JP2004064692A - 多ノード間測定方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】大規模IPネットワークにおいて測定スケジュール設定の手間を大幅に削減し、測定データを簡便、かつリアルタイムに提供する。
【解決手段】IPネットワーク2上にピアツーピア(P2P)ネットワークレイヤ4を構築する。測定元となる測定装置1−Aは、測定先となる測定装置1−BをP2Pネットワークレイヤ4上で検索して測定スケジュールを作成し、測定装置1−Bとの間のIP品質を測定する。測定データ要求を受信した測定装置1は、指定された収集条件に合致するIP品質を測定した測定元を、P2Pネットワークレイヤ4上で検索する。自装置が検索された測定元である場合、測定データ要求を発した要求元に収集条件に合致する測定データを送信する。
【選択図】 図1
【解決手段】IPネットワーク2上にピアツーピア(P2P)ネットワークレイヤ4を構築する。測定元となる測定装置1−Aは、測定先となる測定装置1−BをP2Pネットワークレイヤ4上で検索して測定スケジュールを作成し、測定装置1−Bとの間のIP品質を測定する。測定データ要求を受信した測定装置1は、指定された収集条件に合致するIP品質を測定した測定元を、P2Pネットワークレイヤ4上で検索する。自装置が検索された測定元である場合、測定データ要求を発した要求元に収集条件に合致する測定データを送信する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インターネット等のパケット交換型のネットワークサービスにおいて、広範囲に分布するノード間の品質の情報をアクテイブな測定によって効率よく収集し、そのデータの任意の部分を必要とする利用者ヘリアルタイムに提供する多ノード間測定方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
インターネット環境の普及に伴ってIP(Internet Protocol )ネットワークの利用範囲が広がり、あらゆる環境にグローバルなIPアドレスが提供されるようになってきている。この傾向は無線スポットやIPv6(Internet Protocol Version6)の普及によってますます高まり、家電製品やPDA(Personal Digital Assistant)、街頭端末等の様々な電子機器に対してIPアドレスが付与されることになる。このような環境下でユビキタスと呼ばれる動きも盛んになっており、いつでもどこでもIPを通じた通信によってIPネットワークに接続することができる環境が整ってきている。
【0003】
しかしながら、コンピュータによるウエブページの閲覧が中心であったときに比較して、ユビキタス環境下では音声や位置情報等の即時性を要求するアプリケーションの需要が飛躍的に増加することになる。このため、広域に分散した多ノード環境下で任意の2つのノード間の品質やトラヒックを測定したいという要求が生じている。
【0004】
従来、ネットワークの2点以上のノード間での品質を知るために、測定事業者は、図10のようにあらかじめ多数の測定装置10をネットワーク20に設置して、それぞれの測定装置10に測定スケジュールを設定してネットワーク20のノード間の品質を測定させていた。そして、測定事業者は、測定装置10から測定データを収集して、収集した測定データを他の事業者に提供していた。
【0005】
しかしながら、このような測定方法では、ノード間の測定を多数実施しようとすると、膨大な数の測定装置10にそれぞれ測定スケジュールを設定しなければならないので、特定の利用者ネットワークのような限られた領域を特定期間だけ測定するといった限定的な利用が主たる対象となり、大規模なネットワークに対応することができないという問題点があった。また、図10に示した従来の測定方法では、測定事業者で測定データを収集したり加工したりするのに時間がかかる。したがって、利用者への音声アプリケーションの配信が可能かどうかといった判断をアプリケーション事業者が行うために、測定データをリアルタイムに必要とする場合には、図11のように測定データを必要とする事業者自身が測定装置10を設置して測定する必要があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の測定方法では、2台の測定装置(IPノード)間の測定を多数のIPノードについて行う場合、測定を実施するのに多くの手間を要するため、大規模なネットワークに対応することが難しいという問題点があった。また、測定データをリアルタイムに取得するためには、測定データを必要とする事業者自身が測定しなければならないという問題点があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは大規模IPネットワークにおいて測定スケジュール設定の手間を大幅に削減し、測定データを簡便、かつリアルタイムに提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の多ノード間測定方法は、複数のIPノードを直接接続するピアツーピア(P2P)ネットワークレイヤをIPネットワーク上に構築する手順と、測定先として予め決定されたIPノードを前記P2Pネットワークレイヤ上で検索する手順と、測定元として予め決定されたIPノードにおいて前記測定先IPノードに対する測定スケジュールを作成する手順と、前記測定元IPノードと前記測定先IPノードとの間のIP品質を前記測定スケジュールに従って前記測定元IPノードから測定する手順と、前記IPネットワークから測定データ要求を受信したとき、この測定データ要求で指定された収集条件に合致するIP品質を測定した前記測定元IPノードを、前記P2Pネットワークレイヤ上で検索する手順と、前記検索された測定元IPノードから前記測定データ要求を発した要求元に、前記収集条件に合致する測定データを送信する手順とを実行するようにしたものである。
また、本発明の多ノード間測定方法の1構成例において、前記要求元は、前記IPネットワークを構築するインフラストラクチャ事業者の端末装置である。
また、本発明の多ノード間測定方法の1構成例において、前記要求元は、前記IPネットワークに開設された回線を利用している回線利用者の端末装置である。
また、本発明の多ノード間測定方法の1構成例において、前記要求元は、前記IPネットワークを利用してアプリケーション利用者にサービスを提供するアプリケーション事業者の端末装置である。
【0008】
