JP4736136B2 - 品質劣化箇所推定システム、及び品質劣化箇所推定方法 - Google Patents

Description

本発明は、ネットワーク内における障害箇所又は品質低下箇所を推定するための品質劣化箇所推定システム、品質劣化箇所推定方法、及び試験フロー決定方法に関する。

ネットワークを利用する情報システムの複雑化に伴い、通信障害や通信品質劣化の発生時に原因箇所を特定することがますます困難になっている。品質劣化（QoS degradation）からの迅速な復旧のため、品質劣化箇所（point of QoS degradation）を高い精度で推定することができる技術が望まれている。

従来、ネットワーク内の品質劣化箇所を推定するために、例えば、ネットワーク内に存在しているフロー（ユーザフロー）の品質が測定される。あるいは、試験通信（以下、「試験フロー」と参照される）がネットワークに流され、その試験フローの品質が測定される。ここで、フローとは、あるアプリケーションのパケットの端末間の流れである。様々な経路を通るフローの品質に基づいて、品質劣化箇所を推定することが出来る。品質劣化箇所の推定精度を高めるには、試験フローが流される経路の選択が重要である。

文献（小林正好，長谷川洋平，村瀬勉、“フロー品質情報からのネットワーク品質劣化箇所推定方式の提案”，電子情報通信学会 ＴＭ研究会、ｖｏｌ．１０４，Ｎｏ．７０７，Ｐ３１−３６，２００５年３月）には、品質劣化箇所を推定する方法が開示されている。その方法によれば、ネットワーク内に存在しているユーザフローの品質と試験フローの品質の両方を用いることにより、品質劣化箇所が推定される。具体的には、ユーザフローが経由するリンクの集合に含まれるそれぞれのリンクを経由するように試験フロー群が決定される。ここで、それぞれの試験フローが経由するリンクの組み合わせが互いに異なるように、試験フロー群、すなわち試験フロー経路が決定される。異なる試験フロー経路における品質劣化を計測することにより、いずれのリンクで品質が劣化していたかを判定することができる。

図１は、上記推定方法で用いられる複数の試験フローと、それぞれの試験フローが経由するリンクとの対応関係を表す「フロー／リンク対応表」の一例である。ユーザフローが経由するリンクの集合は、リンクＬ０〜Ｌ３を含んでいる。それぞれの試験フローが経由するリンクは互いに異なっており、各試験フローは、あるリンクのみを経由しその他のリンクを経由しないように構成されている。このような複数の試験フローが用いることにより、品質が劣化したリンクが推定される。しかしながら、この方法では、着目したリンクのみを経由する試験フローを探索する必要がある。試験フローを探索するための制約が厳しく、その試験フローを発見出来る確率が低い。１つのリンクのみを通る試験フローを生成することができない場合、品質劣化が発生しているリンクを検出できなくなる。更に、それぞれのリンクの端点となるそれぞれのノードもしくは端末においてルーティングを検索することが必要であるため、検索コストが高くなるという問題がある。

通信経路の管理に関連する他の技術として、以下のものが知られている。

特開２００２−６４４９３号公報には、複数のネットワークにおける通信経路の管理方法が記載されている。複数のネットワークは、相互に接続されており、また、ネットワーク管理システムにより管理される。各ネットワークは、ネットワーク装置を有する。この管理方法によれば、第１のネットワーク内のネットワーク装置から第２のネットワーク内のネットワーク装置への経路の「通信導通性」が保持されるように、管理が行われる。

特開２００２−２７１３９２号公報には、ＩＰ網における呼毎の音声品質管理方法が記載されている。呼毎の通話品質は、遠隔から監視される。ほぼリアルタイムで品質劣化が検出される。外付けの測定装置を配置することなく測定が行われるため、コストが抑制される。また、ｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄの遅延情報が収集される。

特開２００３−２５８９０３号公報は、通信路監視システムを開示している。その通信路監視システムは、複数のデータ処理装置と伝送路とから成る通信ネットワークにおいて、データ処理装置間に確立される通信路を監視する。特に、その通信監視システムは、監視対象である通信路の属性値を取得する属性値取得装置を備える。その属性取得装置は、第１〜第３の手段を有する。第１の手段は、データ処理装置間で転送される情報であって通信路を確立するための制御情報を取得する。第２の手段は、取得された制御情報から、属性値の取得に関する設定情報を抽出する。第３の手段は、抽出された設定情報を用い、確立された通信路上を通過する情報から属性値の取得を行う。

本発明の目的は、ネットワークにおける品質劣化箇所を含むリンクを高確率で探索できる技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、ネットワークにおける品質劣化箇所を推定するための試験フロー集合を効率良く設定できる技術を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、ネットワークにおける品質劣化箇所の推定時、ネットワーク内のノードや端末においてルーティングを検索するためのコストを低減できる技術を提供することにある。

本発明の第１の観点において、通信フローが通過した有向リンク集合における品質劣化箇所を推定するための品質劣化箇所推定方法が提供される。その品質劣化箇所推定方法は、（Ａ）品質劣化箇所を推定するための試験フロー集合を決定するステップと、（Ｂ）その試験フロー集合をネットワークに流すことによって、上記有向リンク集合における品質劣化箇所を推定するステップと、を有する。上記（Ａ）ステップは、有向リンク集合の一部である部分集合を通過するフローを試験フローとして設定し、その設定された試験フローを試験フロー集合に追加するステップを含む。その試験フローは、ネットワーク上の試験用端末から上記部分集合中の所定のノードに送信され、その所定のノードにおいて応答が得られ、その応答は所定のノードから所定の端末に送信される。

上記（Ａ）ステップは、（ａ）有向リンク集合に含まれる連続した有向リンクを上記部分集合として設定し、その連続した有向リンクの区間を有向リンク区間として設定するステップと、（ｂ）その有向リンク区間の少なくとも一部を通過するフローを試験フローとして設定するステップと、（ｃ）設定された試験フローを、試験フロー集合に追加するステップと、を含む。試験フローは、試験用端末から有向リンク区間中の所定のノードに送信され、その所定のノードにおいて応答が得られ、その応答は所定のノードから所定の端末に送信される。

決定される試験フロー集合は、第１試験フローを含んでもよい。その第１試験フローは、試験用端末から有向リンク区間の終端点に送信され、その終端点において応答が得られ、その応答は終端点から所定の端末に送信される。

決定される試験フロー集合は、第２試験フローを含んでもよい。その第２試験フローは、試験用端末から有向リンク区間の開始点に送信され、その開始点において応答が得られ、その応答は開始点から所定の端末に送信される。

決定される試験フロー集合は、複数の第３試験フローを含んでもよい。ここで、試験用端末からのフローが有向リンク区間上に重なる交差点までのホップ数がＨ１であり、試験用端末から有向リンク区間の終端点までのホップ数がＨ２であるとする。このとき、複数の第３試験フローのそれぞれのＴＴＬ（Time To Live）値は、Ｈ１以上Ｈ２以下に設定されており、そのそれぞれの宛先は、有向リンク区間の終端点に設定されている。複数の第３試験フローのそれぞれは、試験用端末から有向リンク区間中の複数のノードに送信され、その複数のノードの各々において応答が得られ、その応答は各々のノードから所定の端末に送信される。

その場合、上記（ｂ）ステップは、（ｂ１）有向リンク区間の開始点を所定のノードに設定するステップと、（ｂ２）所定のノードに送信されるフローを、複数の第３試験フローの１つとして設定するステップと、（ｂ３）所定のノードを有向リンク区間の開始点から終端点に向けて１ホップずつ変更しながら、上記（ｂ２）ステップを繰り返し実行するステップとを含んでもよい。

