(57)【要約】【課題】  低コストでかつ信頼性の高いネットワーク品質評価が行えるネットワーク品質評価装置を提供すること。【解決手段】  被測定ネットワークにプローブが設置され、第１のプローブはペイロードに一方のプローブでのパケット発生順序を示すシーケンス番号を含むテストパケットを発生するテストパケット発生手段と、通過する所定のパケットから必要なデータを抽出してメモリに書き込む抽出手段を有し、第２のプローブは第１のプローブから出力されるテストパケットを受信すると、そのテストパケットのペイロードに受信時刻情報と処理時間情報および第２のプローブでのパケット発生順序を示すシーケンス番号とを書き込み第１のプローブに返送するテストパケット応答手段を有し、第１のプローブで抽出されメモリに書きこまれたデータに基づき、これら端末を接続するネットワークの通信品質を評価することを特徴とするもの。【選択図】                    図１
2007049602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定ネットワークにプローブが設置され、
第１のプローブはペイロードに一方のプローブでのパケット発生順序を示すシーケンス番号を含むテストパケットを発生するテストパケット発生手段と、通過する所定のパケットから必要なデータを抽出してメモリに書き込む抽出手段を有し、
第２のプローブは第１のプローブから出力されるテストパケットを受信すると、そのテストパケットのペイロードに処理時間情報を書き込み第１のプローブに返送するテストパケット応答手段を有し、
第１のプローブで抽出されメモリに書きこまれたデータに基づき、これら端末を接続するネットワークの通信品質を評価することを特徴とするネットワーク品質評価装置。
【請求項２】
前記ネットワークの通信品質評価対象項目は、片道または往復における遅延、ジッタ、パケットロスの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１記載のネットワーク品質評価装置。
【請求項３】
前記プローブは時刻同期機能を有し、
第２のプローブは、ペイロードに受信時刻情報と第２のプローブでのパケット発生順序を示すシーケンス番号とを書き込み第１のプローブに返送するテストパケット応答機能を有するることを特徴とする請求項１記載のネットワーク品質評価装置。
【請求項４】
前記ネットワークは複数の伝送経路を有することを特徴とする請求項１記載のネットワーク品質評価装置。
【請求項５】
前記第１のプローブにおけるテストパケット発生手段と抽出手段の間には、ハブが接続されていることを特徴とする請求項１記載のネットワーク品質評価装置。
【請求項６】
少なくともいずれかのネットワークの通信品質評価結果を表示する手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のネットワーク品質評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク品質評価装置に関するものであり、通信ネットワーク上を伝播する通信パケットを複数個所で抽出して取り込み、その情報に基づき通信ネットワークの通信品質を評価する装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
身近な通信ネットワークとしてインターネットが普及しているが、このような通信ネットワークにおいて、利用したいサービスに対する通信品質が十分に満たされていないと、パケットデータの欠落や遅延時間の揺らぎなどの通信異常障害が発生することがある。
このような通信異常障害が発生すると、例えば音声情報サービスの場合には受信音声が断続したり、動画情報サービスの場合には受信動画の動きが不自然になってしまうことがある。
【０００３】
また、インターネットでは通信ネットワークの途中経路を複数の端末やサービスで共用しているので、同時にアクセスするユーザ数が多くなるとユーザ数が少ない場合に比べて通信品質が低下することがある。さらに、通信ネットワークを構成する回線において、支線部分が過負荷状態になっている場合もある。
【０００４】
そこで、これら通信ネットワーク回線の通信品質評価やトラフィック監視等を行うために、通信ネットワーク上を伝播する通信パケットを複数個所で抽出して取り込み、その情報に基づき通信ネットワークの通信品質を評価するネットワーク品質評価装置が用いられている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１０１５８３号公報