また、本発明は、IPネットワーク上に複数設置され、任意の2つの測定装置間のIP品質を複数の測定装置について測定する多ノード間測定装置において、前記複数の測定装置を直接接続するピアツーピア(P2P)ネットワークレイヤをIPネットワーク上に構築する手段と、自装置が測定元として予め決定された場合、測定先として予め決定された測定装置を前記P2Pネットワークレイヤ上で検索する手段と、自装置が測定元として予め決定された場合、前記測定先に対する測定スケジュールを作成する手段と、自装置が測定元として予め決定された場合、自装置と前記測定先との間のIP品質を前記測定スケジュールに従って測定する手段と、前記IPネットワークから測定データ要求を受信したとき、この測定データ要求で指定された収集条件に合致するIP品質を測定した前記測定元を、前記P2Pネットワークレイヤ上で検索する手段と、自装置が前記検索された測定元である場合、前記測定データ要求を発した要求元に前記収集条件に合致する測定データを送信する手段とを有するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明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1は本発明の実施の形態となる分散型リアルタイム測定データ提供システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態の分散型リアルタイム測定データ提供システムは、IPネットワーク2にルータ3(3−A,3−B,3−C,3−D,3−E,3−F,3−G)を介して複数の測定装置1(1−A,1−B,1−C,1−D,1−E,1−F,1−G)を設置する。測定装置(IPノード)1は、IPネットワーク2に対して測定用のプローブパケットを常時送出し、IP品質を測定して、測定したデータを自装置内に蓄えている。
【0010】
図2に測定装置1の構成を示す。測定装置1は、IPネットワーク2に対して測定用のプローブパケットを送出するプローブパケット送出部11と、IPネットワーク2からプローブパケットを受信するプローブパケット受信部12と、測定スケジュールが設定される測定スケジュール記載部13と、プローブパケットの送受信によって測定したデータを記録する測定データ記録部14と、IPネットワーク2上にピアツーピア(Peer to Peer、以下P2Pとする)ネットワークレイヤ4を構築するP2P制御部15と、測定データ要求を受信する測定データ要求受信部16と、測定データ要求を発した要求元に測定データを送信する測定データ送信部17と、課金情報に相当する情報として、測定データ要求に対する応答履歴を記録する課金情報記録部18とからなる。
【0011】
図3にP2P制御部15の構成を示す。P2P制御部15は、IPネットワーク2上にP2Pネットワークレイヤ4を構築するP2Pレイヤ構成部151と、P2Pネットワークレイヤ4でのサービスとして測定元としてのサービスあるいは測定先としてのサービスを起動するサービス宣言部152と、測定元となる測定装置1において、測定先となる測定装置1をP2Pの検索機能を用いて検索するサービス検索中継実行部153と、測定データ要求で指定された収集条件に合致するIP品質を測定した測定元をP2Pの検索機能を用いて検索し、自装置が検索された測定元である場合、測定データ要求を発した要求元に収集条件に合致する測定データを送信する測定データ検索応答部154とからなる。
【0012】
分散型リアルタイム測定データ提供システムを運営するシステム提供者は、測定する品質種別を表すクラス(遅延測定クラス、スループットクラス等)と、属性値(測定元、測定先またはその他)とをあらかじめ設定した測定装置1を準備して、この測定装置1をIPネットワーク2に設置する。そして、設置した測定装置1にIPアドレスを設定する。なお、IPアドレスは手動設定でなく、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol )等の自動IPアドレス割当機構を用いて設定してもよい。
【0013】
次に、分散型リアルタイム測定データ提供システムの動作を説明する。図4は各測定装置1の測定実施時の動作を示すフローチャートである。以下の説明では、測定装置1−Aを測定元、測定装置1−Bを測定先として説明する。最初に、各測定装置1のP2Pレイヤ構成部151は、IPネットワーク2上で他の測定装置1(ピア)を互いに発見するピア発見ルーチンを実行する(図4ステップ101)。ピアの数が一定以上になるまで(ステップ102においてYES)、各測定装置1がピア発見ルーチンを繰り返し実行することにより、各測定装置1を対等な関係で直接接続するP2Pネットワークレイヤ4がIPネットワーク(IPレイヤ)2上に構築される。
【0014】
続いて、測定元として予め定められた測定装置1−Aのサービス検索中継実行部153は、測定先となる測定装置1−BをP2Pネットワークレイヤ4上で検索する測定先発見ルーチンを実行し、測定装置1−BのIPアドレスを取得する(ステップ103)。この検索は、測定装置1−Aのサービス検索中継実行部153からプローブパケット送出部11を通じてP2Pネットワークレイヤ4に検索要求を送出し、この検索要求が複数の測定装置1を介して測定先となる測定装置1−Bに到達して、検索要求に対する測定装置1−Bの応答が複数の測定装置1を介して測定装置1−Aに返送されることで行われる。検索終了後、測定装置1−Aのサービス検索中継実行部153は、取得したIPアドレスを測定スケジュール記載部13に設定する。
【0015】
次に、測定装置1−Aのプローブパケット送出部11は、測定スケジュール記載部13の設定内容に従って測定ルーチンを実行する(ステップ104)。すなわち、測定装置1−Aのプローブパケット送出部11は、測定スケジュール記載部13に設定されたIPアドレス宛にプローブパケットを送出する。プローブパケット送出部11から送り出されたプローブパケットは、IPネットワーク2を介して測定装置1−Bのプローブパケット受信部12に到達し、測定装置1−Bのプローブパケット送出部11から送り出されて、測定装置1−Aのプローブパケット受信部12に戻る。
【0016】
測定装置1−Aのプローブパケット受信部12は、測定装置1−Bから返送されたプローブパケットを受信した時点で、プローブパケットの送信時刻から受信時刻までの遅延時間を求める。また、プローブパケット受信部12は、一定時間中に測定装置1−B宛に送出した全プローブパケット数のうち戻ってきていないプローブパケット数を調べることでプローブパケットの損失を求め、一定時間中に測定した複数の遅延時間の分散を算出することでプローブパケットの揺らぎを求める。
【0017】