上記（Ａ）ステップは更に、（ｄ１）有向リンク区間にフローを発生可能な端末から有向リンク区間の終端点に至る経路を求めるステップと、（ｄ２）求められた経路のうち、有向リンク区間との重なりが最も長くなる経路に対応した端末を、上記試験用端末として設定するステップとを含む。

上記（Ａ）ステップは更に、（ｅ１）試験用端末が見つからない場合、有向リンク区間に含まれるリンク集合を不確定リンク集合として設定するステップと、（ｅ２）有向リンク集合から不確定リンク集合を除外することによって、有向リンク集合を更新するステップとを含んでもよい。

上記所定のノードで得られる応答は、ＩＣＭＰ（Internet Control Message Protocol）によるＥＣＨＯ応答であってもよい。また、上記応答は、パケット生存時間超過による応答であってもよい。

上記応答を受け取る所定の端末は、上記試験用端末であってもよい。上記応答を送信する所定のノードと上記所定の端末との間の距離は、上記所定のノードと上記試験用端末との間の距離より短くてもよく、長くてもよい。

本発明の第２の観点において、通信フローが通過した有向リンク集合における品質劣化箇所を推定するための品質劣化箇所推定方法が提供される。その品質劣化箇所推定方法は、（Ａ）品質劣化箇所を推定するための試験フロー集合を決定するステップと、（Ｂ）その試験フロー集合をネットワークに流すことによって、有向リンク集合における品質劣化箇所を推定するステップと、を有する。上記（Ａ）ステップは、（ｆ）有向リンク集合の一部である部分集合に含まれる１つのリンクを着目リンクとして設定するステップと、（ｇ）部分集合から上記１つのリンクを除くことによって部分集合を更新し、更新された部分集合に含まれるリンクを未着目リンクとして設定するステップと、（ｈ）着目リンクを通過し未着目リンクを通過しないフローを試験フローとして設定するステップと、（ｉ）設定された試験フローを、試験フロー集合に追加するステップと、（ｊ）部分集合が空集合になるまで、（ｆ）〜（ｉ）ステップを繰り返すステップとを含む。

上記（ｆ）ステップにおいて、有向リンク集合に含まれる連続した有向リンクが、部分集合として設定されてもよい。

本発明の第３の観点において、通信フローが通過した有向リンク集合における品質劣化箇所を推定するための品質劣化箇所推定システムが提供される。その品質劣化箇所推定システムは、ネットワークに接続されルータを介して相互に通信可能な複数の端末と、そのネットワークに接続され複数の端末間の通信の品質を監視する監視サーバとを備える。監視サーバは、有向リンク集合の一部である部分集合を通過するフローを、品質劣化箇所を推定するための試験フローとして設定する。その試験フローは、複数の端末のうちの試験用端末から部分集合中の所定のノードに送信され、その所定のノードにおいて応答が得られ、その応答は所定のノードから複数の端末のうち所定の端末に送信される。その所定の端末は、試験フローの品質を監視サーバに報告する。監視サーバは、試験フローの品質に基づいて品質劣化箇所を推定する。

監視サーバは、有向リンク集合に含まれる連続した有向リンクを、上記部分集合として設定してもよい。この場合、監視サーバは、その連続した有向リンクの区間を有向リンク区間として設定し、その有向リンク区間の少なくとも一部を通過するフローを試験フローとして設定する。

本発明によれば、ネットワークにおける品質劣化箇所を含むリンクを高確率で探索することが可能となる。また、ネットワークにおける品質劣化箇所を推定するための試験フロー集合を効率良く設定することが可能となる。更に、ネットワークにおける品質劣化箇所の推定時、ネットワーク内のノードや端末においてルーティングを検索するためのコストを低減することが可能となる。

図１は、従来技術における、試験フローとその試験フローが経由するリンクとの対応関係を表すフロー／リンク対応表を示している。 図２は、本発明の第１の実施の形態に係る品質劣化箇所推定システムの構成を示すブロック図である。 図３Ａは、第１の実施の形態に係るフロー／リンク対応表の一例を示している。 図３Ｂは、図３Ａに示されたフロー／リンク対応表の更新の一例を示している。 図４は、第１の実施の形態に係る監視サーバの構成を示すブロック図である。 図５Ａは、第１の実施の形態に係る試験フロー集合決定方法を示すフローチャートである。 図５Ｂは、第１の実施の形態に係る試験フロー集合決定方法を示すフローチャートである。 図６は、第１の実施の形態に係る経路重複調査部によって得られる経路の重複状況の一例を示している。 図７は、第１の実施の形態に係る試験フローの一例を示す概念図である。 図８は、第１の実施の形態に係る試験フローの他の例を示す概念図である。 図９は、第１の実施の形態に係る試験フローの更に他の例を示す概念図である。 図１０Ａは、第１の実施の形態に係る試験フロー集合を含むフロー／リンク対応表の一例を示している。 図１０Ｂは、第１の実施の形態に係る試験フロー集合を含むフロー／リンク対応表の一例を示している。 図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る品質劣化箇所推定システムの構成を示すブロック図である。 図１２は、第２の実施の形態に係る試験フロー集合決定方法を示すフローチャートである。 図１３Ａは、第２の実施の形態に係る試験フロー集合表の一例を示している。 図１３Ｂは、第２の実施の形態に係る試験フロー集合表の一例を示している。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態に係る品質劣化箇所推定システム、品質劣化箇所推定方法、及び試験フロー決定方法を説明する。本実施の形態における品質劣化箇所推定システムとして、パケット交換ネットワークにおけるネットワーク品質計測システムが例示される。

１．第１の実施の形態
１−１．構成
図２は、第１の実施の形態に係るネットワーク品質計測システム（品質劣化箇所推定システム）の構成を概略的に示している。そのネットワーク品質計測システムは、複数のルータ１００（１００−０〜Ｎ；Ｎは自然数）、コンピュータ装置である複数の端末２００（２００−０〜５）、及び監視サーバ４００を備えている。複数の端末２００及び監視サーバ４００は、ネットワークを介して相互に接続されている。複数のルータ１００は、そのネットワーク上に配置されており、また、相互に接続されている。つまり、複数の端末２００、及び、それら端末２００と監視サーバ４００は、ルータ１００を介して互いに接続されており、それらの間で相互通信が可能である。尚、図２において６台の端末２００−０〜５が示されているが、端末の数は６台に限られない。

ルータ１００間の物理接続、あるいは、端のルータ１００と端末２００との間の物理接続は、「リンク」と呼ばれる。特に、方向も考慮される場合、各接続は「有向リンク（directed link）」で表される。有向リンクは、開始点のアドレスと、終点のアドレスで定義される。図１には、複数の有向リンクＬ０〜Ｌ（Ｎ＋１）が示されている。端末２００−０から端末２００−１への経路は、複数のルータ１００−０〜Ｎを経由し、複数のリンク（リンク集合）Ｌ０〜Ｌ（Ｎ＋１）から構成されている。

端末２００間のあるアプリケーションのパケットの流れは、「フロー」と呼ばれる。特に、方向も考慮される場合、パケットの流れは「有向フロー（directed flow）」と呼ばれる。例えば図１において、端末２００−０から端末２００−１への通信は、有向フロー３００により行われている。端末２００−２から端末２００−３への通信は、有向フロー３１０により行われている。端末２００−４から端末２００−５への通信は、有向フロー３２０により行われている。

それらフローに関して、各フローとそのフローが経由するリンクとの対応関係を示す「フロー／リンク対応表」が定義され得る。図３Ａは、フロー／リンク対応表の一例を示している。図３Ａにおいて、ネットワーク上の有向フロー３００〜３２０とそれぞれのフローが通るリンク（Ｌ０〜Ｌ（Ｎ＋１））との対応関係が示されている。各フローに関して、そのフローが通過したリンクは“１”で表されており、そのフローが通過しなかったリンクは“０”で表されている。また、そのフロー／リンク対応表には、それぞれのフローの経路上における品質が示されている。例えば、フロー３００の品質は劣化しており、フロー３１０、３２０に関しては良好な品質が得られている。品質の劣化は、例えばフラグによって表される。

