(57)【要約】  遅延が不規則に発生するネットワーク環境においても精度良くしかも簡単な構成で利用可能帯域を計算するために、送信側装置は、パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットを生成し、各計測パケットに、少なくともパケット番号、パケットサイズおよび送信時刻を含めてパケットトレインとして所定の等しい間隔で送信する。受信側装置は、受信した計測パケットの受信時刻と送信時刻に基づいて、パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間を計測する。そして、計測した到達時間の変化が所定のパターンを有する到達時間変化モデルに適合する箇所の一連の計測パケット群を有効パケットとして抽出する。有効パケットが示す到達時間変化モデルにおいて、到達時間が等しい一連の計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いてネットワークの利用可能帯域を計算する。
2018043691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットであって、各計測パケットに、少なくともパケット番号、パケットサイズおよび送信時刻を含んで所定の等しい間隔で送信されたパケットトレインをネットワークから受信し、受信した前記計測パケットの受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて、前記パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間を計測する到達時間計測手段と、
計測した前記到達時間の変化が所定のパターンを有する到達時間変化モデルに適合する箇所の一連の計測パケット群を有効パケットとして抽出する有効パケット抽出手段と、
前記有効パケットが示す前記到達時間変化モデルにおいて、到達時間が等しい一連の計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いてネットワークの利用可能帯域を計算する利用可能帯域計測手段
を備えるネットワーク帯域計測装置。
【請求項２】
前記有効パケットが示す前記到達時間変化モデルは、到達時間が等しい一連の計測パケット群で構成される第１のパターン部と、パケット番号に応じて到達時間が順次に増加する一連の計測パケット群で構成される第２のパターン部またはパケット番号に応じて到達時間が順次に減少する一連の計測パケット群で構成される第３のパターン部を含むことを特徴とする請求項１に記載のネットワーク帯域計測装置。
【請求項３】
前記到達時間計測手段は、
前記パケットトレインを構成する計測パケットを受信し、当該計測パケットの受信時刻および、当該計測パケットに含まれる送信時刻、パケットサイズおよびパケット番号を出力するパケット受信部と、
前記パケットトレインを構成する一連の計測パケットの前記受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて各計測パケットの到達時間を算出し、隣接する各計測パケットの到達時間の差を到達時間変化情報として算出するパケット到達時間計算機能部と、
前記パケットトレインを構成する計測パケットの送信時刻、受信時刻、パケットサイズ、到達時間および前記到達時間変化情報を、前記計測パケットのパケット番号に対応させて格納する到達時間情報格納部
を含むことを特徴とする請求項２に記載のネットワーク帯域計測装置。
【請求項４】
前記有効パケット抽出手段は、前記到達時間情報格納部に格納された前記計測パケットのパケット番号に対応する前記到達時間変化情報を参照し、前記到達時間変化情報の所定の許容誤差の範囲で、前記第１のパターン部と、前記第２のパターン部または前記第３のパターン部を識別し、前記第１のパターン部から前記第２のパターン部に変化する増加型到達時間変化モデルまたは前記第３のパターン部から前記第１のパターン部に変化する減少型到達時間変化モデルを前記有効パケットとして抽出することを特徴とする請求項３に記載のネットワーク帯域計測装置。
【請求項５】
前記利用可能帯域計測手段は、
前記有効パケット抽出手段が前記増加型到達時間変化モデルを抽出した場合、前記第１のパターン部を構成する一連の計測パケット群の最後のパケット番号の計測パケットのパケットサイズを用いてネットワークの利用可能帯域を計算し、
前記有効パケット抽出手段が前記減少型到達時間変化モデルを抽出した場合、前記第１のパターン部を構成する一連の計測パケット群の最初のパケット番号の計測パケットのパケットサイズを用いてネットワークの利用可能帯域を計算する
ことを特徴とする請求項４に記載のネットワーク帯域計測装置。
【請求項６】
受信データ計測手段をさらに含み、
前記有効パケット抽出手段は、前記有効パケットを抽出できなかったとき、前記パケットトレインの受信速度の算出を前記受信データ計測手段に指示し、
前記受信データ計測手段は、前記パケットトレインを構成する一連の計測パケットの最初の計測パケットの受信時刻と最後の計測パケットの受信時刻の差とパケットサイズの積算値に基づいて、当該パケットトレインの受信速度を算出する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のネットワーク帯域計測装置。
【請求項７】
パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットを生成し、各計測パケットに、少なくともパケット番号およびパケットサイズを含めて一連のパケットトレインとして出力する計測パケット生成手段と、
前記計測パケットに、ネットワークに出力する時の送信時刻を含めて前記パケットトレインを所定の等しい間隔で送信する計測パケット送信手段
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のネットワーク帯域計測装置。
【請求項８】
パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットを生成し、各計測パケットに、少なくともパケット番号およびパケットサイズを含めて一連のパケットトレインとして出力する計測パケット生成手段と、
前記計測パケットに、ネットワークに出力する時の送信時刻を含めて前記パケットトレインを所定の等しい間隔で送信する計測パケット送信手段
を含む送信側装置と、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のネットワーク帯域計測装置を、ネットワークを介して前記送信側装置と接続された受信側装置として備えることを特徴とするネットワーク帯域計測システム。
【請求項９】
請求項７に記載のネットワーク帯域計測装置を、ネットワークを介して、それぞれ送信側装置および受信側装置として備えることを特徴とするネットワーク帯域計測システム。
【請求項１０】
パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットであって、各計測パケットに、少なくともパケット番号、パケットサイズおよび送信時刻を含んで所定の等しい間隔で送信されたパケットトレインをネットワークから受信し、
受信した前記計測パケットの受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて、前記パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間を計測し、
計測した前記到達時間の変化が所定のパターンを有する到達時間変化モデルに適合する箇所の一連の計測パケット群を有効パケットとして抽出し、
前記有効パケットが示す前記到達時間変化モデルにおいて、到達時間が等しい一連の計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いてネットワークの利用可能帯域を計算する
ことを特徴とするネットワーク帯域計測方法。
【請求項１１】
パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットを生成し、各計測パケットに、少なくともパケット番号、パケットサイズおよびネットワークに送信した送信時刻を含めて一連のパケットトレインとして所定の等しい間隔で送信し、
ネットワークから受信した前記計測パケットの受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて、前記パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間を計測し、
計測した前記到達時間の変化が所定のパターンを有する到達時間変化モデルに適合する箇所の一連の計測パケット群を有効パケットとして抽出し、
前記有効パケットが示す前記到達時間変化モデルにおいて、到達時間が等しい一連の計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いてネットワークの利用可能帯域を計算する
ことを特徴とするネットワーク帯域計測方法。
【請求項１２】
前記有効パケットが示す前記到達時間変化モデルは、到達時間が等しい一連の計測パケット群で構成される第１のパターン部と、パケット番号に応じて到達時間が順次に増加する一連の計測パケット群で構成される第２のパターン部またはパケット番号に応じて到達時間が順次に減少する一連の計測パケット群で構成される第３のパターン部を含むことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のネットワーク帯域計測方法。
【請求項１３】
前記パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間の計測は、
前記パケットトレインを構成する計測パケットを受信し、当該計測パケットの受信時刻および、当該計測パケットに含まれる送信時刻、パケットサイズおよびパケット番号を出力し、
前記パケットトレインを構成する一連の計測パケットの前記受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて各計測パケットの到達時間を算出し、隣接する各計測パケットの到達時間の差を到達時間変化情報として算出し、
前記パケットトレインを構成する計測パケットの送信時刻、受信時刻、パケットサイズ、到達時間および前記到達時間変化情報を、前記計測パケットのパケット番号に対応させて格納する
ことを含むことを特徴とする請求項１２に記載のネットワーク帯域計測方法。
【請求項１４】
前記有効パケットの抽出は、
格納された前記計測パケットのパケット番号に対応する前記到達時間変化情報を参照し、前記到達時間変化情報の所定の許容誤差の範囲で、前記第１のパターン部と、前記第２のパターン部または前記第３のパターン部を識別し、前記第１のパターン部から前記第２のパターン部に変化する増加型到達時間変化モデルまたは前記第３のパターン部から前記第１のパターン部に変化する減少型到達時間変化モデルを前記有効パケットとして抽出する
ことを含むことを特徴とする請求項１３に記載のネットワーク帯域計測方法。
【請求項１５】
前記利用可能帯域の計算は、
前記有効パケットの抽出において前記増加型到達時間変化モデルを抽出した場合、前記第１のパターン部を構成する一連の計測パケット群の最後のパケット番号の計測パケットのパケットサイズを用いて利用可能帯域を計算し、
前記有効パケットの抽出において前記減少型到達時間変化モデルを抽出した場合、前記第１のパターン部を構成する一連の計測パケット群の最初のパケット番号の計測パケットのパケットサイズを用いて利用可能帯域を計算する
ことを含むことを特徴とする請求項１４に記載のネットワーク帯域計測方法。
【請求項１６】
前記有効パケットを抽出できなかったとき、前記パケットトレインの受信速度の算出を指示し、
当該指示に基づいて、前記パケットトレインを構成する一連の計測パケットの最初の計測パケットの受信時刻と最後の計測パケットの受信時刻の差とパケットサイズの積算値に基づいて、当該パケットトレインの受信速度を算出する
ことを更に含むことを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載のネットワーク帯域計測方法。
【請求項１７】
コンピュータを、
パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットであって、各計測パケットに、少なくともパケット番号、パケットサイズおよび送信時刻を含んで所定の等しい間隔で送信されたパケットトレインをネットワークから受信し、受信した前記計測パケットの受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて、前記パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間を計測する到達時間計測機能手段と、
計測した前記到達時間の変化が所定のパターンを有する到達時間変化モデルに適合する箇所の一連の計測パケット群を有効パケットとして抽出する有効パケット抽出機能手段と、
前記有効パケットが示す前記到達時間変化モデルにおいて、到達時間が等しい一連の計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いてネットワークの利用可能帯域を計算する利用可能帯域計測機能手段
として動作させることを特徴とするプログラムの記録媒体。
【請求項１８】
前記有効パケットが示す前記到達時間変化モデルは、到達時間が等しい一連の計測パケット群で構成される第１のパターン部と、パケット番号に応じて到達時間が順次に増加する一連の計測パケット群で構成される第２のパターン部またはパケット番号に応じて到達時間が順次に減少する一連の計測パケット群で構成される第３のパターン部を含むことを特徴とする請求項１７に記載のプログラムの記録媒体。
【請求項１９】
前記到達時間計測機能手段は、
前記パケットトレインを構成する計測パケットを受信し、当該計測パケットの受信時刻および、当該計測パケットに含まれる送信時刻、パケットサイズおよびパケット番号を出力するパケット受信処理機能部と、
前記パケットトレインを構成する一連の計測パケットの前記受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて各計測パケットの到達時間を算出し、隣接する各計測パケットの到達時間の差を到達時間変化情報として算出するパケット到達時間計算処理機能部と、
前記パケットトレインを構成する計測パケットの送信時刻、受信時刻、パケットサイズ、到達時間および前記到達時間変化情報を、前記計測パケットのパケット番号に対応させて格納する到達時間情報格納処理機能部
を含むことを特徴とする請求項１８に記載のプログラムの記録媒体。
【請求項２０】
前記有効パケット抽出機能手段は、前記到達時間情報格納処理機能部に格納された前記計測パケットのパケット番号に対応する前記到達時間変化情報を参照し、前記到達時間変化情報の所定の許容誤差の範囲で、前記第１のパターン部と、前記第２のパターン部または前記第３のパターン部を識別し、前記第１のパターン部から前記第２のパターン部に変化する増加型到達時間変化モデルまたは前記第３のパターン部から前記第１のパターン部に変化する減少型到達時間変化モデルを前記有効パケットとして抽出することを特徴とする請求項１９に記載のプログラムの記録媒体。
