JP2015023463A - パケット解析装置、パケット解析方法、及びパケット解析プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】中継装置におけるパケットの送出開始から送出完了までに生じる遅延による通信品質の解析精度の低下を抑制する。【解決手段】中継装置を経由して端末装置へ送信されるパケットを受信し、受信したパケットに基づいて、中継装置がパケットの送出を開始してから完了するまでの時間を示す遅延時間を算出し、パケットの受信間隔が遅延時間よりも長い場合、中継装置と端末装置の間の通信品質の解析を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、通信ネットワークにおいて送受信されるパケットの解析に関する。

近年、情報技術の発展に伴い、パケット通信ネットワークを介しての双方向通信が活発に行われている。例えば、インターネットの標準プロトコルとして広く認知されているＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）によって、パケット化したデータを、パケット通信ネットワークを介して送受信することができる。パケット通信ネットワークにおいて、通信品質の監視・管理が重要になる。パケット通信ネットワーク内において、通信品質の監視・管理を行うためには、パケット通信ネットワーク内に監視装置を設置することが考えられる。監視装置はパケット通信ネットワーク内の中継装置（例えば、スイッチやタップなどの分岐装置）を介して、中継装置を通過するパケットを受信して、パケット通信ネットワークの通信品質を監視することができるパケット解析装置である。

ところで、パケットの受信間隔を用いてパケット通信ネットワークの通信品質の解析を行う監視装置がある。

特開２００５−２５２６０８号公報

パケット通信ネットワークには、有線区間及び無線区間が含まれ、パケット通信ネットワークの端末として無線通信装置が使用される場合がある。パケット通信ネットワークにおいて有線区間と無線区間との間を中継する中継装置は、有線区間の回線から受信したパケットを無線区間の回線に送出する。その際、中継装置では、パケットサイズや、帯域幅に応じて、パケットの送出開始から送出完了までに遅延が生じる可能性がある。このような送信遅延による影響が大きくなれば、監視装置における通信品質の解析結果への送信遅延の影響が大きくなり、本来解析すべき情報の割合が小さくなるため、その中に含まれる誤差の影響が相対的に大きくなる。そのため、監視装置による通信品質の解析精度の低下を招くおそれがある。

そこで、１つの側面では、本発明は、中継装置におけるパケットの送出開始から送出完了までに生じる遅延による通信品質の解析精度の低下を抑制することを目的とする。

一態様の監視装置は、受信部、算出部、及び解析部を含む。受信部は、中継装置を経由して端末装置へ送信されるパケットを受信する。算出部は、受信したパケットに基づいて、中継装置がパケットの送出を開始してから完了するまでの時間を示す遅延時間を算出する。解析部は、受信したパケットと1つ前に受信したパケットの受信間隔が遅延時間よりも長い場合、中継装置と端末装置の間の通信品質の解析を行う。

一実施態様によれば、中継装置におけるパケットの送出開始から送出完了までに生じる遅延による通信品質の解析精度の低下を抑制することができる。

パケット解析装置の一実施例の構成を図解した機能ブロック図である。 本実施形態に係る通信システムの構成の一例を示す。 監視装置における、無線区間の回線の種別を判定する解析処理を説明するための図である。 シリアル化遅延を説明するための図である。 シリアル化遅延がないと仮定した場合の、有線端末と無線端末間のパケットの流れの一例を示す図である。 シリアル化遅延があると仮定した場合の、有線端末と無線端末間のパケットの流れの一例を示す図である。 無線回線種別判定において、シリアル化遅延の影響がない場合の一例である。 無線回線種別判定において、シリアル化遅延の影響がある場合の一例である。 シリアル化遅延の影響がない場合の有線端末から無線端末にかけてのパケットの流れの一例を示す。 シリアル化遅延の影響がある場合の有線端末から無線端末にかけてのパケットの流れの一例を示す。 監視装置の通信プログラムの機能構成の一例を示す。 Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレームのヘッダの構成の一例を示す。 ＩＰヘッダの構成の一例を示す。 ＴＣＰヘッダの構成の一例を示す。 記録部により記録される受信履歴情報の一例である。 シリアル化遅延の算出方法の一例の処理内容を図解したフローチャートである。 種別毎に無線再送周期の値が記録された無線再送周期情報の一例である。 パケットを受信したときの監視装置の処理内容を図解したフローチャートである。 監視装置による回線種別判定処理の一例の処理内容を図解したフローチャートである。 パケットのサイズが同じ場合に、ＲＴＴを計測することによりシリアル化遅延を算出する方法を説明する図である。 パケットのサイズが同じ場合に、ＲＴＴを計測することによりシリアル化遅延を算出する方法の処理内容を図解したフローチャートである。 パケットのサイズが異なる場合に、シリアル化遅延を算出する方法を説明する図である。 パケットのサイズが異なる場合に、シリアル化遅延を算出する方法の処理内容を図解したフローチャートである。 監視装置のハードウェア構成の一例を示す。

監視装置は、受信した２つのパケットの受信間隔を用いて通信品質の解析を行う。例えば、監視装置は、受信した２つのパケットの受信間隔と、それらのパケットの確認応答パケットの受信間隔とを用いて、パケットを中継する中継装置で再送が発生した場合の再送時間を算出（推定）する。そして、監視装置は、算出した再送時間を、無線回線の種類毎に予め定められた再送時間と比較することにより、無線回線の種別を判定する。しかしながら、中継装置においてパケットの送出開始から送出完了までに生じる遅延に因り、監視装置がパケットの受信間隔に基づいて算出（推定）する再送時間を正確に算出できない場合がある。この場合は無線回線の種別の判定精度が低下することとなる。監視装置は、そのような正確に再送時間を算出できない場合を判定して、無線回線の種別の判定を行わないようにする。これにより、中継装置におけるパケットの送出開始から送出完了までに生じる遅延による通信品質の解析精度の低下を抑制することができる。

