JP4758372B2 - ネットワーク負荷検出システム、方法、装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ＶｏＩＰ網等のパケット網内に設定される通信経路の負荷状況を検出するネットワーク負荷検出システム、方法、装置及びプログラムに関し、特に、通信経路に一時的な特別な負荷状態を発生させて負荷状況をリアルタイムに検出するネットワーク負荷検出システム、方法、装置及びプログラムに関する。

近年、ＶｏＩＰ(Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｃｏｌ)網等のパケット網を用いたＩＰ電話等の通信システムが普及してきている。ＶｏＩＰ網等のパケット網における通信品質を維持するため、通信負荷が増大する場合の通信状況を事前に把握することは重要である。

例えば様々な通信負荷における通信状況を基礎データとして予め把握しておき、ユーザ間で行われるＶｏＩＰ通信等の通信状況を基礎データと照合することにより、通信品質の劣化の兆候を発見し、品質劣化を予測することが可能となる。

基礎データとすべき通信状況を把握する方法として、特許文献１には、通信機器の負荷を様々に変化させながら、パケット通信ネットワークを介して通信機器の反応を計測する方法が開示されている。
特開２００５−１８４４７１号公報

しかしながら、通信機器の状況を計測する特許文献１の方法を応用して、パケット網内に設定される通信経路（リンク）の通信状況の計測に適用する場合、具体的には、特許文献１に記載の通信機器に対する負荷を通信経路に対する負荷とし、通信経路に対する負荷を様々に変化させて通信経路の通信状況を計測する場合、様々な不都合が生じる。

特許文献１に記載されている方法は、通信機器に対して処理負荷をかけるものであるため、他の通信機器並びに通信経路及び通信網に影響を与えることがなく優れた方法であるが、通信経路に通信負荷をかける方法として応用する場合、運用中の通信サービスに対する通信障害等、他の通信に対する悪影響を及ぼす可能性が高いという問題がある。

本発明は、運用中の通信サービスに対する通信障害等、他の通信に対する悪影響を及ぼすことなく、運用中の通信経路にバースト負荷を掛けてネットワーク負荷を検出するネットワーク負荷検出システム、方法、装置及びプログラムを提供することを目的とする。

（システム）
本発明は、ネットワーク負荷検出システムを提供する。本発明のネットワーク負荷検出システムは、
測定対象とする通信経路に対し所定の第１周期Ｔ１で検査パケットを送信する検査パケット送信部と、
通信経路に第１周期Ｔ１とは異なる所定の第２周期Ｔ２で複数の負荷パケットを連接したバースト負荷を送信するバースト負荷送信部と、
第１周期Ｔ１と第２周期Ｔ２に基づいて決まるゆらぎ周期Ｔｏに亘り、バースト負荷を送信してから検査パケットを送信するまでの経過時間を順次変化して送信された複数の検査パケットを通信経路から受信し、各検査パケットの経過時間に対応した遅延時間を測定する遅延時間測定部と、
測定された遅延時間に基づいて通信経路の遅延時間に対するパケット発生頻度を示した遅延分布を生成する遅延分布生成部と、
生成された前記遅延分布の特定区間における発生頻度に基づいてネットワーク負荷を計算する負荷計算部と、
を備えたことを特徴とする。

ここで、検査パケット送信部とバースト負荷送信部は、両者の送信開始タイミングを同期させて検査パケットとバースト負荷の送信を開始する。

遅延時間測定部は、ゆらぎ周期Ｔｏを、第１周期Ｔ１と第２周期Ｔ２の積（Ｔ１×Ｔ２）を第１周期と第２周期の最大公約数（Ｔ１とＴ２の最大公約数）で割った値の絶対値に設定する。

遅延時間測定部は、ゆらぎ周期Ｔｏに亘って通信経路から受信された複数の検査パケットの遅延時間を、ゆらぎ周期Ｔｏの任意の整数倍Ｎの時間（Ｔｏ×Ｎ）に亘り測定して平均値を算出する。

遅延分布生成部は、バースト負荷を送信してから検査パケットを送信するまでの各経過時間に対応した検査パケットの遅延時間から、複数に分割した所定幅の遅延時間帯に含まれる経過時間の第２周期に対する割合を、遅延分布の発生頻度として求める。

負荷計算部は、前記遅延分布生成部で求めた遅延分布の量をＤとした場合、ネットワーク負荷Ｌを

但し、ａ、ｂ、ｃ、ｄは定数
から算出する。

ここで、定数ａ、ｂ、ｃ、ｄは、

但し、ｆｔ：フレーム時間（バースト負荷の送信周期）［ｍｓ］
Ｔａ：送信周期内で、バースト負荷パケットが到着する間隔［ｍｓ］
Ｔｓ：パケットが処理される間隔［ｍｓ］
である。

（方法）
本発明はネットワーク負荷検出方法を提供する。本発明のネットワーク負荷検出方法は、
測定対象とする通信経路に対し所定の第１周期Ｔ１で検査パケットを送信する検査パケット送信ステップと、
通信経路に第１周期Ｔ１とは異なる所定の第２周期Ｔ２で複数の負荷パケットを連接したバースト負荷を送信するバースト負荷送信ステップと、
第１周期Ｔ１と第２周期Ｔ２に基づいて決まるゆらぎ周期Ｔｏに亘り、バースト負荷を送信してから検査パケットを送信するまでの経過時間を順次変化して送信された複数の検査パケットを通信経路から受信し、各検査パケットの経過時間に対応した遅延時間を測定する遅延時間測定ステップと、
測定された遅延時間に基づいて通信経路の遅延時間に対するパケット発生頻度を示した遅延分布を生成する遅延分布生成ステップと、
生成された遅延分布の特定区間における発生頻度に基づいてネットワーク負荷を計算する負荷計算ステップと、
を備えたことを特徴とする。

（装置）
本発明はネットワーク負荷検出装置を提供する。本発明は、所定の第１周期Ｔ１で検査パケットを送信する共に、第１周期Ｔ１とは異なる所定の第２周期Ｔ２で複数の負荷パケットを連接したバースト負荷を送信した通信経路の負荷を検出するネットワーク負荷検出装置に於いて、
第１周期Ｔ１と第２周期Ｔ２に基づいて決まるゆらぎ周期Ｔｏに亘り、バースト負荷を送信してから検査パケットを送信するまでの経過時間を順次変化して送信された複数の検査パケットを通信経路から受信し、各検査パケットの経過時間に対応した遅延時間を測定する遅延時間測定部と、
測定された遅延時間に基づいて通信経路の遅延時間に対するパケット発生頻度を示した遅延分布を生成する遅延分布生成部と、
生成された遅延分布の特定区間における発生頻度に基づいてネットワーク負荷を計算する負荷計算部と、
を備えたことを特徴とする。