そして、測定装置1−Aのプローブパケット受信部12は、測定時刻と、自装置(測定元)のIPアドレスと、測定先のIPアドレスと、測定データ(プローブパケットの遅延時間、損失および揺らぎ)とを対応付けて測定データ記録部14に書き込む。
【0018】
測定ルーチンの終了後、測定装置1−Aのプローブパケット送出部11は、測定ルーチンの前回の実行から第1の所定時間(例えば5分)以上経過したか否か判定する(ステップ105)。直前の測定から第1の所定時間以上経過している場合、プローブパケット送出部11は、ステップ104の測定ルーチンを再び実行する。こうして、第1の所定時間毎に測定ルーチンが繰り返し実行される。
【0019】
次に、測定装置1−Aのサービス検索中継実行部153は、測定先発見ルーチンの前回の実行から第2の所定時間以上経過したか否か判定する(ステップ106)。直前の検索から第2の所定時間以上経過している場合、サービス検索中継実行部153は、ステップ103の測定先発見ルーチンを再び実行する。こうして、第2の所定時間毎に測定先発見ルーチンが繰り返し実行される。測定先発見ルーチンは測定ルーチンよりも低い頻度で実行される。すなわち、第2の所定時間は、第1の所定時間よりも長く、例えば1日程度に設定される。測定先発見ルーチンを繰り返し実行するのは測定先の増減に対応するためである。
【0020】
次に、分散型リアルタイム測定データ提供システムの利用を希望する事業者は、IPネットワーク2を通じて測定装置群に測定データを要求し、所望の測定データを得る。このとき、事業者は、測定データの収集範囲と、測定元のIPアドレスと、測定先のIPアドレスと、測定時刻とからなる測定データ収集条件を測定データ要求に設定して任意の測定装置1に送信する。測定データの収集範囲としては、要求先の測定装置1から例えば5台以内の距離にある測定装置1までの範囲が設定される。
【0021】
図4に示した動作の実行中に、測定データ要求を受信した測定装置1は、図5に示すような割込処理を実行する。すなわち、測定装置1の測定データ検索応答部154は、測定データ要求受信部16を通じて測定データ要求を受信すると(図5ステップ201においてYES)、受信した測定データ要求によって指定された収集範囲内で測定データ収集条件(測定元のIPアドレス、測定先のIPアドレス、測定時刻)に合致する測定データを保持している測定元をP2Pネットワークレイヤ4上で検索する(ステップ202)。この検索は、測定データ要求を最初に受信した測定装置1から収集範囲内に存在する測定装置1へ測定データを送出し、収集範囲内に存在する各測定装置1が測定データ要求を順次転送していくことで行われる。
【0022】
そして、測定データ要求を受信した各測定装置1の測定データ検索応答部154は、自装置の測定データ記録部14に前記測定データ収集条件に合致する測定データが保持されている場合、この測定データをIPネットワーク2を通じて要求元に送信すると同時に、課金情報記録部18に応答履歴(要求元のIPアドレス、送信した測定データの量など)を記録する(ステップ203)。図5の割込処理の終了後、各測定装置1は、中断していた図4の処理に戻る。システム提供者は、各測定装置1の課金情報記録部18に記録されている応答履歴に基づいて、要求元の事業者に測定データ利用料金を請求する。
【0023】
図6〜図8に本実施の形態の分散型リアルタイム測定データ提供システムの利用形態の3つの例を示す。図6に示した例は、IPネットワーク2を構築するインフラストラクチャ事業者に対して測定データを提供するものである。インフラストラクチャ事業者は、ルータ3−Hを介してIPネットワーク2に接続された端末装置5から測定データ要求を任意の測定装置1に送信する。測定データ要求に対する各測定装置1の動作は前述のとおりである。こうして、インフラストラクチャ事業者は、分散型リアルタイム測定データ提供システムから所望の測定データを受け取ることでIPネットワーク2の混雑状況を知ることができ、設備投資計画や顧客の収容計画を決定することができる。
【0024】
図7に示した例は、IPネットワーク2に開設されたVPN(Virtual Private Network )または専用線を利用するVPN/専用線利用者に対して測定データを提供するものである。VPN/専用線利用者は、ルータ3−Hを介してIPネットワーク2に接続された端末装置6から測定データ要求を任意の測定装置1に送信する。測定データ要求に対する各測定装置1の動作は前述のとおりである。
こうして、VPN/専用線利用者は、分散型リアルタイム測定データ提供システムから所望の測定データを受け取ることで、契約回線の混雑状況を知ることができ、契約回線の増設計画や無駄な回線の削減計画を決定することができる。
【0025】
図8に示した例は、IPネットワーク2を利用してアプリケーション利用者に例えばVoIP(Voice over IP )等のサービスを提供するアプリケーション事業者に、測定データを提供するものである。アプリケーション事業者は、ルータ3−Hを介してIPネットワーク2に接続された端末装置7から測定データ要求を任意の測定装置1に送信する。測定データ要求に対する各測定装置1の動作は前述のとおりである。こうして、アプリケーション事業者は、分散型リアルタイム測定データ提供システムから所望の測定データを受け取ることでIPネットワーク2の混雑状況を知ることができ、アプリケーション利用者の端末装置8に対してサービス提供が可能かどうかを判断することができる。また、アプリケーション利用者の端末装置8との間に利用可能なIPネットワーク2が複数存在する場合には、各IPネットワーク2の混雑状況を比べることで、どのIPネットワーク2を利用するのが最適かを判断することができる。
【0026】
本実施の形態によれば、インフラストラクチャ事業者、VPN/専用線利用者およびアプリケーション事業者は、分散型リアルタイム測定データ提供システムから所望の測定データを受け取る代わりに、図9のようにシステム提供者に測定データ利用料金を支払う。なお、VPN/専用線利用者およびアプリケーション事業者は、インフラストラクチャ事業者に回線利用料金を支払い、アプリケーション利用者はアプリケーション事業者にアプリケーション利用料金を支払うことは言うまでもない。
【0027】
本実施の形態では、複数の測定装置1のP2P制御部15同士を接続するP2Pネットワークレイヤ4を構築することにより、測定先として宣言している測定装置1をサーバを介在させずに自律的に検索することを可能としている。図10に示した従来の測定系では、A〜Zの26台の測定装置を設置すると、各測定装置でそれぞれ25台の他の測定装置について測定するか否かを決める必要があり、ネットワーク全体としては26×25=650の測定スケジュールについて測定するか否かを決める必要があった。これに対して、本実施の形態では、A〜Zの26台の測定装置についてそれぞれ測定元とするか否か、測定先とするか否かを決定すればよいので、手動での決定は26×2×2通りで済む。つまり、n台の測定装置1を設置したIPネットワーク2において、O(n2 )の計算量をO(n)に削減できたことになる。