図１は、パケット解析装置の一実施例の構成を図解した機能ブロック図である。図１において、パケット解析装置１０は、受信部１、算出部２、解析部３、及び格納部４を含む。

受信部１は、中継装置を経由して端末装置へ送信されるパケットを受信する。また、受信部は、パケットに対する確認応答パケットを受信する。

算出部２は、受信したパケットに基づいて、中継装置がパケットの送出を開始してから完了するまでの時間を示す遅延時間を算出する。また、算出部は、有線回線から受信されたパケットに基づいて、中継装置が無線回線へのパケットの送出を開始してから完了するまでにかかる遅延時間を算出する。さらに、算出部は、第１のパケットと第２のパケットの受信間隔と、第１のパケットに対する確認応答パケットと第２のパケットに対する確認応答パケットの受信間隔と、の差分を用いて、中継装置が無線回線へのパケットの送出を開始してから完了するまでにかかる遅延時間を算出する。

解析部３は、パケットの受信間隔が遅延時間よりも長い場合、中継装置と端末装置の間の通信品質の解析を行う。

格納部４は、無線回線の通信速度情報を格納する。算出部２は、格納部４に格納された無線回線の通信速度情報と、有線回線から受信されたパケットのサイズに基づいて、中継装置が無線回線へのパケットの送出を開始してから完了するまでにかかる遅延時間を算出する。

図２は、本実施形態に係る通信システム２０の構成の一例を示す。
通信システム２０は、有線端末２１、分岐装置２２、中継装置２３、無線端末２４、及び監視装置２５を含む。有線端末２１と中継装置２３は有線回線で接続され、有線端末２１と中継装置２３の有線経路上には分岐装置２２が配置される。分岐装置２２は、有線端末２１及び中継装置２３間を接続することに加え、さらに監視装置２５に接続する。中継装置２３と無線端末２４は無線回線で接続される。ここで、本実施形態においては、有線区間の回線は、無線区間の回線よりも通信速度が速いものとする。監視装置２５は、パケット解析装置１０の一例である。

有線端末２１は、無線端末２４に宛ててパケットを送信する。そして、有線端末２１は、送信したパケットに対する確認応答パケットを無線端末２４から受信する。以下の説明では、有線端末２１から無線端末２４に宛てて送信されたパケットをデータパケット、データパケットに対する無線端末２４から有線端末２１に宛てて送信された確認応答パケットをＡＣＫパケットと記す。有線端末２１と無線端末２４の間で通信されるパケットは、例えばＴＣＰパケットであり、パケットが宛先の端末に受信されると、宛先の端末はパケットが到達したことを示す情報を返信する。

分岐装置２２は、有線経路上を流れるデータパケット及びＡＣＫパケットをキャプチャする。そして、分岐装置２２は、キャプチャしたパケットをそのパケットの宛先に向けて回送するとともに、キャプチャしたパケットを複製して、監視装置２５に転送する。尚、分岐装置２２は、例えば、タップ、リピータハブ、またはスイッチ等である。例えば、スイッチのミラーポートを監視装置２５に接続して、ミラーポートから監視装置２５にパケットを転送してもよい。

中継装置２３は、データパケットを有線回線から受信し、受信したデータパケットを無線通信可能な形式に変換して、無線端末２４に宛てて無線回線に送信する。また、中継装置２３は、無線回線からＡＣＫパケットを受信し、受信したＡＣＫパケットを有線で通信可能な形式に変換して、有線端末２１に宛てて有線回線に送信する。中継装置２３は、例えば、携帯電話の基地局等である。

無線端末２４は、有線端末２１からデータパケットを受信する。すると、無線端末２４は、データパケットを受信したことを示すＡＣＫパケットを有線端末２１に宛てて返信する。

監視装置２５は、有線端末２１から無線端末２４に宛てて送信されたデータパケットと、データパケットに対する確認応答のＡＣＫパケットと、に基づいて、無線区間についての様々な情報を解析する。情報の解析の一例としては、具体的には、無線区間の回線の種別を判定する解析処理がある。無線種別判定を行うと、無線種別に合わせて品質（良いのか悪いのか）を判定することができ、どの無線回線で問題が発生しているのかの切り分けができる。また、監視装置２５は、無線区間ではなく、有線区間に配置されることにより、パケットのキャプチャが容易になる。さらに、監視装置２５が無線端末の近くではなく、コア網である有線区間に配置されることにより、監視装置２５の集約が可能となり、監視装置２５の数を減らすことができる。

図３は、監視装置２５における、無線区間の回線の種別を判定する解析処理を説明するための図である。監視装置２５は、受信したパケットの受信時刻を用いて、中継装置２３において再送が発生した場合の再送時間を算出（推定）し、算出した再送時間を、無線回線の種類毎に予め定められている再送時間と比較することにより、無線回線の種別を判定する。

具体的には、監視装置２５は、有線端末２１からデータパケットを受信すると、受信したデータパケットの監視装置２５での受信時刻を記録する。また、監視装置２５は、受信時刻を記憶したデータパケットに対するＡＣＫパケットを受信すると、受信したＡＣＫパケットの監視装置２５での受信時刻を記録する。そして監視装置２５は、受信時刻を記録したデータパケットのうち、２つのデータパケット（ここでは、データパケットＡ、ＢとしデータパケットＡはデータパケットＢより前に受信されたとする）に着目し、この２つのデータパケットの受信時刻の差分を算出する。このデータパケットＡ、Ｂの受信時刻の差分を、以下の説明では、データ間隔と記す。また、監視装置２５は、着目したデータパケットＡ、Ｂにそれぞれ対応するＡＣＫパケットであるＡＣＫパケットＡ、Ｂの受信時刻の差分を取得する。このＡＣＫパケットＡ、Ｂの受信時刻の差分を、以下の説明では、ＡＣＫ間隔と記す。そして、監視装置２５は、中継装置２３におけるパケットの再送にかかる時間（再送時間）を、監視装置２５におけるＡＣＫ間隔とデータ間隔の差分をとることにより算出（推定）する。そして、監視装置２５は、ＡＣＫ間隔とデータ間隔の差分を、予め監視装置２５の所定の記憶領域に記憶しておいた回線毎にかかる再送時間と比較することで、無線回線の種別の判定を行う。このように、キャプチャしたパケットの受信時刻を記憶してデータ間隔とＡＣＫ間隔の差分を算出し、回線毎の再送時間と比較することで、監視装置２５は、無線回線の種別を判定することができる。

