JP7082282B2 - パケット解析プログラム、パケット解析方法およびパケット解析装置 - Google Patents

Description

本発明は、パケット解析プログラム、パケット解析方法およびパケット解析装置に関する。

無線ＬＡＮ（Local Area Network）では、無線中継を行う無線基地局であるアクセスポイントを介して、無線ＬＡＮ端末と他の装置との間で通信が行われる。
また、無線ＬＡＮの通信品質を管理する場合、無線ＬＡＮの有線区間のネットワークを流れるパケットを取得するパケットキャプチャによって、無線ＬＡＮの通信状態の解析を行うことができる。また、このような無線ＬＡＮの通信解析では、無線ＬＡＮ端末とアクセスポイント間の接続状態が認識される。

接続状態を認識する技術としては、例えば、パケット転送情報から無線インタフェースを転送先とするアドレスを抽出し、パケット転送情報を保持するアクセスポイントの配下に該アドレスの端末の存在を推定する技術がある。

また例えば、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスを持つ端末を無線範囲内に有する可能性があるアクセスポイントとして記憶し、最も新しく記憶されたアクセスポイントの無線範囲内に、該ＭＡＣアドレスを持つ端末の存在を特定する技術がある。

国際公開第２００５／０７９００８号 特開２００７－４３３０３号公報

上記のような、有線区間でのパケットキャプチャによる無線ＬＡＮの通信解析では、無線ＬＡＮ端末と、サーバとの間の通信品質を認識することは可能である。
しかし、有線区間を伝搬するパケットには、そのパケットを送信した無線ＬＡＮ端末が接続されたアクセスポイントの情報が含まれていないため、従来の技術では、接続されたアクセスポイントを考慮した通信品質の解析を行うことができない。

例えばアクセスポイントが原因で、そのアクセスポイントに接続されているすべての無線ＬＡＮ端末で通信品質が劣化した場合を想定する。このとき、従来の有線区間を伝搬するパケットの解析技術では、複数の無線ＬＡＮ端末において通信品質が劣化していることは検出できるが、それらの無線ＬＡＮ端末が同一のアクセスポイントに接続しているかどうかを判別することができない。そのため、通信品質の劣化原因がアクセスポイントであることを特定するのに時間がかかってしまう。

このような場合において、通信品質が劣化した無線ＬＡＮ端末が同じアクセスポイントに接続されていると判定することができれば、通信品質の劣化原因が、無線ＬＡＮ端末以外にあると予測できる。すると、劣化原因の調査対象から無線ＬＡＮ端末を除外でき、原因究明を効率的に行うことができる。

１つの側面では、本発明は、接続している無線基地局の同一性を有線区間を伝搬するパケットから判定できるようにすることを目的とする。

１つの案では、以下の処理をコンピュータに実行させるパケット解析プログラムが提供される。
コンピュータは、第１の無線通信装置から無線送信され、有線ネットワークに接続された複数の無線基地局のいずれかで受信された第１のパケット群と、第２の無線通信装置から無線送信され、複数の無線基地局のいずれかで受信された第２のパケット群とを、有線ネットワーク内の所定の箇所で取得して到着順に記憶部に蓄積し、第１の無線通信装置または第２の無線通信装置いずれかの通信品質の劣化状態を認識した場合、第１のパケット群に属するパケットである第１のパケットと、第２のパケット群に属するパケットである第２のパケットとが、時系列に１パケットずつ交互に連続して蓄積されている連続数を検出し、連続数にもとづいて、第１の無線通信装置と第２の無線通信装置とが同一の無線基地局に接続しているか否かを判定する。

１側面によれば、通信品質の劣化箇所の切り分けが可能になる。

第１の実施の形態に係るパケット解析装置の機能の一例を示す図である。 バックオフ時間を説明するための図である。 再送に伴うバックオフ時間の増加の一例を示す図である。 ＡＰと無線ＬＡＮ端末の接続例を示す図である。 同一ＡＰに接続された２つの無線ＬＡＮ端末のパケット群のパケットが交互に出現しない状況の一例を示す図である。 同一ＡＰに接続された２つの無線ＬＡＮ端末のパケット群のパケットが交互に出現しない状況の一例を示す図である。 同一ＡＰに接続された２つの無線ＬＡＮ端末のパケット群のパケットが交互に出現しない状況の一例を示す図である。 送信に成功したパケットの順番を示す図である。 無線ＬＡＮ通信システムの一構成例を示す図である。 通信状態の解析結果の一例を示す図である。 第２の実施の形態に用いるパケット解析装置のハードウェアの一構成例を示す図である。 第２の実施の形態に用いるパケット解析装置の機能の一例を示すブロック図である。 パケット状態情報の一例を示す図である。 接続ＡＰ解析情報の一例を示す図である。 分析期間および同一ＡＰ判定期間の一例を示す図である。 同一性判定処理の一例を説明するための図である。 連続数のカウント方法の一例を示す図である。 連続数のカウント方法の一例を示す図である。 パケット解析装置の動作を示すフローチャートである。 無線ＬＡＮ端末から送信されるフレームを有線区間でキャプチャした際の構造を示す図である。 出力結果の一例を示す図である。 通信品質劣化箇所の切り分け動作を説明するための図である。 通信品質劣化箇所の切り分け動作を説明するための図である。 通信品質劣化箇所の切り分け動作を説明するための図である。

以下、本実施の形態について図面を参照して説明する。なお各実施の形態は、矛盾のない範囲で複数の実施の形態を組み合わせて実施することができる。
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態について説明する。図１は、第１の実施の形態に係るパケット解析装置の機能の一例を示す図である。パケット解析装置１は、例えば、無線ネットワークと有線ネットワークとを組み合わせたネットワークのうちの、有線ネットワーク内に配置される。以下、ネットワークの無線ネットワークの部分を無線区間、有線ネットワークの部分を有線区間と呼ぶ。パケット解析装置１は、有線区間でのパケットキャプチャによってネットワークの通信状態を解析する。

パケット解析装置１は、制御部１ａと記憶部１ｂを備える。パケット解析装置１は例えば、コンピュータであり、制御部１ａの機能は例えば、プロセッサとして実現され、記憶部１ｂの機能は例えば、メモリとして実現される。

制御部１ａは、例えば、有線区間の観測点を通過するパケットを受信することで、複数の無線通信装置Ｍａ、Ｍｂが送信したパケット群を取得する。例えば制御部１ａは、無線通信装置Ｍａから無線送信され、有線区間に接続された複数の無線基地局Ｂｓ１、Ｂｓ２のいずれかで受信されたパケット群を取得する。同様に制御部１ａは、無線通信装置Ｍｂから無線送信され、複数の無線基地局Ｂｓ１、Ｂｓ２のいずれかで受信されたパケット群を取得する。制御部１ａは、取得したパケット群を到着順に記憶部１ｂに記憶させる。

また、制御部１ａは、パケット群に属するパケットが、１パケットずつ交互に連続して蓄積されている連続数を検出する。そして、制御部１ａは、連続数にもとづいて、無線通信装置Ｍａと無線通信装置Ｍｂとが同一の無線基地局に接続しているか否かを判定する。

図１に示す具体例を用いて動作の流れを説明する。
〔ステップＳ１〕無線通信装置Ｍａと無線基地局との無線コネクションにおいて、無線通信装置Ｍａは、無線基地局へパケットａ１、・・・、ａ７を送信しているとする。また、無線通信装置Ｍｂと無線基地局との無線コネクションにおいて、無線通信装置Ｍｂは、無線基地局へパケットｂ１、・・・、ｂ７を送信しているとする。

制御部１ａは、無線通信装置Ｍａから送信されたパケットａ１、・・・、ａ７を含むパケット群と、無線通信装置Ｍｂから送信されたパケットｂ１、・・・、ｂ７を含むパケット群とを取得し到着順に蓄積する。

〔ステップＳ２〕制御部１ａは、パケットａ１、・・・、ａ７に属するいずれかのパケットと、パケットｂ１、・・・、ｂ７に属するいずれかのパケットとが、１パケットずつ交互に連続して蓄積されている連続数を検出する。

例えば、状態Ｓｔ１では、グループｇｒ１、ｇｒ２が１パケットずつ交互に連続して蓄積されるパケットの並びになっており、グループｇｒ１の連続数は６、グループｇｒ２の連続数は４である。

なお、パケットａ５の両側は、パケットａ４、ｂ５であり、パケットａ４は、パケットａ５と送信元装置が無線通信装置Ｍａであって同じなので、パケットａ５は連続数のカウントに含まない。また、パケットｂ７は、片側にしかパケットがなく判定できないため、連続数のカウントに含まない（連続数のカウント方法については後述）。一方、状態Ｓｔ２では、１パケットずつ交互に連続して蓄積されているパケットはないので連続数は０である。

〔ステップＳ３〕制御部１ａは、所定値以上の連続数の出現頻度と閾値とを比較する。所定値以上の連続数の出現頻度が閾値を超える場合、制御部１ａは、無線通信装置Ｍａと無線通信装置Ｍｂとは、互いに異なる無線基地局に接続していると判定する。