【特許文献２】特開２００１−１２７７９５号公報
【０００６】
特許文献１には、通信パケットを取り込み、タイムスタンプと共に情報として出力する取り込み手段と、一定期間の情報が記憶されるリングメモリと、通信ネットワークに接続されたプローブマネージャとの間で通信を行う通信回路と、装置全体を制御すると共に通常状態ではリングメモリに記憶されている情報を間引いて読み出してプローブマネージャに送信し、プローブマネージャから詳細読み出し要求があった場合にはリングメモリに記憶されている情報をそのまま読み出してプローブマネージャに送信する制御回路とを設けることにより、プローブとプローブマネージャとの間の通信の情報量を減少させることが可能なネットワーク品質評価装置が記載されている。
【０００７】
特許文献２には、通信ネットワークの複数個所からパケットデータを抽出し、これら抽出データに基づいてネットワークの通信品質を評価するネットワーク品質評価装置において、通信品質の悪化検出をトリガとして、通信ネットワークに通信品質測定用のテストパケットデータを送信することにより、通信品質の悪化が明らかになった場合、その発生場所を的確に特定できるネットワーク品質評価装置が記載されている。
【０００８】
図５は、従来のネットワーク品質評価装置の一例を示す構成図である。図５において、ＩＳＰ（Internet Service Provider）ネットワーク１,２はプロバイダが提供する通信ネットワークである。複数の企業ネットワーク３〜６や旧電話網７は、これらＩＳＰネットワーク１,２およびルータＲを介して相互に接続されている。
【０００９】
また、ＩＳＰネットワーク１には、サーバー８とプローブマネージャ９が接続されている。サーバー８は、ビデオ、ウェブ、メール、ニュースなどを配信する。プローブマネージャ９には、通信ネットワーク上からパケットデータを抽出する機能を有するプローブ１０,１１が接続されている。
【００１０】
プローブ１０は企業ネットワーク（本社）３とＩＳＰネットワーク１を接続する経路に流れるパケットデータを抽出するように設けられ、プローブ１１はＩＳＰネットワーク１と企業ネットワーク（支社）６を接続する経路に流れるパケットデータを抽出するように設けられている。
【００１１】
このような構成において、被測定対象パケットは、企業ネットワーク（本社）３に接続されているホスト１２からＩＳＰネットワーク１を経由して企業ネットワーク（支社）６に接続されているホスト１３に流れるものとする。
【００１２】
プローブマネージャ９は、企業ネットワーク（本社）３とＩＳＰネットワーク１の経路に接続されたプローブ１０で抽出された特定のパケット情報と、企業ネットワーク（支社）６とＩＳＰネットワーク１の経路に接続されたプローブ１１で抽出された特定のパケット情報とを取り込む。
【００１３】
そして、これら取り込んだパケット情報に基づいてパケット対を検知し、パケットデータやタイムスタンプの照合や演算等を行い、企業ネットワーク（本社）３と企業ネットワーク（支社）６間でのパケットロスの有無、遅延時間の大きさ、遅延時間のゆらぎ、スループット等、ネットワークの通信品質評価項目についての測定を行う。
【００１４】
図６は従来のプローブの具体例を示すブロック図である。図６において、物理層回路２１の入力ポートに企業ネットワーク（本社）３とＩＳＰネットワーク１を接続する経路の企業ネットワーク（本社）３のルータを接続し、出力ポートにＩＳＰネットワーク１のルータを接続する。
【００１５】
物理層回路２１において通信ネットワークからパケットが受信され、パケットフィルタ２２において指定されたパケットのみが選択される。そして、データフィルタ２３において指定された所定の情報のみが選択される。
【００１６】
イベントインサータ２４は、データフィルタ２３から入力される通信パケットに、ローカルタイマ２５から入力されるタイムスタンプを必要に応じて書き込み、メモリ制御回路２６に出力する。
【００１７】
メモリ制御回路２６は、メモリ２７に対して書き込み／読み出しを制御し、キャプチャされた指定のデータのみをタイムスタンプと共にメモリ２７に記憶し、メモリ２７から外部通信回路２８へデータを送出する。
【００１８】
例えば、パケットフィルタ２２は、
Protcol
Source Address
Destination Address
を参照して、指定されたパケットを選択する。
そして、データフィルタ２３は、そのパケット内の、
