JP5299794B2 - 通信品質監視装置、通信システム、通信品質監視方法及びそのプログラム - Google Patents
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Description
Control Protocol)レベルの通信品質の劣化を検出する関連技術が、例えば、特許文献1〜3に開示されている。
本発明の目的は、データロスの発生有無にかかわらずセッション層の通信品質劣化の判断ができる通信品質監視装置、通信品質監視方法及びそのプログラムを提供することにある。
図1は、本発明の第1の実施の形態による通信品質監視を適用した通信システムの構成例を示すブロック図である。
図2を参照すると、パケット送信・品質劣化監視装置11−1は、バッファ入力部11−10、バッファ部11−11、セッション処理部11−12、パケット送信部11−13、バッファ状態監視部11−14、セッション状態監視部11−15、状態記憶部11−16、閾値算出部11−17、劣化判断部11−18を含む。
図3を参照すると、閾値算出部11−17は、輻輳状態判断処理部11−17−1、輻輳時閾値算出処理部11−17−2、非輻輳時閾値算出処理部11−17−2を含む。
次に、図2の構成図及び図4〜6のフローチャートを参照して、本実施の形態のパケット送信・品質劣化監視装置11−1のバッファ入力部11−10、バッファ部11−11及びセッション制御部11−12の動作について詳細に説明する。
第1の実施の形態によれば、上記のような構成と動作により、セッション制御プロトコルを終端し中継するノード、および、アプリケーションからデータを受け取りセッション制御プロトコルによって通信を行うノードにおいて、パケットロスの発生有無にかかわらずセッション制御プロトコルにおける通信品質の劣化を検出することができる。
本実施の形態によれば、輻輳時閾値算出処理部11−17−2と非輻輳時閾値算出処理部11−17−3によって、バッファ長の変動幅に従って劣化判断閾値を算出するので、品質劣化の誤検出や品質劣化検出の遅れを防ぐことができる。
本実施の形態によれば、セッション制御により送信するデータを一時保存するバッファのバッファ長と、セッション制御パラメータを監視し、輻輳状態の有無に応じて通信品質の劣化を判断するバッファ長の劣化判断閾値を求め、通信品質の劣化を判断するため、TCPのセッションレベルの劣化がアプリケーションレベルの劣化に関連しているのかを判別することが可能である。
次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図10を参照すると、パケット送信装置12−1は、バッファ入力部12−10、バッファ部12−11、セッション処理部12−12、パケット送信部12−13、バッファ状態監視部12−14、セッション状態監視部12−15、状態情報送信部12−19を含む。
図11を参照すると、品質劣化監視装置12−5は、状態情報受信部12−51、状態記憶部12−52、閾値算出部12−53、劣化判断部12−54を含む。
次に、第2の実施の形態の動作について図12から図14のフローチャートを参照して詳細に説明する。
第2の実施の形態によれば、上記のような構成と動作により、第1の実施の形態と同様に、輻輳状態に応じて劣化と判断するためのバッファ長の閾値を算出することにより、パケットロスの発生有無にかかわらず通信品質劣化の判断を行うことができる。
window)と呼ばれる1RTTごとの送信データ量を調節するパラメータを増加させる。よって、通信速度パラメータの増加モデル式fは、f(t)=1/RTT[パケット/単位時間]とすることができる。パケットロスを検出した場合、ロスしたパケットを完全に再送した後に、CWNDを半分にして、再び輻輳回避フェイズとなる。よって、1RTT中一度に複数パケットが落ちても、パケットロス検出としては1回とカウントされる。バッファ状態監視部で監視されるバッファ部のとしては、TCPスタックのバッファであってもよいし、TCPのAPI(Application
Programming Interface)であるSOCKET中の送信関数を呼び出すときに設けるアプリケーション側のバッファであってもよい。また、TCPスタックバッファ、アプリケーション側のバッファの両方を含んでもよい。