例えば、所定値を３、閾値を１とすると、状態Ｓｔ１では、６となる連続数と、４となる連続数が出現しているから、いずれも連続数は所定値３以上であり、かつ出現頻度は２であるから閾値１を超えている。

したがって、制御部１ａは、無線通信装置Ｍａと無線通信装置Ｍｂとは、互いに異なる無線基地局（Ｂｓ１またはＢｓ２）に接続していると判定する。例えば、図１に示すように、無線通信装置Ｍａは、無線基地局Ｂｓ１に接続され、無線通信装置Ｍｂは、無線基地局Ｂｓ２に接続されている状態である。

一方、状態Ｓｔ２では、連続数は０であるので出現頻度も０であり閾値を超えない。したがって、制御部１ａは、無線通信装置Ｍａと無線通信装置Ｍｂとは、同一の無線基地局（Ｂｓ１またはＢｓ２）に接続していると判定する。例えば、図１に示すように、無線通信装置Ｍａ、Ｍｂは、同一の無線基地局Ｂｓ１に接続されている状態である。

パケット解析装置１では、上記のように、ネットワークの有線区間で取得した複数のパケット群のうち、第１のパケット群に属するパケットと、第２のパケット群に属するパケットとが、１パケットずつ交互に連続して蓄積される連続数を検出し、連続数にもとづいて、複数の無線通信装置が同一の無線基地局に接続しているか否かを判定する。

これにより、有線区間におけるパケットの監視により、複数の無線通信装置Ｍａ、Ｍｂが接続する無線基地局（Ｂｓ１またはＢｓ２）の同一性を判定できる。複数の無線通信装置Ｍａ、Ｍｂが接続する無線基地局（Ｂｓ１またはＢｓ２）の同一性を判定できることで、通信品質の劣化箇所の切り分けが容易になる。

例えば、無線通信装置Ｍａ、Ｍｂに対して、無線通信装置Ｍａ、Ｍｂの通信品質に劣化が生じていることが解析されており、無線通信装置Ｍａ、Ｍｂが無線基地局Ｂｓ１に接続していると判定されたとする。

この場合、同一の無線基地局Ｂｓ１に接続している無線通信装置Ｍａ、Ｍｂの両方に通信品質の劣化が生じていることから、劣化原因は、無線通信装置Ｍａ、Ｍｂ側ではなく、無線基地局Ｂｓ１側に存在している可能性が高いと判断できる。

なお、劣化原因が無線基地局Ｂｓ１側にある場合には、無線基地局Ｂｓ１自身に劣化原因がある場合と、無線基地局Ｂｓ１に関連する他の部分に劣化原因がある場合が含まれる。例えば、無線基地局Ｂｓ１に接続された有線区間のどこかに劣化原因がある場合も、劣化原因が無線基地局Ｂｓ１側にある場合に含まれる。

また、無線通信装置Ｍａ、Ｍｂに対して、無線通信装置Ｍａの通信品質に劣化が生じていることが解析されており、無線通信装置Ｍａ、Ｍｂが同一の無線基地局Ｂｓ１に接続していると判定されたとする。

この場合、同一の無線基地局Ｂｓ１に接続している無線通信装置Ｍａ、Ｍｂの内、無線通信装置Ｍａのみに通信品質の劣化が生じていることから、劣化原因は、無線基地局Ｂｓ１側でなく、無線通信装置Ｍａ側に存在している可能性が高いと判断できる。

このように、パケット解析装置１の上記の機能により、無線通信の通信品質に劣化が認められた場合、無線通信装置または無線通信装置以外（例えば、無線基地局Ｂｓ１、Ｂｓ２）のどちらに劣化原因があるのかを切り分けることが容易になる。

なお、接続している無線基地局の同一性の判定を行う場合、所定期間（後述の分析期間および同一ＡＰ判定期間に相当）を設定してより正確に判定を行うこともできる。例えば制御部１ａは、分析対象となる第１の期間（分析期間）をｎ回分（ｎは１以上の整数）包含する第２の期間（同一ＡＰ判定期間）内に取得した第１のパケット群と第２のパケット群とに基づいて、第１の期間ごとに連続数の第１の最大値を検出する。また制御部１ａは、ｎ回分の第１の期間のｎ個の第１の最大値のうち、値が所定値以上となる第２の最大値が占める割合を算出する。そして、制御部１ａは、割合が閾値を超える場合、無線通信装置Ｍａ、Ｍｂは、異なる無線基地局に接続していると判定し、割合が閾値を超えない場合、無線通信装置Ｍａ、Ｍｂは、同一の無線基地局に接続していると判定する。このように、所定期間を設定して連続数の出現する割合にもとづいて同一性判定処理を行うことで、効率よく正確に判定を行うことができる。

また、第１の期間は、無線基地局Ｂｓ１、Ｂｓ２の同一性判定の対象から除外することで、誤った判定結果となることを抑止できる。例えば制御部１ａは、一定の分析候補期間（第１の分析候補期間）内に取得したパケット群ａ１、・・・、ａ７とパケット群ｂ１、・・・、ｂ７の通信量が所定値以下となる場合、第１の分析候補期間は第１の期間から除外する。

また制御部１ａは、一定の分析候補期間（第２の分析候補期間）内に取得したパケットのパケットサイズが所定サイズ以下の場合、第２の分析候補期間は第１の期間から除外してもよい。これにより、誤った判定結果となることが抑止される。

また制御部１ａは、第３の分析候補期間内に取得したパケットの通信に使用されているコネクションが、第３の分析候補期間の最初から最後まで継続して確立している、という条件が満たされない場合、第３の分析候補期間は第１の期間から除外してもよい。例えば、第３の分析候補期間内に、コネクションの確立または終了手続きが行われていない場合、そのコネクションは、第３の分析候補期間の最初から最後まで継続して確立している。分析候補期間内にコネクションが継続して確立していない場合、その分析候補期間を第１の期間から除外することで、誤った判定結果となることが抑止される。

次に複数の無線通信装置が異なる無線基地局に接続している場合は１パケットずつ交互に出現する頻度が高くなり、同じ無線基地局に接続している場合は１パケットずつ交互に出現する頻度が低くなることについて説明する。

無線通信装置Ｍａ、Ｍｂが互いに異なる無線基地局に接続している場合、無線通信装置Ｍａ、Ｍｂから送信されたパケットは有線区間の観測点で合流し、パケット解析装置１により到着順にキューイングされる。

したがって、無線通信装置Ｍａ、Ｍｂの通信レートが同じであれば、無線通信装置Ｍａから送信されたパケットと、無線通信装置Ｍｂから送信されたパケットとは、時系列に１パケットずつ交互に連続して蓄積される頻度が高くなる。

一方、無線通信装置Ｍａ、Ｍｂが同じ無線基地局に接続している場合、無線通信装置Ｍａ、Ｍｂから送信されたパケットは無線区間で合流し、無線通信装置Ｍａから送信されたパケットと、無線通信装置Ｍｂから送信されたパケットとが交互に蓄積される頻度は低くなる。このことは、無線通信装置Ｍａ、Ｍｂの送信待ち時間に関連するものである。以下、無線通信装置Ｍａ、Ｍｂが同じ無線基地局に接続している場合、パケットの交互出現が低くなる理由について説明する。なお、以降では、無線通信装置を無線ＬＡＮ端末、無線基地局をＡＰ（アクセスポイント）と呼ぶ。

＜バックオフ時間＞
無線ＬＡＮのＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）の通信手順では、無線ＬＡＮ端末から送信されたフレームの衝突を回避するためにフレーム送信を待機するランダムな時間が設けられている。このフレーム送信の待機時間はバックオフ時間と呼ばれる。

図２は、バックオフ時間を説明するための図である。ＡＰ３に無線ＬＡＮ端末２ａ、２ｂ、２ｃが接続しているとする。
〔送信フェーズＦ１〕無線ＬＡＮ端末２ａ、２ｂ、２ｃは、ＤＩＦＳ（Distributed Coordination Function Inter Frame Space）と呼ばれる一定のアイドル時間をあけて、各端末が管理するバックオフ時間の経過後にフレームを送信する。

この例では、無線ＬＡＮ端末２ａはバックオフ時間ｔ１を設定し、無線ＬＡＮ端末２ｂ、２ｃはバックオフ時間ｔ２を設定している（ｔ１＜ｔ２）。
送信フェーズＦ１では、バックオフ時間ｔ１が最も短いので、無線ＬＡＮ端末２ａは、バックオフ時間ｔ１の経過後にフレームを送信する。ＡＰ３は、該フレームを正常受信すると、ＳＩＦＳ（Short Inter Frame Space）と呼ばれる一定のアイドル時間をあけて、受信確認のＡＣＫフレームを返送する。

