JP5392113B2 - 通信装置、通信方法、通信プログラム、および帯域計測システム - Google Patents
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Description
伝送速度(bps)=パケットサイズ(bit)/前回のパケット送信時と今回のパケット送信時との時間間隔(s)・・・・・(1)
で求められる。送信間隔を徐々に長くしながら複数のパケットを送信すると、伝送速度が帯域よりも大きい間は、受信間隔が送信間隔よりも長くなる。しかし、送信間隔が長くなり、伝送速度が帯域以下となれば、受信間隔と送信間隔とが同一となる。よって、「受信間隔−送信間隔」の値が変化する時点の伝送速度を、帯域として計測することができる。
1.帯域の初期探索範囲を設定する。
その時点の帯域を計測できると予想される探索範囲を限定することで、効率よく帯域を計測することができる。
まず、探索範囲内の帯域を計測するための複数のパケットの送信条件が決定される。送信条件には、複数のパケットを構成するパケットの数(以下、「計測パケット数」という。)、各パケットのパケットサイズ、および、前回のパケット送信時から次のパケットを送信するまでの時間である送信間隔が含まれる。本実施の形態では、送信間隔は徐々に長くなるように決定されるため、探索範囲の上限値から下限値へ順に帯域が探索されることになる。次いで、決定された送信条件に従って、送信装置から複数のパケットが送信される。各パケットには、受信装置が送信間隔を割り出すための時間情報が含まれる。なお、探索範囲を複数の小区間に分割し、小区間毎に計測ストリームを送信することで、一時的な異常に対する耐性が高い計測結果を得ることができるが、この詳細については省略する。
受信装置がパケットを実際に受信した時刻から、受信間隔が割り出される。受信されたパケットに含まれる時間情報から、送信間隔が割り出される。次いで、パケットが送信された際の伝送速度と、パケットが受信された際の受信レート(bps)との関係が、線形回帰法によって2本の直線で近似される。その結果、「受信間隔―送信間隔」の値が変化する時点が割り出され、帯域が計測される。「受信間隔―送信間隔」の変化が探索範囲内で割り出されなければ、探索範囲の下限または上限が暫定的に帯域とされる。
過去の計測結果から統計的に次の探索範囲を再設定することで、効率よく帯域を計測できる。探索範囲を再設定するための計算式等は、上記文献に記載されているため、説明を省略する。
Ps/Ki・・・・・(2)
Km=B+R/2・・・・・(3)
また、本実施の形態では、探索範囲を(N−1)で等分して各探索帯域値Kiを割り出す。従って、2番目に大きい探索帯域値Ksと最大の探索帯域値Kmとの差Lは、以下で求められる。
L=R/(N−1)・・・・・(4)
よって、2番目に大きい探索帯域値Ksは、以下の式(5)で表される。
Ks=Km−L=B+R/2−R/(N−1)・・・・・(5)
本実施の形態で採用される帯域計測方式では、最大の探索帯域値Kmを探索するための送信間隔と、2番目に大きい探索帯域値Ksを探索するための送信間隔との差が、最小の送信間隔差となる。最小の送信間隔差がTとなれば、処理時間条件を満たすこととなる。送信間隔は、前述した式(2)で求められるため、以下の式(6)が成立すれば処理時間条件を満たすこととなる。
T=Ps/Ks−Ps/Km・・・・・(6)
式(3)(5)(6)を解いてRの値を求めることで、新たな探索範囲を再設定することができる。なお、本実施の形態では、新たな探索範囲が再設定される場合、既に設定されている最新の計測パケット数NおよびパケットサイズPsがそのまま用いられる。
8 ネットワーク
10 CPU
13 HDD
100 帯域計測システム
Claims (13)
- 連続して送信される複数のパケットの各々の送信処理を行う間隔である送信間隔と、ネットワークを経由して受信された前記複数のパケットの受信間隔とに基づいて帯域を計測できるように、パケットの通信を行う通信装置であって、
前記送信間隔を割り出すための時間情報を含むパケットを生成する生成手段と、
前記複数のパケットの送信処理に要する処理時間のばらつきを取得するばらつき取得手段と、
前記ばらつき取得手段によって取得された前記ばらつきに基づいて、前記複数のパケットの前記送信間隔を少なくとも含む送信条件を決定する送信条件決定手段と、
前記生成手段によって生成された前記複数のパケットを、前記送信条件決定手段によって決定された前記送信条件で順次送信する送信手段と
を備えたことを特徴とする通信装置。 - 前記送信条件決定手段は、前記送信間隔に含まれる複数の間隔のうちの一の間隔と、前記一の間隔の前または後の間隔との差分である送信間隔差が、前記ばらつき取得手段によって取得された前記ばらつきよりも大きくなるように、前記送信間隔を決定することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
- 前記送信条件決定手段は、
前記複数のパケットによる帯域の計測対象範囲である探索範囲と、前記複数のパケットを構成するパケットの数である計測パケット数と、前記複数のパケットを構成する各パケットのパケットサイズとによって、前記送信間隔を算出する第一算出手段と、
前記第一算出手段によって算出された前記送信間隔における全ての前記送信間隔差が、前記ばらつき取得手段によって取得された前記ばらつきよりも大きいか否かを判断する第一判断手段と、
前記第一判断手段によって、前記送信間隔差の少なくとも一部が前記ばらつき以下であると判断された場合に、前記探索範囲、前記計測パケット数、および前記パケットサイズの少なくとも1つを変更する変更手段と
を備えたことを特徴とする請求項2に記載の通信装置。 - 前記変更手段は、前記探索範囲および前記パケットサイズを固定したまま前記計測パケット数を減少させることを特徴とする請求項3に記載の通信装置。
- 前記送信条件決定手段は、
前記送信間隔差の少なくとも一部が前記ばらつき以下であると前記第一判断手段によって判断された場合に、前記計測パケット数が第一閾値以下であるか否かを判断する第二判断手段をさらに備え、