ここで、中継装置２３において高速な有線区間から受信されたデータパケットは、低速な無線区間に送信される。このとき、中継装置２３では、パケットをインターフェースから送信するために電気信号や光信号、電波など物理的な信号に変換するために時間がかかり、有線区間から受信したデータパケットを無線区間に送出するために遅延が発生する。このような遅延をシリアル化遅延と呼ぶ。

無線回線へ送出するデータのシリアル化遅延は、以下の式（１）により求められる。
シリアル化遅延＝無線回線へ送出するデータのサイズ／無線回線の通信速度 （１）
図４は、シリアル化遅延を説明するための図である。図４（Ａ）は、帯域幅の大きい回線を示し、図４（Ｂ）は、帯域幅の小さい回線を示している。同じサイズのデータを送信する場合でも、帯域幅の大きい回線では、送出（送信）開始から送出（送信）終了までの時間が短く、帯域幅の小さい回線では、送出（送信）開始から送出（送信）終了までの時間が長くなる。

中継装置２３においてこのようなシリアル化遅延が発生すると、図３を参照して説明した無線回線種別判定の精度が低下する。図３の無線回線種別判定処理では、中継装置２３における再送にかかる時間を、監視装置２５におけるＡＣＫ間隔とデータ間隔の差分をとることにより算出している。しかしながら、シリアル化遅延が発生する場合は、ＡＣＫ間隔とデータ間隔の差分は、実際の再送にかかる時間からずれてしまう。これについて、図５及び図６を参照して説明する。

図５は、シリアル化遅延がないと仮定した場合の、有線端末２１と無線端末２４間のパケットの流れの一例を示す図である。図６は、シリアル化遅延があると仮定した場合の、有線端末２１と無線端末２４間のパケットの流れの一例を示す図である。

図５の例では、中継装置２３においてシリアル化遅延がないと仮定しているため、無線区間において再送が発生しない場合には、有線区間におけるデータ間隔と無線区間におけるデータ間隔が同じになっている。そのため、監視装置２５における、ＡＣＫ間隔とデータ間隔との差分は、再送時間と等しくなる。

一方、図６の例では、無線区間において再送が発生しない場合にも、有線区間におけるデータ間隔と無線区間におけるデータ間隔が異なっている。これは、中継装置２３でシリアル化遅延があると仮定しているため、無線区間におけるデータ間隔が、有線区間におけるデータ間隔よりも大きくなるからである。この場合、監視装置２５における、ＡＣＫ間隔とデータ間隔の差分は再送時間とはならない。

図３を参照して説明した無線回線種別判定では、ＡＣＫ間隔とデータ間隔の差分と、予め監視装置２５の所定の記憶領域に記憶しておいた回線毎にかかる再送時間とを比較することで、無線回線の種別の判定を行う。このような判定では、図６のように、シリアル化遅延の影響で、ＡＣＫ間隔とデータ間隔の差分が再送時間とずれる場合には、正確に無線回線種別の判定ができない。

そこで、本実施形態では、シリアル化遅延により無線回線種別の判定結果に影響がある場合には、監視装置２５は、無線回線種別の判定を行わないようにする。このようにすることで、シリアル化遅延により無線回線種別の判定の精度が低下することを抑制することができる。

次に、シリアル化遅延により無線回線種別の判定結果に影響がある場合とはどういう場合かを詳細に説明する。図７及び図８を参照して以下で説明されるように、シリアル化遅延が発生しても、無線回線種別の判定結果に影響がある場合とそうでない場合とがある。

図７は、無線回線種別判定において、シリアル化遅延の影響がない場合の一例である。シリアル化遅延の影響がない場合は、監視装置２５におけるデータ間隔が、シリアル化遅延の値以上の場合である。図７のように、監視装置２５におけるデータ間隔がシリアル化遅延の値以上の場合には、有線区間におけるデータ間隔と無線区間におけるデータ間隔は同じになる。従って、図５を参照して説明したように、監視装置２５における、ＡＣＫ間隔とデータ間隔の差分は再送時間となるため、無線回線種別の判定結果に影響はない。

図８は、無線回線種別判定において、シリアル化遅延の影響がある場合の一例である。シリアル化遅延の影響がある場合は、監視装置２５におけるデータ間隔が、シリアル化遅延の値よりも小さい場合である。この場合には、有線区間におけるデータ間隔と無線区間におけるデータ間隔が異なる。従って、図６を参照して説明したように、監視装置２５における、ＡＣＫ間隔とデータ間隔の差分は再送時間とはならないため、無線回線種別の判定結果に影響が生じる。よって、監視装置２５におけるデータ間隔が、シリアル化遅延の値よりも小さい場合には、監視装置２５は無線回線種別判定を行わないようにする。

シリアル化遅延の影響がない場合について、さらに例を挙げて説明する。図９は、シリアル化遅延の影響がない場合の有線端末２１から無線端末２４にかけてのパケットの流れの一例を示す。尚、図９の例では、２つのデータパケットに対して１つのＡＣＫパケットが応答されているが、これに限定されず、所定量のデータを受信する毎にＡＣＫパケットを返信するようにしてもよい。

図９において、先ず、有線端末２１はＤＡＴＡ１〜６の６つのパケットをほぼ同時に無線端末２４に宛てて送信する。その後、有線端末２１はＡＣＫを受信する毎に、２つのパケットをほぼ同時に無線端末２４に宛てて送信する。

中継装置２３では、データパケットを無線区間に送出するためにシリアル化遅延が発生している。

無線端末２４は、２つのデータパケットを受信する毎に、ＡＣＫパケットを有線端末２１に返信する。

監視装置２５は、データパケットをキャプチャすると、データパケットの受信時刻をそのデータパケットの識別情報と対応付けて、所定の記憶領域に格納する。また、監視装置２５は、ＡＣＫパケットをキャプチャすると、ＡＣＫパケットの受信時刻をそのＡＣＫパケットの識別情報と対応付けて、所定の記憶領域に格納する。ここで、格納されたデータパケットとＡＣＫパケットの受信時刻は、データ間隔とＡＣＫ間隔を算出する際に用いられる。