【請求項２１】
前記利用可能帯域計測機能手段は、
前記有効パケット抽出機能手段が前記増加型到達時間変化モデルを抽出した場合、前記第１のパターン部を構成する一連の計測パケット群の最後のパケット番号の計測パケットのパケットサイズを用いて利用可能帯域を計算し、
前記有効パケット抽出機能手段が前記減少型到達時間変化モデルを抽出した場合、前記第１のパターン部を構成する一連の計測パケット群の最初のパケット番号の計測パケットのパケットサイズを用いて利用可能帯域を計算する
ことを特徴とする請求項２０に記載のプログラムの記録媒体。
【請求項２２】
受信データ計測機能手段をさらに含み、
前記有効パケット抽出機能手段は、前記有効パケットを抽出できなかったとき、前記パケットトレインの受信速度の算出を前記受信データ計測機能手段に指示し、
前記受信データ計測機能手段は、前記パケットトレインを構成する一連の計測パケットの最初の計測パケットの受信時刻と最後の計測パケットの受信時刻の差とパケットサイズの積算値に基づいて、当該パケットトレインの受信速度を算出する
ことを特徴とする請求項１７乃至２１のいずれか１項に記載のプログラムの記録媒体。
【請求項２３】
パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットを生成し、各計測パケットに、少なくともパケット番号およびパケットサイズを含めて一連のパケットトレインとして出力する計測パケット生成機能手段と、
前記計測パケットに、ネットワークに出力する時の送信時刻を含めて前記パケットトレインを所定の等しい間隔で送信する計測パケット送信機能手段
を更に備えることを特徴とする請求項１７乃至２２のいずれか１項に記載のプログラムの記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク帯域計測装置、システム、方法およびプログラムに関し、特に、ネットワークで通信に利用可能な帯域を計測するネットワーク帯域計測装置、システム、方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年スマートフォンの普及に伴い、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークを利用して端末間でデータをリアルタイムに共有するサービスが増加してきた。【０００３】
このようなネットワークを介したサービスを企業やキャリアが提供するに当たり、ネットワークの品質状況を確認し、サービス利用者が快適にサービスを利用できるようにネットワークの設備改善を実施する要求が高まっている。そして、この設備改善を実施するにあたり、ネットワークの品質状況を正確に把握することの必要性が増加してきた。【０００４】
ネットワークの品質状況を正確に把握するためのソリューションとして、例えば、サービス利用者が使用する端末に計測機能を組み込んで、データ集計センター等に設置された計測サーバとの間で定期的に利用可能帯域を計測することが考えられる。また、ネットワークサービスを提供する企業やキャリアが関与しない区間であるブラックボックス区間の利用可能帯域を外部から観察して、サービス使用体感の劣化要因となるボトルネックの存在を把握するというソリューションもあり得る。【０００５】
なお、利用可能帯域は、ＩＰネットワークの物理帯域から、ＩＰネットワークに流れている他のトラヒックを引いた空き帯域である。例えば、動画や音声などのデータ配信システム等のネットワークアプリケーションが通信を行う際に、利用可能帯域を超えたトラヒックを流してしまうと、ネットワークに輻輳が発生してユーザの体感品質の低下につながる。【０００６】
ネットワークの品質状況を確認する技術として、一連の計測パケットから構成されるパケットトレインを使用して、端末間のネットワークにおける利用可能帯域を計測する技術が特許文献１乃至特許文献３に開示されている。【０００７】
特許文献１には、ＩＰネットワークで利用可能な帯域とＵＤＰ（User Datagram Protocol）通信で達成可能なスループットの計測を短時間で行うネットワーク帯域計測システムが開示されている。【０００８】
特許文献１が開示する技術では、パケットサイズが順次に増加する複数の計測パケットが一定の送信間隔で送信されるパケットトレインを受信側で受信し、受信側で計測した各計測パケットの受信間隔の変化に基づいて利用可能帯域を計算する。具体的には、受信側において、計測した受信間隔と送信間隔を比較し、受信間隔と送信間隔とが等しい計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いて、送信側から受信側までのネットワークの利用可能帯域を計算する。受信間隔と送信間隔とが等しい計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットとは、等しかった受信間隔と送信間隔が変化して、受信間隔に遅延の発生が検出された直前の計測パケットのパケットサイズを意味する。【０００９】
なお、特許文献１では、パケットサイズが順次に減少するパケットトレインを用いることにも言及している。この場合は、送信間隔と比較して遅延が発生していた受信間隔が、送信間隔と等しくなった受信間隔が検出されたときの計測パケットのパケットサイズを用いて利用可能帯域を計算する。【００１０】
特許文献２には、利用可能帯域の計測の分解能を少ない通信負荷で動的に変更する技術が開示されている。【００１１】
特許文献２が開示する技術では、受信側で計測した利用可能帯域の測定値の変動量に基づいて、送信側が計測用のパケットトレインのパケットサイズを調整することで計測の分解能を変化させる。具体的には、送信側は受信側が計測した利用可能帯域を逐次受信し、計測の分解能を変化させる必要があると判定した場合に、最小パケットサイズ、最大パケットサイズおよびパケットサイズ増分を変更したパケットトレインを生成する。【００１２】
特許文献３には、無線回線のノイズ等の影響に起因する遅延により利用可能帯域の推定用パケットの受信時刻に揺らぎが生じて精度が低下する状況において、利用可能帯域の推定を迅速かつ高精度に実現する技術が開示されている。【００１３】
特許文献３が開示する技術では、ノイズ等の影響を最も受けにくい最初と最後の推定用パケットの受信時刻と送信時刻のそれぞれを用いて、遅延が開始する推定用パケットを遅延開始パケットとして検出することで推定精度の向上を図っている。具体的には、推定用パケットの数、ネットワークの物理帯域、送信にかかるパケット遅延時間の累積値および推定用パケットのパケット増加サイズに基づいて２次方程式を解くことで遅延開始パケットを検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１１−１４２６２２号公報
【特許文献２】国際公開第２０１１／１３２７８３号
【特許文献３】特開２０１４−１１６７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献１や特許文献２が開示する技術は、遅延が不規則に発生するネットワーク環境では、利用可能帯域の計算精度が劣化してしまうという課題がある。【００１６】
特許文献１や特許文献２が開示する技術では、利用可能帯域を算出するために、パケットトレイン内のパケット群の受信間隔に関して所定のモデル（受信間隔変化モデル）を想定している。例えば、特許文献１が開示する技術では、パケットサイズが順次に増加するパケットトレインを使用する場合、最初の受信パケットからあるサイズの受信パケットまでの受信間隔は一定で、その後、単調増加する受信間隔変化モデルを想定している。そして、受信間隔が一定から単調増加に変化する変化点のパケットサイズに基づいて利用可能帯域を算出している。【００１７】
しかし、不規則に遅延が発生するネットワークでは、受信間隔が一定の状態と受信間隔が単調に増加する状態を示す受信間隔変化モデルが、必ずしもそのまま適用できるとは限らない。【００１８】
図１は、計測パケットの到達時間の変化と、本発明が想定する、遅延が不規則に発生するネットワーク環境における計測パケットの到達時間の変化の一例を説明する図である。図中の（１）は、計測パケットが送信側装置から送信されて受信側装置で受信されるまでの到達時間が変化することで受信間隔が変化する様子を示す。また、図中の（２）は、遅延が不規則に発生するネットワーク環境での到達時間の変化例を示す。【００１９】
この例によれば、パケットトレインの先頭付近のパケットで不規則な遅延が発生することで到達時間が変化し、その後、到達時間が一定となり、ある時点から到達時間が単調増加した後、再度不規則な遅延が発生することで到達時間が変化している。【００２０】
このような状況において特許文献１や特許文献２の技術を使用して利用可能帯域を計測した場合、不規則な遅延に起因した受信間隔の変化に影響されてしまい、利用可能帯域の計算の精度が劣化してしまう。【００２１】
また、特許文献３が開示する技術は、ノイズ等の影響に起因する遅延により利用可能帯域の推定用パケットの受信時刻に揺らぎが生じて精度が低下する問題を解決するものであるが、遅延開始パケットの検出において課題がある。例えば、ノイズ等の影響に起因する遅延を２次関数によりモデル化しており、推定用パケットの数、ネットワークの物理帯域、送信にかかるパケット遅延時間の累積値および推定用パケットのパケット増加サイズに基づく計算処理を行う必要がある。更に、遅延が発生し始める点（変化点）を１点のみと想定しているが、実際のネットワークでは１つのパケットトレインに含まれるパケット群においては複数の変化点が発生し得る。【００２２】
そのため、特許文献３が開示する技術においても、不規則に遅延が発生するネットワークでは計算精度が劣化してしまう。【００２３】
本発明は、遅延が不規則に発生するネットワーク環境においても精度良くしかも簡単な構成で利用可能帯域を計算できるネットワーク帯域計測装置、システム、方法およびプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記の目的を実現するために、本発明の一形態であるネットワーク帯域計測装置は、パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットであって、各計測パケットに、少なくともパケット番号、パケットサイズおよび送信時刻を含んで所定の等しい間隔で送信されたパケットトレインをネットワークから受信し、受信した前記計測パケットの受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて、前記パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間を計測する到達時間計測手段と、計測した前記到達時間の変化が所定のパターンを有する到達時間変化モデルに適合する箇所の一連の計測パケット群を有効パケットとして抽出する有効パケット抽出手段と、前記有効パケットが示す前記到達時間変化モデルにおいて、到達時間が等しい一連の計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いてネットワークの利用可能帯域を計算する利用可能帯域計測手段を含むことを特徴とする。【００２５】
また、本発明の別の形態であるネットワーク帯域計測システムは、パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットを生成し、各計測パケットに、少なくともパケット番号およびパケットサイズを含めて一連のパケットトレインとして出力する計測パケット生成手段と、前記計測パケットに、ネットワークに出力する時の送信時刻を含めて前記パケットトレインを所定の等しい間隔で送信する計測パケット送信手段を含む送信側装置と、上述したネットワーク帯域計測装置を、ネットワークを介して前記送信側装置と接続された受信側装置として含むことを特徴とする。【００２６】
更に、本発明の別の形態であるネットワーク帯域計測方法は、パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットであって、各計測パケットに、少なくともパケット番号、パケットサイズおよび送信時刻を含んで所定の等しい間隔で送信されたパケットトレインをネットワークから受信し、受信した前記計測パケットの受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて、前記パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間を計測し、計測した前記到達時間の変化が所定のパターンを有する到達時間変化モデルに適合する箇所の一連の計測パケット群を有効パケットとして抽出し、前記有効パケットが示す前記到達時間変化モデルにおいて、到達時間が等しい一連の計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いてネットワークの利用可能帯域を計算することを特徴とする。【００２７】
更に、本発明の別の形態である別のネットワーク帯域計測方法は、パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットを生成し、各計測パケットに、少なくともパケット番号、パケットサイズおよびネットワークに送信した送信時刻を含めて一連のパケットトレインとして所定の等しい間隔で送信し、ネットワークから受信した前記計測パケットの受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて、前記パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間を計測し、計測した前記到達時間の変化が所定のパターンを有する到達時間変化モデルに適合する箇所の一連の計測パケット群を有効パケットとして抽出し、前記有効パケットが示す前記到達時間変化モデルにおいて、到達時間が等しい一連の計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いてネットワークの利用可能帯域を計算することを特徴とする。【００２８】