（プログラム）
本発明はネットワーク負荷検出プログラムを提供する。本発明のネットワーク負荷検出プログラムは、所定の第１周期Ｔ１で検査パケットを送信する共に、第１周期Ｔ１とは異なる所定の第２周期Ｔ２で複数の負荷パケットを連接したバースト負荷を送信した通信経路の負荷を検出するネットワーク負荷検出装置のコンピュータに、
第１周期Ｔ１と第２周期Ｔ２に基づいて決まるゆらぎ周期Ｔｏに亘り、バースト負荷を送信してから検査パケットを送信するまでの経過時間を順次変化して送信された複数の検査パケットを通信経路から受信し、各検査パケットの経過時間に対応した遅延時間を測定する遅延時間測定部と、
測定された遅延時間に基づいて通信経路の遅延時間に対するパケット発生頻度を示した遅延分布を生成する遅延分布生成部と、
生成された遅延分布の特定区間における発生頻度に基づいてネットワーク負荷を計算する負荷計算部と、
を実行させる。

本発明によれば、ネットワーク通信状況の検出に用いる検査パケットを通信経路へ周期的に送信すると同時に、検査用負荷としてバースト負荷を通信経路へ周期的に送信することにより、バースト負荷を送信してから検査パケットを送信するまでの経過時間を順次を変化させて送信し、各経過時間の検査パケットの遅延時間から遅延分布を求め、両端を除いた遅延分布の量から運用中の通信経路のネットワーク負荷を所定の計算式から算出することができる。

即ち、バースト負荷を通信経路へ送信し、通信経路に設けたルータスイッチのバッファにパケットが溜まり、検査パケットの遅延が一時的に増加することを利用し、遅延分布求め、遅延分布とネットワーク負荷の関係を表す計算式に、遅延分布から得られた発生頻度を代入することで、ネットワーク負荷を算出することができる。

更に、計測したいネットワーク負荷がコンスタント負荷（一様負荷）である場合、即ちパケットの送出間隔が所定である場合、１００%を超える過負荷になるまで検査パケットの遅延分布は全く変化せず、通信状況の検出ができなかったが、本発明では、検査用負荷としてバースト負荷を通信経路へ周期的に送信することにより、１００％未満の負荷、とくに５０％に満たない負荷であっても、検査パケットの遅延分布を変化させ、ネットワーク負荷を確実に検出することができる。

図１は本発明によるネットワーク負荷検出システムの実施形態を示したブロック図である。図１において、本実施形態のネットワーク負荷検出システムは、パケット送信装置１０から経路設定装置１２，１４を備えた通信経路４８を介して接続されているパケット受信装置１６における通信経路４８のネットワーク負荷を検出対象としている。

この通信経路４８のネットワーク負荷を検出するため、送信側に検査パケット送信装置１８、バースト負荷送信装置２２を設け、それぞれＬＡＮ４６−１，４６−２，４６−３により経路設定装置１２に接続している。ＬＡＮ４６−１〜４６−３としては例えば１００Ｍｂｐｓのイーサネット（Ｒ）などを使用する。

更に、送信側には送信制御装置２６が設けられている。送信制御装置２６は本実施形態のネットワーク負荷検出処理を開始する際に、検査パケット送信装置１８に設けた検査パケット送信部２８とバースト負荷送信装置２２に設けたバースト負荷送信部３０の検査パケットの送信開始とバースト負荷の送信開始のタイミングを同期させる送信同期を取っている。

一方、通信経路４８に対する受信側には検査パケット受信装置２０とバースト負荷受信装置２４が設けられ、それぞれＬＡＮ４６−４〜４６−６により経路設定装置１４に接続されている。ＬＡＮ４６−４〜４６−６としては例えば１００Ｍｂｐｓのイーサネット（Ｒ）などを使用する。また、通信経路４８としては例えば１０Ｍｂｐｓのイーサネット（Ｒ）などを使用する。

本実施形態のネットワーク負荷検出システムにあっては、通信経路４８の負荷状態の検出に用いる検査パケットを、検査パケット送信装置１８に設けた検査パケット送信部２８から第１周期である所定の周期Ｔ１、例えばＴ１＝１９ｍｓで通信経路４８に送信すると同時に、検査用負荷としてバースト負荷送信装置２２に設けたバースト負荷送信部３０から第２周期である周期Ｔ２、例えばＴ２＝２０ｍｓでバースト負荷を通信経路４８に送信し、通信経路４８における検査パケットの挙動を変化させる。

そして、受信側の検査パケット受信装置２０に設けた遅延時間測定部３４により、通信経路４８を通過する検査パケットの遅延時間（受信遅れ時間）を測定し、遅延分布生成部３６で通信経路の遅延時間に対するパケット発生頻度を示す遅延分布を求め、負荷計算部３８で所定の計算式により、遅延分布における両端を除く一定値となる発生頻度Ｄに基づきネットワーク負荷Ｌを算出する。

即ち本発明にあっては、通信経路４８にバースト負荷４２を送信することにより、経路設定装置１２，１４におけるリンクスイッチのバッファにパケットが溜まり、これによって検査パケット４４の遅延が一時的に増加することを利用し、計測対象負荷４０の通信経路４８におけるネットワーク負荷Ｌとの関係を、予め定めた計算式から算出する。

更に詳細に説明するならば、検査パケット送信部２８は、測定対象とする通信経路４８に対し、第１周期である周期Ｔ１＝１９ｍｓで検査パケットを送信する。同時にバースト負荷送信部３０は、検査パケット４４の送信周期Ｔ１とは異なる第２周期である周期Ｔ２＝２０ｍｓで、複数の負荷パケットを連設したバースト負荷４２を通信経路４８に送信する。

検査パケット受信装置２０に設けた遅延時間測定部３４は、検査パケットの送信周期Ｔ１とバースト負荷の送信周期Ｔ２に基づいて決まるゆらぎ周期Ｔ０に亘り、バースト負荷を送信してから検査パケットを送信するまでの経過時間を順次変化して送信した複数の検査パケットを通信経路４８から受信し、各検査パケットの経過時間に対応した遅延時間を測定する。

ここでゆらぎ周期Ｔ０は、検査パケット送信周期Ｔ１とバースト負荷送信周期Ｔ２から次式で与えられる。

検査パケット送信周期Ｔ１＝１９ｍｓ、バースト負荷送信周期Ｔ２＝２０ｍｓの場合には、ゆらぎ周期Ｔｏは３８０ｍｓとなる。

検査パケット受信装置２０に設けた遅延分布生成部３６は、遅延時間測定部３４で測定された検査パケットの遅延時間に基づいて、通信経路の遅延時間に対するパケット発生頻度を示す遅延分布を生成する。負荷計算部３８は、遅延分布とネットワーク負荷の関係式から、生成された遅延分布の両端を除く遅延分布の発生頻度Ｄに基づいてネットワーク負荷Ｌを計算する。

図２は本実施形態の送信装置及び受信装置に使用されるコンピュータのハードウェア環境のブロック図である。図２は経路設定装置１２，１４を備えた通信経路４８に対し送信装置５０と受信装置６０を接続した場合を例に取っている。

送信装置５０には、通信部５２、制御部５４、記憶部５５、記録部５６が設けられている。制御部５４はコンピュータのＣＰＵであり、ＣＰＵからのバスに対し、通信部５２、記憶部５５、記録部５６を設けている。記憶部５５はＲＡＭであり、また記録部５６はＲＯＭやハードディスクドライブで実現され、記録部５６には通信プログラム５８がＯＳと共に記録されている。