* (x/2 - floor(x/2)) = r/2 * (ceil(x/2) * (ceil(x/2) + 1) - 1 ) + r * (x/2 -
floor(x/2)) ・・・式(1)
(ceil(x)はx以上の最小の整数値、floor(x)はx以下の最大の整数値)で算出される。
x) - 1) + ... + r * 3 + r * 2 + r * (1/2N x - floor(1/2N
x)) = r/2 * ((x - floor(1/2N x))(x - floor(1/2N x) + 1) -
1) + r * (1/2N x - floor(1/2N x)) ・・・式(2)
で算出される。
r * (x - floor(1/2N x)) + r * (x-floor(1/2N-1
x))...+ r * (x - floor(1/22 x))+ r * (x - floor(1/21 x))・・・式(3)
を加える。
Protocol)においても、同様に実施可能である。
Control Protocol)を用いて、IPネットワーク上での実施が可能である。DCCPは再送機構を持たないため、輻輳検出に従って増加するパラメータとして、パケットロス数もしくはパケットロス率を用いる。
この場合にも、輻輳状態に応じて劣化と判断するためのバッファ長の劣化判断閾値を算出することにより、データロスの発生有無にかかわらず通信品質劣化の判断を行うことが可能である。
この場合、パケット送信装置12−1側に記憶したバッファ状態とセッション状態を取得し、輻輳状態に応じて劣化と判断するためのバッファ長の劣化判断閾値を算出することにより、データロスの発生有無にかかわらず通信品質劣化の判断を行うことが可能である。
Claims (37)
- セッション制御プロトコルのバッファ長に基づいて通信品質の劣化を検出する通信品質監視装置であって、
前記セッション制御プロトコルの輻輳検出に関するパラメータに応じて、通信品質の劣化を判断するための閾値を算出する閾値算出部と、
前記閾値とバッファ長を比較して通信品質の劣化を判断する劣化判断部と
を備えることを特徴とする通信品質監視装置。 - セッション制御により送信するデータを一時保存するバッファのバッファ長を監視するバッファ状態監視部と、
通信速度に関するパラメータや輻輳検出に関するパラメータを含むセッション制御パラメータを監視するセッション状態監視部と、
前記バッファ長と前記セッション制御に関するパラメータを記憶する状態記憶部を備え、
前記閾値算出部が、前記状態記憶部に記憶された前記輻輳検出に関するパラメータに応じて、前記閾値を算出することを特徴とする請求項1に記載の通信品質監視装置。 - 前記閾値算出部が、
前記輻輳検出に関するパラメータによって輻輳状態であるかを判断する輻輳状態判断処理部と、
輻輳状態と判断された場合の劣化を判断するための前記閾値を算出する輻輳時閾値算出処理部と、
輻輳状態ではないと判断された場合の劣化を判断するための前記閾値を算出する非輻輳時閾値算出処理部を備えることを特徴とする請求項2に記載の通信品質監視装置。 - 前記輻輳時閾値算出処理部が、前記バッファ長の変動幅に従って劣化を判断するための前記閾値を算出することを特徴とする請求項3に記載の通信品質監視装置。
- 前記輻輳時閾値算出処理部が、前記バッファ長の過去の変動の統計値に従って劣化を判断するための前記閾値を算出することを特徴とする請求項4に記載の通信品質監視装置。
- 前記輻輳時閾値算出処理部が、前記バッファ長の過去の変動における複数の極大値を算出し、算出した複数の極大値の平均を用いて前記閾値を算出することを特徴とする請求項5に記載の通信品質監視装置。
- 前記輻輳時閾値算出処理部が、セッション制御の輻輳制御のモデル式に基づいて劣化を判断するための前記閾値を算出することを特徴とする請求項4に記載の通信品質監視装置。
- 前記輻輳時閾値算出処理部が、セッション制御の輻輳制御のモデル式に基づき輻輳回避による通信速度減少が生じた場合のバッファ長の最大値を求め、求めた最大値を用いて劣化を判断するための前記閾値を算出することを特徴とする請求項7に記載の通信品質監視装置。