【0028】
また、本実施の形態では、P2Pネットワークレイヤ4を構築することにより、測定データ収集条件に合致する測定データを保持している測定元をサーバを介在させずに自律的に検索して、測定データ要求を発した要求元に測定データ収集条件に合致する測定データを送信することを可能としている。これにより、測定データを低コストでリアルタイムに提供することが可能となる。
【0029】
なお、本実施の形態では、測定装置1−A,1−B間の測定についてのみ説明しているが、同様の測定を他の測定装置間についても実施できることは言うまでもない。また、測定データ収集条件で測定元と測定先をIPアドレスを用いて指定しているが、各測定装置に固有の識別番号(ID)を用いて指定するようにしてもよい。
【0030】
【発明の効果】
本発明によれば、IPネットワーク上にピアツーピア(P2P)ネットワークレイヤを構築し、測定先として予め決定されたIPノードをP2Pネットワークレイヤ上で検索して、測定先IPノードに対する測定スケジュールを作成し、測定元IPノードと測定先IPノードとの間のIP品質を測定スケジュールに従って測定するようにしたので、従来のアクティブ測定に比べて、設定が必要な測定スケジュールの数を減らすことができ、測定スケジュール設定の手間を大幅に減らすことができる。結果として、大規模なIPネットワークにおいてアクティブ測定を効率よく行うことができる。また、本発明では、測定データ要求で指定された収集条件に合致するIP品質を測定した測定元IPノードを、P2Pネットワークレイヤ上で検索して、検索された測定元IPノードから測定データ要求を発した要求元に、収集条件に合致する測定データを送信するようにしたので、アプリケーション利用者、アプリケーション事業者、回線利用者あるいはインフラストラクチャ事業者といったIPネットワークを利用している各階層に対して、最適なネットワーク制御やネットワークの利用のための測定データを低コストでリアルタイムに提供することが可能となる。
【0031】
また、測定データ要求に応じて要求元であるインフラストラクチャ事業者の端末装置に測定データを送信することにより、インフラストラクチャ事業者は、所望の測定データを受け取ることでIPネットワークの混雑状況を知ることができるので、ネットワーク制御をリアルタイムに行うことができ、また設備投資計画や顧客の収容計画を決定することができる。
【0032】
また、測定データ要求に応じて要求元である回線利用者の端末装置に測定データを送信することにより、回線利用者は、所望の測定データを受け取ることで契約回線の混雑状況を知ることができるので、契約回線の増設計画や無駄な回線の削減計画を決定することができる。
【0033】
また、測定データ要求に応じて要求元であるアプリケーション事業者の端末装置に測定データを送信することにより、アプリケーション事業者は、所望の測定データを受け取ることでIPネットワークの混雑状況を知ることができるので、アプリケーション利用者に対してサービス提供が可能かどうかをリアルタイムに判断することができる。また、アプリケーション利用者との間に利用可能なIPネットワークが複数存在する場合には、各IPネットワークの混雑状況を比べることで、どのIPネットワークを利用するのが最適かをリアルタイムに判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態となる分散型リアルタイム測定データ提供システムの構成を示すブロック図である。
【図2】図1の測定装置の構成を示すブロック図である。
【図3】図2のP2P制御部の構成を示すブロック図である。
【図4】図1の測定装置の測定実施時の動作を示すフローチャートである。
【図5】図1の測定装置の測定データ要求受信時の動作を示すフローチャートである。
【図6】図1の分散型リアルタイム測定データ提供システムの利用形態の1例を示す図である。
【図7】図1の分散型リアルタイム測定データ提供システムの利用形態の他の例を示す図である。
【図8】図1の分散型リアルタイム測定データ提供システムの利用形態の他の例を示す図である。
【図9】本発明によりインフラストラクチャ事業者、VPN/専用線利用者、アプリケーション事業者、アプリケーション利用者およびシステム提供者のそれぞれが得る利益を説明するための説明図である。
【図10】従来の測定系の構成を示すブロック図である。
【図11】従来の他の測定系の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1…測定装置、2…IPネットワーク、3…ルータ、4…P2Pネットワークレイヤ、5…インフラストラクチャ事業者端末装置、6…VPN/専用線利用者端末装置、7…アプリケーション事業者端末装置、8…アプリケーション利用者端末装置、11…プローブパケット送出部、12…プローブパケット受信部、13…測定スケジュール記載部、14…測定データ記録部、15…P2P制御部、16…測定データ要求受信部、17…測定データ送信部、18…課金情報記録部、151…P2Pレイヤ構成部、152…サービス宣言部、153…サービス検索中継実行部、154…測定データ検索応答部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、インターネット等のパケット交換型のネットワークサービスにおいて、広範囲に分布するノード間の品質の情報をアクテイブな測定によって効率よく収集し、そのデータの任意の部分を必要とする利用者ヘリアルタイムに提供する多ノード間測定方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
インターネット環境の普及に伴ってIP(Internet Protocol )ネットワークの利用範囲が広がり、あらゆる環境にグローバルなIPアドレスが提供されるようになってきている。この傾向は無線スポットやIPv6(Internet Protocol Version6)の普及によってますます高まり、家電製品やPDA(Personal Digital Assistant)、街頭端末等の様々な電子機器に対してIPアドレスが付与されることになる。このような環境下でユビキタスと呼ばれる動きも盛んになっており、いつでもどこでもIPを通じた通信によってIPネットワークに接続することができる環境が整ってきている。