なお、無線ＬＡＮ端末２ｂ、２ｃは、送信フェーズＦ１ではフレーム送信できないので、バックオフ時間を次の送信フェーズまで持ち越す。
〔送信フェーズＦ２〕無線ＬＡＮ端末２ｂ、２ｃは、バックオフ時間ｔ２のうちの１スロットタイム分を持ち越したとする（持ち越したスロットタイムをバックオフ時間ｔ２ａとする）。

無線ＬＡＮ端末２ｂ、２ｃは、ＡＰ３のＡＣＫフレームの終了時点からＤＩＦＳだけ時間をあけて、バックオフ時間ｔ２ａ経過後にフレームを送信する。このとき、無線ＬＡＮ端末２ｂ、２ｃのバックオフ時間は同じなのでフレームの衝突が発生する。

〔送信フェーズＦ３〕フレームの衝突が発生すると、ＡＰ３からＡＣＫフレームは返送されない。このため、無線ＬＡＮ端末２ｂ、２ｃは、フレーム送信を失敗と認識し、バックオフ時間を再設定して、フレームの再送信を行う。

この例では、無線ＬＡＮ端末２ｂはバックオフ時間ｔ３を設定し、無線ＬＡＮ端末２ｃはバックオフ時間ｔ４を設定している（ｔ３＜ｔ４）。この場合、無線ＬＡＮ端末２ｂは、バックオフ時間ｔ３の経過後にフレームを送信する。ＡＰ３は、該フレームを正常受信すると、受信確認のＡＣＫフレームを返送する。

無線ＬＡＮ端末２ｃは、送信フェーズＦ２ではフレーム送信できないので、バックオフ時間を次の送信フェーズまで持ち越すことになる。
＜再送に伴うバックオフ時間の増加＞
図３は、再送に伴うバックオフ時間の増加の一例を示す図である。バックオフ時間は、一定時間のスロットタイムの倍数であり、（ランダム値）×（スロットタイム）で算出される。また、ｎを再送回数とすると、ランダム値は、０以上で２のｎ乗未満の範囲内の整数から決定される。したがって、図３に示すように、再送回数が増加するとバックオフ時間も増加することになる。

ここで、複数の無線ＬＡＮ端末から送信されたフレームが衝突すると再送が発生する。再送が発生すると、バックオフ時間が長くなり、またバックオフ時間が長くなると、送信間隔が長くなる。さらに送信間隔が長くなると、フレーム間に他無線ＬＡＮ端末のフレームが入る可能性が高くなる。

フレーム衝突が生じる確率は、無線ＬＡＮ端末の電波強度により異なるため、電波強度の弱い無線ＬＡＮ端末の方がフレーム衝突する確率が高く、連続再送が発生しやすい。このため、１パケットずつ交互に出現する可能性は低く、このことは２台の無線ＬＡＮ端末が同一のＡＰに接続している可能性が高いことを意味する。

＜異なるパケット群のパケットが交互に出現しない状況＞
次に２つのパケット群のうちで異なるパケット群のパケットが交互に出現しない状況について図４から図８を用いて説明する。図４は、ＡＰと無線ＬＡＮ端末の接続例を示す図である。ＡＰ３に無線ＬＡＮ端末Ａ、Ｂが接続している。無線ＬＡＮ端末Ａは、ＡＰ３に対して無線ＬＡＮ端末Ｂよりも近い場所に位置しているとし、無線ＬＡＮ端末Ａの電波強度は、無線ＬＡＮ端末Ｂの電波強度よりも強いとする。

無線ＬＡＮ端末Ａ、Ｂが送信したフレームがＡＰ３で正常に受信されなかった場合、すなわちＡＰ３からＡＣＫが戻ってこなかった場合、無線ＬＡＮ端末Ａ、Ｂはフレームの再送を行う。フレームの衝突が起きたり、ＡＰ３がフレームを受信した際に誤り（ビットエラー）が生じたりすると、ＡＰ３はフレームを正常に受信できない。

図５から図７は、同一ＡＰに接続された２つの無線ＬＡＮ端末のパケット群のパケットが交互に出現しない状況の一例を示す図である。図中のＡｎは、無線ＬＡＮ端末Ａが送信したパケットであり、Ｂｎは無線ＬＡＮ端末Ｂが送信したパケットである（ｎ＝１、２、３、・・・）。図中の整数値は、バックオフ時間を示している。

また、説明をわかりやすくするため、無線ＬＡＮ端末Ａ、Ｂは以下の（１）から（６）に示す条件で動作するものとする。
（１）無線ＬＡＮ端末Ａ、Ｂのフレーム送信時間は１秒である。

（２）無線ＬＡＮ端末Ａ、Ｂの平均バックオフ時間は２秒である（実際のバックオフ時間はμ秒単位）。
（３）無線ＬＡＮ端末Ａのバックオフ時間のサイクルは、１秒→２秒→３秒→１秒→２秒→３秒→・・・と遷移する（実際はよりランダムに遷移する）。

（４）無線ＬＡＮ端末Ｂのバックオフ時間のサイクルは、２秒→３秒→１秒→２秒→３秒→１秒・・・と遷移する（実際はよりランダムに遷移する）。
（５）無線ＬＡＮ端末Ｂは、無線ＬＡＮ端末Ａよりも電波強度が弱いため２回の送信のうち１回はビットエラーになる。

（６）無線ＬＡＮ端末Ａ、Ｂは、再送時のバックオフ時間を、（元のバックオフ時間）×（再送回数）×２で設定する。
以下、動作について説明する。

〔時刻Ｔ１〕無線ＬＡＮ端末Ａは、バックオフ時間１秒後にパケットＡ１を送信し、パケットＡ１の送信に成功する。
〔時刻Ｔ２〕無線ＬＡＮ端末Ｂは、バックオフ時間２秒後にパケットＢ１を送信するが、ＡＰ３側の受信時にビットエラーが生じ、パケットＢ１の送信に失敗する。

〔時刻Ｔ３〕無線ＬＡＮ端末Ａは、バックオフ時間２秒後にパケットＡ２を送信し、パケットＡ２の送信に成功する。
〔時刻Ｔ４〕無線ＬＡＮ端末Ａは、バックオフ時間３秒後にパケットＡ３を送信し、パケットＡ３の送信に成功する。

〔時刻Ｔ５〕無線ＬＡＮ端末Ａは、バックオフ時間１秒後にパケットＡ４を送信し、パケットＡ４の送信に成功する。
〔時刻Ｔ６〕無線ＬＡＮ端末Ｂは、パケットＢ１の再送時、元のバックオフ時間は３秒、また再送１回目なのでバックオフ時間を６秒（＝３秒×再送１回目×２）と算出する。そして、無線ＬＡＮ端末Ｂは、バックオフ時間６秒後にパケットＢ１を送信して、再送１回目でパケットＢ１の送信に成功する。

〔時刻Ｔ７〕無線ＬＡＮ端末Ａは、バックオフ時間２秒後にパケットＡ５を送信し、パケットＡ５の送信に成功する。
〔時刻Ｔ８〕無線ＬＡＮ端末Ｂは、バックオフ時間１秒後にパケットＢ２を送信するが、ＡＰ３側の受信時にビットエラーが生じ、パケットＢ２の送信に失敗する。

〔時刻Ｔ９〕無線ＬＡＮ端末Ａは、バックオフ時間３秒後にパケットＡ６を送信し、パケットＡ６の送信に成功する。
〔時刻Ｔ１０〕無線ＬＡＮ端末Ａは、バックオフ時間１秒後にパケットＡ７を送信する。無線ＬＡＮ端末Ｂは、パケットＢ２の再送時、元のバックオフ時間は２秒、また再送１回目なのでバックオフ時間を４秒（＝２秒×再送１回目×２）と算出して、バックオフ時間４秒後にパケットＢ２を送信する。

このとき、無線ＬＡＮ端末Ａが送信したパケットＡ７と、無線ＬＡＮ端末Ｂが送信したパケットＢ２とが衝突する。よって、無線ＬＡＮ端末Ａは、パケットＡ７の送信に失敗し、無線ＬＡＮ端末Ｂは、パケットＢ２の送信に失敗する。

〔時刻Ｔ１１〕無線ＬＡＮ端末Ａは、パケットＡ７の再送時、元のバックオフ時間は２秒、また再送１回目なのでバックオフ時間を４秒（＝２秒×再送１回目×２）と算出する。そして、無線ＬＡＮ端末Ａは、バックオフ時間４秒後にパケットＡ７を送信して、再送１回目でパケットＡ７の送信を成功する。

〔時刻Ｔ１２〕無線ＬＡＮ端末Ａは、バックオフ時間３秒後にパケットＡ８を送信し、パケットＡ８の送信に成功する。
〔時刻Ｔ１３〕無線ＬＡＮ端末Ａは、バックオフ時間１秒後にパケットＡ９を送信し、パケットＡ９の送信に成功する。