受信装置６０も基本的に送信装置５０と同じであり、通信部６２、制御部６４、記憶部６５、記録部６６を備えている。制御部６４はＣＰＵであり、ＣＰＵのバスに通信部６２、記憶部６５、記録部６６を接続している。記憶部６５はＲＡＭであり、記録部６６はＲＯＭやハードディスクドライブで実現され、ＯＳに加え通信プログラム６８を備えている。

このような図２における送信装置５０は、図１の実施形態のパケット送信装置１０、検査パケット送信装置１８、バースト負荷送信装置２２のハードウェア環境を実現する。また図２の受信装置６０は、図１の実施形態のパケット受信装置１６、検査パケット受信装置２０及びバースト負荷受信装置２４のそれぞれのハードウェア環境を提供する。

また図１の実施形態にあっては、送信側及び受信側について、それぞれ専用の検査パケット送信装置１８、検査パケット受信装置２０、バースト負荷送信装置２２及びバースト負荷受信装置２４を設けているが、図２のブロック図のように、送信装置５０に設けた通信プログラム５８の実行による機能として、送信制御装置２６、検査パケット送信部２８及びバースト負荷送信部３０を同じ装置に設けてもよい。

同様に、図２の受信装置６０に設けた通信プログラム６８の実行により実現する機能として、図１の受信側に設けているバースト負荷受信部３２、遅延時間測定部３４、遅延分布生成部３６及び負荷計算部３８を、１つの受信装置６０に設けるようにしてもよい。

図３は本実施形態におけるネットワーク負荷検出のための検査パケットとバースト負荷の送信タイミングを示したタイムチャートである。図３（Ａ）は検査パケットのタイムチャートであり、時刻ｔ１を起点に、周期Ｔ１＝１９ｍｓで前記（１）式から得られるゆらぎ周期Ｔｏ＝３８０ｍｓに亘り、２０個の検査パケット７０−１〜２０−２０を通信経路に送信している。

図３（Ｃ）はバースト負荷のタイムチャートであり、時刻ｔ１の検査パケットの送信タイミングに同期して、周期Ｔ２＝２０ｍｓで通信経路に対し、ゆらぎ周期Ｔｏ＝３８０ｍｓに亘り、１９個のバースト負荷７２−１〜７２−１９を送信している。

バースト負荷は、先頭のバースト負荷７２−１について拡大して示すように、例えば２０個の負荷パケット７４−１〜７４−２０を連続的に送信している。ここで負荷パケット７４−１〜７４−２０は、それぞれ到着する間隔が０．０２ｍｓ（１００Ｍｂｐｓで計算した場合）であり、１回のバースト負荷の送信時間０．４ｍｓとなる。

本実施形態にあっては、バースト負荷を送信した後に、バースト負荷の送信からの経過時間Ｔｐを０ｍｓ〜１９ｍｓの範囲で１ｍｓずらしながら検査パケット７０−１〜７０−２０を送信することから、図３（Ａ）の検査パケットと図３（Ｃ）のバースト負荷の関係を見ると、送信開始時刻ｔ１にあっては検査パケット７０−１とバースト負荷７２−１を同一タイミングで送信しており、このためバースト負荷７２−１に対する検査パケット７０−１の経過時間ＴｐはＴｐ＝０ｍｓとなっている。

この経過時間Ｔｐ＝０ｍｓの場合が、通信経路に設けているリンクスイッチのバッファにバースト負荷により溜まるパケット数が最大となるタイミングであり、このときに検査パケットの遅延時間が最大となる。

ここで、送信開始時刻ｔ１における同一タイミングの送信とは、厳密には、バースト負荷７２−１について取り出して示す２０個のパケット７４−１〜７４−２０を送信した直後のタイミングで検査パケット７０−１を送信している。換言すると２１個目のバースト用のパケットとし検査パケット７０−１を送信しているということができる。

そのためバースト負荷７２−１の送信開始から検査パケット７０−１の送信開始までには、バースト負荷７２−１として送信する２０個のパケット７４―１〜７４−２０分の時間遅れ０．４ｍｓがある。

次の検査パケット７０−２は、バースト負荷７２−１に対する経過時間がＴｐ＝１９ｍｓとなる。次の検査パケット７０−３は、バースト負荷７２−２に対する経過時間がＴｐ＝１８ｍｓとなる。以下同様にして、残りの検査パケット７０−４〜７０−２０につき、バースト負荷７２−３〜７２−１９に対する経過時間がＴｐ＝１７ｍｓ，１６ｍｓ，１５ｍｓ，・・・１ｍｓと変化している。

このようなバースト負荷に対する検査パケットの経過時間をＴｐ＝０ｍｓ〜１９ｍｓと順次変化させて通信経路に送信し、経過時間が短いほどリンクスイッチのバッファにパケットが溜まって検査パケットの遅延時間が増加し、経過時間が長くなるほど検査パケットの遅延時間が短くなることを利用し、受信側で各検査パケットの経過時間に対する遅延時間を測定することで、測定対象となる通常負荷に周期的にバースト負荷を加えた場合の通信経路の遅延時間に対するパケット発生頻度（％）を示す遅延分布を求めるようにしている。

ここで、本実施形態で測定対象とする通信経路にバースト負荷を与えることにより検査パケットの挙動を変化させる様子を説明する。

図４は通常負荷のみの場合の周期Ｔ１＝１９ｍｓで送信した検査パケットの遅延分布を示し、通常負荷を０％，１０％，２０％，４０％，５０％と変化させている。ここで遅延分布は、横軸を遅延時間とし、２０ｍｓを１ｍｓ単位に区切り、縦軸にバッファに溜まるパケット数を示すパケット発生頻度（％）を示している。

このように通常負荷のみの場合には、通常負荷を０％，１０％，２０％，４０％，５０％と変化させたときの検査パケットの遅延分布は、遅延分布７６−１〜７６−６のように、すべて遅延時間０ｍｓの区分（０〜１ｍｓ区間）に分布し、遅延分布は変化しない。

図５は通常負荷に加え、周期Ｔ＝２０ｍｓでバースト負荷５０％を与えた場合の検査パケットの遅延分布を示し、通常負荷を０〜５０％まで６段階に変化させることで、遅延分布７８−１〜７８−６を得ている。

本実施形態のように通常負荷に５０％のバースト負荷を加えた場合には、通常負荷が０％となる遅延分布７８−１にあっても、０〜１０ｍｓまでの１ｍｓの各区分ごとに検査パケットの遅延分布の変化が得られている。そして遅延分布７８−２〜７８−５に示すように、負荷が１０％，２０％，３０％，４０％と増加するにつれ、遅延分布の先頭、即ち０〜１ｍｓの区分の発生頻度は減少するが、中間の発生頻度は負荷の増加に伴って順次増加している。

更に、バースト負荷５０％に対し通常負荷を５０％とした負荷１００％の遅延分布７８−６については、検査パケットの遅延時間が大きく広がって０〜２０ｍｓ付近まで分布している。

図６は本実施形態における経路設定装置のバッファをバースト負荷が通過する際の経過時間に対する遅延時間の関係を示したグラフ図である。なお、この場合、バースト負荷を５０％とし、通常負荷を１０％とした場合を例にとっている。