端末２００間においてある通信フローが発生した場合、受信側の端末２００は、その通信フローの品質を計測する。そして、その受信側の端末２００は、その品質計測結果としての「品質情報」を監視サーバ４００に送信する。図２においては、通信を行っている端末２００−０〜５のうち受信側の端末２００−１、２００−３、及び２００−５から、品質情報が監視サーバ４００にそれぞれ転送される。

通信フローの品質が劣化していることが判明した場合、どのリンクで劣化が発生しているかを推定する必要がある。本実施の形態によれば、品質劣化箇所を推定するために、「試験フロー」がネットワークに流される。品質劣化箇所の推定精度を高めるには、その試験フローが流される経路の選択が重要である。その試験フローの経路を決定するのが、監視サーバ４００である。本実施の形態において、監視サーバ４００は、端末２００から受け取った品質情報に基づいて試験フローの経路を決定する機能を有している。また、監視サーバ４００は、決定された試験フローの発生を端末２００に指示する機能を有している。更に、監視サーバ４００は、その試験フローの品質情報に基づいて品質劣化箇所を推定する機能を有している。

図４は、本実施の形態に係る監視サーバ４００の構成を概略的に示している。その監視サーバ４００は、入出力制御部４０１、フロー品質収集部４０２、経路情報収集部４０３、品質劣化箇所推定部４０４、フロー集合決定部４０５、フローリンク対応表管理部４０６、及びフロー発生指示部４０７を備えている。

入出力制御部４０１は、ネットワークに対するパケットの入出力を制御する。フロー品質収集部４０２は、ネットワークを介して端末２００から報告されるフローの品質情報を収集する。経路情報収集部４０３は、ネットワーク上のルータ１００から経路情報（ルーティングテーブル）を収集する。品質劣化箇所推定部４０４は、端末２００から収集された品質情報を統合し、ネットワーク内の品質劣化箇所を推定する。フロー集合決定部４０５は、品質劣化箇所を特定するために必要な試験フローの集合（以下、「試験フロー集合Ｚ」と参照される）を設定する。フローリンク対応表管理部４０６は、フロー／リンク対応表（図３Ａ参照）を管理する。フロー発生部４０７は、フロー集合決定部４０５で決定された試験フローの発生を端末２００に指示する。

上述の通り、フロー集合決定部４０５は、試験フロー集合Ｚを設定する。ここで、調査対象のリンク集合は、連続した有向リンクを含んでいる可能性が高い。そのような連続した有向リンクは、以下「連結有向リンク」と参照される。また、その連結有向リンクの区間は、「有向リンク区間Ｐ」と参照される場合がある。品質劣化箇所は連結有効リンクに含まれる可能性が高いため、本実施の形態に係るフロー集合決定部４０５は、特にこの連結有効リンクに着目する。

図４に示されるように、フロー集合決定部４０５は、経路重複調査部４０５１、経路探索部４０５２、連結有向リンク探索部４０５３、連結有向リンク表４０５４、及びフロー集合表４０５５を備えている。連結有向リンク表４０５４は、連結有向リンクを示すテーブルであり、記憶装置に格納される。また、フロー集合表４０５５は、品質劣化箇所を推定するために使用する試験フロー集合Ｚを示すテーブルであり、記憶装置に格納される。連結有向リンク探索部４０５３は、調査対象のリンク集合から連結有向リンク（有向リンク区間Ｐ）を探索し、連結有向リンクを示す連結有向リンク表４０５４の作成・更新を行う。経路探索部４０５２は、連結有向リンク表４０５４を参照して、品質劣化箇所を推定するための試験フローの経路を探索する。また、経路探索部４０５２は、試験フロー集合Ｚを示すフロー集合表４０５５の作成・更新を行う。経路重複調査部４０５１は、試験フローの経路と有向リンク区間Ｐとの重複を調査する。

尚、上述の各部は、演算処理装置とその演算処理装置によって実行されるソフトウェア・プログラムとの協働によって実現される。

１−２．詳細な処理
次に、図４等を参照して、本実施の形態に係るネットワーク品質計測システムによる処理を詳細に説明する。尚、以下の説明において、品質劣化箇所、すなわち、品質劣化の原因となったリンクは、「劣化リンク」と参照される場合がある。

（フロー／リンク対応表の作成）
監視サーバ４００の入出力制御部４０１は、各フローに関する品質情報を受信側の端末２００から受け取り、受け取った品質情報をフロー品質収集部４０２に転送する。フロー品質収集部４０２は、各フローが通過したリンクを経路情報収集部４０３に問い合わせる。経路情報収集部４０３は、入出力制御部４０１を介して、それぞれのルータ１００からルーティングテーブル（経路情報）を収集している。フロー品質収集部４０２からの問い合わせに応答して、この経路情報収集部４０３は、各フローと各フローが通過したリンクとの対応関係をフロー品質収集部４０２に通知する。ここで、リンクとは、開始点のアドレスと終端点のアドレスで定義される有向リンクである。

フロー品質収集部４０２は、経路情報収集部４０３から受け取った情報に、入出力制御部４０１から受け取った品質情報（良好・劣化等）を付け加え、図３Ａに示されるようなフロー／リンク対応表を作成する。図３Ａで示される例では、フロー３００の経路はリンクＬ０〜Ｌ（Ｎ＋１）を含んでおり、そのフロー３００の品質が劣化している。

フロー品質情報収集部４０２は、作成したフロー／リンク対応表をフロー／リンク対応表管理部４０６に転送する。フロー／リンク対応表管理部４０６は、フロー／リンク対応表をメモリやハードディスク等の記憶装置に格納する。また、フロー／リンク対応表管理部４０６は、記憶装置に格納されたフロー／リンク対応表の更新も行う。そして、フロー／リンク対応表管理部４０６は、フロー／リンク対応表が格納・更新されたことを、品質劣化箇所推定部４０４に通知する。

品質劣化箇所推定部４０４は、更新されたフロー／リンク対応表を参照して、フロー集合決定部４０５に対し、劣化リンクを特定するための試験フローの設定指示を発行する。フロー集合決定部４０５は、試験フローの設定指示に基づき、劣化リンクを特定するための試験フロー集合Ｚを決定する。以下、品質劣化箇所推定部４０４及びフロー集合決定部４０５による試験フロー集合Ｚの決定について詳細に説明する。

（試験フロー集合Ｚの決定）
図５Ａ及び図５Ｂは、本実施の形態による試験フロー集合Ｚの決定方法を示すフローチャートである。

品質劣化箇所推定部４０４は、フロー／リンク対応表を参照して、品質が劣化したフローが通過したリンク集合を「試験対象リンク集合」に設定する（ステップＳ２）。また、品質劣化箇所推定部４０４は、品質が良好なフローが通過しているリンク集合を「調査済リンク集合」として抽出する（ステップＳ４）。例えば図３Ａに示されたフロー／リンク対応表の場合、リンクＬ０〜Ｌ（Ｎ＋１）が、試験対象リンク集合として設定される。また、品質が良好であるフロー３１０及び３２０が通過したリンクＬ１及びＬ（Ｎ＋１）は、調査済リンク集合として抽出される。

次に、品質劣化箇所推定部４０４は、調査済リンク集合をフロー／リンク対応表から除外する。具体的には、品質劣化箇所推定部４０４は、上記試験対象リンク集合から上記調査済リンク集合を除くことによって、「試験用リンク集合」を求める（ステップＳ６）。例えば図３Ａに示された例の場合、品質劣化箇所推定部４０４は、試験対象リンク集合（リンクＬ０〜Ｌ（Ｎ＋１））から調査済リンク集合（リンクＬ１，Ｌ（Ｎ＋１））を除外し、試験用リンク集合（リンクＬ０，Ｌ２〜ＬＮ）を設定する。試験用リンク集合は、フロー／リンク対応表管理部４０６に通知される。フロー／リンク対応表管理部４０６は、図３Ａで示されたフロー／リンク対応表を、図３Ｂで示されるものに更新する。