〔時刻Ｔ１４〕無線ＬＡＮ端末Ａは、バックオフ時間２秒後にパケットＡ１０を送信し、パケットＡ１０の送信に成功する。
〔時刻Ｔ１５〕無線ＬＡＮ端末Ｂは、パケットＢ２の再送時、元のバックオフ時間は３秒、また再送２回目なのでバックオフ時間を１２秒（＝３秒×再送２回目×２）と算出する。そして、無線ＬＡＮ端末Ｂは、バックオフ時間１２秒後にパケットＢ２を送信するが、ＡＰ３側の受信時にビットエラーが生じ、パケットＢ２の送信に失敗する。

〔時刻Ｔ１６〕無線ＬＡＮ端末Ａは、バックオフ時間３秒後にパケットＡ１１を送信し、パケットＡ１１の送信に成功する。
〔時刻Ｔ１７〕無線ＬＡＮ端末Ａは、バックオフ時間１秒後にパケットＡ１２を送信し、パケットＡ１２の送信に成功する。

〔時刻Ｔ１８〕無線ＬＡＮ端末Ａは、バックオフ時間２秒後にパケットＡ１３を送信し、パケットＡ１３の送信に成功する。
〔時刻Ｔ１９〕無線ＬＡＮ端末Ｂは、パケットＢ２の再送時、元のバックオフ時間は１秒、また再送３回目なのでバックオフ時間を６秒（＝１秒×再送３回目×２）と算出する。そして、無線ＬＡＮ端末Ｂは、バックオフ時間６秒後にパケットＢ２を送信し、パケットＢ２の送信に成功する。

〔時刻Ｔ２０〕無線ＬＡＮ端末Ａは、バックオフ時間３秒後にパケットＡ１４を送信し、パケットＡ１４の送信に成功する。
〔時刻Ｔ２１〕無線ＬＡＮ端末Ａは、バックオフ時間１秒後にパケットＡ１５を送信する。無線ＬＡＮ端末Ｂは、バックオフ時間２秒後にパケットＢ３を送信する。

このとき、無線ＬＡＮ端末Ａが送信したパケットＡ１５と、無線ＬＡＮ端末Ｂが送信したパケットＢ３とが衝突し、さらにＡＰ３側でパケットＢ３の受信時にビットエラーが生じる。よって、無線ＬＡＮ端末Ａは、パケットＡ１５の送信に失敗し、無線ＬＡＮ端末Ｂは、パケットＢ３の送信に失敗する。

〔時刻Ｔ２２〕無線ＬＡＮ端末Ａは、パケットＡ１５の再送時、元のバックオフ時間は２秒、また再送１回目なのでバックオフ時間を４秒（＝２秒×再送１回目×２）と算出する。そして、無線ＬＡＮ端末Ａは、バックオフ時間４秒後にパケットＡ１５を送信し、パケットＡ１５の送信に成功する。

〔時刻Ｔ２３〕無線ＬＡＮ端末Ｂは、パケットＢ３の再送時、元のバックオフ時間は３秒、また再送１回目なのでバックオフ時間を６秒（＝３秒×再送１回目×２）と算出する。そして、無線ＬＡＮ端末Ｂは、バックオフ時間６秒後にパケットＢ３を送信し、パケットＢ３の送信に成功する。

〔時刻Ｔ２４〕無線ＬＡＮ端末Ａは、バックオフ時間３秒後にパケットＡ１６を送信する。無線ＬＡＮ端末Ｂは、バックオフ時間１秒後にパケットＢ４を送信する。
このとき、無線ＬＡＮ端末Ａが送信したパケットＡ１６と、無線ＬＡＮ端末Ｂが送信したパケットＢ４とが衝突し、さらにＡＰ３側でパケットＢ４の受信時にビットエラーが生じる。よって、無線ＬＡＮ端末Ａは、パケットＡ１６の送信に失敗し、無線ＬＡＮ端末Ｂは、パケットＢ４の送信に失敗する。

〔時刻Ｔ２５〕無線ＬＡＮ端末Ａは、パケットＡ１６の再送時、元のバックオフ時間は１秒、また再送１回目なのでバックオフ時間を２秒（＝１秒×再送１回目×２）と算出する。そして、無線ＬＡＮ端末Ａは、バックオフ時間２秒後にパケットＡ１６を送信し、パケットＡ１６の送信に成功する。

〔時刻Ｔ２６〕無線ＬＡＮ端末Ａは、バックオフ時間２秒後にパケットＡ１７を送信し、パケットＡ１７の送信に成功する。
〔時刻Ｔ２７〕無線ＬＡＮ端末Ｂは、パケットＢ４の再送時、元のバックオフ時間は２秒、また再送１回目なのでバックオフ時間を４秒（＝２秒×再送１回目×２）と算出する。そして、無線ＬＡＮ端末Ｂは、バックオフ時間４秒後にパケットＢ４を送信し、パケットＢ４の送信に成功する。

図８は、送信に成功したパケットの順番を示す図である。上記のような動作フローでパケット送信が行われたときの、送信に成功したパケットが蓄積される順番が示されている。パケットが到着した順から、パケットＡ１、・・・、Ａ４、パケットＢ１、パケットＡ５、・・・、Ａ１３、パケットＢ２、パケットＡ１４、Ａ１５、パケットＢ３、パケットＡ１６、Ａ１７、パケットＢ４となる。

ここで、受信電波強度の強い無線ＬＡＮ端末Ａは、受信電波強度の弱い無線ＬＡＮ端末Ｂよりもパケット送信に成功する可能性が高くなるキャプチャエフェクトという現象が生じる。

上記の例においても、ＡＰ３から近い無線ＬＡＮ端末Ａ（受信電力が大きい）からのパケットは正常に受信される可能性が高い。また、ＡＰ３から遠い無線ＬＡＮ端末Ｂ（受信電力が小さい）からのパケットは、ビットエラーが生じたり、連続再送が生じたりすることから、無線ＬＡＮ端末間で公平なスループットが得られない。

このため、同一のＡＰ３に接続された２つの無線ＬＡＮ端末Ａ、Ｂのパケットは交互に出現しない可能性が高く、２つのパケットフローにおいて、１パケットずつ交互に連続して出現する連続数の頻度は所定値以下になることがわかる。

［第２の実施の形態］
次に第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、無線ＬＡＮを構築するシステムの有線区間でパケットキャプチャを行い、パケット群の中で異なるパケットが交互に連続して出現する連続数にもとづいて、複数の無線ＬＡＮ端末が同一のＡＰに接続しているか否かを判定するものである。

＜システム構成＞
図９は、無線ＬＡＮ通信システムの一構成例を示す図である。無線ＬＡＮ通信システム１－１は、無線ＬＡＮ端末２１、・・・、２５、ＡＰ３１、３２、パケット解析装置１０およびサーバ４０を備える。また、無線ＬＡＮ通信システム１－１の通信区間は、有線区間と無線区間とに分けられる。

有線区間において、有線Ｌ１の端部にはサーバ４０が位置し、有線Ｌ１上には、分岐装置であるスイッチｓｗ１、ｓｗ２が設けられている。そして、スイッチｓｗ１（またはタップ）を介してパケット解析装置１０が接続され、スイッチｓｗ２を介してＡＰ３１、３２が接続されている。

また、図９の例では、無線区間において、ＡＰ３１には、無線ＬＡＮ端末２１、・・・、２３が接続され、ＡＰ３２には、無線ＬＡＮ端末２４、２５が接続されている。
パケット解析装置１０は、無線ＬＡＮの通信状態を解析して、無線ＬＡＮの通信品質を管理する。この場合、パケット解析装置１０は、システム内の有線区間においてパケットキャプチャを行って、すなわち、有線Ｌ１を流れるパケットを、スイッチｓｗ１を介して取得して、無線ＬＡＮの通信状態の解析を行う。

＜通信状態の解析結果＞
図１０は、通信状態の解析結果の一例を示す図である。パケット解析装置１０は、有線区間におけるパケットキャプチャにより、無線ＬＡＮ端末２１、・・・、２５とサーバ４０との間の通信状態の解析を行うことができる。

図１０の例では、パケット解析装置１０は、無線ＬＡＮ端末２１とサーバ４０との間の通信品質は良好であり、無線ＬＡＮ端末２２とサーバ４０との間の通信品質は良好であると認識している。

さらに、パケット解析装置１０は、無線ＬＡＮ端末２３とサーバ４０との間の通信品質は劣化状態にあり、無線ＬＡＮ端末２４とサーバ４０との間の通信品質は劣化状態にあり、無線ＬＡＮ端末２５とサーバ４０との間の通信品質は劣化状態にあると認識している。

ここで、有線Ｌ１を流れるパケットには、無線ＬＡＮ端末がどのＡＰに接続しているかという情報は含まれていない。このため、従来では、無線ＬＡＮ端末とＡＰとの間のＡＰ単位での通信状態の解析は困難になっている。

したがって、図１０の例に示すように、無線ＬＡＮ端末とサーバとの間の通信品質の劣化が検出されたとしても、通信品質劣化の原因が、無線ＬＡＮ端末とＡＰとのどちらにあるのか切り分けることが困難なものになっている。