【0003】
しかしながら、コンピュータによるウエブページの閲覧が中心であったときに比較して、ユビキタス環境下では音声や位置情報等の即時性を要求するアプリケーションの需要が飛躍的に増加することになる。このため、広域に分散した多ノード環境下で任意の2つのノード間の品質やトラヒックを測定したいという要求が生じている。
【0004】
従来、ネットワークの2点以上のノード間での品質を知るために、測定事業者は、図10のようにあらかじめ多数の測定装置10をネットワーク20に設置して、それぞれの測定装置10に測定スケジュールを設定してネットワーク20のノード間の品質を測定させていた。そして、測定事業者は、測定装置10から測定データを収集して、収集した測定データを他の事業者に提供していた。
【0005】
しかしながら、このような測定方法では、ノード間の測定を多数実施しようとすると、膨大な数の測定装置10にそれぞれ測定スケジュールを設定しなければならないので、特定の利用者ネットワークのような限られた領域を特定期間だけ測定するといった限定的な利用が主たる対象となり、大規模なネットワークに対応することができないという問題点があった。また、図10に示した従来の測定方法では、測定事業者で測定データを収集したり加工したりするのに時間がかかる。したがって、利用者への音声アプリケーションの配信が可能かどうかといった判断をアプリケーション事業者が行うために、測定データをリアルタイムに必要とする場合には、図11のように測定データを必要とする事業者自身が測定装置10を設置して測定する必要があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の測定方法では、2台の測定装置(IPノード)間の測定を多数のIPノードについて行う場合、測定を実施するのに多くの手間を要するため、大規模なネットワークに対応することが難しいという問題点があった。また、測定データをリアルタイムに取得するためには、測定データを必要とする事業者自身が測定しなければならないという問題点があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは大規模IPネットワークにおいて測定スケジュール設定の手間を大幅に削減し、測定データを簡便、かつリアルタイムに提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の多ノード間測定方法は、複数のIPノードを直接接続するピアツーピア(P2P)ネットワークレイヤをIPネットワーク上に構築する手順と、測定先として予め決定されたIPノードを前記P2Pネットワークレイヤ上で検索する手順と、測定元として予め決定されたIPノードにおいて前記測定先IPノードに対する測定スケジュールを作成する手順と、前記測定元IPノードと前記測定先IPノードとの間のIP品質を前記測定スケジュールに従って前記測定元IPノードから測定する手順と、前記IPネットワークから測定データ要求を受信したとき、この測定データ要求で指定された収集条件に合致するIP品質を測定した前記測定元IPノードを、前記P2Pネットワークレイヤ上で検索する手順と、前記検索された測定元IPノードから前記測定データ要求を発した要求元に、前記収集条件に合致する測定データを送信する手順とを実行するようにしたものである。
また、本発明の多ノード間測定方法の1構成例において、前記要求元は、前記IPネットワークを構築するインフラストラクチャ事業者の端末装置である。
また、本発明の多ノード間測定方法の1構成例において、前記要求元は、前記IPネットワークに開設された回線を利用している回線利用者の端末装置である。
また、本発明の多ノード間測定方法の1構成例において、前記要求元は、前記IPネットワークを利用してアプリケーション利用者にサービスを提供するアプリケーション事業者の端末装置である。
【0008】
また、本発明は、IPネットワーク上に複数設置され、任意の2つの測定装置間のIP品質を複数の測定装置について測定する多ノード間測定装置において、前記複数の測定装置を直接接続するピアツーピア(P2P)ネットワークレイヤをIPネットワーク上に構築する手段と、自装置が測定元として予め決定された場合、測定先として予め決定された測定装置を前記P2Pネットワークレイヤ上で検索する手段と、自装置が測定元として予め決定された場合、前記測定先に対する測定スケジュールを作成する手段と、自装置が測定元として予め決定された場合、自装置と前記測定先との間のIP品質を前記測定スケジュールに従って測定する手段と、前記IPネットワークから測定データ要求を受信したとき、この測定データ要求で指定された収集条件に合致するIP品質を測定した前記測定元を、前記P2Pネットワークレイヤ上で検索する手段と、自装置が前記検索された測定元である場合、前記測定データ要求を発した要求元に前記収集条件に合致する測定データを送信する手段とを有するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明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1は本発明の実施の形態となる分散型リアルタイム測定データ提供システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態の分散型リアルタイム測定データ提供システムは、IPネットワーク2にルータ3(3−A,3−B,3−C,3−D,3−E,3−F,3−G)を介して複数の測定装置1(1−A,1−B,1−C,1−D,1−E,1−F,1−G)を設置する。測定装置(IPノード)1は、IPネットワーク2に対して測定用のプローブパケットを常時送出し、IP品質を測定して、測定したデータを自装置内に蓄えている。
【0010】
図2に測定装置1の構成を示す。測定装置1は、IPネットワーク2に対して測定用のプローブパケットを送出するプローブパケット送出部11と、IPネットワーク2からプローブパケットを受信するプローブパケット受信部12と、測定スケジュールが設定される測定スケジュール記載部13と、プローブパケットの送受信によって測定したデータを記録する測定データ記録部14と、IPネットワーク2上にピアツーピア(Peer to Peer、以下P2Pとする)ネットワークレイヤ4を構築するP2P制御部15と、測定データ要求を受信する測定データ要求受信部16と、測定データ要求を発した要求元に測定データを送信する測定データ送信部17と、課金情報に相当する情報として、測定データ要求に対する応答履歴を記録する課金情報記録部18とからなる。
【0011】