試験用リンク集合が存在しない場合（ステップＳ８；Ｎｏ）、品質劣化箇所が存在しないため、処理は終了する。試験用リンク集合が存在する場合（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、品質劣化箇所推定部４０４は、フロー集合決定部４０５に対して試験フローを設定するための指示を発行する。

試験フローの設定指示に応答して、フロー集合決定部４０５の連結有向リンク探索部４０５３は、「有向リンク区間Ｐ」の設定を行う（ステップＳ１０）。具体的には、連結有向リンク探索部４０５３は、フロー／リンク対応表を参照し、試験用リンク集合のうち連結有向リンクの区間を有向リンク区間Ｐとして設定する。試験用リンク集合に連結有向リンクが存在しない場合は、単一リンクの区間が有向リンク区間Ｐとして設定される。図３Ｂに示された例の場合、試験用リンク集合（リンクＬ０，Ｌ２〜ＬＮ）は連結有向リンク（リンクＬ２〜ＬＮ）を含んでおり、その区間（Ｌ２〜ＬＮ）が有向リンク区間Ｐとして設定される。連結有向リンク探索部４０５３は、設定された有向リンク区間Ｐ（連結有向リンク）を連結有向リンク表４０５４に記録し、また、有向リンク区間Ｐの設定を経路探索部４０５２に通知する。

有向リンク区間Ｐの通知（更新）に応答して、経路探索部４０５２は、試験フローが通過する「試験フロー経路」とその試験フローを発生可能な「試験用端末Ｔ」とを決定する（ステップＳ１２〜Ｓ１８）。具体的には、有向リンク区間Ｐの通知に応答して、経路探索部４０５２は、連結有向リンク表４０５４に記録された有向リンク区間Ｐ（Ｌ２〜ＬＮ）を参照する。そして、経路探索部４０５２は、その有向リンク区間Ｐに新たな試験フローを発生できるか否かを、ネットワーク上のそれぞれの端末２００に対して問い合わせる（ステップＳ１２）。

その問い合わせに対して応答する端末２００がない場合（ステップＳ１６；Ｎｏ）、経路探索部４０５２は、有向リンク区間Ｐに含まれるリンク集合を、「不確定リンク集合Ｘ」として調査済リンク集合に加える（ステップＳ２０）。その後、処理はステップＳ６に移行する。

一方、その問い合わせに対して応答する端末２００がある場合（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、経路重複調査部４０５１及び経路探索部４０５２は、新たなフローを発生可能な各端末２００から有向リンク区間Ｐの終端点に至る経路を求める。そして、経路重複調査部４０５１及び経路探索部４０５２は、有向リンク区間Ｐと最も長く重なる経路に対応した端末２００を、「試験用端末Ｔ」として選択する（ステップＳ１８）。

例えば、本例において、端末２００−３と端末２００−４が、試験フローを発生することができ、問い合わせに対して応答したとする。この場合、ステップＳ１８において、経路探索部４０５２は、端末２００−３、２００−４から試験フローが発生可能であることを、経路重複調査部４０５１に対して通知する。経路重複調査部４０５１は、端末２００−３及び２００−４のそれぞれから有向リンク区間Ｐ（Ｌ２〜ＬＮ）の終端点であるルータ１００−Ｎに至る経路を求める。図６は、それぞれの端末に応じた経路を示している。経路重複調査部４０５１は、図６に示されたそれぞれの経路と有向リンク区間Ｐとの重なりを調べ、最も重なりの長い経路に対応する端末２００−３を試験用端末Ｔとして選択する。そして、経路重複調査部４０５１は、選択された端末２００−３を経路探索部４０５２に通知する。

ステップＳ１８において試験用端末Ｔが決定されると、経路探索部４０５２は、その試験用端末Ｔが発生させる試験フローを決定することができる（ステップＳ２２）。

例えば、その試験フローは、試験用端末Ｔから有向リンク区間Ｐの終端点宛てに送信される。そして、その終端点において試験用端末Ｔ宛ての応答が得られ、その応答が試験用端末Ｔ宛てに送信され、試験用端末Ｔが受信する。図７は、設定される試験フローの一例を示している。試験フロー５００は、端末２００−３（試験用端末Ｔ）からルータ１００−Ｎ（有向リンク区間Ｐの終端点）宛てに送信される。ルータ１００−Ｎにおいて、端末２００−３宛ての応答が得られ、その応答が端末２００−３宛てに送信され、端末２００−３が受信する。図７に示されるように、試験フロー５００は、このような一連の流れを示している。経路探索部４０５２は、この試験フロー５００を、フロー集合表４０５５に示される試験フロー集合Ｚに加える。

尚、該応答を得るために、「ＩＣＭＰ（Internet Control Message Protocol） ＥＣＨＯ」などのプロトコルを利用することができる。また、パケット生存時間超過による応答を利用することもできる。端点となるルータで応答が得られるサービスを利用することにより、試験フローの方向が反転する。

変形例として、試験フローの終着点となる端末２００を試験用端末Ｔとは別の端末に設定することも可能である。応答地点から終着点までの距離が長いほど計測ノイズが大きくなる可能性があるため、その距離が短くなるように終着点となる端末２００が設定されてもよい。例えば、ルータ１００−Ｎから、端末２００−３の代わりに端末２００−４宛てに応答が送信されるように試験フローが設定される。そのためには、端末２００−３から送信されるパケットの宛先アドレスがルータ１００−Ｎに設定され、送信元アドレスが端末２００−４に設定されればよい。あるいは、応答地点から終着点までの距離が長いほど、試験フローが他の有向リンクを多く通過する可能性が高いため、該距離が長くなるように終着点となる端末２００が設定されてもよい。その場合、試験フローの全体数を削減することが可能となる。更に、ＩＰソースルートオプションが利用されてもよい。

また、次のような試験フローも作成される。試験用端末Ｔから有向リンク区間Ｐの終端点に至る経路と有向リンク区間Ｐとが重なった区間に存在するノードのそれぞれに対して、複数の試験フローが送信される。複数の試験フローが試験用端末Ｔからそれぞれのノードに送信され、それぞれのノードにおいて応答が得られ、それぞれの応答が試験用端末Ｔ宛てに送信される。ここで、試験用端末Ｔからのフローが有向リンク区間Ｐ上に重なる交差点までのホップ数をＨ１とする。また、試験用端末Ｔから有向リンク区間Ｐの終端点までのホップ数をＨ２とする。経路探索部４０５２は、ホップ数Ｈ１及びＨ２を求め、複数の試験フローのそれぞれのＴＴＬ（Time To Live）値をＨ１以上Ｈ２以下に設定する（Ｈ１≦ＴＴＬ≦Ｈ２）。尚、全ての試験フローに関する“試験用端末Ｔからの宛先”は、有向リンク区間Ｐの終端点に設定される。経路探索部４０５２は、決定された複数の試験フローのそれぞれを、フロー集合表４０５５に示される試験フロー集合Ｚに加える。