ここでは説明のために、監視装置２５は、ＤＡＴＡ１０とＤＡＴＡ１２に着目して、ＡＣＫ間隔とデータ間隔の差分を算出することとする。ＤＡＴＡ１０とＤＡＴＡ１２のデータ間隔はシリアル化遅延と等しくなっている。これは、ＤＡＴＡ１０は有線端末２１においてＡＣＫ４が受信されると同時に送信され、ＤＡＴＡ１２はＡＣＫ６が受信されると同時に送信されており、さらに、ＡＣＫ４とＡＣＫ６の間隔はシリアル化遅延の間隔と等しくなっているからである。

ＤＡＴＡ１２とＤＡＴＡ１０のデータ間隔はシリアル化遅延の値以上であるため、無線区間で再送が発生しない場合、有線区間と無線区間でＤＡＴＡ１２とＤＡＴＡ１０のデータ間隔は同じになる。よって、ＤＡＴＡ１２とＤＡＴＡ１０の監視装置２５におけるＡＣＫ間隔とデータ間隔の差分は、再送時間（ＤＡＴＡ１１と１２の再送時間とＤＡＴＡ９と１０の再送時間の差分）と等しくなる。従って、図９の例では、ＤＡＴＡ１０とＤＡＴＡ１２に着目した場合はシリアル化遅延が解析結果に影響を及ぼさないので、監視装置２５は、ＤＡＴＡ１０とＤＡＴＡ１２の「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」の値を解析の対象とする。

図９に示されるように、ＤＡＴＡ１１とＤＡＴＡ１２について、無線端末２４に到達するまでに中継装置２３からの再送が５回発生している。従って、ＤＡＴＡ１０とＤＡＴＡ１２の、「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」は、再送遅延×５の値となる。ここで、再送遅延とは、中継装置２３において、パケットのロスが発生した場合などに、パケットの一度の再送処理にかかる時間（最初のパケットを送信してから、再送パケットが送信されるまでの時間）である。よって、中継装置２３は、ＤＡＴＡ１０とＤＡＴＡ１２の、「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」の値を算出し、算出した値と、予め記憶された無線回線種別毎の再送遅延の値×Ｎ（Ｎは正の整数）とを比較することで、無線回線種別を判定することができる。

図１０は、シリアル化遅延の影響がある場合の有線端末２１から無線端末２４にかけてのパケットの流れの一例を示す。

図１０において、有線端末２１、監視装置２５、中継装置２３、及び無線端末２４の動作は、図９で説明したものと同様である。しかしながら、図９と異なり図１０では、中継装置２３から無線端末２４に対する無線区間の通信において、ＤＡＴＡ４の到着が遅れ、ＡＣＫ４とＡＣＫ６がほぼ同時に有線端末２１に宛てて送信されている。この場合、有線端末２１はＡＣＫ４とＡＣＫ６をほぼ同時に受信するため、ＤＡＴＡ９〜ＤＡＴＡ１２の４つのデータパケットをほぼ同時に無線端末２４に宛てて送信することとなる。すると、ＤＡＴＡ１０とＤＡＴＡ１２のデータ間隔は、シリアル化遅延の値よりも小さくなる。

すると、ＤＡＴＡ１０とＤＡＴＡ１２の無線区間でのデータ間隔は有線区間のデータ間隔よりも大きくなる。よって、ＤＡＴＡ１０とＤＡＴＡ１２の監視装置２５におけるＡＣＫ間隔とデータ間隔の差分は再送時間と等しくならない。従って、図１０では、ＤＡＴＡ１０とＤＡＴＡ１２に着目した場合はシリアル化遅延が解析結果に影響を及ぼすため、監視装置２５は、ＤＡＴＡ１０とＤＡＴＡ１２の「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」の値を、無線回線種別判定処理の対象とはしない。

次に、監視装置２５において、無線回線種別判定処理を行う通信プログラムの構成について説明する。図１１は、監視装置２５の通信プログラム３０の機能構成の一例を示す。通信プログラム３０は、取得部３１、抽出部３２、分類部３３、記録部３４、算出部３５、比較部３６、及び判定部３７を含む。取得部３１は、受信部１の一例である。算出部３５は、算出部２の一例である。比較部３６及び判定部３７は、解析部３の一例である。

取得部３１は、パケットを受信（キャプチャ）する。例えば、取得部３１は、監視装置２５のネットワークカードを介してパケットを受信する。ネットワークカードは、有線経路上に配設された分岐装置２２と接続し、分岐装置２２からパケットを受信する。

抽出部３２は、取得部３１が受信したパケットがＴＣＰか否かを判定して、ＴＣＰパケットを抽出する。具体的には、抽出部３２は、キャプチャしたパケットのヘッダ情報を参照してＴＣＰパケットか否かを判定することにより、受信したパケットの中からＴＣＰパケットを抽出する。

ここで、パケットのヘッダの構成について説明する。
図１２は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレームのヘッダの構成の一例を示す。図１２に示すように、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレームのヘッダは、宛先アドレス、送信元アドレス、タイプ、データ、及びＦＣＳ（Frame Check Sequence）のフィールドを含む。

宛先アドレスフィールドにはフレームの宛先のＭＡＣアドレスが格納される。送信元アドレスフィールドにはフレームの送信元のＭＡＣアドレスが格納される。タイプフィールドにはデータフィールドに格納される上位層プロトコルを示す識別情報が格納される。データフィールドにはデータが格納される。ＦＣＳフィールドにはフレームのエラーを検出するための情報が格納される。

図１３は、ＩＰヘッダの構成の一例を示す。図１３に示すように、ＩＰヘッダは、プロトコル、送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、その他の各種情報のフィールドを含む。