さらに、本発明の別の形態であるプログラムは、コンピュータを、パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットであって、各計測パケットに、少なくともパケット番号、パケットサイズおよび送信時刻を含んで所定の等しい間隔で送信されたパケットトレインをネットワークから受信し、受信した前記計測パケットの受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて、前記パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間を計測する到達時間計測機能手段と、計測した前記到達時間の変化が所定のパターンを有する到達時間変化モデルに適合する箇所の一連の計測パケット群を有効パケットとして抽出する有効パケット抽出機能手段と、前記有効パケットが示す前記到達時間変化モデルにおいて、到達時間が等しい一連の計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いてネットワークの利用可能帯域を計算する利用可能帯域計測機能手段として動作させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は、遅延が不規則に発生するネットワーク環境においても精度良くしかも簡単な構成で利用可能帯域を計算することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】計測パケットの到達時間の変化と、本発明が想定する、遅延が不規則に発生するネットワーク環境における計測パケットの到達時間の変化の一例を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のネットワーク帯域計測装置の構成を例示するブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態のネットワーク帯域計測システムの構成を例示するブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態のネットワーク帯域計測方法の動作を例示するフロー図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の別のネットワーク帯域計測方法の動作を例示するフロー図である。
【図６】本発明の第１の実施形態のネットワーク帯域計測装置のハードウェアの構成を例示するブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施形態のプログラムが実現する機能手段の構成を例示するブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態のネットワーク帯域計測装置の構成を例示するブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態のネットワーク帯域計測システムの構成を例示するブロック図である。
【図１０】到達時間情報格納部に格納する情報を例示する図である。
【図１１】有効パケットの抽出を説明する図である。
【図１２】到達時間変化モデルを説明する図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態のネットワーク帯域計測方法の動作を例示するフロー図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態のプログラムが実現する機能手段の構成を例示するブロック図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態のネットワーク帯域計測装置の構成を例示するブロック図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態のネットワーク帯域計測システムの構成を例示するブロック図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態のネットワーク帯域計測方法の動作を例示するフロー図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態のプログラムが実現する機能手段の構成を例示するブロック図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態のネットワーク帯域計測装置の構成を例示するブロック図である。
【図２０】本発明の第４の実施形態のネットワーク帯域計測システムの構成を例示するブロック図である。
【図２１】本発明の第４の実施形態のネットワーク帯域計測方法の動作を例示するフロー図である。
【図２２】本発明の第４の実施形態のプログラムが実現する機能手段の構成を例示するブロック図である。
【図２３】本発明の第５の実施形態のネットワーク帯域計測装置の構成を例示するブロック図である。
【図２４】本発明の第５の実施形態のネットワーク帯域計測システムの構成を例示するブロック図である。
【図２５】本発明の第５の実施形態のネットワーク帯域計測方法の動作を例示するフロー図である。
【図２６】本発明の第５の実施形態のプログラムが実現する機能手段の構成を例示するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明を実施するための形態の概要を説明する。
【００３２】
パケットがネットワークを通過する際に、パケットの送信レートがネットワークの利用可能帯域を超えると、パケットの到達時間に遅延が発生して、受信側装置で受信するパケットの受信間隔が、送信側装置での送信間隔に対して増加する。
【００３３】
そのため、図１の（１）に示すように、送信側装置での送信間隔に対する受信側装置での受信間隔の時間変化である「（Ｔn−Ｔn-1）−（tn−tn-1）」を計測し、その時間変化がゼロでなくなるポイントを検出することで利用可能帯域を推定している。この時間変化を表す式は「（Ｔn−tn）−（Ｔn-1−tn-1）」と変形できるため、ｎ番目の計測パケットの到達時間とｎ−1番目の計測パケットの到達時間の時間変化を計測することでも実現できる。
【００３４】
つまり、パケットサイズが一定数ずつ順次に増加する計測パケットを使用した場合、計測パケットの送信レートがネットワークの利用可能帯域の範囲内であれば各計測パケットの到達時間に差は発生せず、時間変化はゼロである。そして、計測パケットの送信レートがネットワークの利用可能帯域を超えた段階で到達時間が増加し始め、時間変化も増加する。
【００３５】
また、パケットサイズが一定数ずつ順次に減少する計測パケットを使用した場合、送信レートが利用可能帯域を超えている段階ではパケットサイズが減少するにつれて到達時間が順次に減少する。そして、パケットサイズの減少に伴い送信レートが利用可能帯域を満足するようになった段階で到達時間が一定になる。この場合は、到達時間の時間変化が順次に減少して行き、計測パケットの送信レートがネットワークの利用可能帯域の範囲内に入った時点以降は時間変化がゼロになる。
【００３６】
この到達時間の変化がゼロになる時点の計測パケットを検出するにあたって、本実施形態では、到達時間の変化が所定のパターンを有する到達時間変化モデルを有効パケットとして抽出する。そして、検出した到達時間の変化がゼロになる時点の計測パケットのパケットサイズと送信間隔（Ｔn−Ｔn-1）から利用可能帯域を算出する。
【００３７】
本発明を実施するための形態について以下に図面を参照して詳細に説明する。
【００３８】
なお、実施の形態は例示であり、開示の装置及び方法は、以下の実施の形態の構成には限定されない。また、図に付した参照符号は理解を助けるための一例として便宜上付記したものであり、なんらの限定を意図するものではない。さらに、図面中の矢印の向きは、一例を示すものであり、ブロック間の信号の向きを限定するものではない。
【００３９】
（第１の実施形態）
第１の実施形態を図２乃至図７を参照して説明する。
【００４０】
図２は、本発明の第１の実施形態のネットワーク帯域計測装置の構成を例示するブロック図である。
【００４１】
本発明の第１の実施形態のネットワーク帯域計測装置１０は、到達時間計測手段１１、有効パケット抽出手段１２および利用可能帯域計測手段１３を含む構成になっている。
【００４２】
到達時間計測手段１１は、少なくともパケット番号、パケットサイズおよび送信時刻を含んで送信された計測パケットをネットワークから受信する。計測パケットは複数が所定の等しい間隔で連なってパケットトレインを構成し、パケットトレインを構成する計測パケットのパケットサイズは、一定数ずつ順次に増加または減少する。そして、到達時間計測手段１１は、受信した計測パケットの受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて、パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間を計測する。
【００４３】
有効パケット抽出手段１２は、計測した、到達時間の変化が所定のパターンを有する到達時間変化モデルに適合する箇所の一連の計測パケット群を、有効パケットとして抽出する。
【００４４】
利用可能帯域計測手段１３は、有効パケットが示す到達時間変化モデルにおいて、到達時間が等しい一連の計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いてネットワークの利用可能帯域を計算する。
【００４５】
図３は、本発明の第１の実施形態のネットワーク帯域計測システムの構成を例示するブロック図である。
【００４６】
本発明の第１の実施形態のネットワーク帯域計測システム１は、送信側装置１１０と受信側装置１２０がネットワークを介して接続されている。
【００４７】
送信側装置１１０は、計測パケット生成手段１１０１と計測パケット送信手段１１０２を含む構成になっている。
【００４８】
計測パケット生成手段１１０１は、パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットを生成し、各計測パケットに、少なくともパケット番号およびパケットサイズを含めて一連のパケットトレインとして出力する。
【００４９】
計測パケット送信手段１１０２は、計測パケットに、ネットワークに出力する時の送信時刻を含めてパケットトレインを所定の等しい間隔で送信する。
【００５０】
一方、受信側装置１２０としては、上述したネットワーク帯域計測装置１０が使用される。
【００５１】
図４は、本発明の第１の実施形態のネットワーク帯域計測方法の動作を例示するフロー図である。
【００５２】
パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットであって、各計測パケットに、少なくともパケット番号、パケットサイズおよび送信時刻を含んで所定の等しい間隔で送信されたパケットトレインをネットワークから受信する（Ｓ１０１）。
【００５３】
受信した計測パケットの受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて、パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間を計測する（Ｓ１０２）。
【００５４】
計測した到達時間の変化が所定のパターンを有する到達時間変化モデルに適合する箇所の一連の計測パケット群を、有効パケットとして抽出する（Ｓ１０３）。
【００５５】
有効パケットが示す到達時間変化モデルにおいて、到達時間が等しい一連の計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いてネットワークの利用可能帯域を計算する（Ｓ１０４）。
【００５６】
また、図５は、本発明の第１の実施形態の別のネットワーク帯域計測方法の動作を例示するフロー図である。
【００５７】
パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットを生成し、各計測パケットに、少なくともパケット番号、パケットサイズおよびネットワークに送信した送信時刻を含めて一連のパケットトレインとして所定の等しい間隔で送信する（Ｓ２０１）。
【００５８】
ネットワークから受信した計測パケットの受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて、パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間を計測する（Ｓ２０２）。
【００５９】
計測した到達時間の変化が所定のパターンを有する到達時間変化モデルに適合する箇所の一連の計測パケット群を、有効パケットとして抽出する（Ｓ２０３）。
【００６０】
有効パケットが示す到達時間変化モデルにおいて、到達時間が等しい一連の計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いてネットワークの利用可能帯域を計算する（Ｓ２０４）。
【００６１】
図６は、本発明の第１の実施形態のネットワーク帯域計測装置１０のハードウェアの構成を例示するブロック図である。
【００６２】
図６を参照すると、ネットワーク帯域計測装置１０は、一般的なコンピュータ装置と同様のハードウェア構成によって実現することができ、次の構成を備える。
【００６３】
ハードウェア構成として、制御部であるＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、主記憶部１０２、補助記憶部１０３を含む。主記憶部１０２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成され、補助記憶部１０３は、半導体メモリ等の不揮発メモリから構成される。
【００６４】
また、ハードウェア構成として、ネットワーク通信を行う通信部１０４、マン・マシン・インタフェースとしての入出力部１０５や上記各構成要素を相互に接続するシステムバス１０６等を含む。
【００６５】
本実施形態のネットワーク帯域計測装置１０は、ＣＰＵ１０１が各構成要素の各機能を提供するプログラムを実行することにより、ソフトウェア的に実現してもよい。
【００６６】
すなわち、ＣＰＵ１０１は、補助記憶部１０３に格納されているプログラムを、主記憶部１０２にロードして実行し、あるいは補助記憶部１０３上で直接実行し、ネットワーク帯域計測装置１０の動作を制御することにより、各機能をソフトウェア的に実現する。
【００６７】
図７は、本発明の第１の実施形態のプログラムが実現する機能手段の構成を例示するブロック図である。
【００６８】
第１の実施形態のプログラムは、コンピュータを、到達時間計測機能手段１１１、有効パケット抽出機能手段１２１および利用可能帯域計測機能手段１３１として動作させる。
【００６９】
到達時間計測機能手段１１１は、少なくともパケット番号、パケットサイズおよび送信時刻を含んで送信された計測パケットをネットワークから受信する。計測パケットは複数が所定の等しい間隔で連なってパケットトレインを構成し、パケットトレインを構成する計測パケットのパケットサイズは、一定数ずつ順次に増加または減少する。そして、到達時間計測機能手段１１１は、受信した計測パケットの受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて、パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間を計測する。
【００７０】
有効パケット抽出機能手段１２１は、計測した到達時間の変化が所定のパターンを有する到達時間変化モデルに適合する箇所の一連の計測パケット群を有効パケットとして抽出する。
【００７１】
利用可能帯域計測機能手段１３１は、有効パケットが示す到達時間変化モデルにおいて、到達時間が等しい一連の計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いてネットワークの利用可能帯域を計算する。
【００７２】
なお、図３に示した第１の実施形態のネットワーク帯域計測システム１を構成する送信側装置１１０も、図６に例示するようなハードウェア構成とＣＰＵが実行するプログラムによって実現できることは言うまでもない。
【００７３】