経路設定装置のバッファに対し、パケットの塊からなるバースト負荷が到来すると、リンクスイッチのバッファに一気にパケットが溜まり、時間の経過と共にパケットが処理され、バッファからパケットがなくなるという挙動を示し、このバッファにおけるパケットの挙動は図６のグラフ図のように表すことができる。

図６において、横軸はバッファにバースト負荷の複数パケットが到来してからパケットがなくなるまでの経過時間Ｔｐであり、本実施形態にあっては、バースト負荷はＴ２＝２０ｍｓの周期で到来している。

まず、経過時間Ｔｐ＝０となるバースト負荷のバッファに対する到達時には、バッファのパケットが急激に増加し、特性８０に示すように遅延時間Ｗは０ｍｓからピーク点８６に向けて急激に増加する。

ピーク点８６に達すると、バッファにおけるパケットの送信処理に伴い、特性８２に示すようにバッファ数の低下に伴って遅延時間が直線的に減少し、転送終了点８８に達する。その後、バッファにパケットが存在しないことから、特性８４のように遅延時間Ｗは０ｍｓとなっている。

図７は図６のグラフから求めたバースト負荷による遅延分布を示したヒストグラムである。図７において、横軸の遅延時間Ｗは例えば１ｍｓ間隔で区切られ、各区間におけるバッファに残っているパケット数を示すパケット発生頻度Ｄ（％）を示している。

例えば図６に斜線部で示す区間
６ｍｓ≦Ｗ≦７ｍｓ
について発生頻度Ｄを求めると次のようになる。

斜線部の遅延時間の区間に入る特性８０の経過時間はＴｐ１であり、また特性８２の経過時間はＴｐ２である。したがって、この場合の遅延分布における発生頻度Ｄは
Ｄ＝（Ｔｐ１＋Ｔｐ２）／Ｔ２ （％）
として求めることができる。これが図７の遅延時間６〜７ｍｓの遅延分布９４−７である。

同様に、図６のグラフにつき、遅延時間Ｗ＝０〜１０の１ｍｓの各区間につき発生頻度Ｄを同様に求めると、図７の遅延分布９２−１〜９２−１０のようになる。

図７の遅延時間Ｗの区間０〜１ｍｓの遅延分布９２−１は、図６から明らかなように、Ｗ＝０となっている特性８４に対応した経過時間の周期Ｔ２＝２０ｍｓに対する割合を示していることから、最も高い分布となる。

また遅延時間Ｗの９〜１０ｍｓの区間における遅延分布９２−１０は、図６のピーク点８６を含む遅延時間Ｗ９〜１０ｍｓに対応した経過時間であることから、この部分は最も低い値となっている。

この両側の遅延分布９２−１〜９２−１０を除く中央の遅延分布９２−２〜９２−９は、特性８０と特性８２の両方につき、各区間の遅延時間に対応した経過時間を加算してＴ２＝２０ｍｓで割った値であり、図７から明らかなように全て同じ一定の高さＤ１を持っている。

ここで図６に示したグラフは次のように式で表すことができる。

但し、Ｗ：遅延時間［ｍｓ］
ｔ：経過時間［ｍｓ］
Ｐｂ：２０ｍｓの間に送信されるバーストパケット数［個］
Ｐｃ：２０ｍｓの間に送信される通常パケット数［個］
ｆｔ：フレーム時間（バースト負荷の送信周期）［ｍｓ］
Ｔａ：送信周期内で、バースト負荷パケットが到着する間隔［ｍｓ］
Ｔｓ：１パケットの処理間隔［ｍｓ］

この（２）式は次の処理内容をもっている。
（遅延時間Ｗ）＝｛（到着する通常パケット数Ｐｃ）＋（到着するバーストパケット数Ｐｂ）−（処理されるパケット数）｝×（１パケットの処理間隔Ｔｓ）
＝（バッファのパケット数）×（１パケットの処理間隔Ｔｓ）

（２）式で与えられる遅延時間Ｗは、図６の場合には区間９０−１，９０−２，９０−３の３区間に分けた区分関数として表すことができる。

まず、ゼロ点からピーク点８６までの区間９０−１の特性８０については次式で与えられる。

次のピーク点８６から転送終了点８８までの区間９０−２の特性８２については次式で与えられる。

更に、残りの区間９０−３の特性８４については次式で与えられる。

更に、ピーク点８６の遅延時間の最大値Ｗｍａｘは次式で与えられる。

このようなバッファにバースト負荷が到来したときの遅延時間Ｗの式が得られると、通常負荷が変わった場合についても、同様に、計算により遅延分布を求めることができる。

図８は通常負荷が１０％，２０％，３０％，４０％と変化したときのバースト負荷が到来してからの経過時間Ｔｐに対する遅延時間Ｗを示したグラフである。

バースト負荷が到来してピーク点８８に達した後に減少する特性が、負荷１０％の場合は図６と同じ特性１００のようになり、負荷２０％の場合は特性１０２のようになり、負荷３０％の場合は特性１０４のようになり、負荷の増加に応じてバッファからパケットがなくなる経過時間が増加している。

図９は図８のグラフから求めた通常負荷の変化に対するバースト負荷による遅延分布を示した説明図である。図９において、遅延分布１０８−１は通常負荷１０％の場合、遅延分布１０８−２は通常負荷２０％の場合、遅延分布１０８−３は通常負荷３０％の場合、更に遅延分布１０８−４は通常負荷４０％の場合である。

この遅延分布から明らかなように、バースト負荷を一定周期で固定的に加えた場合には、通常負荷の増加に伴って遅延分布が変化し、特に両端の遅延分布を除く所定高さの部分が負荷の増加に応じて順次増加していく様子が明らかである。

このようにして、本実施形態においてバースト負荷を通常負荷に一定周期で固定的に加えることにより遅延分布の変化が得られたならば、この遅延分布に基づき、検出対象とする通信経路のネットワーク負荷を計算式により算出することができる。

図１に示した本実施形態における検査パケット受信装置２０に設けた負荷計算部３８にあっては、次式の関係から検出対象の負荷を算出するようにしている。

但し、Ｄ：単位時間に対する検査パケットの遅延の割合
Ｌ：計測対象の負荷
（７）式における定数ａ，ｂ，ｃ，ｄは次式で与えられる。

但し、ｆｔ：フレーム時間（バースト負荷の送信周期）［ｍｓ］
Ｔａ：送信周期内で、バースト負荷パケットが到着する間隔［ｍｓ］
Ｔｓ：パケットが処理される間隔［ｍｓ］

ここで、（７）式の導出を説明すると次のようになる。

但し、ｆｔ：フレーム時間（バースト負荷の送信周期）［ｍｓ］
Ｔａ：送信周期内で、バースト負荷パケットが到着する間隔［ｍｓ］
Ｔｓ：パケットが処理される間隔［ｍｓ］

このように算出された（７）式における負荷Ｌに対する遅延分布の発生頻度Ｄの関係は、図１０に示す特性９６で与えられる。この計算式の特性９６について、（７）式は遅延分布から得られた両端を除く中央の高さである発生頻度Ｄ１に対する交点９８から与えられる負荷Ｌ１を計算により求めることになる。