プロトコルフィールドは、上位に当たるトランスポート層のネットワーク・プロトコルの種類を表す番号が格納される。例えば、プロトコルフィールドに格納される番号は、「1」はＩＣＭＰ（Internet Control Message Protocol）を示し、「6」はＴＣＰ（Transmission Control Protocol）を示すなどと定められている。送信元ＩＰアドレスフィールドは、送信元のＩＰアドレスが格納される。宛先ＩＰアドレスフィールドは、宛先のＩＰアドレスが格納される。

図１４は、ＴＣＰヘッダの構成の一例を示す。図１４に示すように、ＴＣＰヘッダは、送信元ポート番号、宛先ポート番号、シーケンス番号、応答確認番号、その他の各種情報のフィールドを含む。

送信元ポート番号フィールドは、送信元のアプリケーションを識別するための番号が格納される。宛先ポート番号フィールドは、宛先のアプリケーションを識別するための番号が格納される。シーケンス番号フィールドは、送信するデータに対して順序付けを行うための番号が格納される。また、シーケンス番号は、これから送受信しようとしているデータの位置を示すともいえる。応答確認番号フィールドは、受信したデータに対してどこまで受信できたのかを示す情報が格納される。

抽出部３２は、パケットのＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレームのヘッダの「タイプ」フィールドが「0800」であればＩＰｖ４、ＩＰヘッダの「プロトコル」フィールドが「6」であればＴＣＰであると判定して、ＴＣＰであると判定したパケットを抽出する。

尚、抽出するパケットはＴＣＰパケットとしたが、これに限定されず、受信応答を行うプロトコルに準拠したパケットでＴＣＰと同等の解析ができるのであれば、種々のパケットが用いられてもよい。

分類部３３は、ＴＣＰと判定されたパケットをコネクション毎に分類する。本実施形態においてコネクションとは、パケットの、送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、送信元ポート番号、及び宛先ポート番号の組み合わせにより一意に識別されるものである。尚、分類部３３は、送信元ＩＰアドレス及び宛先ＩＰアドレスを、ＩＰヘッダの送信元ＩＰアドレスフィールド及び宛先ＩＰアドレスフィールドから取得する。また、分類部３３は、送信元ポート番号及び宛先ポート番号を、ＴＣＰヘッダの送信元ポート番号フィールド及び宛先ポート番号フィールドから取得する。データパケットとそのデータパケットに対応するＡＣＫパケットとは、送信元ＩＰアドレス（ポート番号）と宛先ＩＰアドレス（ポート番号）の値が入れ替わることになるが、これらは同じコネクションに分類されるとする。

記録部３４は、パケットの受信時刻を、パケットの識別情報と対応付けて所定の記憶領域に記録する。以下の説明では、記録部３４が記録する情報を受信履歴情報と記す。記録部３４は、ＡＣＫパケットの情報については、どのデータパケットに対応するのかを示す情報も受信履歴情報に記録する。また、記録部３４は、受信したパケットの受信時刻とともにパケットのサイズも受信履歴情報に記憶するようにしてもよい。尚、記録部３４は、特定のコネクションの情報のみを受信履歴情報として記録するようにしてもよい。

パケットの識別情報は、パケットを一意に識別するための情報であり、例えば、パケットのＴＣＰヘッダに含まれるシーケンス番号、確認応答番号、及び分類部３３が分類したコネクションの組み合わせにより表される。

図１５は、記録部３４により記録される受信履歴情報の一例である。受信履歴情報９０は、送信元ＩＰアドレス８１、送信元ポート番号８２、宛先ＩＰアドレス８３、宛先ポート番号８４、シーケンス番号８５、確認応答番号８６、及び受信時刻８７のデータ項目を含む。

送信元ＩＰアドレス８１、送信元ポート番号８２、宛先ＩＰアドレス８３、及び、宛先ポート番号８４は、分類部３３が分類したコネクションを一意に識別するための情報である。

シーケンス番号８５は、パケットのＴＣＰヘッダに含まれるシーケンス番号が格納される。

確認応答番号８６は、パケットのＴＣＰヘッダに含まれる確認応答番号が格納される。
受信時刻８７は、パケットを監視装置２５が受信した時刻が格納される。

記録部３４は、受信したパケットのＩＰヘッダの送信元ＩＰアドレスフィールド及び宛先ＩＰアドレスフィールドの情報を、それぞれ、送信元ＩＰアドレス８１、宛先ＩＰアドレス８３に格納する。また、記録部３４は、受信したパケットのＴＣＰヘッダの送信元ポート番号フィールド及び宛先ポート番号フィールドの情報を、それぞれ、送信元ポート番号８２、宛先ポート番号８４に格納する。さらに、記録部３４は、受信したパケットのＴＣＰヘッダのシーケンス番号と確認応答番号の各フィールドの情報を、それぞれ、シーケンス番号８５、確認応答番号８６に格納する。そして、記録部３４は、受信したパケットの受信時刻を受信時刻８７に格納する。尚、記録部３４は、監視装置２５のタイマ（時計）を用いて、パケットの受信時刻を格納する。

図１５の受信履歴情報９０には、送信元ＩＰアドレス８１が「100.100.100.100」、送信元ポート番号８２が「80」、宛先ＩＰアドレス８３が「200.200.200.200」、宛先ポート番号８４が「40000」のレコード９１が格納されている。レコード９１は、さらに、シーケンス番号８５に「1000」、確認応答番号８６に「2700」、受信時刻８７に「2013/1/1/10:00:00.000」が格納されている。ここで、以下の説明においては簡略のために、送信元ＩＰアドレス８１が「100.100.100.100」、送信元ポート番号８２が「80」、宛先ＩＰアドレス８３が「200.200.200.200」、宛先ポート番号８４が「40000」である４つの組を、まとめてコネクション「A」と記す。尚、送信元ＩＰアドレス（ポート番号）と宛先ＩＰアドレス（ポート番号）の値が入れ替わったものも、同一のコネクション「A」と記す。