なお、パケット解析装置が、無線ＬＡＮ端末とＡＰとの通信情報をＡＰから取得して、無線ＬＡＮの通信状態を解析することが考えられる。しかし、ＡＰから当該通信情報を取得するには、ＡＰの管理者に依頼したり、各ＡＰにログインしてコマンドを発行したりする等を行うことになるので、容易に取得することができない。

したがって、第２の実施の形態では、無線ＬＡＮを構築するシステムの有線区間でパケット群を取得し、パケット群の中の異なるパケットが交互に出現する連続数にもとづいて、複数の無線ＬＡＮ端末が同一のＡＰに接続しているか否かを判定する。

これにより、通信品質の劣化が認められた場合、通信品質の劣化箇所として、無線ＬＡＮ端末側に劣化原因があるのか、またはＡＰ側に劣化原因があるのかの切り分けを可能にするものである。

＜ハードウェア構成＞
図１１は、第２の実施の形態に用いるパケット解析装置のハードウェアの一構成例を示す図である。パケット解析装置１０は、プロセッサ１０１によって装置全体が制御されている。プロセッサ１０１には、バス１０９を介してメモリ１０２と複数の周辺機器が接続されている。プロセッサ１０１は、マルチプロセッサであってもよい。

プロセッサ１０１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）である。プロセッサ１０１の機能の少なくとも一部を、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）などの電子回路で実現してもよい。

メモリ１０２は、パケット解析装置１０の主記憶装置として使用される。メモリ１０２には、プロセッサ１０１に実行させるＯＳ（Operating System）のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、メモリ１０２には、プロセッサ１０１による処理に必要な各種データが格納される。メモリ１０２としては、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性の半導体記憶装置が使用される。

バス１０９に接続されている周辺機器としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１０３、グラフィック処理装置１０４、入力インタフェース１０５、光学ドライブ装置１０６、機器接続インタフェース１０７およびネットワークインタフェース１０８がある。

ＨＤＤ１０３は、内蔵したディスクに対して、磁気的にデータの書き込みおよび読み出しを行う。ＨＤＤ１０３は、パケット解析装置１０の補助記憶装置として使用される。ＨＤＤ１０３には、ＯＳのプログラム、アプリケーションプログラム、および各種データが格納される。なお補助記憶装置としては、フラッシュメモリなどの不揮発性の半導体記憶装置を使用することもできる。

グラフィック処理装置１０４には、モニタ２０１が接続されている。グラフィック処理装置１０４は、プロセッサ１０１からの命令に従って、画像をモニタ２０１の画面に表示させる。モニタ２０１としては、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）を用いた表示装置や液晶表示装置などがある。

入力インタフェース１０５には、キーボード２０２とマウス２０３とが接続されている。入力インタフェース１０５は、キーボード２０２やマウス２０３から送られてくる信号をプロセッサ１０１に送信する。

なお、マウス２０３はポインティングデバイスの一例であり、他のポインティングデバイスを使用することもできる。他のポインティングデバイスとしては、タッチパネル、タブレット、タッチパッド、トラックボールなどがある。

光学ドライブ装置１０６は、レーザ光などを利用して、光ディスク２０４に記録されたデータの読み取りを行う。光ディスク２０４は、光の反射によって読み取り可能なようにデータが記録された可搬型の記録媒体である。光ディスク２０４には、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ－ＲＡＭ、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ（Recordable）／ＲＷ（Re Writable）などがある。

機器接続インタフェース１０７は、パケット解析装置１０に周辺機器を接続するための通信インタフェースである。例えば機器接続インタフェース１０７には、メモリ装置２０５やメモリリーダライタ２０６を接続することができる。メモリ装置２０５は、機器接続インタフェース１０７との通信機能を搭載した記録媒体である。メモリリーダライタ２０６は、メモリカード２０７へのデータの書き込み、またはメモリカード２０７からのデータの読み出しを行う装置である。メモリカード２０７は、カード型の記録媒体である。

ネットワークインタフェース１０８は、ネットワーク１１０（無線ＬＡＮを含む）に接続されている。ネットワークインタフェース１０８は、ネットワーク１１０を介して、他のコンピュータまたは通信機器との間でデータの送受信を行う。

以上のようなハードウェア構成によって、第２の実施の形態の処理機能を実現することができる。なお、第１の実施の形態に示したパケット解析装置１も、図１１に示したパケット解析装置１０と同様のハードウェアにより実現することができる。

パケット解析装置１０は、例えばコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムを実行することにより、第２の実施の形態の処理機能を実現する。パケット解析装置１０に実行させる処理内容を記述したプログラムは、様々な記録媒体に記録しておくことができる。

例えば、パケット解析装置１０に実行させるプログラムをＨＤＤ１０３に格納しておくことができる。プロセッサ１０１は、ＨＤＤ１０３内のプログラムの少なくとも一部をメモリ１０２にロードし、プログラムを実行する。またパケット解析装置１０に実行させるプログラムを、光ディスク２０４、メモリ装置２０５、メモリカード２０７などの可搬型記録媒体に記録しておくこともできる。

可搬型記録媒体に格納されたプログラムは、例えばプロセッサ１０１からの制御により、ＨＤＤ１０３にインストールされた後、実行可能となる。またプロセッサ１０１が、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み出して実行することもできる。

＜機能ブロック＞
図１２は、第２の実施の形態に用いるパケット解析装置の機能の一例を示すブロック図である。パケット解析装置１０は、制御部１１と記憶部１２を備える。制御部１１は、パケット受信部１１ａ、パケット分類部１１ｂ、パケット情報記録部１１ｃ、パケット状態記録部１１ｄおよび同一ＡＰ接続判定部１１ｅを含む。

これらの各構成部の機能は、図１１に示したプロセッサ１０１によって実行され、記憶部１２は、図１１に示したメモリ１０２およびＨＤＤ１０３に対応する。各構成部は論理回路等によってハードウェア回路で構成することもできる。また、図１に示した制御部１ａの機能は、制御部１１で実現され、図１に示した記憶部１ｂの機能は、記憶部１２で実現される。

パケット受信部１１ａは、有線Ｌ１を流れるパケットを、スイッチｓｗ１を介して受信する。パケット分類部１１ｂは、受信したパケットのヘッダ情報にもとづき、受信したパケットがＴＣＰ（Transmission Control Protocol）のパケットか否かの分類を行う。パケット情報記録部１１ｃは、パケットの送信元ＩＰ（Internet Protocol）アドレス等を基本情報１２ａとして記憶部１２に記憶する。

パケット状態記録部１１ｄは、パケットの受信時刻やパケットサイズ等をパケット状態情報１２ｂとして記憶部１２に記録する。同一ＡＰ接続判定部１１ｅは、１パケットずつ交互に出現する連続数の最大値を求め、連続数にもとづいて、２台の無線ＬＡＮ端末が同一のＡＰに接続しているか否かの判定を行い、判定結果を接続ＡＰ解析情報１２ｃとして記憶部１２に記憶する。

記憶部１２は、上述の基本情報１２ａ、パケット状態情報１２ｂおよび接続ＡＰ解析情報１２ｃを記憶する。また、これらの情報以外にも各構成部で利用される各種のパラメータや、パケット解析装置１０の全体制御に使用される情報等を記憶する。

＜パケット状態情報および接続ＡＰ解析情報＞
図１３は、パケット状態情報の一例を示す図である。パケット状態情報１２ｂは、項目として受信時刻、送信元ＩＰアドレスおよびパケットサイズを有する。なお、パケットサイズは、ＴＣＰペイロードのサイズに対応する（図２０で後述）。

図１４は、接続ＡＰ解析情報の一例を示す図である。接続ＡＰ解析情報１２ｃは、項目として、無線ＬＡＮ端末のＩＰアドレス、比較対象の無線ＬＡＮ端末のＩＰアドレスおよび割合を有している。割合は、１パケットずつ交互になる連続数の最大値が所定値（例えば、３）以上になる割合のことである。

＜分析期間および同一ＡＰ判定期間＞
パケット解析装置１０の制御部１１では、有線区間において、無線ＬＡＮ端末が送信したパケットをキャプチャし、同時に通信している２つの無線ＬＡＮ端末に対して、１パケットずつ交互になる連続数を求める。そして、制御部１１は、連続数にもとづいて、２つの無線ＬＡＮ端末が同一ＡＰに接続しているか否かを判定する。このような同一性判定処理を行う場合、制御部１１では、キャプチャしたパケットフローに対して、分析期間（第１の期間）および同一ＡＰ判定期間（第２の期間）を設定する。

図１５は、分析期間および同一ＡＰ判定期間の一例を示す図である。制御部１１は、１パケットずつ交互に出現する連続数の最大値を算出するための分析期間ｒ１（例えば、１００ｍｓ）を設定する。図１５中の数値は１パケットずつ交互になる連続数の最大値を示している。例えば、分析期間ｒ１の“４”は、当該期間の中で１パケットずつ交互になる連続数の最大値が４であることを示している。

