(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワークの複数個所からそれぞれプローブによりパケットデータを抽出して各プローブ内部のローカルタイマの時刻に基づくタイムスタンプとともにメモリに格納し、同一パケットデータのタイムスタンプの時間差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、
外部の時刻基準に基づいて各プローブ内部のローカルタイマの時刻補正を行った時刻と補正時間値をイベントデータとして出力する時刻補正イベント発生回路を設けてこの時刻補正イベント発生回路が出力するイベントデータもメモリに格納し、
同一パケットデータのタイムスタンプの時間差に基づいてネットワークの通信品質を評価するのにあたり、各補正時間を補正時間間隔で割った傾き直線で補正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】
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】
テストパケットデータとして、通信品質の悪化を検知した場合と同等のパケットデータを用いることを特徴とする請求項２記載のネットワーク品質評価装置。
【請求項４】
テストパケットデータとして、推測される悪化原因の特定に適した所定のパケットデータを用いることを特徴とする請求項２記載のネットワーク品質評価装置。
【請求項５】
測定用ポートがパケットデータを連続的に通過させるスルー形であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のネットワーク品質評価装置。
【請求項６】
測定用ポートがパケットデータをコピーして送出するミラー形であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のネットワーク品質評価装置。
【請求項７】
測定用ポートがスルー形とミラー形に切り換え可能であることを特徴とする請求項１〜請求項４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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はネットワーク品質評価装置に関し、詳しくは、通信ネットワークの通信パケットを複数個所で抽出して評価を行う装置の時間補正の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
身近な通信ネットワークとしてインターネットがある。
インターネットではデータとして文字情報のみならず音声や画像情報もやり取りでき、そのサービスには、電子メール、ネット・ニュース、ファイル転送(ftp)、リモート・ログイン(telnet)などのデータ伝送サービスや、Gopher、WWWなどの情報検索サービスもある。インターネットによれば、企業や国などの枠に制限されることなく瞬時に情報のやり取りができるので、個人・企業・官公庁・教育機関・研究機関など、各種の分野で多種・多様に利用されている。
【０００３】
ところで、このようなインターネットにおいて、通信ネットワークの通信品質が利用したいサービスが必要とする品質を十分に満たしていないと、パケットデータの欠落や遅延時間の揺らぎなどが発生し、音声情報の場合には受信音声が途切れたり、動画情報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。
【０００４】
ところが、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ー数が多くなるとユーザー数が少ない場合に比べて通信品質は低下することになる。また、通信ネットワークを構成する回線の帯域は、一般に基幹部分は広く支線部分は狭く設計しているが、実際運用してみると支線部分が過負荷状態になる場合もある。
【０００５】
いずれにしても、プロバイダは通信ネットワークの一部を有償で提供する立場からユーザーに対してより安定したサービスを提供しなければならず、サービス毎に品質が変動する場合にはそれぞれの原因を的確に解析する必要がある。
また、ユーザーは、インターネット上で利用する各種サービスの品質が通信ネットワークの利用料金に見合ったものかどうかを判断するためにも、各種サービスの品質をリアルタイムで正確に把握できることが望ましい。
【０００６】
図３は、従来のネットワーク品質評価装置の一例を示すブロック図である。図において、通信ネットワークＩＳＰ１はプロバイダが提供するものである。通信ネットワークＩＳＰ１内では複数のルーターＲを介して回線相互が接続されている。この通信ネットワークＩＳＰ１にはユーザーとしての企業（本社）２や企業（支社）３がルーターＲを介して接続され、さらにプローブマネージャ４もルーターＲを介して接続されている。なお、この他にもルーターを介して他のユーザーや通信ネットワークも接続されるが図示しない。