本実施形態にあっては、図６に示したバースト負荷のバッファにおける挙動を示す特性を、図３のタイムチャートに示したように、検査対象とする通信経路に対し検査パケットを周期Ｔ１＝１９ｍｓで送信すると同時に、バースト負荷を周期Ｔ２＝２０ｍｓで送信し（厳密にはバースト負荷送信直後に検査パケットを送信し）、このように送信した検査パケットを受信して遅延時間を測定することで、図６の経過時間Ｔｐに対する遅延時間Ｗの特性を測定し、ここから図７に示す遅延分布を求め、最終的に遅延分布における両側を除く中央の遅延分布の高さである発生頻度を前記（７）式に代入して負荷Ｌを算出する。

図１１は本実施形態におけるバースト負荷を送信してから検査パケットを送信するまでの経過時間の関係を示した説明図である。

図１１において、バースト負荷７２は周期Ｔ２＝２０ｍｓで図３（Ｃ）に示したように送信しており、最初の送信タイミングを同期させて、図３（Ａ）に示すように検査パケットを１秒短い周期Ｔ１＝１９ｍｓで送信している。厳密には０．４ｍｓのバースト負荷送信直後に検査パケットを送信している。

この結果、図３（Ｃ）のバースト負荷７２−１〜７２−１９を起点とした、その後に検査パケット７０−１〜７０−２０のそれぞれを送信するまでの経過時間を相対的に同一時間帯にしてまとめると、図１１のように、バースト負荷７２を送信してから検査パケット７０−２〜７０−１９を送信するまでの経過時間Ｔｐを０ｍｓ〜１９ｍｓ順に並べることができる。

即ち図３の検査パケットとバースト負荷の送信は、結果的に図１１に示すようなバースト負荷７２に対し検査パケットを送る経過時間を１秒ずつずらして２０個送ったと同じ送信動作を行わせている。

このようにバースト負荷を送信してからの経過時間を変化させて検査パケットを送ることにより、図７に示したリンクスイッチにおけるバッファの経過時間における挙動を検査パケットにより検出することができる。

図１１に示すようなバースト負荷７２を送信してからの経過時間を持つ検査パケット７０−１〜７０−１９の送信を行い、この送信で通信経路から得られた検査パケットを図１の検査パケット受信装置２０の遅延時間測定部３４で処理すると、図１２の経過時間Ｔｐに対する遅延時間Ｗを持つ測定点Ｐ１〜Ｐ１９が得られる。

図１２において、測定点Ｐ１は経過時間Ｔｐ＝０ｍｓであることから、バッファにはバースト負荷によるパケットの塊が存在し、遅延時間Ｗは最大値Ｗｍａｘとなる。そして次の検査パケット７０−２については、経過時間Ｔｐ＝１９ｍｓと最も長くなり、この場合、バッファのパケットは全て送り出されて存在せず、遅延時間ＷはＷ＝０ｍｓである。

次の測定点Ｐ３〜Ｐ９については検査パケット７０−３〜７０−１０が対応し、この場合の遅延時間ＷはＷ＝０ｍｓである。

測定点Ｐ１０は検査パケット７０−１１により得られ、経過時間ＴｐがＴｐ＝１１ｍｓと短くなることで、遅延時間Ｗが増加を始めている。測定点Ｐ１１〜Ｐ１９は検査パケット７０−１２〜７０−２０に対応し、経過時間Ｔｐの減少に応じてバッファのパケット数が増加することで、遅延時間Ｗも直線的に増加している。

この図１２のような経過時間Ｔｐに対する遅延時間Ｗの関係、即ち通信経路におけるリンクスイッチに設けたバッファにおけるバースト負荷による挙動が検査パケットの受信で測定できたならば、図１２の特性から図７のような遅延分布を求め、この遅延分布における両側の遅延分布９２−１，９２−１０を除く中央の遅延分布９２−２〜９２−９の高さとなる発生頻度Ｄを求め、この発生頻度を前記（７）式に適用することで、そのときの負荷Ｌを計算により求めることができる。

なお、図１２の特性から求めた遅延分布を求めた両側の遅延分布を除く中央の遅延分布の高さとなる発生頻度Ｄについては、平均値を算出することが望ましい。

図１３は本実施形態における送信制御処理を示したフローチャートであり、図１の送信制御装置２６の指示による検査パケット送信装置１８とバースト負荷送信装置２２に設けた検査パケット送信部２８及びバースト負荷送信部３０による制御処理となる。

図１３において、送信制御処理は、まずステップＳ１で測定開始の有無をチェックしており、オペレータの指示などにより送信開始を受けると、ステップＳ２に進み、検査パケット送信部２８及びバースト負荷送信部３０に対する同期送信指示により、検査パケットとバースト負荷を同時に通信経路４８に対し送信を開始する。

次にステップＳ３で、前回の検査パケットの送信からＴ１時間経過したか否かチェックしており、Ｔ１＝１９ｍｓであることから、１９ｍｓを経過すると、ステップＳ４に進み、次の検査パケットを通信経路に送信する。

続いてステップＳ５で、前回のバースト負荷の送信からＴ２時間、即ちＴ２＝２０ｍｓを経過したか否かチェックしており、Ｔ２＝２０ｍｓの経過を判別するとステップＳ６に進み、バースト負荷を通信経路に送信する。

このステップＳ３〜Ｓ６による周期Ｔ１の検査パケットの送信の繰り返しと周期Ｔ２のバースト負荷の送信の繰り返しを、ステップＳ７で予め設定した測定時間例えば１分を経過するまで繰り返し、測定時間を経過すると一連の送信制御処理を終了する。

図１４は本実施形態における負荷測定処理を示したフローチャートであり、図１の検査パケット受信装置２０に示した遅延時間測定部３４、遅延分布生成部３６及び負荷計算部３８による処理となる。

図１４において、負荷測定処理は、ステップＳ１でカウンタｉをｉ＝０に初期化した後、ステップＳ２で検査パケットの受信の有無をチェックする。検査パケットの受信を判別するとステップＳ３に進み、検査パケットのヘッダに含まれる送信時刻と受信時刻を示すパラメータから、通信経路における遅延時間Ｗｉを測定して保持する。

続いてステップＳ４でカウンタｉを１つ増加した後、ステップＳ５でゆらぎ周期Ｔｏにおける検査パケットの受信数を示す閾値＝２０にカウンタ値ｉが達したか否かチェックし、ｉ＝２０未満であればステップＳ２に戻り、次の検査パケットの受信を繰り返す。

ステップＳ５で受信する検査パケットの数がｉ＝２０に達したならば、ゆらぎ周期Ｔｏに亘るすべての検査パケットの受信終了を認識し、ステップＳ６に進み、経過時間Ｔｐ＝０〜１９ｍｓに対する検査パケットの遅延時間Ｗ１〜Ｗ２０の関係、即ち図１２のグラフから図７のような遅延分布を導出する。

続いてステップＳ７で、予め設定した例えば１分の測定時間が経過したか否かチェックしており、１分未満であれば再びステップＳ２に戻り、次のゆらぎ周期Ｔｏに亘る検査パケットの受信に基づく遅延時間を測定した後、遅延分布を求める。ここで測定時間を１分とした場合には、少なくとも１５回分の遅延分布を測定することができる。