また、制御部１１は、２つの無線ＬＡＮ端末が同一ＡＰに接続しているか否かの判定を行うための同一ＡＰ判定期間ｒ２（例えば、１分）を設定する。同一ＡＰ判定期間ｒ２は、分析期間ｒ１の整数倍の期間である。

＜分析期間の決定＞
分析期間を決定する場合、まず、通信レートが決定される。例えば、通信レートを無線ＬＡＮシステムの最大レートの１０分の１とする。よって、無線ＬＡＮシステムの通信レートが１４４Ｍｂｐｓの場合では、１４．４Ｍｂｐｓとなる。また、パケットサイズが１４６０ｂｙｔｅ、解析対象のパケット数を１００個とする。

このとき分析期間は、１４６０ｂｙｔｅ×１００個÷１４．４Ｍｂｐｓ＝０．０８秒＝８０ｍｓとなる。なお、１４６０ｂｙｔｅと１４．４Ｍｂｐｓは、変動値であるから８０ｍｓも変動する。したがって、制御部１１は、８０ｍｓにマージンを持たせて分析期間を１００ｍｓと決定する。

＜分析期間の分析可否の決定＞
分析期間単位でキャプチャされたパケットのうち、２台の無線ＬＡＮ端末から送信されたパケットが同一性判定処理の対象となる。分析期間において、同一性判定処理対象となる２台の無線ＬＡＮ端末から十分なパケットが送信され、また、パケットサイズもある程度大きくなければ、該分析期間は、分析対象として適さないものとなる。

したがって、制御部１１は、分析期間が分析対象として適しているか否かについて判定する。分析期間内で、通信量がある程度多く、パケットサイズがある程度大きい場合、当該分析期間は分析対象として適していると判定され、そうでない場合は分析期間として適していないと判定される。

具体的には、分析期間のうちの２台の無線ＬＡＮ端末から送信されたパケットのレートが所定値（例えば、１４．４Ｍｂｐｓ）未満の場合は、該分析期間は分析対象とみなさない。簡単な例でいえば、分析期間を１００ｍｓとすると、１００ｍｓの間に、無線ＬＡＮ端末＃１のパケットが１個、無線ＬＡＮ端末＃２のパケットが２個しか存在しない場合、同一性判定処理は実行できないのは明らかである。したがって、同一性判定処理を行うためには、分析期間のうちの２台の無線ＬＡＮ端末から送信されたパケットのレートが所定値より小さい場合は分析を行わないこととする。

また、他の条件としては、２台の無線ＬＡＮ端末のうちの少なくとも一方が分析期間の最初から最後まで通信しているコネクションを持たない場合、該分析期間は分析対象にならないと決定される。

言い換えると、２台の無線ＬＡＮ端末の両方とも、分析期間内でＳＹＮ（コネクション確立時のパケット）もＦＩＮ（コネクション終了時のパケット）も送信していない場合、分析期間の最初から最後までコネクションが確立されていることになる。よって、この場合は、該分析期間は分析対象になる。

さらに、他の条件としては、２台の無線ＬＡＮ端末のうちの少なくとも一方がＭＳＳ（最大セグメントサイズ）のコネクションでない場合は、該分析期間は分析対象にならないと決定される。

＜同一ＡＰ判定期間の決定＞
制御部１１は、分析可能な分析期間に所定値を乗算した値以上を同一性判定処理可能な同一ＡＰ判定期間として決定する。例えば、制御部１１は、（分析可能な分析期間）×（１０回以上）を同一ＡＰ判定期間と決定する。この場合、分析期間が１０回あることが同一ＡＰ判定期間の判定可否条件になる。

＜同一性判定処理＞
制御部１１は、連続数の最大値が所定値以上になる割合を閾値と比較して同一性判定処理を行う。例えば、制御部１１は、連続数の最大値が３以上になる割合が閾値より小さければ、２つの無線ＬＡＮ端末は同一ＡＰに接続していると判定する。また、制御部１１は、連続数の最大値が３以上になる割合が閾値より大きければ、２つの無線ＬＡＮ端末は異なるＡＰに接続していると判定する。

なお、値の異なる２つの閾値を設定して判定処理を行ってもよい。例えば、値の異なる２つの閾値を閾値ｔｈ１、ｔｈ２とし、閾値ｔｈ２＜閾値ｔｈ１であるとする。この場合、制御部１１は、連続数の最大値が３以上になる割合が閾値ｔｈ２より小さければ、２つの無線ＬＡＮ端末は同一ＡＰに接続していると判定する。

また、制御部１１は、連続数の最大値が３以上になる割合が閾値ｔｈ１より大きければ、２つの無線ＬＡＮ端末は異なるＡＰに接続していると判定する。このように２つの閾値を設けることで、同一ＡＰに接続している無線ＬＡＮ端末と、異なるＡＰに接続している無線ＬＡＮ端末とを精度よく検出することができる。

図１６は、同一性判定処理の一例を説明するための図である。制御部１１は、無線ＬＡＮ端末＃１、＃２に対する同一性判定処理を行うものとする。
分析期間は１００ｍｓであり、同一ＡＰ判定期間を２秒（＝１００ｍｓ×２０回）とする。また、閾値ｔｈ１を９０％、閾値ｔｈ２を１０％とする。

〔状態Ｓｔ１１〕制御部１１は、無線ＬＡＮ端末＃１、＃２から送信されるパケット群を測定して、２秒間の同一ＡＰ判定期間で有効な分析期間が１９回あり、連続数の最大値３以上が１回あったとする。

このとき、連続数の最大値３以上が出現する割合は（１回／１９回）×１００＝５％となり、割合５％は閾値ｔｈ２の１０％よりも小さい。１パケットずつ交互になる連続数の割合が閾値ｔｈ２よりも小さい場合、無線ＬＡＮ端末＃１、＃２から送信されたパケットは無線区間で合流している可能性が高く、このため無線ＬＡＮ端末＃１、＃２は同一ＡＰに接続していると判定される。

〔状態Ｓｔ１２〕制御部１１は、無線ＬＡＮ端末＃１、＃２から送信されるパケット群を測定して、２秒間の同一ＡＰ判定期間で有効な分析期間が２０回あり、連続数の最大値３以上が１９回あったとする。

このとき、連続数の最大値３以上が出現する割合は（１９回／２０回）×１００＝９５％となり、割合９５％は閾値ｔｈ１の９０％よりも大きい。１パケットずつ交互になる連続数の割合が閾値ｔｈ１よりも大きい場合、無線ＬＡＮ端末＃１、＃２から送信されたパケットは有線区間で合流している可能性が高く、このため無線ＬＡＮ端末＃１、＃２は互いに異なるＡＰに接続していると判定される。

＜連続数のカウント方法＞
図１７は、連続数のカウント方法の一例を示す図である。同時通信している無線ＬＡＮ端末が２台の場合の連続数のカウント方法を示している。無線ＬＡＮ端末＃１から送信されたパケットを白色のパケット、無線ＬＡＮ端末＃２から送信されたパケットを斜線のパケットとする。よって、パケットｐ１、ｐ２、ｐ３は無線ＬＡＮ端末＃１から送信されたパケット、パケットｐａ、ｐｂは無線ＬＡＮ端末＃２から送信されたパケットである。

制御部１１は、１つのパケットの両側に位置している、該パケットの送信元とは異なるパケットの数をカウントして、そのカウント値を連続数とする。すなわち、あるパケットの両側のパケットの送信元無線ＬＡＮ端末が、該パケットの送信元無線ＬＡＮ端末と異なる場合にカウントする。

図１７の例では、パケットｐａの両側にはパケットｐ１、ｐ２が位置し、パケットｐｂの両側にはパケットｐ２、ｐ３が位置している。したがって、１パケットずつ交互に出現する連続数は、ｐａ、ｐ２、ｐｂをカウントすることになり連続数＝３となる。

図１８は、連続数のカウント方法の一例を示す図である。同時通信している無線ＬＡＮ端末が３台の場合の連続数のカウント方法を示している。無線ＬＡＮ端末＃１から送信されたパケットを白色のパケット、無線ＬＡＮ端末＃２から送信されたパケットを斜線のパケット、無線ＬＡＮ端末＃３から送信されたパケットを黒色のパケットとする。よって、パケットｐ１、ｐ２、ｐ３は無線ＬＡＮ端末＃１から送信されたパケット、パケットｐａ、ｐｂは無線ＬＡＮ端末＃２から送信されたパケット、パケットｐ１０は無線ＬＡＮ端末＃３から送信されたパケットである。

制御部１１では、３台以上の無線ＬＡＮ端末があっても、２台ずつ同一性判定処理を行うので、例えば、無線ＬＡＮ端末＃１、＃２の同一性判定処理を行う場合は、無線ＬＡＮ端末＃３から送信されたパケットは一旦除いて同一性判定処理を行う。すなわち、無線ＬＡＮ端末＃１のパケットと、無線ＬＡＮ端末＃２のパケットとにおいて、あるパケットの両側のパケットの送信元無線ＬＡＮ端末が、該パケットの送信元無線ＬＡＮ端末と異なる場合にカウントする。

