JP6575529B2 - 可用帯域推定システム、可用帯域推定方法、受信装置及び受信装置の制御プログラム - Google Patents
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Description
パケットサイズが一定の割合で増加し、同一サイズの2つのパケットが送信間隔ゼロで配置されたパケットペアを等間隔で配置することによって構成されたパケットトレインを送信し、前記パケットトレインを受信し、前記受信したパケットトレインに含まれるパケットの観測遅延を算出し、前記受信したパケットトレインに含まれるパケットペアを構成する2つのパケットの受信間隔に基づき、シリアライゼーション遅延を算出し、前記算出した観測遅延から前記算出したシリアライゼーション遅延を除去することでキューイング遅延を算出し、前記算出したキューイング遅延に基づき、可用帯域を推定することを特徴とする。
本願発明の第1の実施形態について説明する。
送信装置20は、パケットサイズが一定の割合で増加する、所定の数のパケットペアを等間隔で配置することによって構成されたパケットトレインを送信する。ここで、パケットペアは、同一サイズの2つのパケットが送信間隔ゼロで配置されたものである。
受信装置30は、送信装置20から送信されるパケットトレインを受信し、受信したパケットトレインに含まれるパケットの観測遅延を算出する。また、受信装置30は、受信したパケットトレインに含まれる、パケットペアを構成する2つのパケットの受信間隔に基づき、シリアライゼーション遅延を算出する。
受信装置30は、算出した観測遅延から、算出したシリアライゼーション遅延を除去することでキューイング遅延を算出する。そして、受信装置30は、算出したキューイング遅延に基づき、可用帯域を推定する。
本願発明の第2の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
送信装置20Bのパケットペア生成手段200は、パケットサイズが同一であり、送信間隔ゼロで密着する2つのパケットのペアで構成されるパケットペアをN個生成する。なお、各パケットペアのパケットサイズはそれぞれ異なるものとする。
受信装置30Bのシリアライゼーション遅延算出手段300Bは、送信装置20Bから送信されるパケットトレインを受信し、受信したパケットトレイン内のパケットの観測遅延80を算出する。図17は、シリアライゼーション遅延算出手段300Bが受信したパケットトレイン91の一例を示している。受信したパケットトレイン91は、パケット4とパケット5との間においてキューイング遅延が発生した場合を示している。ここで、パケット1及びパケット2の間、パケット3及びパケット4の間には、それぞれ異なる値のシリアライゼーション遅延が発生している。また、パケット2及びパケット3の間にも、シリアライゼーション遅延が発生している。そのため、パケット2及びパケット3の受信間隔は、送信間隔Tと、シリアライゼーション遅延とを合算したものとなる。また、パケット4及びパケット5の間には、キューイング遅延及びシリアライゼーション遅延の両方が発生している。そのため、パケット4及びパケット5の受信間隔は、パケットペアの送信間隔Tと、キューイング遅延と、シリアライゼーション遅延とを合算したものとなる。また、パケット5以降の各パケット間には、キューイング遅延及びシリアライゼーション遅延の両方が生じている。
受信装置30Bのシリアライゼーション遅延算出手段300Bは、横軸を偶数のパケット番号(2、4、...、2N)、縦軸を各パケットペア内で先発となる奇数パケットと後発となる偶数パケットとの間の受信間隔とするグラフを生成する。例えば、図17に示す受信したパケットトレイン91の場合、シリアライゼーション遅延算出手段300Bは、パケット1の受信時刻及びパケット2の受信時刻に基づき、パケット1とパケット2との間の受信間隔を算出する。この場合、算出した受信間隔は、パケット1及びパケット2の間に生じたシリアライゼーション遅延となる。また、パケット5の受信時刻及びパケット6の受信時刻に基づき算出される受信間隔は、パケット5とパケット6との間に生じたシリアライゼーション遅延とキューイング遅延との合算値となる。すなわち、シリアライゼーション遅延算出手段300Bが生成するグラフは、パケットペア内のパケット間で発生した、シリアライゼーション遅延の値、または、シリアライゼーション遅延及びキューイング遅延の合算値をプロットしたグラフとなる。
受信装置30Bのシリアライゼーション遅延除去手段301Bは、奇数番号のパケットの観測遅延80の値から、シリアライゼーション遅延算出手段300Bが算出したシリアライゼーション遅延の値を減算する。これにより、シリアライゼーション遅延除去手段301Bは、シリアライゼーション遅延の影響のない、純粋なキューイング遅延82を算出する。そして、シリアライゼーション遅延除去手段301Bは、算出した純粋なキューイング遅延82をデータ記憶手段303に格納する。例えば、シリアライゼーション遅延除去手段301Bは、観測遅延d(3)の値から、シリアライゼーション遅延算出手段300Bが算出した3番目のパケットに発生したシリアライゼーション遅延の値を減算し、シリアライゼーション遅延の影響のない、キューイング遅延q(3)を算出する。
受信装置30Bの推定値算出手段302Bは、キューイング遅延82をプロットし、キューイング遅延82に対して最も良くフィットする理想曲線を求め、キューイング遅延の立ち上がり位置を特定する。また、推定値算出手段302Bは、特定した位置に対応するパケットサイズをパケットペアの送信間隔Tで除算し、可用帯域の推定値を算出する。そして、推定値算出手段302Bは、算出した可用帯域の推定値をデータ記憶手段303に格納する。
11、91 受信したパケットトレイン
12、82 キューイング遅延
13、84 理想曲線
20、20B 送信装置
200 パケットペア生成手段
201 パケットトレイン生成手段