Packet ID                           
の情報および
Time Stamp
を抽出してメモリ２７に書き込む。
【００１９】
外部通信回路２８は、プローブマネージャ９にデータを送信する。
【００２０】
プローブマネージャ９は、このような複数プローブからの情報に基づいて同一のパケット対を確認し、そのタイムスタンプの差分より、前述のように、
パケットロス
遅延時間／遅延揺らぎ
等を求める。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかし、図５のようなネットワーク品質評価装置において、プローブとして図６のように構成されたプローブを用いるとすると、プローブが高機能を有することから各種の測定が実現できるものの、コストが高くなってしまうという問題点がある。
【００２２】
本発明は、このような従来の問題点に着目したものであり、その目的は、従来のような高機能を有するプローブと機能が比較的限定された低コストのプローブとを適切に組み合わせ、低コストでかつ信頼性の高いネットワーク品質評価が行えるネットワーク品質評価装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
このような課題を達成するために、請求項１の発明は、
被測定ネットワークにプローブが設置され、
第１のプローブはペイロードに一方のプローブでのパケット発生順序を示すシーケンス番号を含むテストパケットを発生するテストパケット発生手段と、通過する所定のパケットから必要なデータを抽出してメモリに書き込む抽出手段を有し、
第２のプローブは第１のプローブから出力されるテストパケットを受信すると、そのテストパケットのペイロードに処理時間情報を書き込み第１のプローブに返送するテストパケット応答手段を有し、
第１のプローブで抽出されメモリに書きこまれたデータに基づき、これら端末を接続するネットワークの通信品質を評価することを特徴とするネットワーク品質評価装置である。
【００２４】
請求項２の発明は、請求項１記載のネットワーク品質評価装置において、
前記ネットワークの通信品質評価対象項目は、片道または往復における遅延、ジッタ、パケットロスの少なくともいずれかであることを特徴とする。
【００２５】
請求項３の発明は、請求項１記載のネットワーク品質評価装置において、
前記プローブは時刻同期機能を有し、
第２のプローブは、ペイロードに受信時刻情報と第２のプローブでのパケット発生順序を示すシーケンス番号とを書き込み第１のプローブに返送するテストパケット応答機能を有するることを特徴とする。
【００２６】
請求項４の発明は、請求項１記載のネットワーク品質評価装置において、
前記ネットワークは複数の伝送経路を有することを特徴とする。
【００２７】
請求項５の発明は、請求項１記載のネットワーク品質評価装置において、
前記第１のプローブにおけるテストパケット発生手段と抽出手段の間には、ハブが接続されていることを特徴とする。
【００２８】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載のネットワーク品質評価装置において、
少なくともいずれかのネットワークの通信品質評価結果を表示する手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
これらにより、低コストでかつ信頼性の高いネットワーク品質評価が行えるネットワーク品質評価装置が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明のネットワーク品質評価装置について、図１を用いて説明する。図１は本発明の実施例を示す構成図であり、被測定ネットワークＮＷの品質評価にあたり、構成の異なる２種類のプローブＰ１とＰ２を用いる。具体的には、本社と支社支店間のネットワーク品質を測定する場合には、第１のプローブＰ１を主要拠点である本社に配置し、第２のプローブＰ２を一般拠点である支社支店に配置する。
【００３１】
図２は第１のプローブＰ１の具体例を示す構成図であり、図６と共通する部分には同一の符号を付けている。図６のプローブとの違いは、図２のプローブＰ１には、図６の構成の他に、テストパケット発生回路２９を設けていることである。
【００３２】