したがって、パケットｐ１０を除くと、図１７と同じパケットの並びになるので、１パケットずつ交互に出現する連続数は、パケットｐａ、ｐ２、ｐｂをカウントして連続数＝３となる。

同様に、無線ＬＡＮ端末＃１、＃３の同一性判定処理を行う場合は、無線ＬＡＮ端末＃２から送信されたパケットを一旦除いて、無線ＬＡＮ端末＃１、＃３それぞれから送信されたパケットで同一性判定処理を行う。

また、無線ＬＡＮ端末＃２、＃３の同一性判定処理を行う場合は、無線ＬＡＮ端末＃１から送信されたパケットを一旦除いて、無線ＬＡＮ端末＃２、＃３それぞれから送信されたパケットで同一性判定処理を行う。

＜フローチャート＞
図１９は、パケット解析装置の動作を示すフローチャートである。
〔ステップＳ１１〕制御部１１は、有線区間を流れるパケットを、スイッチを介して受信する（パケットキャプチャ）。

〔ステップＳ１２〕制御部１１は、パケットのヘッダ情報にもとづいて、受信したパケットがＴＣＰのパケットか否かを判定する。ＴＣＰのパケットの場合はステップＳ１３へ処理が進み、ＴＣＰのパケットではない場合、ステップＳ１１へ処理が戻る。

〔ステップＳ１３〕制御部１１は、ステップＳ１２のパケット分類処理後のＴＣＰのパケットが、無線ＬＡＮ端末が送信したパケットか否かを判定する。具体的には、制御部１１は、ＩＰヘッダに記載される送信元ＩＰアドレスが、無線ＬＡＮ端末のＩＰアドレスであれば、無線ＬＡＮ端末が送信したパケットと認識する。無線ＬＡＮ端末が送信したパケットの場合はステップＳ１４へ処理が進み、無線ＬＡＮ端末が送信したパケットでない場合はステップＳ１１へ処理が戻る。

〔ステップＳ１４〕制御部１１は、パケット情報（パケット受信時刻、パケットサイズ等）を保存する。
〔ステップＳ１５〕制御部１１は、予め決定した分析期間が終了したか否かを判定する。分析期間が終了した場合はステップＳ１６ａへ処理が進み、未終了の場合はステップＳ１１へ処理が戻る。

分析期間の間、無線ＬＡＮ端末から送信されたＴＣＰのパケットがキャプチャされる。分析期間＝１００ｍｓとすると、１００ｍｓに達した場合はステップＳ１６へ処理が進み、１００ｍｓに達するまではステップＳ１１、・・・、Ｓ１５の処理が繰り返されることになる。

〔ステップＳ１６ａ〕制御部１１は、同一性判定処理対象とする２台の無線ＬＡＮ端末（無線ＬＡＮ端末のペア）を選択する。
〔ステップＳ１６〕制御部１１は、分析期間内において、選択した無線ＬＡＮ端末のペアが分析対象として適しているか否かを分析可否条件にもとづいて判定する。分析期間が分析対象として適している場合はステップＳ１７へ処理が進み、適していない場合はステップＳ１１へ処理が戻る。

〔ステップＳ１７〕制御部１１は、分析可能と判定した分析期間について、分析期間毎に、1パケットずつ交互に出現する連続数の最大値を算出し保存する。
〔ステップＳ１８〕制御部１１は、予め決定した同一ＡＰ判定期間が終了したか否かを判定する。同一ＡＰ判定期間が終了した場合はステップＳ１９へ処理が進み、未終了の場合はステップＳ１１へ処理が戻る。

〔ステップＳ１９〕制御部１１は、予め決定した同一ＡＰ判定期間の判定可否条件にもとづいて、同一ＡＰ判定期間に該当するかを判定する。同一ＡＰ判定期間に該当する場合はステップＳ２０へ処理が進み、同一ＡＰ判定期間に該当しない場合はステップＳ１１へ戻る。

〔ステップＳ２０〕制御部１１は、１パケットずつ交互になる連続数の最大値を算出して、同一ＡＰに接続しているか否かを判定し、判定結果を接続ＡＰ解析情報に記録する。
例えば、制御部１１は、１パケットずつ交互に出現する連続数の最大値が３以上の割合が一定未満（例えば３０％未満）であれば同一ＡＰに接続していると判定し、一定以上（例えば、７０％以上）であれば異なるＡＰに接続していると判定する。

＜フレーム構造＞
図２０は、無線ＬＡＮ端末から送信されるフレームを有線区間でキャプチャした際の構造を示す図である。Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔは登録商標、登録商標の表記は以下省略する）フレームｆ０は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダｈ１（１４ｂｙｔｅ）、ＩＰヘッダｈ２（２０ｂｙｔｅ）、ＴＣＰヘッダｈ３（２０ｂｙｔｅ）およびＴＣＰペイロードＰｄを有する。

ＩＰヘッダｈ２は、バージョン、ヘッダ長、サービスタイプ、全長、識別番号、フラグ、フラグメントオフセット、生存期間、プロトコル、ヘッダチェックサム、送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、オプションおよびパディングの各フィールドを有する。

ＴＣＰヘッダｈ３は、送信元ポート番号、宛先ポート番号、シーケンス番号、確認応答番号、データオフセット、予約、コントロールフラグ、ウインドウサイズ、チェックサム、緊急ポインタ、オプションおよびパディングを有する。

ここで、パケットサイズ（ＴＣＰペイロードサイズ）は、図２０中の全長ｓｚから、ＩＰヘッダｈ２の２０ｂｙｔｅと、ＴＣＰヘッダｈ３の２０ｂｙｔｅとを減算した値になる。なお、全長ｓｚは、ＩＰヘッダｈ２内の“全長”のフィールドに記載される値である。このようにして算出されるパケットサイズは、図１３に示したように、パケット状態情報１２ｂの１項目として記憶部１２に記憶される。

一方、ＴＣＰヘッダｈ３内の“コントロールフラグ”のフィールドには、ＵＲＱ、ＡＣＫ、ＰＳＨ、ＲＳＴ、ＳＹＮおよびＦＩＮの各１ビットのフラグが設けられている（図示せず）。コネクション確立時はＳＹＮフラグがオンになり、コネクション終了時はＦＩＮフラグがオンになる。

したがって、制御部１１は、コントロールフラグに設定されているＳＹＮおよびＦＩＮのフラグの値にもとづいて、分析期間内でコネクションが確立しているか否かを判定することができる。

＜パケット解析装置の出力結果＞
図２１は、出力結果の一例を示す図である。パケット解析装置１０は、無線ＬＡＮ端末とＡＰとの接続状態を、出力結果として、図１１に示したモニタ２０１上に表示する。無線ＬＡＮ端末２１、・・・、２３の内、無線ＬＡＮ端末２１、２２が同一ＡＰに接続しているという結果を出力表示するものとする。

出力結果ｇ１は、複数の無線ＬＡＮ端末が同一ＡＰに接続しているか否かの状態をテーブルで表示する例である。出力結果ｇ１では、無線ＬＡＮ端末２１と無線ＬＡＮ端末２２との共通枠に“○”が示される。また、無線ＬＡＮ端末２１と無線ＬＡＮ端末２３との共通枠および無線ＬＡＮ端末２２と無線ＬＡＮ端末２３との共通枠には“×”が示される。

出力結果ｇ２は、無線ＬＡＮ端末とＡＰとの接続状態を図示化して表示する例である。無線ＬＡＮ端末２１と無線ＬＡＮ端末２２とは、同一ＡＰに接続しており、無線ＬＡＮ端末２３は、別のＡＰに接続していることが示されている。

＜判定結果にもとづく通信品質の劣化箇所の切り分け＞
図２２、図２３は、通信品質劣化箇所の切り分け動作を説明するための図である。図２２、図２３において、制御部１１は、無線ＬＡＮ端末２１とサーバ４０との間の通信品質は良好であり、無線ＬＡＮ端末２２とサーバ４０との間の通信品質は良好であることを認識する。

さらに、制御部１１は、無線ＬＡＮ端末２３とサーバ４０との間の通信品質は劣化状態にあり、無線ＬＡＮ端末２４とサーバ４０との間の通信品質は劣化状態にあり、無線ＬＡＮ端末２５とサーバ４０との間の通信品質は劣化状態にあることを認識する。

図２２において、制御部１１は、同一性判定処理の判定結果から、無線ＬＡＮ端末２１、２２が同一ＡＰに接続し、無線ＬＡＮ端末２３、・・・、２５が同一ＡＰに接続していることを認識する。

通信品質が劣化している無線ＬＡＮ端末２３、・・・、２５に対して、無線ＬＡＮ端末２３、・・・、２５が同一ＡＰに接続していることが判定されているため、制御部１１は、ＡＰ側に劣化原因が存在している可能性が高いと判断する。

また、図２３において、制御部１１は、同一性判定処理の判定結果から、無線ＬＡＮ端末２１、２２、２３が同一ＡＰに接続し、無線ＬＡＮ端末２４、２５が同一ＡＰに接続していることを認識する。