【０００７】
プローブＰ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ものであり、必要に応じてパケットデータを抽出すべきルーターＲのポートに接続される。プローブＰは、見かけ上スルー回路として動作して通信を妨げることなくパケットデータを抽出するタップ回路５、抽出したパケットデータをロジック信号に変換する物理層回路６、注目すべき指定された通信パケットから必要な情報のみを取り出すパケットフィルタとデータフィルタを含むフィルタ回路７、フィルタ回路７で取り出された情報をタイムスタンプと共にメモリ８に記憶するメモリ制御回路９、メモリ８に記憶した情報を外部通信回路１０を介してプローブマネージャ４に送信するように制御する制御回路１１、タイムスタンプとなる時刻データを出力するローカルタイマ１２などで構成されている。
【０００８】
図３の構成において、プローブマネージャ４は、企業（本社）２のルーターＲのポートに接続されたプローブＰで抽出された注目パケット情報と企業（支社）３のルーターＲのポートに接続されたプローブＰで抽出された同一の注目パケット情報とを取り込んで両者のパケット情報を照合し、企業（本社）２と企業（支社）３との間でのパケットロス・遅延時間・遅延ゆらぎ・スループットなどの通信品質項目についての測定を行う。
【０００９】
ところが、プローブＰ内部でタイムスタンプとなる時刻データを出力するローカルタイマ１２は、長期的には時間ずれが発生するため、図示しないＮＴＰ（Network  Time  Protocol）や外部レファレンス時間などに基づいて定期的に時刻補正を行う必要がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ローカルタイマ１２の時刻を補正すると、タイムスタンプの時刻もそれに従ってステップ的に変化するため、パケットの伝搬時間に依存しないステップ的な測定時間のずれが発生するという問題点がある。
【００１１】
本発明はこのような問題点に着目したものであり、その目的は、各プローブにおいて時刻補正時刻および時間を記憶しておき、これらのデータに基づく補正演算を施すことにより、ステップ的な測定時間のずれに起因する時刻補正の影響を軽減できるネットワーク品質評価装置を実現することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成する本発明の請求項１は、
通信ネットワークの複数個所からそれぞれプローブによりパケットデータを抽出して各プローブ内部のローカルタイマの時刻に基づくタイムスタンプとともにメモリに格納し、同一パケットデータのタイムスタンプの時間差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、
外部の時刻標準に基づいて各プローブ内部のローカルタイマの時刻補正を行った時刻と補正時間値をイベントデータとして出力する時刻補正イベント発生回路を設けてこの時刻補正イベント発生回路が出力するイベントデータもメモリに格納し、
同一パケットデータのタイムスタンプの時間差に基づいてネットワークの通信品質を評価するのにあたり、各補正時間を補正時間間隔で割った傾き直線で補正することを特徴とする。
【００１３】
これにより、テストパケットデータの伝搬時間を精度よく測定できる。
【００１４】
本発明の請求項２は、請求項１記載の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を特徴とする。
【００１５】
これにより、通信品質の悪化を検知した場合、その原因究明を直ちに行うことができる。
【００１６】
本発明の請求項３は、請求項２記載のネットワーク品質評価装置において、テストパケットデータとして通信品質の悪化を検知した場合と同等のパケットデータを用いることを特徴とする。
【００１７】
これにより、通信品質の悪化原因を、悪化を生じた条件を再現した状態で究明できる。
【００１８】
本発明の請求項４は、請求項２記載のネットワーク品質評価装置において、テストパケットデータとして、推測される悪化原因の特定に適した所定のパケットデータを用いることを特徴とする。
【００１９】
これにより、通信品質の悪化原因が経験的・統計的に推測できる場合、迅速に究明できる。
【００２０】
本発明の請求項５は、請求項１〜請求項４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、測定用ポートがパケットデータを連続的に通過させるスルー形であることを特徴とする。