202、303 データ記憶手段
30、30B 受信装置
300、300B シリアライゼーション遅延算出手段
301、301B シリアライゼーション遅延除去手段
302、302B 推定値算出手段
40 ネットワーク
50、50B 可用帯域推定システム
60 パケットペア送信間隔
61 先頭パケットサイズ
62 パケットペア個数
63 パケットサイズ増分
70 受信間隔
71 直線
80 観測遅延
81 シリアライゼーション遅延
82 キューイング遅延
83 推定値
Claims (9)
- 送信装置と受信装置とを備え、前記送信装置と前記受信装置とを接続するネットワークの可用帯域を推定する可用帯域推定システムであって、
前記送信装置は、パケットサイズが一定の割合で増加し、同一サイズの2つのパケットが送信間隔ゼロで配置されたパケットペアを等間隔で配置することによって構成されたパケットトレインを送信し、
前記受信装置は、前記送信装置から送信されるパケットトレインを受信し、前記受信したパケットトレインに含まれるパケットの観測遅延を算出し、前記受信したパケットトレインに含まれるパケットペアを構成する2つのパケットの受信間隔に基づき、シリアライゼーション遅延を算出し、前記算出した観測遅延から前記算出したシリアライゼーション遅延を除去することでキューイング遅延を算出し、前記算出したキューイング遅延に基づき、可用帯域を推定する、
ことを特徴とする可用帯域推定システム。 - 前記受信装置は、パケットペア順に並べた、前記パケットペアを構成する2つのパケットの受信間隔の点の集合のうち、任意の2つの点を通る、最も緩やかな正の傾きを持つ直線であり、かつ、前記直線よりも上の領域に全ての点があるという条件を満たす直線を算出し、前記算出した直線の傾き及び切片に基づき、前記シリアライゼーション遅延を算出することを特徴とする請求項1に記載の可用帯域推定システム。
- 前記受信装置は、前記算出した観測遅延から、前記直線の傾き及び切片に基づき算出される前記シリアライゼーション遅延を減算し、前記キューイング遅延を算出することを特徴とする請求項2に記載の可用帯域推定システム。
- 前記受信装置は、前記受信したパケットトレインに含まれる同一パケットペア内の、先発となる奇数パケットの受信時刻と、後発となる偶数パケットの受信時刻との差分に基づき、前記パケットの受信間隔を算出することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の可用帯域推定システム。
- 前記受信装置は、前記キューイング遅延に影響を与えるノイズが存在しない理想的な状況におけるキューイング遅延を表現する理想曲線を算出し、
前記算出したキューイング遅延と前記理想曲線の数式との間の二乗誤差を算出し、
前記算出した二乗誤差が最小となる理想曲線に基づき、前記可用帯域の推定を行うことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の可用帯域推定システム。 - 前記受信装置は、パケットの送信レートが可用帯域の真値を超えない範囲では、傾きがゼロの第1の直線とし、パケットの送信レートが可用帯域の真値を超える範囲では、傾きがパケットサイズの増分と送信間隔との積を送信レートが初めて可用帯域の真値を超えるパケットのパケットサイズで除算した値である第2の直線を積分した放物線とし、前記第1の直線と前記放物線とを結合した前記理想曲線を算出することを特徴とする請求項5に記載の可用帯域推定システム。
- 送信装置と受信装置とを接続するネットワークの可用帯域を推定する可用帯域推定方法において、
パケットサイズが一定の割合で増加し、同一サイズの2つのパケットが送信間隔ゼロで配置されたパケットペアを等間隔で配置することによって構成されたパケットトレインを送信し、
前記パケットトレインを受信し、前記受信したパケットトレインに含まれるパケットの観測遅延を算出し、前記受信したパケットトレインに含まれるパケットペアを構成する2つのパケットの受信間隔に基づき、シリアライゼーション遅延を算出し、前記算出した観測遅延から前記算出したシリアライゼーション遅延を除去することでキューイング遅延を算出し、前記算出したキューイング遅延に基づき、可用帯域を推定する、
ことを特徴とする可用帯域推定方法。 - パケットサイズが一定の割合で増加し、同一サイズの2つのパケットが送信間隔ゼロで配置されたパケットペアを等間隔で配置することによって構成されたパケットトレインを受信し、前記受信したパケットトレインに含まれるパケットの観測遅延を算出し、前記受信したパケットトレインに含まれるパケットペアを構成する2つのパケットの受信間隔に基づき、シリアライゼーション遅延を算出するシリアライゼーション遅延算出手段と、
前記算出した観測遅延から前記算出したシリアライゼーション遅延を除去することでキューイング遅延を算出するシリアライゼーション遅延除去手段と、
前記算出したキューイング遅延に基づき、可用帯域を推定する推定値算出手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。 - パケットサイズが一定の割合で増加し、同一サイズの2つのパケットが送信間隔ゼロで配置されたパケットペアを等間隔で配置することによって構成されたパケットトレインを受信し、前記受信したパケットトレインに含まれるパケットの観測遅延を算出し、前記受信したパケットトレインに含まれるパケットペアを構成する2つのパケットの受信間隔に基づき、シリアライゼーション遅延を算出するシリアライゼーション遅延算出処理と、
前記算出した観測遅延から前記算出したシリアライゼーション遅延を除去することでキューイング遅延を算出するシリアライゼーション遅延除去処理と、
前記算出したキューイング遅延に基づき、可用帯域を推定する推定値算出処理と、
を受信装置のコンピュータに実行させるための受信装置の制御プログラム。
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