通信品質が劣化している無線ＬＡＮ端末２３に対して、無線ＬＡＮ端末２１、２２、２３が同一ＡＰに接続していることが判定され、無線ＬＡＮ端末２１、２２は、通信良好である。このため、制御部１１は、無線ＬＡＮ端末２３側に劣化原因が存在している可能性が高いと判断する。

また、通信品質が劣化している無線ＬＡＮ端末２４、２５に対して、無線ＬＡＮ端末２４、２５が同一ＡＰに接続していることが判定されているため、制御部１１は、ＡＰ側に劣化原因が存在している可能性が高いと判断する。

図２４は、通信品質劣化箇所の切り分け動作を説明するための図である。同一ＡＰに接続するすべての無線ＬＡＮ端末の通信品質が劣化していても、無線ＬＡＮ端末側に劣化原因があることが認識される場合の例を示している。

図２４において、制御部１１は、無線ＬＡＮ端末２１とサーバ４０との間の通信品質は良好であり、無線ＬＡＮ端末２２とサーバ４０との間の通信品質は良好であることを認識する。

さらに、制御部１１は、無線ＬＡＮ端末２３とサーバ４０との間の通信品質は劣化状態にあり、無線ＬＡＮ端末２４とサーバ４０との間の通信品質は劣化状態にあり、無線ＬＡＮ端末２５とサーバ４０との間の通信品質は劣化状態にあることを認識する。

ここで、制御部１１は、無線ＬＡＮ端末２３、２４のＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator：受信電波強度）は、安定した無線ＬＡＮ通信を行う上で十分に高いレベルにあることを認識したとする。また、制御部１１は、無線ＬＡＮ端末２５のＲＳＳＩは、安定した無線ＬＡＮ通信を行うにはレベルが足らず低いレベルにあることを認識したとする。

通信品質が劣化している無線ＬＡＮ端末２３、２４、２５に対して、無線ＬＡＮ端末２３、２４、２５が同一ＡＰに接続していることが判定され、無線ＬＡＮ端末２３、２４、２５の内、無線ＬＡＮ端末２５のみのＲＳＳＩが低くなっている。

したがって、制御部１１は、同一ＡＰに接続している無線ＬＡＮ端末２３、２４、２５の中にＲＳＳＩが低い無線ＬＡＮ端末２５が存在しており、この影響によって同一ＡＰ配下の他の無線ＬＡＮ端末２３、２４にも通信劣化が生じていると判断する。

上記で説明した本発明のパケット解析装置１、１０の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。この場合、パケット解析装置１、１０が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。

処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記憶装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等がある。磁気記憶装置には、ハードディスク装置（ＨＤＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープ等がある。光ディスクには、ＣＤ－ＲＯＭ／ＲＷ等がある。光磁気記録媒体には、ＭＯ（Magneto Optical disk）等がある。

プログラムを流通させる場合、例えば、そのプログラムが記録されたＣＤ－ＲＯＭ等の可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。

プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。

また、コンピュータは、ネットワークを介して接続されたサーバコンピュータからプログラムが転送される毎に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。また、上記の処理機能の少なくとも一部を、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤ等の電子回路で実現することもできる。

以上、実施の形態を例示したが、実施の形態で示した各部の構成は同様の機能を有する他のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や工程が付加されてもよい。さらに、前述した実施の形態のうちの任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。

１ パケット解析装置
１ａ 制御部
１ｂ 記憶部
Ｍａ、Ｍｂ 無線通信装置
Ｂｓ１、Ｂｓ２ 無線基地局
ａ１、・・・、ａ７、ｂ１、・・・、ｂ７ パケット
ｇｒ１、ｇｒ２ １パケットずつ交互に連続して蓄積されているパケットのグループ

Claims (9)

1. コンピュータに、
   第１の無線通信装置から無線送信され、有線ネットワークに接続された複数の無線基地局のいずれかで受信された第１のパケット群と、第２の無線通信装置から無線送信され、前記複数の無線基地局のいずれかで受信された第２のパケット群とを、前記有線ネットワーク内の所定の箇所で取得して到着順に記憶部に蓄積し、
   前記第１の無線通信装置または前記第２の無線通信装置いずれかの通信品質の劣化状態を認識した場合、
   前記第１のパケット群に属するパケットである第１のパケットと、前記第２のパケット群に属するパケットである第２のパケットとが、時系列に１パケットずつ交互に連続して蓄積されている連続数を検出し、
   前記連続数にもとづいて、前記第１の無線通信装置と前記第２の無線通信装置とが同一の無線基地局に接続しているか否かを判定する、
   処理を実行させるパケット解析プログラム。
2. 前記判定では、
   所定値以上の前記連続数の出現頻度が閾値を超える場合、前記第１の無線通信装置と前記第２の無線通信装置とは、異なる前記無線基地局に接続していると判定し、
   前記出現頻度が前記閾値を超えない場合、前記第１の無線通信装置と前記第２の無線通信装置とは、同一の前記無線基地局に接続していると判定する、
   請求項１記載のパケット解析プログラム。
3. 前記判定では、
   分析対象となる第１の期間をｎ回分（ｎは１以上の整数）包含する第２の期間内に取得した前記第１のパケット群と前記第２のパケット群とに基づいて、前記第１の期間ごとに前記連続数の第１の最大値を検出し、
   ｎ回分の前記第１の期間のｎ個の前記第１の最大値のうち、値が所定値以上となる第２の最大値が占める割合を算出し、
   前記割合が前記閾値を超える場合、前記第１の無線通信装置と前記第２の無線通信装置とは、異なる前記無線基地局に接続していると判定し、
   前記割合が前記閾値を超えない場合、前記第１の無線通信装置と前記第２の無線通信装置とは、同一の前記無線基地局に接続していると判定する、
   請求項２記載のパケット解析プログラム。
4. 前記判定では、第１の分析候補期間内に取得した前記第１のパケット群と前記第２のパケット群の通信量が所定値以下となる場合、前記第１の分析候補期間は前記第１の期間から除外する請求項３記載のパケット解析プログラム。
5. 前記判定では、第２の分析候補期間内に取得した前記第１のパケットと前記第２のパケットのパケットサイズが所定サイズ以下の場合、前記第２の分析候補期間は前記第１の期間から除外する請求項３または４記載のパケット解析プログラム。
6. 前記判定では、第３の分析候補期間内に取得した前記第１のパケット群と前記第２のパケット群の通信に使用されているコネクションが前記第３の分析候補期間の最初から最後まで継続して確立している、という条件を満たさない場合、前記第３の分析候補期間は前記第１の期間から除外する請求項３ないし５のいずれかに記載のパケット解析プログラム。
7. 前記判定では、
   所定値以上の前記連続数の出現頻度が第１の閾値を超える場合、前記第１の無線通信装置と前記第２の無線通信装置とは、異なる前記無線基地局に接続していると判定し、
   前記出現頻度が前記第１の閾値より小さい第２の閾値を超えない場合、前記第１の無線通信装置と前記第２の無線通信装置とは、同一の前記無線基地局に接続していると判定する、
   請求項１ないし６のいずれかに記載のパケット解析プログラム。
8. コンピュータが、
   第１の無線通信装置から無線送信され、有線ネットワークに接続された複数の無線基地局のいずれかで受信された第１のパケット群と、第２の無線通信装置から無線送信され、前記複数の無線基地局のいずれかで受信された第２のパケット群とを、前記有線ネットワーク内の所定の箇所で取得して到着順に記憶部に蓄積し、
   前記第１の無線通信装置または前記第２の無線通信装置いずれかの通信品質の劣化状態を認識した場合、
   前記第１のパケット群に属するパケットである第１のパケットと、前記第２のパケット群に属するパケットである第２のパケットとが、時系列に１パケットずつ交互に連続して蓄積されている連続数を検出し、
   前記連続数にもとづいて、前記第１の無線通信装置と前記第２の無線通信装置とが同一の無線基地局に接続しているか否かを判定する、
   パケット解析方法。
9. 第１の無線通信装置から無線送信され、有線ネットワークに接続された複数の無線基地局のいずれかで受信された第１のパケット群と、第２の無線通信装置から無線送信され、前記複数の無線基地局のいずれかで受信された第２のパケット群とを記憶する記憶部と、
   前記第１のパケット群と、前記第２のパケット群とを前記有線ネットワーク内の所定の箇所で取得して到着順に前記記憶部に蓄積し、前記第１の無線通信装置または前記第２の無線通信装置いずれかの通信品質の劣化状態を認識した場合、前記第１のパケット群に属するパケットである第１のパケットと、前記第２のパケット群に属するパケットである第２のパケットとが、時系列に１パケットずつ交互に連続して蓄積されている連続数を検出し、前記連続数にもとづいて、前記第１の無線通信装置と前記第２の無線通信装置とが同一の無線基地局に接続しているか否かを判定する制御部と、
   を有するパケット解析装置。

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