図３は第２のプローブＰ２の具体例を示す構成図である。図６のプローブとの違いは、図３のプローブＰ２は、ローカルタイマ３１と外部通信回路ブロック３２以外の機能ブロックを取り除き、新たにテストパケット応答回路３０を設けていることである。この第２のプローブＰ２は、ブロック構成が簡略化されて機能が限定されているので、第１のプローブＰ１よりも大幅にコストを下げることができる。なお、この第２のプローブＰ２は、実質的にソフトウェアで実現できる。
【００３３】
図１の測定動作について説明する。
プローブＰ１とプローブＰ２は、図示しない公知のｎｔｐサーバとアクセスすることによって時刻同期を行う。
【００３４】
プローブＰ１は、テストパケットを送受信する通信ポートＰＴ１と、パケットをスルーで通過させる２つの測定ポートＰＴ２、ＰＴ３をもつ。この通信ポートＰＴ１からテストパケットを送出することにより、測定ポートＰＴ２、ＰＴ３を通過後、被測定対象であるネットワークＮＷに流れる。
【００３５】
ここで、テストパケット送出時、テストパケットのペイロードデータには、プローブＰ１からの発生順序を示すシーケンス番号SeqNumTXを含ませる。
【００３６】
プローブＰ１の測定ポートにおいて、例えば、
IPレイヤ内のプロトコル                          ：  Protcol
IPレイヤ内の送信元IPアドレス                    ：  Source Address
IPレイヤ内の宛先IPアドレス                      ：  Destination Address
でパケットを選択してキャプチャし、そのパケット内の、
IPレイヤ内のパケットID                          ：  Packet ID
ペイロード内のシーケンス番号                    ：  SeqNumTX
の情報および
キャプチャ時刻のタイムスタンプ                  ：  Time Stamp1
をプローブＰ１のメモリ２７に書き込む。
【００３７】
プローブＰ１の通信ポートＰＴ１から送出されたテストパケットは、被測定対象ネットワークＮＷを通過後、プローブＰ２の通信ポートＰＴ１で受信される。
【００３８】
プローブＰ２は、そのテストパケットをキャプチャすると直ちにプローブＰ１に対して返送する。この時、プローブＰ２では、テストパケットのペイロード内に、
テストパケット受信時刻のタイムスタンプ          ：  TimeRcv
プローブＰ２からの発生順序を示すシーケンス番号  ：  SeqNumRX
プローブＰ２内での処理時間を示すタイムスタンプ  ：  ΔT
を追記する。
【００３９】
プローブＰ２より返送されたテストパケットは、被測定対象ネットワークＮＷを通過後プローブＰ１の測定ポートＰＴ３、ＰＴ２を通過し、通信ポートＰＴ１で受信される。
【００４０】
プローブＰ１の測定ポートにおいて、例えば、
IPレイヤ内のプロトコル                          ：  Protcol
IPレイヤ内の送信元IPアドレス                    ：  Source Address
IPレイヤ内の宛先IPアドレス                      ：  Destination Address
でパケットを選択し、キャプチャし、そのパケット内の
IPレイヤ内のパケットID                          ：  Packet ID
ペイロード内のシーケンス番号                    ：  SeqNumTX
ペイロード内のシーケンス番号                    ：  SeqNumRX
ペイロード内のタイムスタンプ                    ：  SeqNumTX
ペイロード内のタイムスタンプ                    ：  ΔT
の情報および、
キャプチャ時刻のタイムスタンプ                  ：  Time Stamp2
をプローブＰ１のメモリ２７に書き込む。
【００４１】
このようにしてプローブＰ１のメモリ２７に書き込まれたデータに基づき、以下に示す
(1)  往復での遅延、ジッタ、パケットロス測定
(2)  片道での遅延、ジッタ測定
(3)  片道でのパケットロス測定
のような各種の測定を行う。
【００４２】
(1)  往復での遅延、ジッタ、パケットロス測定
Src/Dst IP Address、Protocol、PacketID、SeqNumTxを基に送信側と応答側でのパ    ケット対を検出し、
往復遅延時間  (＝TimeStamp2−TimeStamp1−ΔＴ)
を演算する。