本実施形態では、パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間の変化が所定のパターンを有する到達時間変化モデルに適合する箇所の一連の計測パケット群を有効パケットとして抽出するように構成している。
【００７４】
これにより、不規則に遅延が発生するネットワークにおいても、不規則な遅延に起因した到達時間の変化に影響されることなく、所望の到達時間変化モデルに適合する有効パケットのみを抽出することができる。
【００７５】
そして、抽出した有効パケットが示す到達時間変化モデルにおいて、到達時間が等しい一連の計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いてネットワークの利用可能帯域を計算するように構成している。つまり、パケットサイズが一定数ずつ順次に増加する計測パケットを使用した場合には、到達時間が増加する直前の計測パケットのパケットサイズを用いる。また、パケットサイズが一定数ずつ順次に減少する計測パケットを使用した場合には、到達時間が等しくなった最初の計測パケットのパケットサイズを用いる。そして、対象とする計測パケットのパケットサイズを送信間隔で除算することで利用可能帯域を得る。
【００７６】
したがって、本実施形態では、遅延が不規則に発生するネットワーク環境においても精度良くしかも簡単な構成で利用可能帯域を計算することができる。
【００７７】
（第２の実施形態）
次に、図８乃至図１４を参照して第２の実施形態を説明する。
【００７８】
図８は、本発明の第２の実施形態のネットワーク帯域計測装置の構成を例示するブロック図である。
【００７９】
第２の実施形態のネットワーク帯域計測装置２０は、携帯電話、スマートフォン、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、車載端末、ゲーム機等の外部と通信して情報をやり取りする機能を備えた装置であればよい。
【００８０】
ネットワーク帯域計測装置２０は、パケット受信部２１、到達時間情報格納部２２、パケット到達時間計算部２３、有効パケット抽出部２４、到達時間変化モデル識別部２５および利用可能帯域計算部２６を含む構成になっている。ネットワーク帯域計測装置２０を構成するこれらの機能部の機能については後述する。
【００８１】
また、図９は、ネットワーク帯域計測装置２０を受信側装置２２０として使用し、送信側装置２１０とネットワークを介して接続した本発明の第２の実施形態のネットワーク帯域計測システム２の構成を例示するブロック図である。ネットワーク帯域計測システム２は、例えば、送信側装置２１０をデータ集計センター等に設置し、受信側装置２２０との間のネットワークの利用可能帯域を受信側装置２２０で計測し、計測結果をデータ集計センターに送信する形態が想定できる。
【００８２】
送信側装置２１０は、計測パケット群をパケットトレインとしてネットワークに出力する、計測パケット生成部２１０１とパケット送信部２１０２を含む構成になっている。
【００８３】
計測パケット生成部２１０１は、パケットトレインを構成する、パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットを生成して出力する。各計測パケットには、計測パケットを識別するためのパケット番号と、当該計測パケットのサイズを示すパケットサイズを少なくとも含む。また、パケットトレインを構成する計測パケットの数を示す個数情報を含めてもよい。この個数情報はすべての計測パケットに含めても良いし、最初と最後の計測パケットに含めるだけにしてもよい。
【００８４】
パケット送信部２１０２は、パケットトレインを構成する各計測パケットを所定の等しい間隔で時系列に並べてネットワークに送信する。つまり、隣接する計測パケット間の送信時の時間間隔は、等間隔である。パケット送信部２１０２は、ネットワークへの送信時刻を各計測パケットに含める。
【００８５】
パケットトレインは、パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットを用いるが、以降の説明では特に断りが無い限り、パケットサイズが一定数ずつ順次に増加する計測パケットを用いた場合について説明する。
【００８６】
最小パケットサイズ、パケット増加サイズ、および、パケットトレインを構成する計測パケットの数は、最終パケットを構成する計測パケットのパケットサイズが、ネットワークを通過可能なパケットサイズの範囲に収まるように設定されている。つまり、パケットトレインを構成する各計測パケットのパケットサイズは、全て、ネットワークを通過して受信側装置２２０に到達可能なパケットサイズに設定される。
【００８７】
なお、パケット番号が１番の計測パケットのパケットサイズは、最小パケットサイズに等しい。パケット番号が２番の計測パケットのパケットサイズは、パケット番号が１番の計測パケットのサイズよりも、パケット増加サイズ分だけ大きい。以降、計測パケットのパケットサイズは、パケット番号が１つ増えるたびに、パケット増加サイズ分ずつ増加していく。
【００８８】
各計測パケットには、例えば、ＩＰ（Internet Protocol）パケットやＵＤＰ（User Datagram Protocol）パケットやＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）パケットなどを用いることができる。
【００８９】
図８に示したネットワーク帯域計測装置２０の各機能構成について説明する。
【００９０】
パケット受信部２１は、上述したパケットトレインを構成する計測パケットをネットワークから順次に受信し、当該計測パケットの受信時刻および、当該計測パケットに含まれる送信時刻、パケットサイズおよびパケット番号を出力する。このとき、パケットトレインを構成する計測パケットの数を示す個数情報が計測パケットに含まれている場合は、受信すべき計測パケットの総数を認識しておく。
【００９１】
パケット受信部２１が出力した、計測パケットのパケット番号、パケットサイズ、送信時刻、受信時刻は、パケット番号に対応付けて到達時間情報格納部２２に格納される。
【００９２】
図１０は、到達時間情報格納部に格納する情報を例示する図である。
【００９３】
到達時間情報格納部２２は、パケット受信部２１が出力したパケット番号、パケットサイズ、送信時刻、受信時刻をまず格納する。
【００９４】
パケット到達時間計算部２３は、前述した情報の到達時間情報格納部２２への格納をパケット受信部２１から通知されると、格納されている送信時刻と受信時刻との差である計測パケットの到達時間を算出する。パケット到達時間計算部２３は、更に、隣接する各計測パケットの到達時間の差を到達時間変化情報として算出する。なお、到達時間変化情報は、許容誤差の範囲で丸めた数字として示してもよい。図１０の例示では、単純に、小数点以下の時間を四捨五入して整数で到達時間変化を示している。
【００９５】
図１０を参照すると、パケット番号が「１」から「１１０」の１１０個の計測パケットで構成されるパケットトレインの情報が格納されている。
【００９６】
例えば、パケット番号「１」の計測パケットの到達時間は４．０２秒、パケット番号「２」は５．１１秒、パケット番号「３」は２．０３秒、パケット番号「４」は３．０４秒、以降、３．０２秒、３．０３秒などとなっている。
【００９７】
隣接する各計測パケットの到達時間の差は、パケット番号「２」はパケット番号「１」よりも１．０９秒遅い、パケット番号「３」はパケット番号「２」よりも３．０８秒早い、パケット番号「４」はパケット番号「３」よりも１．０１秒遅いなどとなっている。そして、パケット番号「５」からパケット番号「２０」までは、到達時間の変化は、０．０２秒、０．０１秒、・・・、０．０３秒などと一定になっている。また、パケット番号「２１」からパケット番号「１０７」までは到達時間が単調に増加している。更に、パケット番号「１０８」からパケット番号「１１０」までは到達時間が不規則に変化している。
【００９８】
これらのパケット受信部２１、到達時間情報格納部２２およびパケット到達時間計算部２３が、第１の実施形態における到達時間計測手段１１に相当する。
【００９９】
パケット到達時間計算部２３は、パケットトレインを構成するすべての計測パケットに関するパケット到達時間計算を完了すると、その旨を有効パケット抽出部２４に通知する。
【０１００】
有効パケット抽出部２４は、到達時間情報格納部２２に格納された到達時間変化情報に基づいて、利用可能帯域の算出に使用する到達時間変化モデルを探し、その到達時間変化モデルを構成する計測パケット群を有効パケットとして抽出する。
【０１０１】
図１１は、有効パケットの抽出を説明する図である。
【０１０２】
到達時間変化モデルは、到達時間が等しい一連の計測パケット群で構成される第１のパターン部と、パケット番号に応じて到達時間が順次に増加する一連の計測パケット群で構成される第２のパターン部を含む構成になっている。
【０１０３】
つまり、有効パケット抽出部２４は、到達時間情報格納部２２に格納された到達時間変化情報をパケット番号の順に参照し、到達時間変化がゼロの一連の計測パケット群を識別して、その計測パケット群を第１のパターン部と認識する。このとき、所定の数以上のゼロが続くことを要件とすればよい。
【０１０４】
図１１では、パケット番号「５」乃至パケット番号「２１」の一連の計測パケット群が第１のパターン部となる。
【０１０５】
また、有効パケット抽出部２４は、到達時間情報格納部２２に格納された到達時間変化情報をパケット番号の順に参照したときに、到達時間変化が順次に増加する一連の計測パケット群を第２のパターン部と認識する。このとき、所定の数以上の到達時間変化の増加が続くことを要件とすればよい。
【０１０６】
図１１では、パケット番号「２２」乃至パケット番号「１０７」の一連の計測パケット群が第２のパターン部となる。
【０１０７】
このように、有効パケット抽出部２４は、パケットトレインを構成するパケット番号「１」乃至パケット番号「１１０」の一連の計測パケットから、パケット番号「５」乃至パケット番号「１０７」の計測パケットを有効パケットとして抽出する。つまり、パケット番号「１」乃至パケット番号「４」およびパケット番号「１０８」乃至パケット番号「１１０」の計測パケットは、不規則な遅延に起因して到達時間が変化した計測パケットとして、利用可能帯域を計算するための計測パケットの対象から外される。
【０１０８】
有効パケット抽出部２４が抽出した有効パケットは、到達時間変化モデル識別部２５に送られる。このとき、第１のパターン部と第２のパターン部のそれぞれの計測パケットに関し、パケット番号、送信時刻、到達時間変化情報およびパケットサイズが到達時間変化モデル識別部２５に送られる。
【０１０９】
到達時間変化モデル識別部２５は、有効パケットが示す到達時間変化モデルの種別を識別する。
【０１１０】
到達時間変化モデルの種別とは、パケットトレインを構成する計測パケットのパケットサイズが一定数ずつ順次に増加するモデルと、計測パケットのパケットサイズが一定数ずつ順次に減少するモデルを云う。なお、上記では説明しなかったが、計測パケットのパケットサイズが一定数ずつ順次に減少するモデルを使用した場合、到達時間変化モデルには、パケット番号に応じて到達時間が順次に減少する一連の計測パケット群で構成される第３のパターン部を含む。従って、この場合は第１のパターン部と第３のパターン部のそれぞれの計測パケットに関し、パケット番号、到達時間変化情報およびパケットサイズが到達時間変化モデル識別部２５に送られることになる。
【０１１１】
図１２は、到達時間変化モデルを説明する図である。
【０１１２】
到達時間変化モデル識別部２５は、有効パケットが示す到達時間変化モデルが、増加型到達時間変化モデルなのか、それとも、減少型到達時間変化モデルなのかを識別する。増加型到達時間変化モデルは、図１２（１）に示すように、第１のパターン部から第２のパターン部に変化するモデルであり、減少型到達時間変化モデルは、図１２（２）に示すように、第３のパターン部から第１のパターン部に変化するモデルである。到達時間変化モデル識別部２５は、有効パケット抽出部２４が抽出した有効パケットのパケット番号と到達時間変化情報から第１のパターン部、第２のパターン部および第３のパターン部と、それぞれの対応するパケット番号を識別する。
【０１１３】
到達時間変化モデル識別部２５は、有効パケットが示す到達時間変化モデルが増加型到達時間変化モデルの場合、第１のパターン部を構成する一連の計測パケット群の最後のパケット番号の計測パケットを利用可能帯域の算出に用いるパケットとする。つまり、図１２（１）に示すように、第１のパターン部から第２のパターン部に変化する直前の、第１のパターン部の最後の計測パケット「Ａ」を利用可能帯域の算出に用いるパケットとする。
【０１１４】
また、到達時間変化モデル識別部２５は、有効パケットが示す到達時間変化モデルが減少型到達時間変化モデルの場合、第１のパターン部を構成する一連の計測パケット群の最初のパケット番号の計測パケットを利用可能帯域の算出に用いるパケットとする。つまり、図１２（２）に示すように、第３のパターン部から第１のパターン部に変化した直後の、第１のパターン部の最初の計測パケット「Ｂ」を利用可能帯域の算出に用いるパケットとする。
【０１１５】
到達時間変化モデル識別部２５は、利用可能帯域の算出に用いるパケットとして判定した計測パケット「Ａ」または計測パケット「Ｂ」のパケットサイズを利用可能帯域計算部２６に通知する。なお、このとき、隣接する計測パケットの送信時刻に基づく送信間隔の情報も利用可能帯域計算部２６に通知される。
【０１１６】
これらの有効パケット抽出部２４と到達時間変化モデル識別部２５が、第１の実施形態における有効パケット抽出手段１２に相当する。
【０１１７】
利用可能帯域計算部２６は、到達時間変化モデル識別部２５から通知された計測パケット「Ａ」または計測パケット「Ｂ」のパケットサイズおよび送信間隔の情報を用いてネットワークの利用可能帯域を計算する。つまり、対象とする計測パケットのパケットサイズを送信間隔で除算することで利用可能帯域を得る。
【０１１８】
なお、図８には図示していないが、利用可能帯域計算部２６が計測した利用可能帯域情報を蓄積する計測データ記憶部を備えてもよい。計測データ記憶部に蓄積された利用可能帯域情報は、適宜、データ集計センターに送信すればよい。
【０１１９】
次に、第２の実施形態のネットワーク帯域計測方法の動作を説明する。
【０１２０】
図１３は、本発明の第２の実施形態のネットワーク帯域計測方法の動作を例示するフロー図である。
【０１２１】
まず、パケットトレインを構成する計測パケットをネットワークから受信し、当該計測パケットの受信時刻を設定する（Ｓ３０１）。
【０１２２】
なお、パケットトレインは、パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットで構成されており、各計測パケットは所定の等しい間隔で送信される。また、計測パケットは、少なくとも、パケット番号、パケットサイズ、送信時刻を含む。更に、パケットトレインを構成する計測パケットの数を示す個数情報が含まれてもよい。
【０１２３】
各計測パケットに関し、受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻、パケットサイズおよびパケット番号を抽出して到達時間等のデータを格納する（Ｓ３０２）。