図１５の受信履歴情報９０には、さらに、コネクションが「A」、シーケンス番号８５が「2700」、確認応答番号８６が「1500」、受信時刻８７が「2013/1/1/10:00:00.020」のレコード９２が格納されている。また、受信履歴情報９０には、コネクションが「A」、シーケンス番号８５が「1500」、確認応答番号８６が「2700」、受信時刻８７が「2013/1/1/10:00:00.025」のレコード９３が格納されている。さらに、受信履歴情報９０には、コネクションが「A」、シーケンス番号８５が「2700」、確認応答番号８６が「2000」、受信時刻８７が「2013/1/1/10:00:00.055」のレコード９４が格納されている。

例えば、レコード９１とレコード９２とでは、送信元ＩＰアドレス（ポート番号）と宛先ＩＰアドレス（ポート番号）の値が入れ替っているが、これは、同一コネクションにおいてパケットの送信される向きが逆であることを示している。

また、例えば、レコード９１のシーケンス番号８５が「1000」であり、レコード９２の確認応答番号８６が「1500」であることから、レコード９１に対応するパケットのＴＣＰデータのサイズは「500（byte）」であることが分かる。尚、フレームのサイズはＴＣＰデータのサイズにヘッダのサイズを加えれば算出できる。

算出部３５は、中継装置２３において所定のデータパケットについて発生するシリアル化遅延の値を算出（推定）する。図１６は、シリアル化遅延の算出方法の一例の処理内容を図解したフローチャートである。

図１６のフローにおいて、算出部３５は、先ず、対象のデータパケットのサイズを取得する（Ｓ１０１）。

データパケットのサイズは、予め所定の記憶領域に記憶された所定の固定値としてもよいし、中継装置２３が受信した所定数のパケットの平均値等としてもよい。また、例えば、データパケットのサイズは、以下のように算出してもよい。

すなわち、先ず算出部３５は、所定の２つのＡＣＫパケットに着目する。着目するＡＣＫパケットは、取得部３１が直近に受信したＡＣＫパケットとしてもよいし、任意のＡＣＫパケットとしてもよい。ここでは、説明のために着目する２つのＡＣＫパケットをＡＣＫパケットＡ、ＡＣＫパケットＢとし、ＡＣＫパケットＡは、同一コネクションにおいてＡＣＫパケットＢの１つ前に中継装置２３に受信されたＡＣＫパケットであるとする。そして、ＡＣＫパケットＡ、Ｂにそれぞれ対応するデータパケットをデータパケットＡ、Ｂとする。すると、算出部３５は、中継装置２３がデータパケットＡを受信した直後の時点から、中継装置２３がデータパケットＢを受信した直後の時点までの間に受信したデータパケットのサイズの平均を算出する。

個々のデータパケットのサイズについては、算出部３５は受信履歴情報を参照して取得する。例えば受信履歴情報９０においては、算出部３５は、受信履歴情報９０に含まれるＡＣＫパケットＡ及びＡＣＫパケットＢに対応するレコードの確認応答番号８６の差分に基づいて算出する。

次に、算出部３５は、無線回線の通信速度情報（帯域幅）を取得する（Ｓ１０２）。通信速度情報は、予め監視装置２５の所定の記憶領域に記憶されたものである。

そして、算出部３５は、Ｓ１で算出したデータパケットのサイズを、Ｓ２で取得した無線回線の通信速度で割り、その商をシリアル化遅延として算出する（Ｓ１０３）。

ここで、シリアル化遅延の値は、Ｓ１０３で算出した値と実際のシリアル化遅延との誤差を考慮して、Ｓ１０３で算出した値に所定の値を加えた値としてもよい。例えば、「速度＝1Mbps」で「データサイズ＝1500バイト」のとき、「シリアル化遅延＝12ms」が算出されるが、これに所定の値αを加えて、パケット２つ分のシリアル化遅延は、「12ms×2（パケット）＋α（α＝6ms）＝30ms」などとしてもよい。

比較部３６は、データ間隔がシリアル化遅延の値以上か否かを判定する。
具体的には先ず、比較部３６は、無線端末２４が受信したＡＣＫパケットのうち、所定の２つのＡＣＫパケットＡ、Ｂに着目する。比較部３６が着目するパケットは、例えば、算出部３５がデータパケットのサイズを算出する際に着目した２つのパケットとしてもよい。そして、比較部３６は、ＡＣＫパケットＡ、Ｂにそれぞれ対応するデータパケットＡ、Ｂのデータ間隔を、記録部３４が記録した受信履歴情報を用いて算出する。

データ間隔の算出においては、受信履歴情報９０を用いる場合、具体的には先ず、比較部３６は、ＡＣＫパケットＡ、Ｂに各々対応するデータパケットＡ、Ｂに対応する受信履歴情報９０のレコードを特定して、特定したレコードの受信時刻８７の値を取得する。

図１５の例においては、ＡＣＫパケットＡはレコード９２に対応し、ＡＣＫパケットＢはレコード９４に対応するものとする。比較部３６は、ＡＣＫパケットＡ、Ｂにそれぞれ対応する受信履歴情報９０のレコードを、コネクション、シーケンス番号、及び確認応答番号に基づいて特定する。すると、シーケンス番号８５と確認応答番号８６の関係から、ＡＣＫパケットＡに対応するデータパケットはレコード９１が示すパケットであると比較部３６は特定する。そして、比較部３６は、データパケットＡの受信時刻を、レコード９１の受信時刻８７から取得する。同様に、比較部３６は、ＡＣＫパケットＢに対応するデータパケットＢはレコード９３が示すパケットであると特定し、データパケットＢの受信時刻を、レコード９３の受信時刻８７から取得する。すなわち、比較部３６は、ＡＣＫパケットＡ、Ｂに対応するデータパケットＡ、Ｂの受信時刻として、それぞれ「2013/1/1/10:00:00.000」、「2013/1/1/10:00:00.025」を取得する。

そして、比較部３６は、抽出した２つの受信時刻の差分をとり、データパケットＡ、Ｂのデータ間隔の値を算出する。そして、比較部３６は、算出したデータパケットＡ、Ｂのデータ間隔が、算出部３５が算出した、データパケットＡ、Ｂ間のシリアル化遅延の値以上か否かを判定する。