【００２１】
これにより、データ伝送系を乱すことなく測定できる。
【００２２】
本発明の請求項６は、請求項１〜請求項４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、測定用ポートがパケットデータをコピーして送出するミラー形であることを特徴とする。
【００２３】
これにより、ルーターやスイッチのミラーポートや通常の通信ポートに接続することにより、回線を物理的に切断することなくネットワークに接続できる。
【００２４】
本発明の請求項７は、請求項１〜請求項４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、測定用ポートがスルー形とミラー形に切り換え可能であることを特徴とする。
【００２５】
これにより、ネットワークの状況に応じた適切なポートで測定できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施の形態の一例を示すブロック図であり、図３と共通する部分には同一の符号を付けている。図１と図３の異なる点は、図１では時刻補正イベント発生回路１３を設けていることである。時刻補正イベント発生回路１３は、ローカルタイマ１２が外部レファレンス時刻により補正された場合、その補正が実行された時刻と補正された時間の値とを、メモリ制御回路９を介してメモリ８にイベントデータとして記憶する。
【００２７】
図1の動作を説明する。プローブマネージャ４は、従来と同様に、企業（本社）２のルーターＲのポートに接続されたプローブＰで抽出された注目パケット情報と企業（支社）３のルーターＲのポートに接続されたプローブＰで抽出された同一の注目パケット情報とタイムスタンプを取り込んで両者のパケット情報を照合するとともにタイムスタンプの時間差を求め、企業（本社）２と企業（支社）３との間でのパケットロス・遅延時間・遅延ゆらぎ・スループットなどの通信品質項目についての測定を行う。
【００２８】
プローブマネージャ４は、この時、図２に示すように、それぞれのプローブにおいて時刻補正が行われたときのイベントデータを用いて上記の時間差に対する演算補正を行い、ステップ的な時刻補正の影響を軽減する。
【００２９】
図２（Ａ）は各プローブにおけるローカルタイマ１２の時刻補正の概念説明図であり、実線は測定された遅延値を示し、破線は任意の補正時間間隔で行われた時刻補正値のステップ的な変化を示している。
【００３０】
図２（Ｂ）は、時刻補正のイベントデータを用いたプローブマネージャ４における演算補正の説明図であり、実線は演算補正後の測定された遅延値を示し、破線は演算補正後の時刻補正値の変化を示している。ここで、演算補正は、補正時間を補正時間間隔で割った傾き直線に基づいて行う。
【００３１】
また、プローブマネージャ４は、通信品質の悪化を検知することによってその悪化が発生した通信パケットの情報をいずれかのプローブＰから取り込み、その情報を各プローブＰに伝達する。各プローブＰはこのパケット情報に基づいて、前述のようなテストパケットを生成して通信ネットワークＩＳＰ１内に出力する。
【００３２】
すなわち、各プローブＰにおいて、テストパケットはタップ回路５を通過するので、各プローブＰと同様に、タイムスタンプとともにメモリ８に取り込まれる。各プローブＰのメモリ８に取り込まれたこれらテストパケットに関するデータは、プローブマネージャ４に伝送される。
【００３３】
プローブマネージャ４は、通信ネットワークＩＳＰ内のルーターＲの組み合わせを順次切り換えるようにして２つのプローブＰの情報を選択照合し、それぞれのルーターＲの組み合わせにおける通信品質を測定する。
例えば、受信側における受信時刻とパケットデータに付加されているタイムスタンプとを照合することにより遅延時間と遅延時間のゆらぎを測定できる。
【００３４】
このように、通信品質の悪化を検知した時点で、通信ネットワークＩＳＰ１内の各プローブＰ相互間で通信品質の悪化が発生した通信パケットと同一のテストパケットによるパケット通信が行われるので、ほぼリアルタイムで各ルーターＲ間における通信品質の測定が可能になり、通信品質を悪化させているルーターＲの組み合わせを的確に特定でき、効率よく原因解析が行える。
【００３５】
この結果、プロバイダとしては、サービス毎に品質が変動する場合にはそれぞれの原因を的確に解析して把握対応できる。
また、ユーザーは、インターネット上で利用する各種サービスの品質をリアルタイムで正確に把握でき、プロバイダとの契約条件を判断するデータが入手できる。
【００３６】
なお、テストパケットは、必ずしも品質悪化時のパケットデータに基づくものに限るものではなく、例えばプローブマネージャ４でテスト用に任意に作成するものでもよい。
【００３７】