前記変更手段は、
前記第二判断手段によって前記計測パケット数が前記第一閾値以下であると判断された場合は、前記探索範囲を広げて再設定し、
前記第二判断手段によって前記計測パケット数が前記第一閾値より大きいと判断された場合に、前記探索範囲および前記パケットサイズを固定したまま前記計測パケット数を減少させることを特徴とする請求項3に記載の通信装置。 - 前記送信条件決定手段は、
全ての前記送信間隔差が前記ばらつきよりも大きいと前記第一判断手段によって判断された場合に、前記計測パケット数が第二閾値以上であるか否かを判断する第三判断手段と、
前記第三判断手段によって前記計測パケット数が前記第二閾値より小さいと判断された場合に、前記計測パケット数を前記第二閾値を限度として増加させる増加手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項3から5のいずれかに記載の通信装置。 - 前記複数のパケットの各々の送信処理に要する処理時間を複数取得する処理時間取得手段をさらに備え、
前記ばらつき取得手段は、前記処理時間取得手段によって取得された複数の処理時間の標準偏差を前記ばらつきとして取得することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の通信装置。 - 前記処理時間取得手段は、前記生成手段によって生成されたパケットを自らに送信して受信するまでに要した時間から処理時間を取得することを特徴とする請求項7に記載の通信装置。
- 前記通信装置のOSの種類、前記通信装置のクロック数、および前記通信装置のCPU使用率の少なくともいずれかを含む通信装置の処理条件と、前記ばらつきとを対応付けたテーブルを記憶する記憶手段から、前記テーブルの情報を取得する情報取得手段をさらに備え、
前記ばらつき取得手段は、前記情報取得手段によって取得された前記テーブルの情報を参照し、現在の前記処理条件に対応付けられているばらつきを取得することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の通信装置。 - 連続して送信された複数のパケットを受信する受信手段と、
前記受信手段が受信した前記複数のパケットの受信間隔を取得する受信間隔取得手段と、
前記受信手段が受信した前記複数のパケットの各々に含まれる前記時間情報から、受信した前記複数のパケットの送信間隔を取得する送信間隔取得手段と、
前記受信間隔取得手段によって取得された前記受信間隔と、前記送信間隔取得手段によって取得された前記送信間隔とに基づいて帯域を計測する計測手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の通信装置。 - 連続して送信される複数のパケットの各々の送信処理を行う間隔である送信間隔と、ネットワークを経由して受信された前記複数のパケットの受信間隔とに基づいて帯域を計測できるように、パケットの通信を行う通信装置によって行われる通信方法であって、
前記送信間隔を割り出すための時間情報を含むパケットを生成する生成ステップと、
前記複数のパケットの送信処理に要する処理時間のばらつきを取得するばらつき取得ステップと、
前記ばらつき取得ステップによって取得された前記ばらつきに基づいて、前記複数のパケットの前記送信間隔を少なくとも含む送信条件を決定する送信条件決定ステップと、
前記生成ステップによって生成された前記複数のパケットを、前記送信条件決定ステップによって決定された前記送信条件で順次送信する送信ステップと
を備えたことを特徴とする通信方法。 - 連続して送信される複数のパケットの各々の送信処理を行う間隔である送信間隔と、ネットワークを経由して受信された前記複数のパケットの受信間隔とに基づいて帯域を計測できるように、パケットの通信を行う通信装置の動作を制御する通信プログラムであって、
コンピュータに、
前記送信間隔を割り出すための時間情報を含むパケットを生成する生成ステップと、
前記複数のパケットの送信処理に要する処理時間のばらつきを取得するばらつき取得ステップと、
前記ばらつき取得ステップによって取得された前記ばらつきに基づいて、前記複数のパケットの前記送信間隔を少なくとも含む送信条件を決定する送信条件決定ステップと、
前記生成ステップによって生成された前記複数のパケットを、前記送信条件決定ステップによって決定された前記送信条件で順次送信する送信ステップと
を実行させることを特徴とする通信プログラム。 - 複数のパケットを連続して送信する送信装置と、前記送信装置によって送信される前記複数のパケットをネットワークを経由して受信する受信装置とを備え、前記送信装置において前記複数のパケットの各々の送信処理を行う間隔である送信間隔と、前記受信装置における前記複数のパケットの受信間隔とに基づいて、前記送信装置と前記受信装置との間の帯域を計測する帯域計測システムであって、
前記送信装置は、
前記送信間隔を割り出すための時間情報を含むパケットを生成する生成手段と、
前記複数のパケットの送信処理に要する処理時間のばらつきを取得するばらつき取得手段と、
前記ばらつき取得手段によって取得された前記ばらつきに基づいて、前記複数のパケットの前記送信間隔を少なくとも含む送信条件を決定する送信条件決定手段と、
前記生成手段によって生成された前記複数のパケットを、前記送信条件決定手段によって決定された前記送信条件で順次送信する送信手段とを備え、
前記受信装置は、
前記複数のパケットを受信する受信手段と、
前記受信手段が受信した前記複数のパケットの受信間隔を取得する受信間隔取得手段と、
前記受信手段が受信した前記複数のパケットの各々に含まれる前記時間情報から、前記複数のパケットの送信間隔を取得する送信間隔取得手段と、
前記受信間隔取得手段によって取得された前記受信間隔と、前記送信間隔取得手段によって取得された前記送信間隔とに基づいて、前記送信装置との間の帯域を計測する計測手段と
を備えたことを特徴とする帯域計測システム。
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