図８は、設定される試験フローの例を示している。経路探索部４０５２は、試験用端末２００−３からのフローが有向リンク区間Ｐ上に重なる交差点までのホップ数Ｈ１（＝１）と、有向リンク区間Ｐの終端点までのホップ数Ｈ２（＝４）を求める。そして、経路探索部４０５２は、試験用端末２００−３からの宛先が終端点Ｌ１００−Ｎに設定され、且つ、ＴＴＬ値がＨ１≦ＴＴＬ≦Ｈ２を満たすように設定された複数の試験フローを決定する。例えば、ノードが、有向リンク区間Ｐの開始点から終端点まで１ホップずつ変更され、各々のノードに関して試験フローが設定される。複数の試験フローは、試験用端末２００−３からそれぞれのノードに送信され、それぞれのノードにおいて応答が得られ、それぞれの応答が試験用端末２００−３宛てに送信されることになる。図８においては、ルータ１００−３を経由する試験フロー５１０、及びルータ１００−２を経由する試験フロー５２０が設定される。これら複数の試験フロー５１０、５２０が、フロー集合表４０５５で示される試験フロー集合Ｚに加えられる。

このようにして、経路探索部４０５２は、試験フロー集合Ｚを設定し、フロー集合表４０５５を作成・更新する（ステップＳ２２）。次に、経路探索部４０５２は、新たに設定された試験フロー集合Ｚ及び各試験フローに対応するリンク集合を、フロー／リンク対応表管理部４０６に通知する。フロー／リンク対応表管理部４０６は、通知された試験フロー集合Ｚに関わる情報を、フロー／リンク対応表に記録する。これにより、フロー／リンク対応表の更新が行われる。上記例では、フロー５００〜５２０とそれぞれにおけるリンクの対応関係がフロー／リンク対応表に記録される（図１０Ａ参照）。

設定された試験フロー集合Ｚが通過する試験経路、すなわち試験用端末Ｔから有向リンク区間Ｐの終端点に至る経路と、有向リンク区間Ｐとが重なった区間が、有向リンク区間Ｐと同一である場合（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、経路探索部４０５２は、有向リンク区間Ｐに含まれるリンク集合を「調査済リンク集合」に追加する（ステップＳ２６）。これにより、調査済リンク集合が更新され、新たな調査済リンク集合が設定される。上記例の場合、試験用端末２００−３から終端点Ｌ１００−Ｎに至る経路と有向リンク区間Ｐとが重なった区間（Ｌ２〜ＬＮ）が、有向リンク区間Ｐ（Ｌ２〜ＬＮ）と同一である（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）。このため、経路探索部４０５２は、有向リンク区間Ｐに含まれるリンク集合（Ｌ２〜ＬＮ）を「調査済リンク集合」に追加する（ステップＳ２６）。

次に、処理はステップＳ６に移行する。ステップＳ６において、品質劣化箇所推定部４０４は、新たな調査済リンク集合をフロー／リンク対応表から除外する。具体的には、品質劣化箇所推定部４０４は、試験対象リンク集合（リンクＬ０〜Ｌ（Ｎ＋１））から新たな調査済リンク集合（Ｌ１，Ｌ（Ｎ＋１），Ｌ２〜ＬＮ）を除外し、新たな「試験用リンク集合（リンクＬ０）」を設定する。

ステップＳ６において更新された試験用リンク集合には、リンクＬ０のみが存在する。そのため、リンクＬ０が「新たな有向リンク区間Ｐ」として設定される（ステップＳ８；Ｙｅｓ，ステップＳ１０）。また、ステップＳ１２〜Ｓ１６において、端末２００−３及び端末２００−４から応答が得られたとする。

ステップＳ１８において、経路重複探索部４０５１は、端末２００−３及び２００−４のそれぞれから有向リンク区間Ｐ（Ｌ０）の終端点であるルータ１００−０に至る経路を求める。この場合、求められた経路と有向リンク区間Ｐ（Ｌ０）との重なりが無い。従って、経路重複探索部４０５１は次に、有向リンク区間Ｐの開始点（端末２００−０）からそれぞれの端末２００−３及び２００−４へ至る経路を調査する。そして、経路重複探索部４０５１は、それぞれの経路と有向リンク区間Ｐとの重なりを調べ、最も重なりが長くなる経路に対応する端末２００を試験用端末Ｔとして選択する。上記例では、重なりの長さは同じであるため、経路重複探索部４０５１は、端末２００−３と端末２００−４のいずれかを試験用端末Ｔとして選択する。例えば、端末２００−３が試験用端末Ｔとして選択される。

試験用端末Ｔが決定されると、経路探索部４０５２は、その試験用端末Ｔが発生させる試験フローを決定することができる（ステップＳ２２）。図９は、設定される試験フローの一例を示している。試験フロー７００は、端末２００−３（試験用端末Ｔ）から端末２００−０（有向リンク区間Ｐの開始点）宛てに送信される。端末２００−０において、端末２００−３宛ての応答が得られ、その応答が端末２００−３宛てに送信され、端末２００−３が受信する。経路探索部４０５２は、この試験フロー７００を、フロー集合表４０５５に示される試験フロー集合Ｚに加える。次に、経路探索部４０５２は、新たに設定された試験フロー７００及びそれに対応するリンクＬ０を、フロー／リンク対応表管理部４０６に通知する。フロー／リンク対応表管理部４０６は、フロー／リンク対応表を更新する。更新されたフロー／リンク対応表が、図１０Ａに示されている。

試験フローの通過する試験経路はリンクＬ０のみであり、有向リンク区間Ｐ（Ｌ０）と同一である（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）。よって、有向リンク区間Ｐ中のリンクＬ０が、調査済リンク集合に追加される（ステップＳ２６）。処理は、再度ステップＳ６に移行する。

ステップＳ６において、試験対象リンク集合から更にリンクＬ０が除外され、「試験用リンク集合」は空集合となる。試験用リンク集合が空集合であるため（ステップＳ８；Ｎｏ）、フロー集合決定部４０５は、試験フロー集合Ｚの探索処理を終了する。

以上に説明されたように、試験フロー５００〜５２０及び試験フロー７００を含む試験フロー集合Ｚが、フロー集合表４０５５に記録される。また、図１０Ａに示されるように、試験フロー５００〜５２０、７００とそれぞれが通過するリンクとの対応関係が、フローリンク対応表に記録される。

ステップＳ２４において、試験経路と有向リンク区間Ｐが同一でない場合（ステップＳ２４；Ｎｏ）、連結有向リンク探索部４０５３は、試験経路と重ならなかった有向リンク区間Ｐを新たな有向リンク区間Ｐとして設定する（ステップＳ３２）。そして、連結有向リンク探索部４０５３は、連結有向リンク表４０５４を更新し、有向リンク区間Ｐの設定を経路探索部４０５２に対して通知する。

有向リンク区間Ｐの設定（更新）の通知に応答して、経路探索部４０５２は、連結有向リンク表４０５４に記録された有向リンク区間Ｐを参照する。そして、経路探索部４０５２は、その有向リンク区間Ｐに新たな試験フローを発生できるか否かを、ネットワーク上のそれぞれの端末２００に対して問い合わせる（ステップＳ３４）。

その問い合わせに対して応答する端末２００がない場合（ステップＳ３６；Ｎｏ）、処理は、上述のステップＳ２０に移行する。一方、その問い合わせに対して応答する端末２００がある場合（ステップＳ３６；Ｙｅｓ）、経路重複調査部４０５１及び経路探索部４０５２は、有向リンク区間Ｐの開始点から新たなフローを発生可能な各端末２００に至る経路を求める。そして、経路重複調査部４０５１及び経路探索部４０５２は、有向リンク区間Ｐと最も長く重なる経路に対応した端末２００を、「試験用端末Ｔ」として選択する。更に、連結有向リンク探索部４０５３は、該重なった経路を新たな有向リンク区間Ｐとして設定し、該重ならなかった区間を「有向リンク区間Ｑ」として設定する。連結有向リンク探索部４０５３は、連結有向リンク表４０５４を更新する（ステップＳ４０）