また、このようにして測定した各ルーターＲの組み合わせにおける通信品質の測定結果を一覧表示し、品質限界設定値よりも品質が悪化しているものの測定結果の表示色を他のものと異ならせることで不具合部分を明示できる。
【００３８】
また、プローブＰの測定用ポートは、パケットデータを連続的に通過させるスルー形であってもよいし、パケットデータをコピーして送出するミラーポートを利用したミラーポート形でもよいし、さらには状況に応じて両者のいずれかが切り換え設定できるものであってもよい。
【００３９】
スルー形はネットワークに接続するときに一時的に回線を切断することになるが接続後はパケットデータを途切れさせることなく連続的に通過させながらすべてのパケットデータを抽出でき、ミラーポート形はネットワークに接続するときには回線を物理的に切断しなくてもよいものの回線を流れるすべてのパケットデータがミラーポートに流れきらない場合がある。これに対し切り換え形を用いれば、両者の利点を組み合わせることが可能になる。
【００４０】
ところで、通信ネットワークＩＳＰ１内の通信トラフィック状況に応じて通信経路の変更が行われるが、経路変更に伴って大きな遅延ゆらぎが発生する。通信品質の測定にあたって遅延ゆらぎを検出したとき、その遅延ゆらぎがルーターＲなどの通信ネットワークＩＳＰ１を構成する装置内部に起因するものなのか、前述のような経路変更に伴うものなのかが測定結果表示画面上で識別できると無駄な原因究明工数が省けることになる。
【００４１】
図３はこのような経路情報解析機能を付加したプローブＰのブロック図であって、図１と共通する部分には同一の符号を付けている。図３において、フィルタ回路７とメモリ制御回路９との間に、経路情報解析回路１４が接続されている。
【００４２】
図３の動作を説明する。例えばＯＳＰＦ（Open  Short  Path  First）のルーティングプロトコルを用いる場合には、ネットワークのノード間においてルーティングパケットがやり取りされ、各ノードはその情報から得られるトポロジー情報とリンクマトリックス情報を用いて経路計算を行っている。そこで、図３のプローブＰも遅延測定のためのパケットデータを取込むと同時にルーティングパケットも取り込み、経路変更が発生したことを検知する。
【００４３】
そして、経路変更発生を検知したら、例えば図４の「Ｒ１」や「Ｒ２」のように、経路変更に伴う遅延時間発生であることを明示する。これにより、経路変更のない通常動作状態における遅延時間や遅延ゆらぎとを識別できる。
【００４４】
なお、経路変更を検出するプローブは、通常の遅延測定を行うプローブと一体化してもよいし、個別に独立したものであってもよい。
【００４５】
また、経路変更を検出するプローブの接続位置はユーザー部分に限るものではなく、通信ネットワークＩＳＰ１内の任意のポートであってもよい。
【００４６】
図３では経路変更をルーティングパケットで検出する例を説明したが、ユーザー（オペレータ）が任意に指定する特別な事象に関連したパケットを用いることにより他の事象の検出にも適用できる。特別な事象に関連したパケットとして例えばルーターが故障した場合に送出するものやトラフィックが最大設定値を超えた場合に送出するものを用い、これらのパケットを検出したらその旨を表わすそれぞれの事象に固有のイベント記号を図４の「Ｒ１」や「Ｒ２」のように表示させる。
【００４７】
このように、品質時間変化表示画面に所定のイベントマークを表示することにより、遅延時間や遅延ゆらぎの測定結果が特別な事象に関連したものか通常動作状態におけるものかを識別できる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に基づくネットワーク品質評価装置は、ステップ的な測定時間のずれに起因する時刻補正の影響を軽減できるとともに、ほぼリアルタイムで通信品質を把握解析できるので、ネットワークを提供するプロバイダおよびネットワークを利用するユーザーの双方にとってきわめて有益である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の動作説明図である。
【図３】本発明の実施の形態の他の例を示すブロック図である。
【図４】測定結果の表示例図である。
【図５】従来のネットワーク品質評価装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  ＩＳＰ
２  企業（本社）
３  企業（支社）
４  プローブマネージャ
Ｐ  プローブ
【図１】
0003824130.tif 000002
【図２】
0003824130.tif 000003
【図３】
0003824130.tif 000004
【図４】
0003824130.tif 000005
【図５】
0003824130.tif 000006