- 前記輻輳時閾値算出処理部が、前記最大値を、任意の回数連続した輻輳回避により通信速度の減少が発生した時点から減少前の通信速度に戻るまでの期間をセッション制御の輻輳制御の通信速度パラメータ増加モデル式に従って求め、前記モデル式を前記期間で積分した値に輻輳回避前のバッファ長を加算して求めることを特徴とする請求項8に記載の通信品質監視装置。
- 前記非輻輳時閾値算出処理部が、輻輳状態ではない場合、通信品質の劣化時に所定時間以上の間隔におけるバッファ長の変化が単調増加の傾向を示すことを利用して、劣化を判断するための前記閾値を算出することを特徴とする請求項5に記載の通信品質監視装置。
- 前記非輻輳時閾値算出処理部が、非輻輳と判断した時点におけるバッファ長を用いて劣化を判断するための前記閾値を算出することを特徴とする請求項10に記載の通信品質監視装置。
- 前記非輻輳時閾値算出処理部が、過去の複数の時点のバッファ長から前記劣化判断部で比較するバッファ長が計測された時点でのバッファ長を推定し、推定したバッファ長を用いて劣化を判断するための前記閾値を算出することを特徴とする請求項10に記載の通信品質監視装置。
- セッション制御プロトコルによって通信を行う通信装置と、通信装置と通信網を介して接続されるセッション制御プロトコルのバッファ長に基づいて通信品質の劣化を検出する通信品質監視装置を有する通信システムであって、
前記通信品質監視装置が、
前記セッション制御プロトコルの輻輳検出に関するパラメータに応じて、通信品質の劣化を判断するための閾値を算出する閾値算出部と、
前記閾値とバッファ長を比較して通信品質の劣化を判断する劣化判断部と
を備えることを特徴とする通信システム。 - 前記通信品質監視装置が、
セッション制御により送信するデータを一時保存するバッファのバッファ長を監視するバッファ状態監視部と、
通信速度に関するパラメータや輻輳検出に関するパラメータを含むセッション制御パラメータを監視するセッション状態監視部と、
前記バッファ長と前記セッション制御に関するパラメータを記憶する状態記憶部を備え、
前記閾値算出部が、前記状態記憶部に前記輻輳検出に関するパラメータに応じて、前記閾値を算出することを特徴とする請求項13に記載の通信システム。 - 前記閾値算出部が、
前記輻輳検出に関するパラメータによって輻輳状態であるかを判断する輻輳状態判断処理部と、
輻輳状態と判断された場合の劣化を判断するための前記閾値を算出する輻輳時閾値算出処理部と、
輻輳状態ではないと判断された場合の劣化を判断するための前記閾値を算出する非輻輳時閾値算出処理部を備えることを特徴とする請求項14に記載の通信システム。 - 前記輻輳時閾値算出処理部が、前記バッファ長の変動幅に従って劣化を判断するための前記閾値を算出することを特徴とする請求項15に記載の通信システム。
- 前記輻輳時閾値算出処理部が、前記バッファ長の過去の変動の統計値に従って劣化を判断するための前記閾値を算出することを特徴とする請求項16に記載の通信システム。
- 前記輻輳時閾値算出処理部が、前記バッファ長の過去の変動における複数の極大値を算出し、算出した複数の極大値の平均を用いて前記閾値を算出することを特徴とする請求項17に記載の通信システム。
- 前記輻輳時閾値算出処理部が、セッション制御の輻輳制御のモデル式に基づいて劣化を判断するための前記閾値を算出することを特徴とする請求項16に記載の通信システム。
- 前記非輻輳時閾値算出処理部が、輻輳状態ではない場合、通信品質の劣化時に所定時間以上の間隔におけるバッファ長の変化が単調増加の傾向を示すことを利用して、劣化を判断するための前記閾値を算出することを特徴とする請求項15に記載の通信システム。
- 前記非輻輳時閾値算出処理部が、非輻輳と判断した時点におけるバッファ長を用いて劣化を判断するための前記閾値を算出することを特徴とする請求項20に記載の通信システム。
- セッション制御プロトコルのバッファ長に基づいて通信品質の劣化を検出する通信品質監視方法であって、
前記セッション制御プロトコルの輻輳検出に関するパラメータに応じて、通信品質の劣化を判断するための閾値を算出する閾値算出ステップと、