図１５の例においては、比較部３６は、データパケットＡ、Ｂのデータ間隔を「2013/1/1/10:00:00.025」−「2013/1/1/10:02:00.000」から「0.025」(s)であると算出する。そして、比較部３６は、「0.025」(s)が、算出部３５により算出されたシリアル化遅延の値以上か否かを判定する。

判定部３７は、データ間隔がシリアル化遅延の値以上であると比較部３６が判定した場合に、「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」が０より大きいか否かを判定する。「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」は、言い換えると、監視装置２５と無線端末２４の間で発生した遅延である。そして、「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」が０より大きいと判定した場合、判定部３７は、「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」の値が無線再送周期と一致するか否かを判定する。

判定部３７は、先ず「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」を算出する。具体的には、判定部３７は、比較部３６が着目したＡＣＫパケットＡ、Ｂに着目する。そして、ＡＣＫパケットＡ、Ｂの端末装置での受信時刻を、受信履歴情報からそれぞれ取得する。図１５の受信履歴情報９０の例においては、判定部３７は、ＡＣＫパケットＡ、Ｂの受信時刻として、それぞれ、レコード９２、レコード９４の受信時刻８７の値である、「2013/1/1/10:00:00.020」、「2013/1/1/10:00:00.055」を取得する。

そして、判定部３７は、ＡＣＫパケットＢの受信時刻からＡＣＫパケットＡの受信時刻を引くことにより、ＡＣＫパケットＡ、ＢのＡＣＫ間隔を取得する。図１５の例においては、ＡＣＫパケットＡ、Ｂのデータ間隔は、「2013/1/1/10:00:00.055」−「2013/1/1/10:00:00.020」＝「0.035」(s)となる。

ＡＣＫ間隔を算出すると、判定部３７は、ＡＣＫパケットＡ、Ｂに対応するＡＣＫ間隔がデータ間隔より大きいか否かを判定する。図１５の例においては、ＡＣＫ間隔は「0.035」(s)であり、データ間隔は「0.025」(s)であるので、判定部３７は、ＡＣＫパケットＡ、Ｂに対応するＡＣＫ間隔がデータ間隔より大きいと判定する。

次に、ＡＣＫ間隔がデータ間隔より大きいと判定した場合、判定部３７は、「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」の値が無線再送周期と一致するか否かを判定する。具体的には、判定部３７は、比較部３６が算出した「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」が、予め記憶された無線再送周期と一致するか否かを判定する。

図１７は、種別毎に無線再送周期の値が記録された無線再送周期情報の一例である。無線再送周期情報は、種別１１１と再送周期１１２のデータ項目を含む。種別１１１は、無線の種別を識別するための識別情報である。再送周期１１２は、種別１１１で示される無線の種別の再送周期を示す情報である。図１７の例においては、種別１１１はＨＳＰＤＡ（High Speed Downlink Packet Access）とＬＴＥ（Long Term Evolution）が示されている。そして、ＨＳＰＤＡの再送周期１１２として「10ms」、ＬＴＥの再送周期１１２として「8ms」が記されている。尚、無線の種別１１１は、図１７に示したＨＳＰＤＡとＬＴＥに限定されず種々の種別としてもよい。また、図１７はテーブル形式で記載したが、無線の種別と再送周期が関連付けられれば種々のデータ構造としてもよい。

例えば、判定部３７は、「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」の値が「10ms×N±2ms」（N：正の整数）（2msは誤差）の範囲に入っていればＨＳＰＤＡの再送周期と一致しており、範囲に入っていなければ再送周期と一致していないと判定する。図１５の例においては、ＡＣＫパケットＡ、Ｂに着目したときの「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」の値は「0.035-0.025=0.010」であり、この値は、「10ms×N±2ms」の範囲内である。従って、判定部３７は、ＡＣＫパケットＡ、Ｂに着目したときの「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」が、ＨＳＰＤＡの無線再送周期に一致すると判定する。

そして、判定部３７は、「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」が無線再送周期と一致すると判定した場合、着目したＡＣＫパケットのコネクションにおける無線回線の種別は、無線再送周期が一致した無線回線の種別であると判定する。図１５の例の場合、着目したパケットは、ＡＣＫパケットＡ、Ｂであり、それらのコネクションはコネクション「A」であるので、コネクション「A」における無線回線の種別はＨＳＰＤＡであると判定部３７は判定する。

もしくは、判定部３７は、同一コネクションの複数のパケットに着目したときの「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」の値を蓄積し、再送周期と一致している「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」の割合が所定の閾値以上である場合に、無線回線の種別の判定をしてもよい。例えば、判定部３７は、蓄積した「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」の値のうちで、ＨＳＰＤＡの再送周期と一致している値の割合が80%以上であれば、無線回線の種別がＨＳＰＤＡであると判定してもよい。

図１８は、パケットを受信したときの監視装置２５の処理内容を図解したフローチャートである。

図１８の動作フローにおいて、先ず取得部３１は、パケットを受信（キャプチャ）する（Ｓ１２１）。次に、抽出部３２は、取得部３１が受信したパケットがＴＣＰか否かを判定する（Ｓ１２２）。受信したパケットがＴＣＰでないと判定された場合（Ｓ１２２でＮｏ）、処理はＳ１２１に戻る。一方、Ｓ１２２において、パケットがＴＣＰであると判定された場合（Ｓ１２２でＹｅｓ）、分類部３３は、受信したパケットをコネクション毎に分類する（Ｓ１２３）。そして、記録部３４は、パケットの受信時刻を、パケットの識別情報と対応付けて、受信履歴情報９０に格納する（Ｓ１２４）。

図１９は、監視装置２５による回線種別判定処理の一例の処理内容を図解したフローチャートである。

図１９の動作フローにおいて、先ず、算出部３５はシリアル化遅延を算出する（Ｓ１２５）。シリアル化遅延の具体的な算出のフローは、図１６を参照して説明したものである。

次に、比較部３６は、所定のＡＣＫパケットに着目し、着目したＡＣＫパケットの一つ前に受信したＡＣＫパケットと着目したＡＣＫパケットとにそれぞれ対応する２つのデータパケットのデータ間隔を算出する（Ｓ１２６）。ここで、Ｓ１２５でシリアル化遅延を算出する際に、所定のＡＣＫパケットに着目した場合には、比較部３６は、Ｓ１２５で着目したＡＣＫパケットと同じＡＣＫパケットに着目してもよい。