【０１２４】
到達時間等のデータは、送信時刻と受信時刻との差である計測パケットの到達時間、更に、隣接する各計測パケットの到達時間の差を示す到達時間変化情報を含む。つまり、ステップＳ３０２では、計測パケットのパケットサイズ、送信時刻、受信時刻、到達時間、到達時間変化情報が、パケット番号に対応付けて格納される。
【０１２５】
受信した計測パケットに対してステップＳ３０２の処理が終わると、パケットトレインを構成する全ての計測パケットを受信したか否かを確認する（Ｓ３０３）。
【０１２６】
パケットトレインを構成する計測パケットがまだ残っている場合（Ｓ３０３、Ｎｏ）は、ステップＳ３０１に戻り、計測パケットの受信とステップＳ３０２の各種情報の格納処理を繰り返す。
【０１２７】
パケットトレインを構成するすべての計測パケットに関するデータ格納処理が完了すると（Ｓ３０３、Ｙｅｓ）、有効パケット抽出処理が実行される（Ｓ３０４）。
【０１２８】
有効パケット抽出処理では、格納されている到達時間変化情報に基づいて、利用可能帯域の算出に使用する到達時間変化モデルを探し、その到達時間変化モデルを構成する計測パケット群を有効パケットとして抽出する。
【０１２９】
前述したように、到達時間変化モデルは、到達時間が等しい一連の計測パケット群で構成される第１のパターン部と、パケット番号に応じて到達時間が順次に増加する一連の計測パケット群で構成される第２のパターン部を含む。また、計測パケットのパケットサイズが一定数ずつ順次に減少するモデルを使用した場合、到達時間変化モデルには、パケット番号に応じて到達時間が順次に減少する一連の計測パケット群で構成される第３のパターン部を含む。
【０１３０】
有効パケット抽出処理で抽出された有効パケットのそれぞれの計測パケットに関し、パケット番号、到達時間変化情報に基づく到達時間変化モデルの識別が行われる（Ｓ３０５）。
【０１３１】
つまり、有効パケットが示す到達時間変化モデルが、図１２（１）に示すような増加型到達時間変化モデルなのか、それとも、図１２（２）に示すような減少型到達時間変化モデルなのかを識別する。増加型到達時間変化モデルは第１のパターン部と第２のパターン部で構成され、減少型到達時間変化モデルは第３のパターン部と第１のパターン部で構成される。
【０１３２】
有効パケットが示す到達時間変化モデルが増加型到達時間変化モデルの場合、第１のパターン部を構成する一連の計測パケット群の最後のパケット番号の計測パケットを利用可能帯域の算出に用いるパケットとする。
【０１３３】
また、有効パケットが示す到達時間変化モデルが減少型到達時間変化モデルの場合、第１のパターン部を構成する一連の計測パケット群の最初のパケット番号の計測パケットを利用可能帯域の算出に用いるパケットとする。
【０１３４】
判定した利用可能帯域の算出に用いる計測パケットのパケットサイズを用いてネットワークの利用可能帯域を算出する（Ｓ３０６）。つまり、対象とする計測パケットのパケットサイズを、隣接する計測パケットの送信時刻に基づく送信間隔で除算することで利用可能帯域を得る。
【０１３５】
なお、ネットワーク帯域計測装置２０を構成する各機能部の機能は、図６に例示したようなハードウェア構成の一般的なコンピュータ装置において、それぞれ、コンピュータが所定のプログラムに従って動作することで実現できる。
【０１３６】
図１４は、本発明の第２の実施形態のプログラムが実現する機能手段の構成を例示するブロック図である。
【０１３７】
第２の実施形態のプログラムは、パケット受信処理機能部２１１、到達時間情報格納処理機能部２２１、パケット到達時間計算処理機能部２３１、有効パケット抽出処理機能部２４１、到達時間変化モデル識別処理機能部２５１を含む。更に、プログラムは、利用可能帯域計算処理機能部２６１を含む構成になっている。
【０１３８】
これらの各処理機能部は、図８を参照して説明したネットワーク帯域計測装置２０を構成する各機能部の機能をソフトウェア的に実現するものである。
【０１３９】
つまり、パケット受信処理機能部２１１はパケット受信部２１の機能を実現し、到達時間情報格納処理機能部２２１は到達時間情報格納部２２の機能を実現する。パケット到達時間計算処理機能部２３１はパケット到達時間計算部２３の機能を実現し、有効パケット抽出処理機能部２４１は有効パケット抽出部２４の機能を実現する。到達時間変化モデル識別処理機能部２５１は到達時間変化モデル識別部２５の機能を実現し、利用可能帯域計算処理機能部２６１は利用可能帯域計算部２６の機能を実現する。
【０１４０】
本実施形態では、パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間の変化が増加型到達時間変化モデルまたは減少型到達時間変化モデルに適合するかを判定し、適合する箇所の一連の計測パケット群を有効パケットとして抽出するように構成している。
【０１４１】
これにより、不規則に遅延が発生するネットワークにおいても、不規則な遅延に起因した到達時間の変化に影響されることなく、所望の到達時間変化モデルに適合する有効パケットのみを抽出することができる。
【０１４２】
そして、抽出した有効パケットが示す到達時間変化モデルが増加型到達時間変化モデルの場合は、到達時間の変化がゼロとなる第１のパターン部を構成する一連の計測パケット群の最後のパケット番号の計測パケットを利用可能帯域の算出に用いる。これは、当該計測パケットが、到達時間の変化が順次に増加する第２のパターン部の直前のパケットであり、第１のパターン部を構成する一連の計測パケット群のうちでパケットサイズが最大の計測パケットであるからである。
【０１４３】
また、減少型到達時間変化モデルの場合は、第１のパターン部を構成する一連の計測パケット群の最初のパケット番号の計測パケットを利用可能帯域の算出に用いる。これは、当該計測パケットが、到達時間の変化が順次に減少する第３のパターン部の直後のパケットであり、第１のパターン部を構成する一連の計測パケット群のうちでパケットサイズが最大の計測パケットであるからである。
【０１４４】
そして、対象とする計測パケットのパケットサイズを送信間隔で除算することで利用可能帯域を得る。
【０１４５】
したがって、本実施形態では、遅延が不規則に発生するネットワーク環境においても精度良くしかも簡単な構成で利用可能帯域を計算することができる。
【０１４６】
（第３の実施形態）
次に、図１５乃至図１８を参照して第３の実施形態を説明する。
【０１４７】
図１５は、本発明の第３の実施形態のネットワーク帯域計測装置の構成を例示するブロック図である。
【０１４８】
第３の実施形態のネットワーク帯域計測装置３０は、第２の実施形態のネットワーク帯域計測装置２０と同様に、外部と通信して情報をやり取りする機能を備えた装置であればよい。
【０１４９】
ネットワーク帯域計測装置３０は、パケット受信部３１、到達時間情報格納部３２、パケット到達時間計算部３３、有効パケット抽出部３４、到達時間変化モデル識別部３５および利用可能帯域計算部３６を含む。更に、ネットワーク帯域計測装置３０は、計測パケット生成部３７およびパケット送信部３８を含む構成になっている。
【０１５０】
つまり、ネットワーク帯域計測装置３０は、第２の実施形態のネットワーク帯域計測装置２０に、図９を参照して説明した、送信側装置２１０の計測パケット生成部２１０１とパケット送信部２１０２を追加した構成となっている。
【０１５１】
パケット受信部３１、到達時間情報格納部３２、パケット到達時間計算部３３、有効パケット抽出部３４、到達時間変化モデル識別部３５、利用可能帯域計算部３６のそれぞれは、ネットワーク帯域計測装置２０の対応する機能部と同じ機能を有する。つまり、パケット受信部３１はパケット受信部２１と同じ機能を有し、到達時間情報格納部３２は到達時間情報格納部２２と同じ機能を有する。パケット到達時間計算部３３はパケット到達時間計算部２３と同じ機能を有し、有効パケット抽出部３４は有効パケット抽出部２４と同じ機能を有する。そして、到達時間変化モデル識別部３５は到達時間変化モデル識別部２５と同じ機能を有し、利用可能帯域計算部３６は利用可能帯域計算部２６と同じ機能を有する。
【０１５２】
また、計測パケット生成部３７およびパケット送信部３８は、図９を参照して説明した送信側装置２１０の計測パケット生成部２１０１およびパケット送信部２１０２とそれぞれ対応し、対応する機能部は同じ機能を有する。
【０１５３】
そして、本実施形態で使用されるパケットトレインは、第２の実施形態で使用したパケットトレインと同じ構成の複数の計測パケットである。
【０１５４】
計測パケット生成部３７は、パケットトレインを構成する、パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットを生成して出力する。各計測パケットには、計測パケットを識別するためのパケット番号と、当該計測パケットのサイズを示すパケットサイズを少なくとも含む。また、パケットトレインを構成する計測パケットの数を示す個数情報を含めてもよい。
【０１５５】
パケット送信部３８は、パケットトレインを構成する各計測パケットを所定の等しい間隔で時系列に並べてネットワークに送信する。つまり、隣接する計測パケット間の送信時の時間間隔は、等間隔である。パケット送信部３８は、ネットワークへの送信時刻を各計測パケットに含める。
【０１５６】
また、図１６は、ネットワーク帯域計測装置３０をそれぞれ送信側装置３１０と受信側装置３２０として使用し、ネットワークを介して相互を接続した本発明の第３の実施形態のネットワーク帯域計測システムの構成を例示するブロック図である。
【０１５７】
ネットワーク帯域計測システム３において、送信側装置３１０のネットワーク帯域計測装置３０のパケット送信部３８は、受信側装置３２０のネットワーク帯域計測装置３０のパケット受信部３１に接続される。そして、受信側装置３２０のネットワーク帯域計測装置３０のパケット送信部３８は、送信側装置３１０のネットワーク帯域計測装置３０のパケット受信部３１に接続される。
【０１５８】
このようにして、本実施形態のネットワーク帯域計測システム３は、送信側装置３１０から受信側装置３２０に向かう下り方向の利用可能帯域と、受信側装置３２０から送信側装置３１０に向かう上り方向の利用可能帯域の両方を計測する構成になっている。
【０１５９】
ネットワーク帯域計測システム３は、例えば、送信側装置３１０をネットワーク上でブラックボックスとなる領域に隣接する地点に設置して使用することが想定される。つまり、ブラックボックス区間を送信側装置３１０と受信側装置３２０ではさんで、ブラックボックス区間での両方向の利用可能帯域を計測し、計測結果をデータ集計センターに送信するようにしてもよい。このように構成することで、ネットワークサービスを提供する企業やキャリアが関与しないブラックボックス区間の利用可能帯域を外部から観察して、サービス使用体感の劣化要因となるボトルネックの存在を把握することができる。
【０１６０】
この場合、送信側装置３１０で計測した上り方向の利用可能帯域の情報を受信側装置３２０に通知し、受信側装置３２０から上りと下りの両方向の計測結果をデータ集計センターに送信するようにしてもよい。
【０１６１】
図１７は、本発明の第３の実施形態のネットワーク帯域計測方法の動作を例示するフロー図である。
【０１６２】
同図において、（１）はパケットトレインを送信する動作である。
【０１６３】
パケットトレインを構成する、パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットを生成して出力する（Ｓ４０１）。
【０１６４】
各計測パケットには、計測パケットを識別するためのパケット番号と、当該計測パケットのサイズを示すパケットサイズを少なくとも含む。また、パケットトレインを構成する計測パケットの数を示す個数情報を含めてもよい。
【０１６５】
パケットトレインを構成する各計測パケットにネットワークへの送信時刻を設定して、所定の等しい間隔で時系列に並べてネットワークに送信する（Ｓ４０２）。
【０１６６】
また、図１７（２）は、パケットトレインを受信して利用可能帯域を計測する動作である。このステップＳ４１１乃至ステップＳ４１６の動作は、図１３を参照して説明したステップＳ３０１乃至ステップＳ３０６の動作と同じなので、説明は省略する。
【０１６７】
ネットワーク帯域計測装置３０を構成する各機能部の機能は、図６に例示したようなハードウェア構成の一般的なコンピュータ装置において、それぞれ、コンピュータが所定のプログラムに従って動作することで実現できる。
【０１６８】
図１８は、本発明の第３の実施形態のプログラムが実現する機能手段の構成を例示するブロック図である。
【０１６９】
第３の実施形態のプログラムは、パケット受信処理機能部３１１、到達時間情報格納処理機能部３２１、パケット到達時間計算処理機能部３３１、有効パケット抽出処理機能部３４１、到達時間変化モデル識別処理機能部３５１を含む。更に、プログラムは、利用可能帯域計算処理機能部３６１を含むとともに、計測パケット生成処理機能部３７１とパケット送信処理機能部３８１も含む構成になっている。
【０１７０】
これらの各処理機能部は、図１５を参照して説明したネットワーク帯域計測装置３０を構成する各機能部の機能をソフトウェア的に実現するものである。
【０１７１】
つまり、パケット受信処理機能部３１１はパケット受信部３１の機能を実現し、到達時間情報格納処理機能部３２１は到達時間情報格納部３２の機能を実現する。パケット到達時間計算処理機能部３３１はパケット到達時間計算部３３の機能を実現し、有効パケット抽出処理機能部３４１は有効パケット抽出部３４の機能を実現する。到達時間変化モデル識別処理機能部３５１は到達時間変化モデル識別部３５の機能を実現し、利用可能帯域計算処理機能部３６１は利用可能帯域計算部３６の機能を実現する。更に、計測パケット生成処理機能部３７１は計測パケット生成部３７の機能を実現し、パケット送信処理機能部３８１はパケット送信部３８の機能を実現する。
【０１７２】
本実施形態では、送信側装置３１０と受信側装置３２０の上りと下りの両方向の利用可能帯域を計測する構成となっている。そして、その他の構成については第２の実施形態と同じ構成になっている。
【０１７３】
送信側装置３１０と受信側装置３２０の上りと下りの両方向の利用可能帯域を計測することで、例えば、ブラックボックス区間の利用可能帯域を外部から観察して、サービス使用体感の劣化要因となるボトルネックの存在を把握することができる。
【０１７４】
また、本実施形態でも、パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間の変化に応じた到達時間変化モデルに適合する箇所の一連の計測パケット群を有効パケットとして抽出するように構成している。
【０１７５】
これにより、不規則に遅延が発生するネットワークにおいても、不規則な遅延に起因した到達時間の変化に影響されることなく、所望の到達時間変化モデルに適合する有効パケットのみを抽出することができる。
【０１７６】
そして、抽出した有効パケットが示す到達時間変化モデルに応じて利用可能帯域の算出に使用する計測パケットを特定し、その特定した計測パケットのパケットサイズを送信間隔で除算することで利用可能帯域を得る。
【０１７７】
したがって、本実施形態でも、遅延が不規則に発生するネットワーク環境においても精度良くしかも簡単な構成で利用可能帯域を計算することができる。