続いてステップＳ８に進み、測定時間１分で求められた例えば１５回分の遅延分布の平均値を計算する。この複数回の遅延分布の平均計算により、各測定におけるノイズなどによる異常値が吸収され、安定した遅延分布の測定結果が得られる。

続いてステップＳ９で、平均計算で求めた遅延分布における両端を除いた遅延分布の高さである発生頻度Ｄを検出する。この場合にも、両端を除いた遅延分布の高さの平均値として発生頻度Ｄを算出する。

続いてステップＳ１０で、遅延分布から得られた発生頻度Ｄを前記（７）に適用することで、検出対象とする通信経路の負荷Ｌを計算し、一連の負荷測定処理を終了する。

また本発明は、図１の検査パケット受信装置２０に設けた遅延時間測定部３４、遅延分布生成部３６、負荷計算部３８を実行するためのプログラムを提供するものであり、このプログラムは図１４の負荷測定処理のフローチャートに示した内容を持つことになる。

また本発明は、図１４の負荷測定処理の内容を持つプログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体を提供する。ここで記録媒体とは、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピィディスク（Ｒ）、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの可搬型記憶媒体や、コンピュータシステムの内外に備えられたハードディスクドライブなどの記憶装置の他、回線を介してプログラムを保持するデータベースあるいは他のコンピュータシステム並びにそのデータベースや、更に回線上の伝送媒体を含むものである。

なお、上記の実施形態にあっては、図３に示すように検査パケットの周期をＴ１＝１９ｍｓとし、これに対しバースト負荷の周期Ｔ２を１秒長いＴ２＝２０ｍｓとした場合を例にとっているが、逆に検査パケットの周期Ｔ１をＴ１＝２０ｍｓ、バースト負荷の周期Ｔ２を１秒短いＴ２＝１９ｍｓとしてもよく、この場合にも同様にして、図１１に示すようなバースト負荷７２に対し１秒間隔で経過時間が変化する検査パケットの送信タイミングを作り出すことができる。

更に一般的に説明するならば、検査パケットの送信周期Ｔ１とバースト負荷の送信周期Ｔ２との間には
（Ｔ１−Ｔ２）＝±ΔＴ
という関係があればよく、大小関係はどちらが大きくても小さくてもよい。またΔＴは遅延分布の際の時間区分を与える単位となる。

また、図８のバースト負荷を５０％とした場合の特性は、通常負荷が５０％を超えると、経過時間Ｔｐに対する遅延時間Ｗの直線の傾きが減少してバースト周期Ｔ＝２０ｍｓを超え、遅延分布を全て求めることができなくなることから、
（１） バースト周期Ｔ２を長くする、又は
（２） 固定的なバースト負荷を小さくする
といった方法をとれば良い。

また本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

ここで、本発明の特徴をまとめると次の付記のようになる。
（付記）

（付記１）（システム）
測定対象とする通信経路に対し所定の第１周期で検査パケットを送信する検査パケット送信部と、
前記通信経路に前記第１周期とは異なる所定の第２周期で、複数の負荷パケットを連接したバースト負荷を送信するバースト負荷送信部と、
前記第１周期と第２周期に基づいて決まるゆらぎ周期に亘り、前記バースト負荷を送信してから検査パケットを送信するまでの経過時間を順次変化して送信した複数の検査パケットを前記通信経路から受信し、各検査パケットの前記経過時間に対応した遅延時間を測定する遅延時間測定部と、
測定された前記遅延時間に基づいて、前記通信経路の遅延時間に対するパケット発生頻度を示す遅延分布を生成する遅延分布生成部と、
生成された前記遅延分布の特定区間における発生頻度に基づいてネットワーク負荷を計算する負荷計算部と、
を備えたことを特徴とするネットワーク負荷検出システム。（１）

（付記２）（検査パケットとバースト負荷の開始同期）
付記１記載のネットワーク負荷検出システムに於いて、前記検査パケット送信部とバースト負荷送信部は、両者の送信開始タイミングを同期させて前記検査パケットとバースト負荷の送信を開始することを特徴とするネットワーク負荷検出システム。（２）

（付記３）（ゆらぎ周期）
付記１記載のネットワーク負荷検出システムに於いて、前記遅延時間測定部は、前記ゆらぎ周期を、第１周期と第２周期の積を第１周期と第２周期の差で割った値の絶対値に設定することを特徴とするネットワーク負荷検出システム。（３）

（付記４）（遅延時間）
付記１記載のネットワーク負荷検出システムに於いて、前記遅延時間測定部は、前記ゆらぎ周期を越える時間に亘り測定した遅延時間を算出することを特徴とするネットワーク負荷検出システム。（４）

（付記５）（遅延分布の詳細）
付記１記載のネットワーク負荷検出システムに於いて、前記遅延分布生成部は、前記バースト負荷を送信してから検査パケットを送信するまでの各経過時間に対応した検査パケットの遅延時間から、複数に分割した所定幅の遅延時間帯に含まれる経過時間の第２周期に対する割合を、前記遅延分布の発生頻度として求めることを特徴とするネットワーク負荷検出システム。（５）

（付記６）（負荷の計算）
付記１記載のネットワーク負荷検出システムに於いて、前記負荷計算部は、前記遅延分布生成部で求めた両端を除く遅延分布の発生頻度をＤとした場合、ネットワーク負荷Ｌを

但し、ａ、ｂ、ｃ、ｄは定数
から算出することを特徴とするネットワーク負荷検出システム。（６）

（付記７）（負荷の計算）
付記６記載のネットワーク負荷検出システムに於いて、前記定数ａ、ｂ、ｃ、ｄは、

但し、ｆｔ：フレーム時間（バースト負荷の送信周期）［ｍｓ］
Ｔａ：送信周期内で、バースト負荷パケットが到着する間隔［ｍｓ］
Ｔｓ：パケットが処理される間隔［ｍｓ］
であることを特徴とするネットワーク負荷検出システム。（７）

（付記８）（方法）
測定対象とする通信経路に対し所定の第１周期で検査パケットを送信する検査パケット送信ステップと、
前記通信経路に前記第１周期とは異なる所定の第２周期で複数の負荷パケットを連接したバースト負荷を送信するバースト負荷送信ステップと、
前記第１周期と第２周期に基づいて決まるゆらぎ周期に亘り、前記バースト負荷を送信してから検査パケットを送信するまでの経過時間を順次変化して送信した複数の検査パケットを前記通信経路から受信し、各検査パケットの前記経過時間に対応した遅延時間を測定する遅延時間測定ステップと、
測定された前記遅延時間に基づいて前記通信経路の遅延時間に対するパケット発生頻度を示した遅延分布を生成する遅延分布生成ステップと、
生成された前記遅延分布の特定区間における発生頻度に基づいてネットワーク負荷を計算する負荷計算ステップと、
を備えたことを特徴とするネットワーク負荷検出方法。（８）

（付記９）（検査パケットとバースト負荷の開始同期）
付記８記載のネットワーク負荷検出方法に於いて、前記検査パケット送信ステップとバースト負荷送信ステップは、両者の送信開始タイミングを同期させて前記検査パケットとバースト負荷の送信を開始することを特徴とするネットワーク負荷検出方法。