試験用端末Ｔが決定されると、経路探索部４０５２は、その試験用端末Ｔが発生させる試験フローを決定することができる（ステップＳ４２）。その試験フローは、試験用端末Ｔから有向リンク区間Ｐの開始点宛てに送信される。その開始点において、試験用端末Ｔ宛ての応答が得られ、その応答が試験用端末Ｔ宛てに送信され、試験用端末Ｔが受信する。経路探索部４０５２は、そのような試験フローを、フロー集合表４０５５に示される試験フロー集合Ｚに加える。

更に、経路探索部４０５２は、有向リンク区間Ｐの開始点から終端点に向けて１ホップ移動したノード宛てに送信される試験フローを設定する。その試験フローは、試験用端末Ｔからそのノード宛てに送信され、該ノードにおいて応答を得られる。その応答は該ノードから試験用端末Ｔ宛てに送信され、試験用端末Ｔが受信する。経路探索部４０５２は、そのような試験フローを試験フロー集合Ｚに加える（ステップＳ４２）。該ノードが有向リンク区間Ｐの終端点でない場合（ステップＳ４４；Ｎｏ）、ステップＳ４２が再度実行される（更に１ホップ移動）。該ノードが有向リンク区間Ｐの終端点となると（ステップＳ４４；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４６に移行する。

試験フロー集合Ｚの設定後、有向リンク区間Ｑが存在する場合（ステップＳ４６；Ｎｏ）、処理はステップＳ３２に移行する。その場合、連結有向リンク探索部４０５３は、上記有向リンク区間Ｑを新たな有向リンク区間Ｐとして設定する。有向リンク区間Ｑが存在しない場合（ステップＳ４６；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２６に移行する。

以上の手順により、本実施の形態に係るフロー集合決定部４０５は、品質劣化の原因となっているリンクを特定するための試験フロー集合Ｚを求めることができる。この際、フロー３００の品質が劣化した原因を有するリンク集合（Ｌ０，Ｌ２〜ＬＮ）が不連続である場合においても、そのリンク集合に含まれるそれぞれのリンクを通るフローの組が互いに異なるように試験フロー集合Ｚを決定することができ、それぞれのリンクを独立に判定することが可能である。

（試験フローの発生）
試験フロー集合Ｚの探索処理が終了すると、フロー集合決定部４０５は、フロー発生指示部４０７に対して通知を行う。その通知に応答して、フロー発生指示部４０７は、フロー集合表４０５５の試験フロー集合Ｚを参照し、それぞれの試験フローを発生するようにそれぞれの試験用端末Ｔに対して指示を発行する。

フロー発生指示を受け取った端末２００（試験用端末Ｔ）は、その指示に従って試験フローを発生させる。そして、各試験用端末Ｔは、各試験フローに関する品質情報を、監視サーバ４００に報告する。上記例では、端末２００−３が、フロー発生指示部４０７からの指示に従って、試験フロー５００〜５２０、７００を発生させる。そして、端末２００−３が、試験フロー５００〜５２０、７００のそれぞれの品質情報を、監視サーバ４００に報告する。

（劣化リンクの特定）
フロー品質収集部４０２は、受け取った品質情報に基づいて、フロー／リンク対応表を更新する。更新されたフロー／リンク対応表が図１０Ｂに示されている。品質劣化箇所推定部４０４は、このフロー／リンク対応表を参照して、いずれのリンクが品質劣化していたかを推定する。まず、良好な品質が得られたフローが通過したリンクは、劣化リンクの候補から外される。その結果、リンクＬ３及びリンクＬ（Ｎ）が、劣化リンクの候補として残る。リンクＬ（Ｎ）が劣化リンクであると仮定した場合、フロー５１０の品質が劣化した原因を説明できない。一方、リンクＬ３が劣化リンクであると仮定した場合、全てのフローに関する品質情報が矛盾無く説明できる。従って、品質劣化箇所推定部４０４は、リンクＬ３が劣化リンクであると判定する。

１−３．効果
以上に説明されたように、本実施の形態に係る監視サーバ４００は、品質が劣化したフロー３００が通過したリンク集合に基づいて、劣化リンクを特定するための試験フロー集合Ｚ（試験用リンク集合）を設定することができる。試験フロー集合Ｚに含まれるそれぞれの試験フローを発生させることにより、品質劣化の原因となっている劣化リンクを特定することができる。この際、フロー３００の品質が劣化した原因を有するリンク集合（Ｌ０，Ｌ２〜ＬＮ）が不連続である場合においても、そのリンク集合に含まれるそれぞれのリンクを通るフローの組が互いに異なるように試験フロー集合Ｚを決定することができ、それぞれのリンクを独立に判定することが可能である。

また、品質劣化の原因となったリンクを特定するための調査が行われる場合、調査対象とするべきリンク集合は、連続した有向リンクを含んでいる可能性が高い。本実施の形態に係る品質劣化箇所推定システムを利用することにより、効率よく試験フロー集合Ｚを決定することができる。

また、本実施の形態に係る試験フロー集合Ｚの決定方法によれば、最も長く有向リンク区間Ｐを通過する試験フローが検索された後は、その試験フローよりも短く有向リンク区間Ｐを通過する試験フローを設定することができる。例えば、ＴＴＬ値を減らす、あるいは、有向リンク区間Ｐを順にたどることによって、試験フローを次々に設定することができる。その結果、ルーティングテーブルの検索回数が削減される。

すなわち、連結有向リンクに対して最も長く重なる経路が最初に探索される。そして、検索された経路を利用することにより、短い経路を探索することなく試験フローを作成することができる。そのため、品質劣化箇所を特定するための試験用リンク集合Ｚの探索回数を少なくすることが可能となる。加えて、本手法は、不確定リンク集合Ｘを求めることができるというメリットも有する。

比較として、従来技術によれば、ある一つのリンクのみを通過しそれ以外のリンクを通過しない試験フローが順次検索される。試験フローを生成できる端末数がＫのとき、利用可能なフローは、端末の組み合わせ（Ｋ×（Ｋ−１））によって決定される。また、リンク集合に含まれるリンク数がＮのとき、ある一つのリンクのみを通りそれ以外のリンクを通らないような組み合わせは、（Ｎ−１）である。その組み合わせ（Ｎ−１）に対して試験フローが検索されるため、Ｋ×（Ｋ−１）×（Ｎ−１）回の検索が必要となる。

一方、本実施の形態によれば、試験対象リンク集合の部分集合（試験用リンク集合）が考慮される。この部分集合を変化させつつ試験フローを決定していくことにより、検索回数を削減することが可能となる。例えば、連結した有向リンク区間Ｐを検出するために、Ｎ回の検索が行われる。その後、各端末２００から有向リンク区間Ｐの終端点へ至る経路を検出するために、Ｋ回の検索が行われる。また、有向リンク区間Ｐの開始点から各端末２００に至る経路を検出するために、Ｋ回の検索が行われる。それら検索が独立に行われるので、全体として（Ｎ＋２Ｋ）回の検索で済む。従って、検索回数が削減される。

更に、リンクの端点となるルータで応答が得られるサービスを利用することにより、試験フローの方向が反転する。フローがあるリンクを通らなくなる性質をあわせて利用することにより、試験用リンク集合Ｚの探査処理にかかるコストが大幅に削減される。

２．第２の実施の形態
次に、本発明の第２の実施の形態に係る品質劣化箇所推定システム、及び品質劣化箇所推定方法を説明する。第２の実施の形態において、第１の実施の形態と同様の構成には同一の符号が付され、重複する説明は適宜省略される。

２−１．構成
図１１は、第２の実施の形態に係るネットワーク品質計測システム（品質劣化箇所推定システム）の構成を概略的に示している。本実施の形態に係るネットワーク品質計測システムは、第１の実施の形態における監視サーバ４００に換えて、監視サーバ４００’を備えている。その監視サーバ４００’は、第１の実施の形態における経路重複調査部４０５１、連結有向リンク探索部４０５３及び連結有向リンク表４０５４を有さない。また、本実施の形態に係るネットワーク品質計測システムは、端末２００−６及び端末２００−７を更に備えている。尚、本実施の形態では、第１の実施の形態と同じフロー３００、フロー３１０及びフロー３２０が発生しているものとする。

