００８１】
従って、上述したＳｔｅｐ  ３の式４、式５より、QSN(0.000717, 0.1, 1)は、QSN (0.000717, 0.1, 1) = 0.098659となる。続いて、上述したＳｔｅｐ  ４の式６、式７より、X1=750.054、p1=0.007216となる。【００８２】
次に、算出されたQSNを用いて、上述したＳｔｅｐ  ３とＳｔｅｐ  ４とを反復計算する。【００８３】
すると、第１回目の反復計算により、X1=750.054、p1=0.007216からQSN (0.007216, 0.1, 1) = 0.7519871となり、X2=997.429305、p2=0.009573となる。【００８４】
第２回目の反復計算により、X2=997.429305、p2=0.009573からQSN (0.009573, 0.1, 1) = 0.931406となり、X3=1070.856395、p3=0.01027となる。【００８５】
第３回目の反復計算により、X3=1070.856395、p3=0.01027からQSN (0.01027, 0.1, 1) = 0.9812956となり、X4=1091.267743、p4=0.010464となる。【００８６】
第４回目の反復計算により、X4=1091.267743、p4=0.010464からQSN (0.010464, 0.1, 1) = 0.994917となり、X5=1096.842948、p5=0.010517となる。【００８７】
第５回目の反復計算により、X5=1096.842948、p5=0.010517からQSN (0.010517, 0.1, 1) = 0.9986201となり、X6=1098.358563、p6=0.010531となる。【００８８】
第６回目の反復計算により、X6=1098.358563、p6=0.010531からQSN (0.010531, 0.1, 1) = 0.9996254となり、X7=1098.881732、p7=0.010535となる。【００８９】
このように、６回の反復計算により、収束(上記計算では変化率が0.001以下と定義)した。【００９０】
上記の実験結果によれば、10％のサンプリングで逆転現象を74回計測した場合、パケットロス回数が1098回、パケットロス率が0.010535と推測される。この結果は、実際にフルサンプリングにより計測した実際のパケットロス回数、パケットロス率との誤差率が5%以下であることを示している。【００９１】
一方、本発明とは異なり、単純にサンプリング確率を観測確率とした場合には、パケットロス回数／サンプリング確率より、740回（=74 / 0.1）と推測される。しかしながら、実際には1055回発生しているので、誤差率が30%程度となり、精度が低いことが分かる。【００９２】
このように、本発明によれば、所定のサンプリング計測した場合の計測結果に基づいて高い精度で、実際のパケットロス回数や、パケットロス率を推定することが分かる。
尚、本出願は、２００６年７月７日に出願された日本出願特願２００６−１８７８２１号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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