（付記１０）（ゆらぎ周期）
付記８記載のネットワーク負荷検出方法に於いて、前記遅延時間測定ステップは、前記ゆらぎ周期を、第１周期と第２周期の積を第１周期と第２周期の最大公約数で割った値の絶対値に設定することを特徴とするネットワーク負荷検出方法。

（付記１１）（遅延時間）
付記８記載のネットワーク負荷検出方法に於いて、前記遅延時間測定ステップは、前記ゆらぎ周期に亘って前記通信経路から受信された複数の検査パケットの遅延時間を、前記ゆらぎ周期の任意の整数倍の時間に亘り測定した遅延時間を算出することを特徴とするネットワーク負荷検出方法。

（付記１２）（遅延分布の詳細）
付記８記載のネットワーク負荷検出方法に於いて、前記遅延分布生成ステップは、前記バースト負荷を送信してから前記検査パケットを送信するまでの各経過時間に対応した検査パケットの遅延時間から、複数に分割した所定幅の遅延時間帯に含まれる経過時間の第２周期に対する割合を、前記遅延分布の発生頻度として求めることを特徴とするネットワーク負荷検出方法。

（付記１３）（負荷の計算）
付記８記載のネットワーク負荷検出方法に於いて、前記負荷計算ステップは、前記遅延分布生成ステップで求めた遅延分布の量をＤとした場合、ネットワーク負荷Ｌを

但し、ａ、ｂ、ｃ、ｄは定数
から算出することを特徴とするネットワーク負荷検出方法。

（付記１４）（負荷の計算）
付記１３記載のネットワーク負荷検出方法に於いて、前記定数ａ、ｂ、ｃ、ｄは、

但し、ｆｔ：フレーム時間（バースト負荷の送信周期）［ｍｓ］
Ｔａ：送信周期内で、バースト負荷パケットが到着する間隔［ｍｓ］
Ｔｓ：パケットが処理される間隔［ｍｓ］
であることを特徴とするネットワーク負荷検出方法。

（付記１５）（装置）
所定の第１周期で検査パケットを送信する共に、前記第１周期とは異なる所定の第２周期で複数の負荷パケットを連接したバースト負荷を送信した通信経路の負荷を検出するネットワーク負荷検出装置に於いて、
前記第１周期と第２周期に基づいて決まるゆらぎ周期に亘り、前記バースト負荷を送信してから検査パケットを送信するまでの経過時間を順次変化して送信した複数の検査パケットを前記通信経路から受信し、各検査パケットの前記経過時間に対応した遅延時間を測定する遅延時間測定部と、
測定された前記遅延時間に基づいて前記通信経路の遅延時間に対するパケット発生頻度を示した遅延分布を生成する遅延分布生成部と、
生成された前記遅延分布の特定区間における発生頻度に基づいてネットワーク負荷を計算する負荷計算部と、
を備えたことを特徴とするネットワーク負荷検出装置。（９）

（付記１６）（検査パケットとバースト負荷の開始同期）
付記１５記載のネットワーク負荷検出装置に於いて、前記検査パケットとバースト負荷は、両者の送信開始タイミングを同期させて送信を開始していることを特徴とするネットワーク負荷検出装置。

（付記１７）（ゆらぎ周期）
付記１５記載のネットワーク負荷検出装置に於いて、前記遅延時間測定部は、前記ゆらぎ周期を、第１周期と第２周期の積を第１周期と第２周期の最大公約数で割った値の絶対値に設定することを特徴とするネットワーク負荷検出装置。

（付記１８）（遅延時間）
付記１５記載のネットワーク負荷検出装置に於いて、前記遅延時間測定部は、前記ゆらぎ周期に亘って前記通信経路から受信された複数の検査パケットの遅延時間を、前記ゆらぎ周期の任意の整数倍の時間に亘り測定した遅延時間を算出することを特徴とするネットワーク負荷検出装置。

（付記１９）（遅延分布の詳細）
付記１５記載のネットワーク負荷検出装置に於いて、前記遅延分布生成部は、前記バースト負荷を送信してから前記検査パケットを送信するまでの各経過時間に対応した検査パケットの遅延時間から、複数に分割した所定幅の遅延時間帯に含まれる経過時間の第２周期に対する割合を、前記遅延分布の発生頻度として求めることを特徴とするネットワーク負荷検出装置。

（付記２０）（負荷の計算）
付記１５記載のネットワーク負荷検出装置に於いて、前記負荷計算部は、前記遅延分布生成部で求めた遅延分布の量をＤとした場合、ネットワーク負荷Ｌを

但し、ａ、ｂ、ｃ、ｄは定数
から算出することを特徴とするネットワーク負荷検出装置。

（付記２１）（負荷の計算）
付記２０記載のネットワーク負荷検出装置に於いて、前記定数ａ、ｂ、ｃ、ｄは、

但し、ｆｔ：フレーム時間（バースト負荷の送信周期）［ｍｓ］
Ｔａ：送信周期内で、バースト負荷パケットが到着する間隔［ｍｓ］
Ｔｓ：パケットが処理される間隔［ｍｓ］
であることを特徴とするネットワーク負荷検出装置。

（付記２２）（プログラム）
所定の第１周期で検査パケットを送信する共に、前記第１周期とは異なる所定の第２周期で複数の負荷パケットを連接したバースト負荷を送信した通信経路の負荷を検出するネットワーク負荷検出装置のコンピュータに、
前記第１周期と第２周期に基づいて決まるゆらぎ周期に亘り、前記バースト負荷を送信してから検査パケットを送信するまでの経過時間を順次変化して送信した複数の検査パケットを前記通信経路から受信し、各検査パケットの前記経過時間に対応した遅延時間を測定する遅延時間測定部と、
測定された前記遅延時間に基づいて前記通信経路の遅延時間に対するパケット発生頻度を示した遅延分布を生成する遅延分布生成部と、
生成された前記遅延分布の特定区間における発生頻度に基づいてネットワーク負荷を計算する負荷計算部と、
を実行させるためのネットワーク負荷検出プログラム。（１０）

本発明によるネットワーク負荷検出システムの実施形態を示したブロック図 本実施形態が適用されるコンピュータのハードウェア環境のブロック図 本実施形態における検査パケットとバースト負荷の送信タイミングを示したタイムチャート 通常負荷を変化させた場合の遅延分布を示した説明図 本実施形態により通常負荷にバースト負荷を加えた場合の遅延分布を示した説明図 経路設定装置のバッファをバースト負荷が通過する際の経過時間に対する遅延時間の関係を示したグラフ図 図６のグラフから求めたバースト負荷による遅延分布を示した説明図 経路設定装置のバッファをバースト負荷が通過する際の経過時間に対する遅延時間の関係を通常負荷の変化に対して示したグラフ図 図８のグラフから求めた通常負荷の変化に対するバースト負荷による遅延分布を示した説明図 本実施形態における遅延分布の発生頻度と負荷との関係を示したグラフ図 本実施形態におけるバースト負荷に対する検査パケットを送信するまでの経過時間の関係を示した説明図 本実施形態のバースト負荷の送信後の異なる経過時間で送られた検査パケットの受信で測定された遅延時間を示したグラフ図 本実施形態における送信制御処理を示したフローチャート 本実施形態における負荷測定処理を示したフローチャート