２−２．詳細な処理
（フロー／リンク対応表の作成）
第１の実施の形態と同様に、監視サーバ４００’のフロー品質収集部４０２は、経路情報収集部４０３から受け取った情報に、入出力制御部４０１から受け取った品質情報（良好・劣化等）を付け加え、図３Ａに示されるようなフロー／リンク対応表を作成する。

フロー品質情報収集部４０２は、作成したフロー／リンク対応表をフロー／リンク対応表管理部４０６に転送する。フロー／リンク対応表管理部４０６は、フロー／リンク対応表をメモリやハードディスク等の記憶装置に格納する。また、フロー／リンク対応表管理部４０６は、記憶装置に格納されたフロー／リンク対応表の更新も行う。そして、フロー／リンク対応表管理部４０６は、フロー／リンク対応表が格納・更新されたことを、品質劣化箇所推定部４０４に通知する。

品質劣化箇所推定部４０４は、更新されたフロー／リンク対応表を参照して、フロー集合決定部４０５に対し、劣化リンクを特定するための試験フローの設定指示を発行する。フロー集合決定部４０５は、試験フローの設定指示に基づき、劣化リンクを特定するための試験フロー集合Ｚを決定する。

（試験フロー集合Ｚの決定）
図１２は、本実施の形態による試験フロー集合Ｚの決定方法を示すフローチャートである。

品質劣化箇所推定部４０４は、フロー／リンク対応表を参照して、品質が劣化したフローが通過したリンク集合を「試験対象リンク集合」に設定する（ステップＳ５２）。また、品質劣化箇所推定部４０４は、品質が良好なフローが通過しているリンク集合を「調査済リンク集合」として抽出する（ステップＳ５４）。例えば図３Ａに示されたフロー／リンク対応表の場合、リンクＬ０〜Ｌ（Ｎ＋１）が、試験対象リンク集合として設定される。また、品質が良好であるフロー３１０及び３２０が通過したリンクＬ１及びＬ（Ｎ＋１）は、調査済リンク集合として抽出される。

次に、品質劣化箇所推定部４０４は、調査済リンク集合をフロー／リンク対応表から除外する。具体的には、品質劣化箇所推定部４０４は、上記試験対象リンク集合から上記調査済リンク集合を除くことによって、「試験用リンク集合」を求める（ステップＳ５６）。例えば図３Ａに示された例の場合、品質劣化箇所推定部４０４は、試験対象リンク集合（リンクＬ０〜Ｌ（Ｎ＋１））から調査済リンク集合（リンクＬ１，Ｌ（Ｎ＋１））を除外し、試験用リンク集合（リンクＬ０，Ｌ２〜ＬＮ）を設定する。試験用リンク集合は、フロー／リンク対応表管理部４０６に通知される。フロー／リンク対応表管理部４０６は、図３Ａで示されたフロー／リンク対応表を、図３Ｂで示されるものに更新する。

試験用リンク集合が存在しない場合（ステップＳ５８；Ｎｏ）、品質劣化箇所が存在しないため、処理は終了する。試験用リンク集合が存在する場合（ステップＳ５８；Ｙｅｓ）、品質劣化箇所推定部４０４は、フロー集合決定部４０５に対して試験フローを設定するための指示を発行する。

試験フローの設定指示に応答して、フロー集合決定部４０５の経路探索部４０５２は、試験用リンク集合から１つリンクを抽出し、その抽出されたリンクを「着目リンクＬｉ」として設定する（ステップＳ６０）。抽出されると、その着目リンクＬｉは、試験用リンク集合から除外され、調査済リンク集合に追加される。この時、試験用リンク集合に含まれるリンクは、「未着目リンク」と参照される。

次に、経路探索部４０５２は、着目リンクＬｉを通り未着目リンクを通らない「試験フロー」を流すことができる端末２００の組（送信側端末、受信側端末）を探索する。応答が得られた端末２００の組が、試験用端末となる。経路探索部４０５２は、その試験用端末間のフローを「試験フロー」として設定し、その試験フローをフロー集合表４０５５で示される試験フロー集合Ｚに追加する（ステップＳ６２）。

その後、処理はステップＳ５６に移行する。そして、試験用リンク集合が空集合になるまで、ステップＳ５６〜Ｓ６２が繰り返される。以上の手順により、フロー集合決定部４０５は、劣化リンクを特定するための試験フロー集合Ｚを高い確率で決定することができる。

例えば図１３Ａを参照して、経路探索部４０５２は、試験用リンク集合（Ｌ０、Ｌ２〜Ｎ）から、リンクＬ０を着目リンクＬｉとして抽出する。抽出されると、その着目リンクＬ０は、試験用リンク集合から除外され、調査済リンク集合に追加される。次に、経路探索部４０５２は、着目リンクＬ０を通り未着目リンク（Ｌ２〜ＬＮ）を通らない試験フロー１を探索する。ここでは、送信端末と受信端末の組み合わせが探索され、端末２００−０が送信端末となり、端末２００−２が受信端末となるフロー８００が検出される（図１１参照）。そして、図１３Ｂに示されるように、そのフロー８００が、試験フロー１としてフロー集合表４０５５に記録される。

次に、経路探索部４０５２は、試験用リンク集合（Ｌ２〜ＬＮ）から、リンクＬ２を着目リンクＬｉとして抽出する。抽出されると、その着目リンクＬ２は、試験用リンク集合から除外され、調査済リンク集合に追加される。次に、経路探索部４０５２は、着目リンクＬ２を通り未着目リンク（Ｌ３〜ＬＮ）を通らない試験フロー２を探索する。ここで、既に着目されたリンクＬ０は、“ドントケア（通っても通らなくても構わない）”に設定される（図１３Ａ中の＊で示されている）。送信端末と受信端末の組み合わせが探索され、端末２００−０もしくは端末２００−３が送信端末となり、端末２００−６が受信端末となるフロー８１０が検出される（図１１参照）。図１３Ｂに示されるように、フロー８１０（送信端末２００−３、受信端末２００−６）が、試験フロー２としてフロー集合表４０５５に記録される。

次に、経路探索部４０５２は、試験用リンク集合（Ｌ３〜ＬＮ）から、リンクＬ３を着目リンクＬｉとして抽出する。抽出されると、その着目リンクＬ３は、試験用リンク集合から除外され、調査済リンク集合に追加される。次に、経路探索部４０５２は、着目リンクＬ３を通り未着目リンク（ＬＮ）を通らない試験フロー３を探索する。ここで、既に着目されたリンクＬ０、Ｌ２は、“ドントケア”に設定される。送信端末と受信端末の組み合わせが探索され、端末２００−０もしくは端末２００−３が送信端末となり、端末２００−７が受信端末となるフロー８２０が検出される（図１１参照）。図１３Ｂに示されるように、フロー８２０（送信端末２００−３、受信端末２００−７）が、試験フロー３としてフロー集合表４０５５に記録される。

最後に、経路探索部４０５２は、試験用リンク集合（ＬＮ）から、リンクＬＮを着目リンクＬｉとして抽出する。抽出されると、その着目リンクＬＮは、試験用リンク集合から除外され、調査済リンク集合に追加される。次に、経路探索部４０５２は、着目リンクＬＮを通り未着目リンクを通らない試験フロー４を探索する。ここで、既に着目されたリンクＬ０、Ｌ２、Ｌ３は、“ドントケア”に設定される。図１１及び図１３Ｂに示されるように、フロー８３０（送信端末２００−３、受信端末２００−４）が、試験フロー４としてフロー集合表４０５５に記録される。