図3にP2P制御部15の構成を示す。P2P制御部15は、IPネットワーク2上にP2Pネットワークレイヤ4を構築するP2Pレイヤ構成部151と、P2Pネットワークレイヤ4でのサービスとして測定元としてのサービスあるいは測定先としてのサービスを起動するサービス宣言部152と、測定元となる測定装置1において、測定先となる測定装置1をP2Pの検索機能を用いて検索するサービス検索中継実行部153と、測定データ要求で指定された収集条件に合致するIP品質を測定した測定元をP2Pの検索機能を用いて検索し、自装置が検索された測定元である場合、測定データ要求を発した要求元に収集条件に合致する測定データを送信する測定データ検索応答部154とからなる。
【0012】
分散型リアルタイム測定データ提供システムを運営するシステム提供者は、測定する品質種別を表すクラス(遅延測定クラス、スループットクラス等)と、属性値(測定元、測定先またはその他)とをあらかじめ設定した測定装置1を準備して、この測定装置1をIPネットワーク2に設置する。そして、設置した測定装置1にIPアドレスを設定する。なお、IPアドレスは手動設定でなく、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol )等の自動IPアドレス割当機構を用いて設定してもよい。
【0013】
次に、分散型リアルタイム測定データ提供システムの動作を説明する。図4は各測定装置1の測定実施時の動作を示すフローチャートである。以下の説明では、測定装置1−Aを測定元、測定装置1−Bを測定先として説明する。最初に、各測定装置1のP2Pレイヤ構成部151は、IPネットワーク2上で他の測定装置1(ピア)を互いに発見するピア発見ルーチンを実行する(図4ステップ101)。ピアの数が一定以上になるまで(ステップ102においてYES)、各測定装置1がピア発見ルーチンを繰り返し実行することにより、各測定装置1を対等な関係で直接接続するP2Pネットワークレイヤ4がIPネットワーク(IPレイヤ)2上に構築される。
【0014】
続いて、測定元として予め定められた測定装置1−Aのサービス検索中継実行部153は、測定先となる測定装置1−BをP2Pネットワークレイヤ4上で検索する測定先発見ルーチンを実行し、測定装置1−BのIPアドレスを取得する(ステップ103)。この検索は、測定装置1−Aのサービス検索中継実行部153からプローブパケット送出部11を通じてP2Pネットワークレイヤ4に検索要求を送出し、この検索要求が複数の測定装置1を介して測定先となる測定装置1−Bに到達して、検索要求に対する測定装置1−Bの応答が複数の測定装置1を介して測定装置1−Aに返送されることで行われる。検索終了後、測定装置1−Aのサービス検索中継実行部153は、取得したIPアドレスを測定スケジュール記載部13に設定する。
【0015】
次に、測定装置1−Aのプローブパケット送出部11は、測定スケジュール記載部13の設定内容に従って測定ルーチンを実行する(ステップ104)。すなわち、測定装置1−Aのプローブパケット送出部11は、測定スケジュール記載部13に設定されたIPアドレス宛にプローブパケットを送出する。プローブパケット送出部11から送り出されたプローブパケットは、IPネットワーク2を介して測定装置1−Bのプローブパケット受信部12に到達し、測定装置1−Bのプローブパケット送出部11から送り出されて、測定装置1−Aのプローブパケット受信部12に戻る。
【0016】
測定装置1−Aのプローブパケット受信部12は、測定装置1−Bから返送されたプローブパケットを受信した時点で、プローブパケットの送信時刻から受信時刻までの遅延時間を求める。また、プローブパケット受信部12は、一定時間中に測定装置1−B宛に送出した全プローブパケット数のうち戻ってきていないプローブパケット数を調べることでプローブパケットの損失を求め、一定時間中に測定した複数の遅延時間の分散を算出することでプローブパケットの揺らぎを求める。
【0017】
そして、測定装置1−Aのプローブパケット受信部12は、測定時刻と、自装置(測定元)のIPアドレスと、測定先のIPアドレスと、測定データ(プローブパケットの遅延時間、損失および揺らぎ)とを対応付けて測定データ記録部14に書き込む。
【0018】
測定ルーチンの終了後、測定装置1−Aのプローブパケット送出部11は、測定ルーチンの前回の実行から第1の所定時間(例えば5分)以上経過したか否か判定する(ステップ105)。直前の測定から第1の所定時間以上経過している場合、プローブパケット送出部11は、ステップ104の測定ルーチンを再び実行する。こうして、第1の所定時間毎に測定ルーチンが繰り返し実行される。
【0019】
次に、測定装置1−Aのサービス検索中継実行部153は、測定先発見ルーチンの前回の実行から第2の所定時間以上経過したか否か判定する(ステップ106)。直前の検索から第2の所定時間以上経過している場合、サービス検索中継実行部153は、ステップ103の測定先発見ルーチンを再び実行する。こうして、第2の所定時間毎に測定先発見ルーチンが繰り返し実行される。測定先発見ルーチンは測定ルーチンよりも低い頻度で実行される。すなわち、第2の所定時間は、第1の所定時間よりも長く、例えば1日程度に設定される。測定先発見ルーチンを繰り返し実行するのは測定先の増減に対応するためである。
【0020】
次に、分散型リアルタイム測定データ提供システムの利用を希望する事業者は、IPネットワーク2を通じて測定装置群に測定データを要求し、所望の測定データを得る。このとき、事業者は、測定データの収集範囲と、測定元のIPアドレスと、測定先のIPアドレスと、測定時刻とからなる測定データ収集条件を測定データ要求に設定して任意の測定装置1に送信する。測定データの収集範囲としては、要求先の測定装置1から例えば5台以内の距離にある測定装置1までの範囲が設定される。
【0021】
図4に示した動作の実行中に、測定データ要求を受信した測定装置1は、図5に示すような割込処理を実行する。すなわち、測定装置1の測定データ検索応答部154は、測定データ要求受信部16を通じて測定データ要求を受信すると(図5ステップ201においてYES)、受信した測定データ要求によって指定された収集範囲内で測定データ収集条件(測定元のIPアドレス、測定先のIPアドレス、測定時刻)に合致する測定データを保持している測定元をP2Pネットワークレイヤ4上で検索する(ステップ202)。この検索は、測定データ要求を最初に受信した測定装置1から収集範囲内に存在する測定装置1へ測定データを送出し、収集範囲内に存在する各測定装置1が測定データ要求を順次転送していくことで行われる。
【0022】