【０１７８】
（第４の実施形態）
次に、図１９乃至図２２を参照して第４の実施形態を説明する。
【０１７９】
図１９は、本発明の第４の実施形態のネットワーク帯域計測装置の構成を例示するブロック図である。
【０１８０】
第４の実施形態のネットワーク帯域計測装置４０は、第２の実施形態のネットワーク帯域計測装置２０と同様に、外部と通信して情報をやり取りする機能を備えた装置であればよい。
【０１８１】
第４の実施形態のネットワーク帯域計測装置４０は、図８を参照して説明した第２の実施形態のネットワーク帯域計測装置２０に、受信データ計測部４７を追加した構成となっている。
【０１８２】
ネットワーク帯域計測装置４０の機能部のうち、パケット受信部４１、到達時間情報格納部４２、パケット到達時間計算部４３、到達時間変化モデル識別部４５、利用可能帯域計算部４６のそれぞれは、ネットワーク帯域計測装置２０の対応する機能部と同じ機能を有する。
【０１８３】
つまり、パケット受信部４１はパケット受信部２１と同じ機能を有し、到達時間情報格納部４２は到達時間情報格納部２２と同じ機能を有する。パケット到達時間計算部４３はパケット到達時間計算部２３と同じ機能を有し、到達時間変化モデル識別部４５は到達時間変化モデル識別部２５と同じ機能を有し、利用可能帯域計算部４６は利用可能帯域計算部２６と同じ機能を有する。
【０１８４】
一方、有効パケット抽出部４４は、受信データ計測部４７に指示を出す制御を行う観点で、ネットワーク帯域計測装置２０の有効パケット抽出部２４とは異なる機能を有する。
【０１８５】
図２０は、本発明の第４の実施形態のネットワーク帯域計測システムの構成を例示するブロック図である。
【０１８６】
第４の実施形態のネットワーク帯域計測システム４は、図９を参照して説明した、第２の実施形態のネットワーク帯域計測システム２と類似の構成となっている。つまり、ネットワーク帯域計測システム４は、ネットワーク帯域計測装置４０を受信側装置４２０として使用し、送信側装置４１０とネットワークを介して接続する構成になっている。そして、送信側装置４１０は、計測パケット群をパケットトレインとしてネットワークに出力する、計測パケット生成部４１０１とパケット送信部４１０２を含む構成になっている。
【０１８７】
送信側装置４１０の計測パケット生成部４１０１とパケット送信部４１０２のそれぞれの機能は、図９を参照して説明した送信側装置２１０の計測パケット生成部２１０１とパケット送信部２１０２の機能と同じである。
【０１８８】
第２の実施形態のネットワーク帯域計測装置２０と相違する機能について以下に説明する。
【０１８９】
本実施形態の有効パケット抽出部４４は、パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間の変化が増加型到達時間変化モデルまたは減少型到達時間変化モデルに適合するかを判定する。そして、有効パケット抽出部４４は、適合する箇所の一連の計測パケット群を有効パケットとして抽出する。
【０１９０】
更に、有効パケット抽出部４４は、所定の到達時間変化モデルに適合する一連の計測パケット群を判定できなかった場合に、受信したパケットトレインのデータ受信速度の算出を受信データ計測部４７に対して指示する。
【０１９１】
つまり、有効パケット抽出部４４は、所定の到達時間変化モデルに適合する一連の計測パケット群を判定した場合には、適合する箇所の一連の計測パケット群を有効パケットとして抽出して利用可能帯域の計測処理を進める。一方、有効パケット抽出部４４は、所定の到達時間変化モデルに適合する一連の計測パケット群を判定できなかった場合には、受信したパケットトレインのデータ受信速度の計測処理を進める。
【０１９２】
このように構成することで、外乱の影響がひどくて所望の到達時間変化モデルに適合する有効パケットを抽出できなかった場合でも、受信したパケットトレインのデータ受信速度の計測を行うことができる。
【０１９３】
受信データ計測部４７は、有効パケット抽出部４４からデータ受信速度の計測を行うことの指示を受けると、到達時間情報格納部４２の格納情報を参照する。
【０１９４】
受信データ計測部４７は、受信したパケットトレインを構成する一連の計測パケットの最初の計測パケットの受信時刻と最後の計測パケットの受信時刻の差と各パケットサイズの積算値に基づいて、当該パケットトレインのデータ受信速度を算出する。つまり、図１０を参照して説明した到達時間情報格納部の情報において、パケット番号「１」の受信時刻とパケット番号「１１０」の受信時刻の差からパケットトレインを構成する一連の計測パケットを受信するのに要した受信時間を求める。そして、パケット番号「１」乃至パケット番号「１１０」のそれぞれのパケットサイズ積算値を受信計測パケット量として求める。受信計測パケット量を受信時間で除することでデータ受信速度を得る。
【０１９５】
図２１は、本発明の第４の実施形態のネットワーク帯域計測方法の動作を例示するフロー図である。
【０１９６】
図２１のフロー図において、ステップＳ５０１乃至ステップＳ５０４の動作は、図１３を参照して説明した第２の実施形態のネットワーク帯域計測方法の動作のステップＳ３０１乃至ステップＳ３０４の動作と同じなので、説明を省略する。
【０１９７】
ステップＳ５０４の有効パケット抽出処理では、格納されている到達時間変化情報に基づいて、利用可能帯域の算出に使用する到達時間変化モデルを探し、その到達時間変化モデルを構成する計測パケット群を有効パケットとして抽出する。しかし、外乱の影響がひどくて所望の到達時間変化モデルに適合する有効パケットを抽出できない場合もある。
【０１９８】
そこで、ステップＳ５０５で有効パケットが抽出できたか否かの判定を行う。
【０１９９】
有効パケットの抽出ができなかった場合（Ｓ５０５、Ｎｏ）、データ受信速度の算出処理を実行する。
【０２００】
データ受信速度の算出処理は、上述したように、受信したパケットトレインを構成する一連の計測パケットの最初の計測パケットの受信時刻と最後の計測パケットの受信時刻の差とパケットサイズの積算値に基づいて、データ受信速度を算出する。つまり、到達時間情報格納部４２の情報において、パケット番号「１」の受信時刻とパケット番号「１１０」の受信時刻の差からパケットトレインを構成する一連の計測パケットを受信するのに要した受信時間を求める。そして、パケット番号「１」乃至パケット番号「１１０」のそれぞれのパケットサイズ積算値を受信計測パケット量として求める。受信計測パケット量を受信時間で除することでデータ受信速度を得る。
【０２０１】
一方、図２１のフロー図において、ステップＳ５０５で有効パケットが抽出できた（Ｓ５０５、Ｙｅｓ）以降の動作は、図１３を参照して説明した第２の実施形態のネットワーク帯域計測方法の動作と同じなので、説明を省略する。つまり、ステップＳ５０６とステップ５０７の動作は、図１３を参照して説明した第２の実施形態のネットワーク帯域計測方法の動作のステップＳ３０５とステップＳ３０６の動作と同じである。
【０２０２】
なお、ネットワーク帯域計測装置４０を構成する各機能部の機能は、図６に例示したようなハードウェア構成の一般的なコンピュータ装置において、それぞれ、コンピュータが所定のプログラムに従って動作することで実現できる。
【０２０３】
図２２は、本発明の第４の実施形態のプログラムが実現する機能手段の構成を例示するブロック図である。
【０２０４】
第４の実施形態のプログラムは、パケット受信処理機能部４１１、到達時間情報格納処理機能部４２１、パケット到達時間計算処理機能部４３１、有効パケット抽出処理機能部４４１、到達時間変化モデル識別処理機能部４５１を含む。更に、プログラムは、利用可能帯域計算処理機能部４６１および受信データ計測処理機能部４７１を含む構成になっている。
【０２０５】
これらの各処理機能部は、図１９を参照して説明したネットワーク帯域計測装置４０を構成する各機能部の機能をソフトウェア的に実現するものである。
【０２０６】
つまり、パケット受信処理機能部４１１はパケット受信部４１の機能を実現し、到達時間情報格納処理機能部４２１は到達時間情報格納部４２の機能を実現する。パケット到達時間計算処理機能部４３１はパケット到達時間計算部４３の機能を実現し、有効パケット抽出処理機能部４４１は有効パケット抽出部４４の機能を実現する。到達時間変化モデル識別処理機能部４５１は到達時間変化モデル識別部４５の機能を実現し、利用可能帯域計算処理機能部４６１は利用可能帯域計算部４６の機能を実現する。そして、受信データ計測処理機能部４７１は受信データ計測部４７の機能を実現する。
【０２０７】
以上のように、本実施形態では、外乱の影響がひどくて所望の到達時間変化モデルに適合する有効パケットを抽出できない場合に、受信したパケットトレインのデータ受信速度の計測を行う構成を備える。
【０２０８】
従って、本実施形態では、所望の到達時間変化モデルに適合する有効パケットを抽出できる場合には、遅延が不規則に発生するネットワーク環境においても精度良くしかも簡単な構成で利用可能帯域を計算することができる。
【０２０９】
一方、外乱の影響がひどくて所望の到達時間変化モデルに適合する有効パケットを抽出できない場合であっても、受信したパケットトレインのデータ受信速度の計測を行うことができる。
【０２１０】
（第５の実施形態）
次に、図２３乃至図２６を参照して第５の実施形態を説明する。
【０２１１】
図２３は、本発明の第５の実施形態のネットワーク帯域計測装置の構成を例示するブロック図である。
【０２１２】
第５の実施形態のネットワーク帯域計測装置５０は、図１５を参照して説明した、第３の実施形態のネットワーク帯域計測装置３０と同様に、計測パケット生成部５７およびパケット送信部５８を含む構成になっている。そして、第５の実施形態のネットワーク帯域計測装置５０は、受信データ計測部５９を備えることで、第３の実施形態のネットワーク帯域計測装置３０と異なる。
【０２１３】
ネットワーク帯域計測装置５０の機能部のうち、パケット受信部５１、到達時間情報格納部５２、パケット到達時間計算部５３、到達時間変化モデル識別部５５、利用可能帯域計算部５６のそれぞれは、ネットワーク帯域計測装置３０の対応する機能部と同じ機能を有する。更に、ネットワーク帯域計測装置５０が備える計測パケット生成部５７およびパケット送信部５８もネットワーク帯域計測装置３０の対応する機能部と同じ機能を有する。
【０２１４】
つまり、パケット受信部５１はパケット受信部３１と同じ機能を有し、到達時間情報格納部５２は到達時間情報格納部３２と同じ機能を有する。パケット到達時間計算部５３はパケット到達時間計算部３３と同じ機能を有し、到達時間変化モデル識別部５５は到達時間変化モデル識別部３５と同じ機能を有し、利用可能帯域計算部５６は利用可能帯域計算部３６と同じ機能を有する。そして、計測パケット生成部５７は計測パケット生成部３７と同じ機能を有し、パケット送信部５８はパケット送信部３８と同じ機能を有する。これらの、第３の実施形態のネットワーク帯域計測装置３０と同じ機能に関する説明は省略する。
【０２１５】
一方、有効パケット抽出部５４は、受信データ計測部５９に指示を出す制御を行う観点で、ネットワーク帯域計測装置３０の有効パケット抽出部３４とは異なる機能を有する。
【０２１６】
図２４は、本発明の第５の実施形態のネットワーク帯域計測システムの構成を例示するブロック図である。
【０２１７】
第５の実施形態のネットワーク帯域計測システム５は、ネットワーク帯域計測装置５０をそれぞれ送信側装置５１０と受信側装置５２０として使用し、ネットワークを介して相互を接続した構成となっている。
【０２１８】
ネットワーク帯域計測システム５において、送信側装置５１０のネットワーク帯域計測装置５０のパケット送信部５８は、受信側装置５２０のネットワーク帯域計測装置５０のパケット受信部５１に接続される。そして、受信側装置５２０のネットワーク帯域計測装置５０のパケット送信部５８は、送信側装置５１０のネットワーク帯域計測装置５０のパケット受信部５１に接続される。
【０２１９】
このようにして、本実施形態のネットワーク帯域計測システム５は、送信側装置５１０から受信側装置５２０に向かう下り方向の利用可能帯域と、受信側装置５２０から送信側装置５１０に向かう上り方向の利用可能帯域の両方を計測する構成になっている。そのため、ネットワーク帯域計測システム５も、第３の実施形態のネットワーク帯域計測システム３と同様の利用形態が可能である。
【０２２０】
本実施形態のネットワーク帯域計測装置５０が第３の実施形態のネットワーク帯域計測装置３０と相違する機能について以下に説明する。
【０２２１】
なお、ネットワーク帯域計測装置５０がネットワーク帯域計測装置３０と相違する機能は、第４の実施形態のネットワーク帯域計測装置４０が第２の実施形態のネットワーク帯域計測装置２０と相違する機能として前述した内容と同じである。
【０２２２】
本実施形態の有効パケット抽出部５４は、パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間の変化が増加型到達時間変化モデルまたは減少型到達時間変化モデルに適合するかを判定する。そして、有効パケット抽出部５４は、適合する箇所の一連の計測パケット群を有効パケットとして抽出する。
【０２２３】
更に、有効パケット抽出部５４は、所定の到達時間変化モデルに適合する一連の計測パケット群を判定できなかった場合に、受信したパケットトレインのデータ受信速度の算出を受信データ計測部５９に対して指示する。
【０２２４】
つまり、有効パケット抽出部５４は、所定の到達時間変化モデルに適合する一連の計測パケット群を判定した場合には、適合する箇所の一連の計測パケット群を有効パケットとして抽出して利用可能帯域の計測処理を進める。一方、有効パケット抽出部５４は、所定の到達時間変化モデルに適合する一連の計測パケット群を判定できなかった場合には、受信したパケットトレインのデータ受信速度の計測処理を進める。
【０２２５】
このように構成することで、外乱の影響がひどくて所望の到達時間変化モデルに適合する有効パケットを抽出できなかった場合でも、受信したパケットトレインのデータ受信速度の計測を行うことができる。
【０２２６】
受信データ計測部５９は、有効パケット抽出部５４からデータ受信速度の計測を行うことの指示を受けると、到達時間情報格納部５２の格納情報を参照する。
【０２２７】
受信データ計測部５９は、受信したパケットトレインを構成する一連の計測パケットの最初の計測パケットの受信時刻と最後の計測パケットの受信時刻の差と各パケットサイズの積算値に基づいて、当該パケットトレインのデータ受信速度を算出する。つまり、図１０を参照して説明した到達時間情報格納部の情報において、パケット番号「１」の受信時刻とパケット番号「１１０」の受信時刻の差からパケットトレインを構成する一連の計測パケットを受信するのに要した受信時間を求める。そして、パケット番号「１」乃至パケット番号「１１０」のそれぞれのパケットサイズ積算値を受信計測パケット量として求める。受信計測パケット量を受信時間で除することでデータ受信速度を得る。
【０２２８】
図２５は、本発明の第５の実施形態のネットワーク帯域計測方法の動作を例示するフロー図である。
【０２２９】
同図において、（１）はパケットトレインを送信する動作である。ステップＳ６０１とステップＳ６０２の動作は、図１７を参照して説明した第３の実施形態のネットワーク帯域計測方法の動作のステップＳ４０１とＳ４０２と同じなので、説明は省略する。