符号の説明

１０：パケット送信装置
１２，１４：経路設定装置
１６：パケット受信装置
１８：検査パケット送信装置
２０：検査パケット受信装置
２２：バースト負荷送信装置
２４：バースト負荷受信装置
２６：送信制御装置
２８：検査パケット送信部
３０：バースト負荷送信部
３２：バースト負荷受信部
３４：遅延時間測定部
３６：遅延分布生成部
３８：負荷計算部
４０：計測対象負荷
４２：検査パケット
４４：バースト負荷
４６−１〜４６−６：ＬＡＮ
４８：通信経路
５０：送信装置
５２，６２：通信部
５４，６４：制御部
５５，６５：記憶部
５６，６６：記録部
５８，６８：通信プログラム
６０：受信装置
７０−１〜７０〜２１：検査パケット
７２−１〜７２−２０：バースト負荷
７４−１〜７４−２０：負荷パケット
７６−１〜７６−６，７８−１〜７８−６，１０８−１〜１０８−４：遅延分布
８０，８２，８４，１００〜１０６：遅延時間特性
８６：ピーク点
８８：転送終了点
９０−１〜９０−３：区間
９２−１〜９２−１０：遅延分布
９６：特性曲線

Claims (10)

1. 測定対象とする通信経路に対し所定の第１周期で検査パケットを送信する検査パケット送信部と、
   前記通信経路に前記第１周期とは異なる所定の第２周期で、複数の負荷パケットを連接したバースト負荷を送信するバースト負荷送信部と、
   前記第１周期と第２周期に基づいて決まるゆらぎ周期に亘り、前記バースト負荷を送信してから検査パケットを送信するまでの経過時間を順次変化して送信した複数の検査パケットを前記通信経路から受信し、各検査パケットの前記経過時間に対応した遅延時間を測定する遅延時間測定部と、
   測定された前記遅延時間に基づいて、前記通信経路の遅延時間に対するパケット発生頻度を示す遅延分布を生成する遅延分布生成部と、
   生成された前記遅延分布の特定区間における発生頻度に基づいてネットワーク負荷を計算する負荷計算部と、
   を備えたことを特徴とするネットワーク負荷検出システム。
   
2. 請求項１記載のネットワーク負荷検出システムに於いて、前記検査パケット送信部とバースト負荷送信部は、両者の送信開始タイミングを同期させて前記検査パケットとバースト負荷の送信を開始することを特徴とするネットワーク負荷検出システム。
   
3. 請求項１記載のネットワーク負荷検出システムに於いて、前記遅延時間測定部は、前記ゆらぎ周期を、第１周期と第２周期の積を第１周期と第２周期の最大公約数で割った値の絶対値に設定することを特徴とするネットワーク負荷検出システム。
   
4. 請求項１記載のネットワーク負荷検出システムに於いて、前記遅延時間測定部は、前記ゆらぎ周期を越える時間に亘り測定した遅延時間を算出することを特徴とするネットワーク負荷検出システム。
   
5. 請求項１記載のネットワーク負荷検出システムに於いて、前記遅延分布生成部は、前記バースト負荷を送信してから検査パケットを送信するまでの各経過時間に対応した検査パケットの遅延時間から、複数に分割した所定幅の遅延時間帯に含まれる経過時間の第２周期に対する割合を、前記遅延分布の発生頻度として求めることを特徴とするネットワーク負荷検出システム。
   
6. 請求項１記載のネットワーク負荷検出システムに於いて、前記負荷計算部は、前記遅延分布生成部で求めた両端を除く遅延分布の発生頻度をＤとした場合、ネットワーク負荷Ｌを
   

   

   但し、ａ、ｂ、ｃ、ｄは定数
   から算出することを特徴とするネットワーク負荷検出システム。
   
7. 請求項６記載のネットワーク負荷検出システムに於いて、前記定数ａ、ｂ、ｃ、ｄは、
   

   

   但し、ｆｔ：フレーム時間（バースト負荷の送信周期）［ｍｓ］
   Ｔａ：送信周期内で、バースト負荷パケットが到着する間隔［ｍｓ］
   Ｔｓ：パケットが処理される間隔［ｍｓ］
   であることを特徴とするネットワーク負荷検出システム。
   
8. 測定対象とする通信経路に対し所定の第１周期で検査パケットを送信する検査パケット送信ステップと、
   前記通信経路に前記第１周期とは異なる所定の第２周期で複数の負荷パケットを連接したバースト負荷を送信するバースト負荷送信ステップと、
   前記第１周期と第２周期に基づいて決まるゆらぎ周期に亘り、前記バースト負荷を送信してから検査パケットを送信するまでの経過時間を順次変化して送信した複数の検査パケットを前記通信経路から受信し、各検査パケットの前記経過時間に対応した遅延時間を測定する遅延時間測定ステップと、
   測定された前記遅延時間に基づいて前記通信経路の遅延時間に対するパケット発生頻度を示した遅延分布を生成する遅延分布生成ステップと、
   生成された前記遅延分布の特定区間における遅延分布の発生頻度に基づいてネットワーク負荷を計算する負荷計算ステップと、
   を備えたことを特徴とするネットワーク負荷検出方法。
   
9. 所定の第１周期で検査パケットを送信すると共に、前記第１周期とは異なる所定の第２周期で複数の負荷パケットを連接したバースト負荷を送信した通信経路の負荷を検出するネットワーク負荷検出装置に於いて、
   前記第１周期と第２周期に基づいて決まるゆらぎ周期に亘り、前記バースト負荷を送信してから検査パケットを送信するまでの経過時間を順次変化して送信した複数の検査パケットを前記通信経路から受信し、各検査パケットの前記経過時間に対応した遅延時間を測定する遅延時間測定部と、
   測定された前記遅延時間に基づいて前記通信経路の遅延時間に対するパケット発生頻度を示した遅延分布を生成する遅延分布生成部と、
   生成された前記遅延分布の特定区間における遅延分布の発生頻度に基づいてネットワーク負荷を計算する負荷計算部と、
   を備えたことを特徴とするネットワーク負荷検出装置。
   
10. 所定の第１周期で検査パケットを送信すると共に、前記第１周期とは異なる所定の第２周期で複数の負荷パケットを連接したバースト負荷を送信した通信経路の負荷を検出するネットワーク負荷検出装置のコンピュータに、
    前記第１周期と第２周期に基づいて決まるゆらぎ周期に亘り、前記バースト負荷を送信してから検査パケットを送信するまでの経過時間を順次変化して送信した複数の検査パケットを前記通信経路から受信し、各検査パケットの前記経過時間に対応した遅延時間を測定する遅延時間測定部と、
    測定された前記遅延時間に基づいて前記通信経路の遅延時間に対するパケット発生頻度を示した遅延分布を生成する遅延分布生成部と、
    生成された前記遅延分布の特定区間における遅延分布の発生頻度に基づいてネットワーク負荷を計算する負荷計算部と、
    を実行させるためのネットワーク負荷検出プログラム。

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