そして、測定データ要求を受信した各測定装置1の測定データ検索応答部154は、自装置の測定データ記録部14に前記測定データ収集条件に合致する測定データが保持されている場合、この測定データをIPネットワーク2を通じて要求元に送信すると同時に、課金情報記録部18に応答履歴(要求元のIPアドレス、送信した測定データの量など)を記録する(ステップ203)。図5の割込処理の終了後、各測定装置1は、中断していた図4の処理に戻る。システム提供者は、各測定装置1の課金情報記録部18に記録されている応答履歴に基づいて、要求元の事業者に測定データ利用料金を請求する。
【0023】
図6〜図8に本実施の形態の分散型リアルタイム測定データ提供システムの利用形態の3つの例を示す。図6に示した例は、IPネットワーク2を構築するインフラストラクチャ事業者に対して測定データを提供するものである。インフラストラクチャ事業者は、ルータ3−Hを介してIPネットワーク2に接続された端末装置5から測定データ要求を任意の測定装置1に送信する。測定データ要求に対する各測定装置1の動作は前述のとおりである。こうして、インフラストラクチャ事業者は、分散型リアルタイム測定データ提供システムから所望の測定データを受け取ることでIPネットワーク2の混雑状況を知ることができ、設備投資計画や顧客の収容計画を決定することができる。
【0024】
図7に示した例は、IPネットワーク2に開設されたVPN(Virtual Private Network )または専用線を利用するVPN/専用線利用者に対して測定データを提供するものである。VPN/専用線利用者は、ルータ3−Hを介してIPネットワーク2に接続された端末装置6から測定データ要求を任意の測定装置1に送信する。測定データ要求に対する各測定装置1の動作は前述のとおりである。
こうして、VPN/専用線利用者は、分散型リアルタイム測定データ提供システムから所望の測定データを受け取ることで、契約回線の混雑状況を知ることができ、契約回線の増設計画や無駄な回線の削減計画を決定することができる。
【0025】
図8に示した例は、IPネットワーク2を利用してアプリケーション利用者に例えばVoIP(Voice over IP )等のサービスを提供するアプリケーション事業者に、測定データを提供するものである。アプリケーション事業者は、ルータ3−Hを介してIPネットワーク2に接続された端末装置7から測定データ要求を任意の測定装置1に送信する。測定データ要求に対する各測定装置1の動作は前述のとおりである。こうして、アプリケーション事業者は、分散型リアルタイム測定データ提供システムから所望の測定データを受け取ることでIPネットワーク2の混雑状況を知ることができ、アプリケーション利用者の端末装置8に対してサービス提供が可能かどうかを判断することができる。また、アプリケーション利用者の端末装置8との間に利用可能なIPネットワーク2が複数存在する場合には、各IPネットワーク2の混雑状況を比べることで、どのIPネットワーク2を利用するのが最適かを判断することができる。
【0026】
本実施の形態によれば、インフラストラクチャ事業者、VPN/専用線利用者およびアプリケーション事業者は、分散型リアルタイム測定データ提供システムから所望の測定データを受け取る代わりに、図9のようにシステム提供者に測定データ利用料金を支払う。なお、VPN/専用線利用者およびアプリケーション事業者は、インフラストラクチャ事業者に回線利用料金を支払い、アプリケーション利用者はアプリケーション事業者にアプリケーション利用料金を支払うことは言うまでもない。
【0027】
本実施の形態では、複数の測定装置1のP2P制御部15同士を接続するP2Pネットワークレイヤ4を構築することにより、測定先として宣言している測定装置1をサーバを介在させずに自律的に検索することを可能としている。図10に示した従来の測定系では、A〜Zの26台の測定装置を設置すると、各測定装置でそれぞれ25台の他の測定装置について測定するか否かを決める必要があり、ネットワーク全体としては26×25=650の測定スケジュールについて測定するか否かを決める必要があった。これに対して、本実施の形態では、A〜Zの26台の測定装置についてそれぞれ測定元とするか否か、測定先とするか否かを決定すればよいので、手動での決定は26×2×2通りで済む。つまり、n台の測定装置1を設置したIPネットワーク2において、O(n2 )の計算量をO(n)に削減できたことになる。
【0028】
また、本実施の形態では、P2Pネットワークレイヤ4を構築することにより、測定データ収集条件に合致する測定データを保持している測定元をサーバを介在させずに自律的に検索して、測定データ要求を発した要求元に測定データ収集条件に合致する測定データを送信することを可能としている。これにより、測定データを低コストでリアルタイムに提供することが可能となる。
【0029】
なお、本実施の形態では、測定装置1−A,1−B間の測定についてのみ説明しているが、同様の測定を他の測定装置間についても実施できることは言うまでもない。また、測定データ収集条件で測定元と測定先をIPアドレスを用いて指定しているが、各測定装置に固有の識別番号(ID)を用いて指定するようにしてもよい。
【0030】
【発明の効果】
本発明によれば、IPネットワーク上にピアツーピア(P2P)ネットワークレイヤを構築し、測定先として予め決定されたIPノードをP2Pネットワークレイヤ上で検索して、測定先IPノードに対する測定スケジュールを作成し、測定元IPノードと測定先IPノードとの間のIP品質を測定スケジュールに従って測定するようにしたので、従来のアクティブ測定に比べて、設定が必要な測定スケジュールの数を減らすことができ、測定スケジュール設定の手間を大幅に減らすことができる。結果として、大規模なIPネットワークにおいてアクティブ測定を効率よく行うことができる。また、本発明では、測定データ要求で指定された収集条件に合致するIP品質を測定した測定元IPノードを、P2Pネットワークレイヤ上で検索して、検索された測定元IPノードから測定データ要求を発した要求元に、収集条件に合致する測定データを送信するようにしたので、アプリケーション利用者、アプリケーション事業者、回線利用者あるいはインフラストラクチャ事業者といったIPネットワークを利用している各階層に対して、最適なネットワーク制御やネットワークの利用のための測定データを低コストでリアルタイムに提供することが可能となる。
【0031】
また、測定データ要求に応じて要求元であるインフラストラクチャ事業者の端末装置に測定データを送信することにより、インフラストラクチャ事業者は、所望の測定データを受け取ることでIPネットワークの混雑状況を知ることができるので、ネットワーク制御をリアルタイムに行うことができ、また設備投資計画や顧客の収容計画を決定することができる。