【０２３０】
また、図２５（２）のステップＳ６１１乃至ステップＳ６１８の動作は、図２１を参照して説明した第４の実施形態のネットワーク帯域計測方法の動作のステップＳ５０１とＳ５０８と同じなので、説明は省略する。
【０２３１】
更に、ネットワーク帯域計測装置５０を構成する各機能部の機能は、図６に例示したようなハードウェア構成の一般的なコンピュータ装置において、それぞれ、コンピュータが所定のプログラムに従って動作することで実現できる。
【０２３２】
図２６は、本発明の第５の実施形態のプログラムが実現する機能手段の構成を例示するブロック図である。
【０２３３】
第５の実施形態のプログラムは、パケット受信処理機能部５１１、到達時間情報格納処理機能部５２１、パケット到達時間計算処理機能部５３１、有効パケット抽出処理機能部５４１、到達時間変化モデル識別処理機能部５５１を含む。更に、プログラムは、利用可能帯域計算処理機能部５６１を含むとともに、計測パケット生成処理機能部５７１、パケット送信処理機能部５８１および受信データ計測処理機能部５９１も含む構成になっている。
【０２３４】
これらの各処理機能部は、図２３を参照して説明したネットワーク帯域計測装置５０を構成する各機能部の機能をソフトウェア的に実現するものである。
【０２３５】
つまり、パケット受信処理機能部５１１はパケット受信部５１の機能を実現し、到達時間情報格納処理機能部５２１は到達時間情報格納部５２の機能を実現する。パケット到達時間計算処理機能部５３１はパケット到達時間計算部５３の機能を実現し、有効パケット抽出処理機能部５４１は有効パケット抽出部５４の機能を実現する。到達時間変化モデル識別処理機能部５５１は到達時間変化モデル識別部５５の機能を実現し、利用可能帯域計算処理機能部５６１は利用可能帯域計算部５６の機能を実現する。更に、計測パケット生成処理機能部５７１は計測パケット生成部５７の機能を実現し、パケット送信処理機能部５８１はパケット送信部５８の機能を実現する。そして、受信データ計測処理機能部５９１は受信データ計測部５９の機能を実現する。
【０２３６】
上述したように、本実施形態は、第３の実施形態と同様に、送信側装置５１０と受信側装置５２０の上りと下りの両方向の利用可能帯域を計測する構成となっている。また、本実施形態は、第４の実施形態と同様に、外乱の影響がひどくて所望の到達時間変化モデルに適合する有効パケットを抽出できない場合に、受信したパケットトレインのデータ受信速度の計測を行う構成を備える。そして、その他の構成については第２の実施形態と同じ構成になっている。
【０２３７】
送信側装置５１０と受信側装置５２０の上りと下りの両方向の利用可能帯域を計測することで、例えば、ブラックボックス区間の利用可能帯域を外部から観察して、サービス使用体感の劣化要因となるボトルネックの存在を把握することができる。
【０２３８】
また、本実施形態では、所望の到達時間変化モデルに適合する有効パケットを抽出できる場合には、遅延が不規則に発生するネットワーク環境においても精度良くしかも簡単な構成で利用可能帯域を計算することができる。
【０２３９】
一方、外乱の影響がひどくて所望の到達時間変化モデルに適合する有効パケットを抽出できない場合であっても、受信したパケットトレインのデータ受信速度の計測を行うことができる。
【０２４０】
なお、上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【０２４１】
（付記１）  パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットであって、各計測パケットに、少なくともパケット番号、パケットサイズおよび送信時刻を含んで所定の等しい間隔で送信されたパケットトレインをネットワークから受信し、受信した前記計測パケットの受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて、前記パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間を計測する到達時間計測手段と、
計測した前記到達時間の変化が所定のパターンを有する到達時間変化モデルに適合する箇所の一連の計測パケット群を有効パケットとして抽出する有効パケット抽出手段と、
前記有効パケットが示す前記到達時間変化モデルにおいて、到達時間が等しい一連の計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いてネットワークの利用可能帯域を計算する利用可能帯域計測手段
を備えるネットワーク帯域計測装置。
【０２４２】
（付記２）  前記有効パケットが示す前記到達時間変化モデルは、到達時間が等しい一連の計測パケット群で構成される第１のパターン部と、パケット番号に応じて到達時間が順次に増加する一連の計測パケット群で構成される第２のパターン部またはパケット番号に応じて到達時間が順次に減少する一連の計測パケット群で構成される第３のパターン部を含むことを特徴とする付記１に記載のネットワーク帯域計測装置。
【０２４３】
（付記３）  前記到達時間計測手段は、
前記パケットトレインを構成する計測パケットを受信し、当該計測パケットの受信時刻および、当該計測パケットに含まれる送信時刻、パケットサイズおよびパケット番号を出力するパケット受信部と、
前記パケットトレインを構成する一連の計測パケットの前記受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて各計測パケットの到達時間を算出し、隣接する各計測パケットの到達時間の差を到達時間変化情報として算出するパケット到達時間計算機能部と、
前記パケットトレインを構成する計測パケットの送信時刻、受信時刻、パケットサイズ、到達時間および前記到達時間変化情報を、前記計測パケットのパケット番号に対応させて格納する到達時間情報格納部
を含むことを特徴とする付記２に記載のネットワーク帯域計測装置。
【０２４４】
（付記４）  前記有効パケット抽出手段は、前記到達時間情報格納部に格納された前記計測パケットのパケット番号に対応する前記到達時間変化情報を参照し、前記到達時間変化情報の所定の許容誤差の範囲で、前記第１のパターン部と、前記第２のパターン部または前記第３のパターン部を識別し、前記第１のパターン部から前記第２のパターン部に変化する増加型到達時間変化モデルまたは前記第３のパターン部から前記第１のパターン部に変化する減少型到達時間変化モデルを前記有効パケットとして抽出することを特徴とする付記３に記載のネットワーク帯域計測装置。
【０２４５】
（付記５）  前記利用可能帯域計測手段は、
前記有効パケット抽出手段が前記増加型到達時間変化モデルを抽出した場合、前記第１のパターン部を構成する一連の計測パケット群の最後のパケット番号の計測パケットのパケットサイズを用いてネットワークの利用可能帯域を計算し、
前記有効パケット抽出手段が前記減少型到達時間変化モデルを抽出した場合、前記第１のパターン部を構成する一連の計測パケット群の最初のパケット番号の計測パケットのパケットサイズを用いてネットワークの利用可能帯域を計算する
ことを特徴とする付記４に記載のネットワーク帯域計測装置。
【０２４６】
（付記６）  受信データ計測手段をさらに含み、
前記有効パケット抽出手段は、前記有効パケットを抽出できなかったとき、前記パケットトレインの受信速度の算出を前記受信データ計測手段に指示し、
前記受信データ計測手段は、前記パケットトレインを構成する一連の計測パケットの最初の計測パケットの受信時刻と最後の計測パケットの受信時刻の差とパケットサイズの積算値に基づいて、当該パケットトレインの受信速度を算出する
ことを特徴とする付記１乃至付記５のいずれかの付記に記載のネットワーク帯域計測装置。
【０２４７】
（付記７）  パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットを生成し、各計測パケットに、少なくともパケット番号およびパケットサイズを含めて一連のパケットトレインとして出力する計測パケット生成手段と、
前記計測パケットに、ネットワークに出力する時の送信時刻を含めて前記パケットトレインを所定の等しい間隔で送信する計測パケット送信手段
を更に備えることを特徴とする付記１乃至付記６のいずれかの付記に記載のネットワーク帯域計測装置。
【０２４８】
（付記８）  パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットを生成し、各計測パケットに、少なくともパケット番号およびパケットサイズを含めて一連のパケットトレインとして出力する計測パケット生成手段と、
前記計測パケットに、ネットワークに出力する時の送信時刻を含めて前記パケットトレインを所定の等しい間隔で送信する計測パケット送信手段
を含む送信側装置と、
付記１乃至付記６のいずれかの付記に記載のネットワーク帯域計測装置を、ネットワークを介して前記送信側装置と接続された受信側装置として備えることを特徴とするネットワーク帯域計測システム。
【０２４９】
（付記９）  付記７に記載のネットワーク帯域計測装置を、ネットワークを介して、それぞれ送信側装置および受信側装置として備えることを特徴とするネットワーク帯域計測システム。
【０２５０】
（付記１０）  パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットであって、各計測パケットに、少なくともパケット番号、パケットサイズおよび送信時刻を含んで所定の等しい間隔で送信されたパケットトレインをネットワークから受信し、
受信した前記計測パケットの受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて、前記パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間を計測し、
計測した前記到達時間の変化が所定のパターンを有する到達時間変化モデルに適合する箇所の一連の計測パケット群を有効パケットとして抽出し、
前記有効パケットが示す前記到達時間変化モデルにおいて、到達時間が等しい一連の計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いてネットワークの利用可能帯域を計算する
ことを特徴とするネットワーク帯域計測方法。
【０２５１】
（付記１１）  パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットを生成し、各計測パケットに、少なくともパケット番号、パケットサイズおよびネットワークに送信した送信時刻を含めて一連のパケットトレインとして所定の等しい間隔で送信し、
ネットワークから受信した前記計測パケットの受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて、前記パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間を計測し、
計測した前記到達時間の変化が所定のパターンを有する到達時間変化モデルに適合する箇所の一連の計測パケット群を有効パケットとして抽出し、
前記有効パケットが示す前記到達時間変化モデルにおいて、到達時間が等しい一連の計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いてネットワークの利用可能帯域を計算する
ことを特徴とするネットワーク帯域計測方法。
【０２５２】
（付記１２）  前記有効パケットが示す前記到達時間変化モデルは、到達時間が等しい一連の計測パケット群で構成される第１のパターン部と、パケット番号に応じて到達時間が順次に増加する一連の計測パケット群で構成される第２のパターン部またはパケット番号に応じて到達時間が順次に減少する一連の計測パケット群で構成される第３のパターン部を含むことを特徴とする付記１０または付記１１に記載のネットワーク帯域計測方法。
【０２５３】
（付記１３）  前記パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間の計測は、
前記パケットトレインを構成する計測パケットを受信し、当該計測パケットの受信時刻および、当該計測パケットに含まれる送信時刻、パケットサイズおよびパケット番号を出力し、
前記パケットトレインを構成する一連の計測パケットの前記受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて各計測パケットの到達時間を算出し、隣接する各計測パケットの到達時間の差を到達時間変化情報として算出し、
前記パケットトレインを構成する計測パケットの送信時刻、受信時刻、パケットサイズ、到達時間および前記到達時間変化情報を、前記計測パケットのパケット番号に対応させて格納する
ことを含むことを特徴とする付記１２に記載のネットワーク帯域計測方法。
【０２５４】
（付記１４）  前記有効パケットの抽出は、
格納された前記計測パケットのパケット番号に対応する前記到達時間変化情報を参照し、前記到達時間変化情報の所定の許容誤差の範囲で、前記第１のパターン部と、前記第２のパターン部または前記第３のパターン部を識別し、前記第１のパターン部から前記第２のパターン部に変化する増加型到達時間変化モデルまたは前記第３のパターン部から前記第１のパターン部に変化する減少型到達時間変化モデルを前記有効パケットとして抽出する
ことを含むことを特徴とする付記１３に記載のネットワーク帯域計測方法。
【０２５５】
（付記１５）  前記利用可能帯域の計算は、
前記有効パケットの抽出において前記増加型到達時間変化モデルを抽出した場合、前記第１のパターン部を構成する一連の計測パケット群の最後のパケット番号の計測パケットのパケットサイズを用いて利用可能帯域を計算し、
前記有効パケットの抽出において前記減少型到達時間変化モデルを抽出した場合、前記第１のパターン部を構成する一連の計測パケット群の最初のパケット番号の計測パケットのパケットサイズを用いて利用可能帯域を計算する
ことを含むことを特徴とする付記１４に記載のネットワーク帯域計測方法。
【０２５６】
（付記１６）  前記有効パケットを抽出できなかったとき、前記パケットトレインの受信速度の算出を指示し、
当該指示に基づいて、前記パケットトレインを構成する一連の計測パケットの最初の計測パケットの受信時刻と最後の計測パケットの受信時刻の差とパケットサイズの積算値に基づいて、当該パケットトレインの受信速度を算出する
ことを更に含むことを特徴とする付記１０乃至付記１５のいずれかの付記に記載のネットワーク帯域計測方法。
【０２５７】
（付記１７）  コンピュータを、
パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットであって、各計測パケットに、少なくともパケット番号、パケットサイズおよび送信時刻を含んで所定の等しい間隔で送信されたパケットトレインをネットワークから受信し、受信した前記計測パケットの受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて、前記パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間を計測する到達時間計測機能手段と、