前記閾値とバッファ長を比較して通信品質の劣化を判断する劣化判断ステップと
を有することを特徴とする通信品質監視方法。 - 前記閾値算出ステップが、
前記輻輳検出に関するパラメータによって輻輳状態であるかを判断する輻輳状態判断ステップと、
輻輳状態と判断された場合の劣化を判断するための前記閾値を算出する輻輳時閾値算出ステップと、
輻輳状態ではないと判断された場合の劣化を判断するための前記閾値を算出する非輻輳時閾値算出ステップを含むことを特徴とする請求項22に記載の通信品質監視方法。 - 前記輻輳時閾値算出ステップで、前記バッファ長の変動幅に従って劣化を判断するための前記閾値を算出することを特徴とする請求項23に記載の通信品質監視方法。
- 前記輻輳時閾値算出ステップで、前記バッファ長の過去の変動の統計値に従って劣化を判断するための前記閾値を算出することを特徴とする請求項24に記載の通信品質監視方法。
- 前記輻輳時閾値算出ステップで、前記バッファ長の過去の変動における複数の極大値を算出し、算出した複数の極大値の平均を用いて前記閾値を算出することを特徴とする請求項25に記載の通信品質監視方法。
- 前記輻輳時閾値算出ステップで、セッション制御の輻輳制御のモデル式に基づいて劣化を判断するための前記閾値を算出することを特徴とする請求項24に記載の通信品質監視方法。
- 前記非輻輳時閾値算出ステップで、輻輳状態ではない場合、通信品質の劣化時に所定時間以上の間隔におけるバッファ長の変化が単調増加の傾向を示すことを利用して、劣化を判断するための前記閾値を算出することを特徴とする請求項26に記載の通信品質監視方法。
- 前記非輻輳時閾値算出ステップで、非輻輳と判断した時点におけるバッファ長を用いて劣化を判断するための前記閾値を算出することを特徴とする請求項28に記載の通信品質監視方法。
- セッション制御プロトコルのバッファ長に基づいて通信品質の劣化を検出するコンピュータ装置上で実行される通信品質監視プログラムであって、
前記セッション制御プロトコルの輻輳検出に関するパラメータに応じて、通信品質の劣化を判断するための閾値を算出する閾値算出処理と、
前記閾値とバッファ長を比較して通信品質の劣化を判断する劣化判断処理とを、前記コンピュータ装置に実行させることを特徴とする通信品質監視プログラム。 - 前記閾値算出処理が、
前記輻輳検出に関するパラメータによって輻輳状態であるかを判断する輻輳状態判断処理と、
輻輳状態と判断された場合の劣化を判断するための前記閾値を算出する輻輳時閾値算出処理と、
輻輳状態ではないと判断された場合の劣化を判断するための前記閾値を算出する非輻輳時閾値算出処理を含むことを特徴とする請求項30に記載の通信品質監視プログラム。 - 前記輻輳時閾値算出処理が、前記バッファ長の変動幅に従って劣化を判断するための前記閾値を算出する処理を行うことを特徴とする請求項31に記載の通信品質監視プログラム。
- 前記輻輳時閾値算出処理が、前記バッファ長の過去の変動の統計値に従って劣化を判断するための前記閾値を算出する処理を行うことを特徴とする請求項32に記載の通信品質監視プログラム。
- 前記輻輳時閾値算出処理が、前記バッファ長の過去の変動における複数の極大値を算出し、算出した複数の極大値の平均を用いて前記閾値を算出する処理を行うことを特徴とする請求項33に記載の通信品質監視プログラム。
- 前記輻輳時閾値算出処理が、セッション制御の輻輳制御のモデル式に基づいて劣化を判断するための前記閾値を算出する処理を行うことを特徴とする請求項32に記載の通信品質監視プログラム。
- 前記非輻輳時閾値算出処理が、輻輳状態ではない場合、通信品質の劣化時に所定時間以上の間隔におけるバッファ長の変化が単調増加の傾向を示すことを利用して、劣化を判断するための前記閾値を算出する処理を行うことを特徴とする請求項31に記載の通信品質監視プログラム。
- 前記非輻輳時閾値算出処理が、非輻輳と判断した時点におけるバッファ長を用いて劣化を判断するための前記閾値を算出する処理を行うことを特徴とする請求項36に記載の通信品質監視プログラム。
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