また、SeqNumTxにおいて、送信側でパケットがあり、応答側ではパケットが存在し    ないことにより、パケットロスを測定する。
【００４３】
(2)  片道での遅延、ジッタ測定
送信時の片道遅延時間（＝TimeRcv−TimeStamp1）
応答時の片道遅延時間（＝TimeStamp2−TimeRcv−ΔT）
を測定する。
【００４４】
(3)  片道でのパケットロス測定
送信時のロス：往復でのパケットロスに応答側パケットロスを減算
応答時のロス：SeqNumResにおける抜けによりロス測定
【００４５】
図１のように構成されるネットワーク品質評価装置によれば、往復での遅延、ジッタ、パケットロス測定、片道でのパケットロス測定、さらに時刻同期ができる場合には、片道での遅延、ジッタ測定ができる。
【００４６】
そして、プローブＰ１をハードウエアで構成し、プローブＰ２をソフトウエアで構成することにより、往復測定はハードウエア依存になることから時間確度を高く保証できる。
【００４７】
プローブＰ１を主要拠点に配置し、プローブＰ２を一般拠点に配置することにより、スター型の多数拠点での測定においては、ハードウエアの比較的高価格なプローブＰ１を比較的少数にしてソフトウエアの安価なプローブＰ２を多数とできるので、低コストでシステムを構築できる。
【００４８】
なお、プローブＰ１相互間における従来どおりのパッシブ測定と、プローブＰ１とプローブＰ２間のアクテイブ測定とを同時に測定を行ってもよい。
【００４９】
また、プローブＰ１相互間において、通信ポートのテストパケットを用いたパッシブ測定を行ってもよい。
【００５０】
また、プローブＰ１相互間において、プローブＰ１−プローブＰ２間と同様な方式で測定を行ってもよい。
【００５１】
また、プローブＰ２相互間において、プローブＰ１の構成をソフトウエアで実現し、プローブＰ１−プローブＰ２間と同様な方式で測定を行ってもよい。
【００５２】
さらに、第１のプローブＰ１の通信ポートＰＴ１と測定ポートＰＴ２間に図４に示すようにハブ３３を接続することにより、複数のネットワークやパソコンＰＣも接続することができ、これら複数のネットワークとパソコンＰＣを組み合わせたさらに多様な測定を行うことができる。
【００５３】
なお、必要に応じて、少なくともいずれかのネットワークの通信品質評価結果を表示する手段を設けることにより、これらの測定結果に基づき、ユーザ自身が適切と判断したネットワーク経路を選択することができる。
【００５４】
また、複数の伝送経路を有するネットワークのそれぞれの経路毎に第１のプローブと第２のプローブを設けることにより、ネットワークの通信品質評価項目に含まれるトラフィック分布、パケットロスの有無、遅延時間の大きさ、遅延時間のゆらぎ、スループットの少なくともいずれかについての測定を行うこともできる。
【００５５】
そして、例えばプローブマネージャ９で分岐系統の各経路における遅延時間の推移をモニターしていて、一方の経路の遅延時間が増加傾向を示すようになったら各経路へのパケット転送比率を調整して平均化するように制御する。これにより、ネットワーク全体における負荷の適正分散を図ることができ、負荷の集中による伝送障害を回避してネットワーク全体の安定性を高めることができる。
【００５６】
以上説明したように、本発明によれば、低コストでかつ信頼性の高いネットワーク品質評価が行えるネットワーク品質評価装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】第１のプローブＰ１の具体例を示す構成図である。
【図３】第２のプローブＰ２の具体例を示す構成図である。
【図４】第１のプローブＰ１の他の接続例を示す構成図である。
【図５】従来のネットワーク品質評価装置の一例を示す構成図である。
【図６】従来のプローブの一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５８】
Ｐ１  第１のプローブ
Ｐ２  第２のプローブ
ＮＷ  被測定ネットワーク
２９  テストパケット発生回路
３０  テストパケット応答回路
３１  ローカルタイマ
３２  外部通信回路ブロック
【図１】
2007049602.tif 000003
【図２】
2007049602.tif 000004
【図３】
2007049602.tif 000005
【図４】
2007049602.tif 000006
【図５】
2007049602.tif 000007
【図６】
2007049602.tif 000008