【0032】
また、測定データ要求に応じて要求元である回線利用者の端末装置に測定データを送信することにより、回線利用者は、所望の測定データを受け取ることで契約回線の混雑状況を知ることができるので、契約回線の増設計画や無駄な回線の削減計画を決定することができる。
【0033】
また、測定データ要求に応じて要求元であるアプリケーション事業者の端末装置に測定データを送信することにより、アプリケーション事業者は、所望の測定データを受け取ることでIPネットワークの混雑状況を知ることができるので、アプリケーション利用者に対してサービス提供が可能かどうかをリアルタイムに判断することができる。また、アプリケーション利用者との間に利用可能なIPネットワークが複数存在する場合には、各IPネットワークの混雑状況を比べることで、どのIPネットワークを利用するのが最適かをリアルタイムに判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態となる分散型リアルタイム測定データ提供システムの構成を示すブロック図である。
【図2】図1の測定装置の構成を示すブロック図である。
【図3】図2のP2P制御部の構成を示すブロック図である。
【図4】図1の測定装置の測定実施時の動作を示すフローチャートである。
【図5】図1の測定装置の測定データ要求受信時の動作を示すフローチャートである。
【図6】図1の分散型リアルタイム測定データ提供システムの利用形態の1例を示す図である。
【図7】図1の分散型リアルタイム測定データ提供システムの利用形態の他の例を示す図である。
【図8】図1の分散型リアルタイム測定データ提供システムの利用形態の他の例を示す図である。
【図9】本発明によりインフラストラクチャ事業者、VPN/専用線利用者、アプリケーション事業者、アプリケーション利用者およびシステム提供者のそれぞれが得る利益を説明するための説明図である。
【図10】従来の測定系の構成を示すブロック図である。
【図11】従来の他の測定系の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1…測定装置、2…IPネットワーク、3…ルータ、4…P2Pネットワークレイヤ、5…インフラストラクチャ事業者端末装置、6…VPN/専用線利用者端末装置、7…アプリケーション事業者端末装置、8…アプリケーション利用者端末装置、11…プローブパケット送出部、12…プローブパケット受信部、13…測定スケジュール記載部、14…測定データ記録部、15…P2P制御部、16…測定データ要求受信部、17…測定データ送信部、18…課金情報記録部、151…P2Pレイヤ構成部、152…サービス宣言部、153…サービス検索中継実行部、154…測定データ検索応答部。
Claims (8)
- 任意の2つのIPノード間のIP品質を複数のIPノードについて測定する多ノード間測定方法において、
前記複数のIPノードを直接接続するピアツーピア(P2P)ネットワークレイヤをIPネットワーク上に構築する手順と、
測定先として予め決定されたIPノードを前記P2Pネットワークレイヤ上で検索する手順と、
測定元として予め決定されたIPノードにおいて前記測定先IPノードに対する測定スケジュールを作成する手順と、
前記測定元IPノードと前記測定先IPノードとの間のIP品質を前記測定スケジュールに従って前記測定元IPノードから測定する手順と、
前記IPネットワークから測定データ要求を受信したとき、この測定データ要求で指定された収集条件に合致するIP品質を測定した前記測定元IPノードを、前記P2Pネットワークレイヤ上で検索する手順と、
前記検索された測定元IPノードから前記測定データ要求を発した要求元に、前記収集条件に合致する測定データを送信する手順とを実行することを特徴とする多ノード間測定方法。 - 請求項1記載の多ノード間測定方法において、
前記要求元は、前記IPネットワークを構築するインフラストラクチャ事業者の端末装置であることを特徴とする多ノード間測定方法。 - 請求項1記載の多ノード間測定方法において、
前記要求元は、前記IPネットワークに開設された回線を利用している回線利用者の端末装置であることを特徴とする多ノード間測定方法。 - 請求項1記載の多ノード間測定方法において、
前記要求元は、前記IPネットワークを利用してアプリケーション利用者にサービスを提供するアプリケーション事業者の端末装置であることを特徴とする多ノード間測定方法。 - IPネットワーク上に複数設置され、任意の2つの測定装置間のIP品質を複数の測定装置について測定する多ノード間測定装置において、前記複数の測定装置を直接接続するピアツーピア(P2P)ネットワークレイヤをIPネットワーク上に構築する手段と、
自装置が測定元として予め決定された場合、測定先として予め決定された測定装置を前記P2Pネットワークレイヤ上で検索する手段と、
自装置が測定元として予め決定された場合、前記測定先に対する測定スケジュールを作成する手段と、
自装置が測定元として予め決定された場合、自装置と前記測定先との間のIP品質を前記測定スケジュールに従って測定する手段と、
前記IPネットワークから測定データ要求を受信したとき、この測定データ要求で指定された収集条件に合致するIP品質を測定した前記測定元を、前記P2Pネットワークレイヤ上で検索する手段と、
自装置が前記検索された測定元である場合、前記測定データ要求を発した要求元に前記収集条件に合致する測定データを送信する手段とを有することを特徴とする多ノード間測定装置。 - 請求項5記載の多ノード間測定装置において、
前記要求元は、前記IPネットワークを構築するインフラストラクチャ事業者の端末装置であることを特徴とする多ノード間測定装置。 - 請求項5記載の多ノード間測定装置において、
前記要求元は、前記IPネットワークに開設された回線を利用している回線利用者の端末装置であることを特徴とする多ノード間測定装置。 - 請求項5記載の多ノード間測定装置において、
前記要求元は、前記IPネットワークを利用してアプリケーション利用者にサービスを提供するアプリケーション事業者の端末装置であることを特徴とする多ノード間測定装置。
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JP2002223853A JP2004064692A (ja) | 2002-07-31 | 2002-07-31 | 多ノード間測定方法および装置 |
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