（試験フローの発生、劣化リンクの特定）
試験フロー集合Ｚの探索処理が終了すると、フロー集合決定部４０５は、フロー発生指示部４０７に対して通知を行う。その通知に応答して、フロー発生指示部４０７は、フロー集合表４０５５の試験フロー集合Ｚを参照し、それぞれの試験フローを発生するようにそれぞれの試験用端末Ｔに対して指示を発行する。以下、劣化リンクの特定処理は、第１の実施の形態と同様であり、その説明は省略される。

２−３．効果
以上に説明されたように、第２の実施の形態によれば、劣化しているリンク集合（試験対象リンク集合）のうち、試験用リンク集合の各リンクが順に着目される。そして、着目リンクを通り、未着目リンクは通らず、既に着目されたリンクは“ドントケア”であるフローが探査される。従来技術と異なり、着目リンクのみを通りその他のリンクを通らないフローが探索されるわけではない。従って、探査範囲が広くなる。これにより、品質劣化箇所を特定出来る試験フロー集合Ｚを、より高い確率で決定することが可能となる。

Claims (13)

1. ネットワーク上において、通信フローが通過した有向リンク集合における品質劣化箇所を推定するための品質劣化箇所推定方法であって、
   監視サーバが、品質が劣化した通信フローが通過した有向リンク集合から、品質が良好である通信フローが通過した有向リンク集合を除くことによって、試験用リンク集合を求めるステップと、
   （Ａ）前記監視サーバが、前記品質劣化箇所を推定するための試験フロー集合を決定するステップと、
   （Ｂ）前記監視サーバが、前記試験フロー集合を前記ネットワークに流すことによって、前記有向リンク集合における前記品質劣化箇所を推定するステップと
   を有し、
   前記（Ａ）ステップは、
   （ａ）前記試験用リンク集合に含まれる連続した有向リンクを部分集合として設定し、前記連続した有向リンクの区間を有向リンク区間として設定するステップと、
   （ｂ）前記有向リンク区間の少なくとも一部を通過するフローを試験フローとして設定するステップと、
   （ｃ）前記設定された試験フローを、前記試験フロー集合に追加するステップと
   を含み、
   前記試験フローは、前記ネットワーク上の試験用端末から前記有向リンク区間中の所定のノードに送信され、前記所定のノードにおいて応答が得られ、前記応答は前記所定のノードから所定の端末に送信される
   品質劣化箇所推定方法。
2. 請求項１に記載の品質劣化箇所推定方法であって、
   前記試験フロー集合は、前記試験フローとしての第１試験フローを含み、
   前記第１試験フローは、前記試験用端末から前記有向リンク区間の終端点に送信され、前記終端点において応答が得られ、前記応答は前記終端点から前記所定の端末に送信される
   品質劣化箇所推定方法。
3. 請求項１に記載の品質劣化箇所推定方法であって、
   前記試験フロー集合は、前記試験フローとしての第２試験フローを含み、
   前記第２試験フローは、前記試験用端末から前記有向リンク区間の開始点に送信され、前記開始点において応答が得られ、前記応答は前記開始点から前記所定の端末に送信される
   品質劣化箇所推定方法。
4. 請求項１に記載の品質劣化箇所推定方法であって、
   前記試験フロー集合は、前記試験フローとして複数の第３試験フローを含み、
   前記試験用端末からのフローが前記有向リンク区間上に重なる交差点までのホップ数がＨ１であり、前記試験用端末から前記有向リンク区間の終端点までのホップ数がＨ２であるとき、前記複数の第３試験フローのそれぞれのＴＴＬ（Time To Live）値は、Ｈ１以上Ｈ２以下に設定されており、そのそれぞれの宛先は、前記有向リンク区間の終端点に設定されており、
   前記複数の第３試験フローのそれぞれは、前記試験用端末から前記有向リンク区間中の複数のノードに送信され、前記複数のノードの各々において応答が得られ、前記応答は前記各々のノードから前記所定の端末に送信される
   品質劣化箇所推定方法。
5. 請求項４に記載の品質劣化箇所推定方法であって、
   前記（ｂ）ステップは、
   （ｂ１）前記有向リンク区間の開始点を前記所定のノードに設定するステップと、
   （ｂ２）前記所定のノードに送信されるフローを、前記複数の第３試験フローの１つとして設定するステップと、
   （ｂ３）前記所定のノードを前記開始点から前記終端点に向けて１ホップずつ変更しながら、前記（ｂ２）ステップを繰り返し実行するステップと
   を含む
   品質劣化箇所推定方法。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の品質劣化箇所推定方法であって、
   前記（Ａ）ステップは更に、
   （ｄ１）前記有向リンク区間にフローを発生可能な端末から前記有向リンク区間の終端点に至る経路を求めるステップと、
   （ｄ２）前記求められた経路のうち、前記有向リンク区間との重なりが最も長くなる経路に対応した端末を、前記試験用端末として設定するステップと
   を含む
   品質劣化箇所推定方法。
7. 請求項６に記載の品質劣化箇所推定方法であって、
   前記（Ａ）ステップは更に、
   （ｅ１）前記試験用端末が見つからない場合、前記有向リンク区間に含まれるリンク集合を不確定リンク集合として設定するステップと、
   （ｅ２）前記試験用リンク集合から前記不確定リンク集合を除外することによって、前記試験用リンク集合を更新するステップと
   を含む
   品質劣化箇所推定方法。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の品質劣化箇所推定方法であって、
   前記応答は、ＩＣＭＰ（Internet Control Message Protocol）によるＥＣＨＯ応答である
   品質劣化箇所推定方法。
9. 請求項１乃至７のいずれかに記載の品質劣化箇所推定方法であって、
   前記応答は、パケット生存時間超過による応答である
   品質劣化箇所推定方法。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の品質劣化箇所推定方法であって、
    前記応答を受け取る前記所定の端末は、前記試験用端末である
    品質劣化箇所推定方法。
11. 請求項１乃至９のいずれかに記載の品質劣化箇所推定方法であって、
    前記応答を送信する前記所定のノードと前記応答を受け取る前記所定の端末との間の距離は、前記所定のノードと前記試験用端末との間の距離より短い
    品質劣化箇所推定方法。
12. 請求項１乃至９のいずれかに記載の品質劣化箇所推定方法であって、
    前記応答を送信する前記所定のノードと前記応答を受け取る前記所定の端末との間の距離は、前記所定のノードと前記試験用端末との間の距離より長い
    品質劣化箇所推定方法。
13. ネットワーク上において、通信フローが通過した有向リンク集合における品質劣化箇所を推定するための品質劣化箇所推定システムであって、
    前記ネットワークに接続され、ルータを介して相互に通信可能な複数の端末と、
    前記ネットワークに接続され、前記複数の端末間の通信の品質を監視する監視サーバと
    を備え、
    前記監視サーバは、品質が劣化した通信フローが通過した有向リンク集合から、品質が良好である通信フローが通過した有向リンク集合を除くことによって、試験用リンク集合を求め、
    前記監視サーバは、前記試験用リンク集合に含まれる連続した有向リンクを部分集合として設定し、前記連続した有向リンクの区間を有向リンク区間として設定し、
    前記監視サーバは、前記有向リンク区間の少なくとも一部を通過するフローを、前記品質劣化箇所を推定するための試験フローとして設定し、
    前記試験フローは、前記複数の端末のうちの試験用端末から前記有向リンク区間中の所定のノードに送信され、前記所定のノードにおいて応答が得られ、前記応答は前記所定のノードから前記複数の端末のうち所定の端末に送信され、
    前記所定の端末は、前記試験フローの品質を前記監視サーバに報告し、
    前記監視サーバは、前記試験フローの品質に基づいて前記品質劣化箇所を推定する
    品質劣化箇所推定システム。

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