計測した前記到達時間の変化が所定のパターンを有する到達時間変化モデルに適合する箇所の一連の計測パケット群を有効パケットとして抽出する有効パケット抽出機能手段と、
前記有効パケットが示す前記到達時間変化モデルにおいて、到達時間が等しい一連の計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いてネットワークの利用可能帯域を計算する利用可能帯域計測機能手段
として動作させることを特徴とするプログラム。
【０２５８】
（付記１８）  前記有効パケットが示す前記到達時間変化モデルは、到達時間が等しい一連の計測パケット群で構成される第１のパターン部と、パケット番号に応じて到達時間が順次に増加する一連の計測パケット群で構成される第２のパターン部またはパケット番号に応じて到達時間が順次に減少する一連の計測パケット群で構成される第３のパターン部を含むことを特徴とする付記１７に記載のプログラム。
【０２５９】
（付記１９）  前記到達時間計測機能手段は、
前記パケットトレインを構成する計測パケットを受信し、当該計測パケットの受信時刻および、当該計測パケットに含まれる送信時刻、パケットサイズおよびパケット番号を出力するパケット受信処理機能部と、
前記パケットトレインを構成する一連の計測パケットの前記受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて各計測パケットの到達時間を算出し、隣接する各計測パケットの到達時間の差を到達時間変化情報として算出するパケット到達時間計算処理機能部と、
前記パケットトレインを構成する計測パケットの送信時刻、受信時刻、パケットサイズ、到達時間および前記到達時間変化情報を、前記計測パケットのパケット番号に対応させて格納する到達時間情報格納処理機能部
を含むことを特徴とする付記１８に記載のプログラム。
【０２６０】
（付記２０）  前記有効パケット抽出機能手段は、前記到達時間情報格納処理機能部に格納された前記計測パケットのパケット番号に対応する前記到達時間変化情報を参照し、前記到達時間変化情報の所定の許容誤差の範囲で、前記第１のパターン部と、前記第２のパターン部または前記第３のパターン部を識別し、前記第１のパターン部から前記第２のパターン部に変化する増加型到達時間変化モデルまたは前記第３のパターン部から前記第１のパターン部に変化する減少型到達時間変化モデルを前記有効パケットとして抽出することを特徴とする付記１９に記載のプログラム。
【０２６１】
（付記２１）  前記利用可能帯域計測機能手段は、
前記有効パケット抽出機能手段が前記増加型到達時間変化モデルを抽出した場合、前記第１のパターン部を構成する一連の計測パケット群の最後のパケット番号の計測パケットのパケットサイズを用いて利用可能帯域を計算し、
前記有効パケット抽出機能手段が前記減少型到達時間変化モデルを抽出した場合、前記第１のパターン部を構成する一連の計測パケット群の最初のパケット番号の計測パケットのパケットサイズを用いて利用可能帯域を計算する
ことを特徴とする付記２０に記載のプログラム。
【０２６２】
（付記２２）  受信データ計測機能手段をさらに含み、
前記有効パケット抽出機能手段は、前記有効パケットを抽出できなかったとき、前記パケットトレインの受信速度の算出を前記受信データ計測機能手段に指示し、
前記受信データ計測機能手段は、前記パケットトレインを構成する一連の計測パケットの最初の計測パケットの受信時刻と最後の計測パケットの受信時刻の差とパケットサイズの積算値に基づいて、当該パケットトレインの受信速度を算出する
ことを特徴とする付記１７乃至付記２１のいずれかの付記に記載のプログラム。
【０２６３】
（付記２３）  パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットを生成し、各計測パケットに、少なくともパケット番号およびパケットサイズを含めて一連のパケットトレインとして出力する計測パケット生成機能手段と、
前記計測パケットに、ネットワークに出力する時の送信時刻を含めて前記パケットトレインを所定の等しい間隔で送信する計測パケット送信機能手段
を更に備えることを特徴とする付記１７乃至付記２２のいずれかの付記に記載のプログラム。
【０２６４】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【０２６５】
この出願は、２０１６年９月５日に出願された日本出願特願２０１６−１７２５５６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。
【符号の説明】
【０２６６】
１、２、３、４、５    ネットワーク帯域計測システム
１０、２０、３０、４０、５０    ネットワーク帯域計測装置
１１    到達時間計測手段
１２    有効パケット抽出手段
１３    利用可能帯域計測手段
２１、３１、４１、５１    パケット受信部
２２、３２、４２、５２    到達時間情報格納部
２３、３３、４３、５３    パケット到達時間計算部
２４、３４、４４、５４    有効パケット抽出部
２５、３５、４５、５５    到達時間変化モデル識別部
２６、３６、４６、５６    利用可能帯域計算部
４７、５９    受信データ計測部
１０１    ＣＰＵ
１０２    主記憶部
１０３    補助記憶部
１０４    通信部
１０５    入出力部
１０６    システムバス
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０    送信側装置
１２０、２２０、３２０、４２０、５２０    受信側装置
１１１    到達時間計測機能手段
１２１    有効パケット抽出機能手段
１３１    利用可能帯域計測機能手段
２１１、３１１、４１１、５１１    パケット受信処理機能部
２２１、３２１、４２１、５２１    到達時間情報格納処理機能部
２３１、３３１、４３１、５３１    パケット到達時間計算処理機能部
２４１、３４１、４４１、５４１    有効パケット抽出処理機能部
２５１、３５１、４５１、５５１    到達時間変化モデル識別処理機能部
２６１、３６１、４６１、５６１    利用可能帯域計算処理機能部
３７１、５７１    計測パケット生成処理機能部
３８１、５８１    パケット送信処理機能部
４７１、５９１    受信データ計測処理機能部
１１０１    計測パケット生成手段
１１０２    計測パケット送信手段
３７、５７、２１０１、４１０１    計測パケット生成部
３８、５８、２１０２、４１０２    パケット送信部
【図１】
2018043691.tif 000003
【図２】
2018043691.tif 000004
【図３】
2018043691.tif 000005
【図４】
2018043691.tif 000006
【図５】
2018043691.tif 000007
【図６】
2018043691.tif 000008
【図７】
2018043691.tif 000009
【図８】
2018043691.tif 000010
【図９】
2018043691.tif 000011
【図１０】
2018043691.tif 000012
【図１１】
2018043691.tif 000013
【図１２】
2018043691.tif 000014
【図１３】
2018043691.tif 000015
【図１４】
2018043691.tif 000016
【図１５】
2018043691.tif 000017
【図１６】
2018043691.tif 000018
【図１７】
2018043691.tif 000019
【図１８】
2018043691.tif 000020
【図１９】
2018043691.tif 000021
【図２０】
2018043691.tif 000022
【図２１】
2018043691.tif 000023
【図２２】
2018043691.tif 000024
【図２３】
2018043691.tif 000025
【図２４】
2018043691.tif 000026
【図２５】
2018043691.tif 000027
【図２６】
2018043691.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月7日(2019.2.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットであって、各計測パケットに、少なくともパケット番号、パケットサイズおよび送信時刻を含んで所定の等しい間隔で送信されたパケットトレインをネットワークから受信し、受信した前記計測パケットの受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて、前記パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間を計測する到達時間計測手段と、
計測した前記到達時間の変化が所定のパターンを有する到達時間変化モデルに適合する箇所の一連の計測パケット群を有効パケットとして抽出する有効パケット抽出手段と、
前記有効パケットが示す前記到達時間変化モデルにおいて、到達時間が等しい一連の計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いてネットワークの利用可能帯域を計算する利用可能帯域計測手段
を備えるネットワーク帯域計測装置。
【請求項２】
前記有効パケットが示す前記到達時間変化モデルは、到達時間が等しい一連の計測パケット群で構成される第１のパターン部と、パケット番号に応じて到達時間が順次に増加する一連の計測パケット群で構成される第２のパターン部またはパケット番号に応じて到達時間が順次に減少する一連の計測パケット群で構成される第３のパターン部を含むことを特徴とする請求項１に記載のネットワーク帯域計測装置。
【請求項３】
前記到達時間計測手段は、
前記パケットトレインを構成する計測パケットを受信し、当該計測パケットの受信時刻および、当該計測パケットに含まれる送信時刻、パケットサイズおよびパケット番号を出力するパケット受信部と、
前記パケットトレインを構成する一連の計測パケットの前記受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて各計測パケットの到達時間を算出し、隣接する各計測パケットの到達時間の差を到達時間変化情報として算出するパケット到達時間計算機能部と、
前記パケットトレインを構成する計測パケットの送信時刻、受信時刻、パケットサイズ、到達時間および前記到達時間変化情報を、前記計測パケットのパケット番号に対応させて格納する到達時間情報格納部
を含むことを特徴とする請求項２に記載のネットワーク帯域計測装置。
【請求項４】
前記有効パケット抽出手段は、前記到達時間情報格納部に格納された前記計測パケットのパケット番号に対応する前記到達時間変化情報を参照し、前記到達時間変化情報の所定の許容誤差の範囲で、前記第１のパターン部と、前記第２のパターン部または前記第３のパターン部を識別し、前記第１のパターン部から前記第２のパターン部に変化する増加型到達時間変化モデルまたは前記第３のパターン部から前記第１のパターン部に変化する減少型到達時間変化モデルを前記有効パケットとして抽出することを特徴とする請求項３に記載のネットワーク帯域計測装置。
【請求項５】
前記利用可能帯域計測手段は、
前記有効パケット抽出手段が前記増加型到達時間変化モデルを抽出した場合、前記第１のパターン部を構成する一連の計測パケット群の最後のパケット番号の計測パケットのパケットサイズを用いてネットワークの利用可能帯域を計算し、
前記有効パケット抽出手段が前記減少型到達時間変化モデルを抽出した場合、前記第１のパターン部を構成する一連の計測パケット群の最初のパケット番号の計測パケットのパケットサイズを用いてネットワークの利用可能帯域を計算する
ことを特徴とする請求項４に記載のネットワーク帯域計測装置。
【請求項６】
受信データ計測手段をさらに含み、
前記有効パケット抽出手段は、前記有効パケットを抽出できなかったとき、前記パケットトレインの受信速度の算出を前記受信データ計測手段に指示し、
前記受信データ計測手段は、前記パケットトレインを構成する一連の計測パケットの最初の計測パケットの受信時刻と最後の計測パケットの受信時刻の差とパケットサイズの積算値に基づいて、当該パケットトレインの受信速度を算出する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のネットワーク帯域計測装置。
【請求項７】
パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットを生成し、各計測パケットに、少なくともパケット番号およびパケットサイズを含めて一連のパケットトレインとして出力する計測パケット生成手段と、
前記計測パケットに、ネットワークに出力する時の送信時刻を含めて前記パケットトレインを所定の等しい間隔で送信する計測パケット送信手段
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のネットワーク帯域計測装置。
【請求項８】
パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットを生成し、各計測パケットに、少なくともパケット番号およびパケットサイズを含めて一連のパケットトレインとして出力する計測パケット生成手段と、
前記計測パケットに、ネットワークに出力する時の送信時刻を含めて前記パケットトレインを所定の等しい間隔で送信する計測パケット送信手段
を含む送信側装置と、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のネットワーク帯域計測装置を、ネットワークを介して前記送信側装置と接続された受信側装置として備えることを特徴とするネットワーク帯域計測システム。
【請求項９】
請求項７に記載のネットワーク帯域計測装置を、ネットワークを介して、それぞれ送信側装置および受信側装置として備えることを特徴とするネットワーク帯域計測システム。
【請求項１０】
パケットサイズが一定数ずつ順次に増加または減少する複数の計測パケットであって、各計測パケットに、少なくともパケット番号、パケットサイズおよび送信時刻を含んで所定の等しい間隔で送信されたパケットトレインをネットワークから受信し、
受信した前記計測パケットの受信時刻と当該計測パケットに含まれる送信時刻に基づいて、前記パケットトレインを構成する各計測パケットの到達時間を計測し、
計測した前記到達時間の変化が所定のパターンを有する到達時間変化モデルに適合する箇所の一連の計測パケット群を有効パケットとして抽出し、
前記有効パケットが示す前記到達時間変化モデルにおいて、到達時間が等しい一連の計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いてネットワークの利用可能帯域を計算する
ことを特徴とするネットワーク帯域計測方法。
【国際調査報告】
2018043691.tif 000029
2018043691.tif 000030
2018043691.tif 000031
2018043691.tif 000032