次に、比較部３６は、Ｓ１２６で算出したデータ間隔がＳ１２５で算出したシリアル化遅延の値以上か否かを判定する（Ｓ１２７）。データ間隔がシリアル化遅延の値より小さい場合（Ｓ１２７でＮｏ）、処理は終了する。データ間隔がシリアル化遅延の値より小さい場合に、以降の回線種別判定処理を行わないことで、回線種別判定の精度が低下することを抑制することができる。

一方、Ｓ１２７において、データ間隔がシリアル化遅延の値以上である場合（Ｓ１２７でＹｅｓ）、判定部３７は、Ｓ１２６で着目したＡＣＫパケットと、着目したＡＣＫパケットの一つ前に受信したＡＣＫパケットとのＡＣＫ間隔を算出する（Ｓ１２８）。

次に、判定部３７は、Ｓ１２８で算出されたＡＣＫ間隔からＳ１２６で算出されたデータ間隔を引いた値が０より大きいか否かを判定する（Ｓ１２９）。「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」の値が０以下である場合（Ｓ１２９でＮｏ）、処理は終了する。

一方、Ｓ１２９において、「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」の値が０より大きい場合（Ｓ１２９でＹｅｓ）、判定部３７は、「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」の値が、再送周期と一致するか否かを判定する（Ｓ１３０）。「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」の値が、再送周期と一致しないと判定された場合（Ｓ１３０でＮｏ）、処理は終了する。

一方Ｓ１３０において、「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」が再送周期と一致すると判定した場合（Ｓ１３０でＹｅｓ）、判定部３７は、Ｓ１２６で着目したＡＣＫパケットが伝送された無線回線は、再送周期と一致した種別の無線回線であると判定する（Ｓ１３１）。そして、処理は終了する。

尚、図１８のフローで示した処理の直後に図１９のフローを開始してもよい。その場合、Ｓ１２６で着目するＡＣＫパケットは、Ｓ１２１で取得部３１が受信したＡＣＫパケットとしてもよい。また、Ｓ１２６において着目したＡＣＫパケットの一つ前のＡＣＫパケットの受信履歴情報９０のレコードは、Ｓ１２８の処理が終了した時点で削除してもよい。同様に、Ｓ１２６において着目したＡＣＫパケットの一つ前のＡＣＫパケットに対応するデータパケットの受信履歴情報９０のレコードは、Ｓ１２７の処理が終了した時点で削除してもよい。

Ｓ１２９において「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」の値を算出すると、判定部３７は、所定の記憶領域に「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」の値を、着目したパケットのコネクションに対応付けて記憶してもよい。そして、過去に記録された「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」の値を参照して、判定部３７は、再送周期と一致しているデータ間隔−ＡＣＫ間隔の割合が所定の閾値以上である場合に、無線回線の種別の判定をしてもよい。

尚、Ｓ１２５とＳ１２６は順序が逆でもよい。また、Ｓ１２８は、Ｓ１２７の前であってもよい。また、Ｓ１２６において、着目したＡＣＫパケットと、着目したＡＣＫパケットの一つ前に受信したＡＣＫパケットに対応するデータパケットのデータ間隔を算出するとしたが、任意のパケット間のデータ間隔を算出してもよい。その場合、Ｓ１２８のＡＣＫ間隔は、Ｓ１２６で算出したデータ間隔に対応するものする。

シリアル化遅延の算出方法は、図１６を参照して説明した方法に限定されず、通信品質に応じて種々の方法を採ることができる。次に、その他のシリアル化遅延の算出方法の例を示す。

先ず、パケットのサイズが同じである場合に、ＲＴＴ（Round-Trip Time）を計測することによりシリアル化遅延を算出する方法について説明する。図２０は、パケットのサイズが同じ場合に、ＲＴＴを計測することによりシリアル化遅延を算出する方法を説明する図である。尚、以降説明する図２０〜２３の説明では、２つのデータパケットに対して、１つのＡＣＫが返されるものとして説明する。

図２０（Ａ）は、ＡＣＫが返ってきていないパケットが存在しない場合に、新たに２つのパケットが送信されたときの、監視装置２５と無線端末２４の間でデータが伝送される様子を示している。この場合、監視装置２５が受信した新たな２つのパケットのＲＴＴを計測すると、「ＲＴＴ（Ａ）＝伝送遅延＋シリアル化遅延×２」となる。尚、伝送遅延は、電波が伝送路を通ってデバイスからデバイスに到達するのに必要な時間である。

図２０（Ｂ）は、ＡＣＫが返ってきていないパケットがウインドウサイズと等しい場合に、新たに２つのパケットが送信されたときの、監視装置２５と無線端末２４の間でデータが伝送される様子を示している。ウインドウサイズとは、送信側が、受信側からの送達確認なし（ＡＣＫパケットの受信を待たず）に連続して送受信できるデータ量を示す値である。この場合、監視装置２５が受信した新たな２つのパケットのＲＴＴを計測すると、「ＲＴＴ（Ｂ）＝伝送遅延＋シリアル化遅延×ウインドウサイズ」となる。ここで、図２０（Ｂ）の場合、ウインドウサイズの値は８としている。図２０において、例えばＤＡＴＡ１２のＲＴＴは、「伝送遅延＋シリアル化遅延×8」となる。

ここで、図２０（Ａ）のときのＲＴＴ（Ａ）と図２０（Ｂ）のときのＲＴＴ（Ｂ）の差分をとると、図２０（Ａ）と図２０（Ｂ）の伝送遅延は等しいため、伝送遅延が相殺され、「ＲＴＴ（Ｂ）―ＲＴＴ（Ａ）＝シリアル化遅延×（ウインドウサイズ−２）」となる。したがって、「シリアル化遅延＝（ＲＴＴ（Ｂ）―ＲＴＴ（Ａ））／（ウインドウサイズ−２）」により、シリアル化遅延を算出することができる。

図２１は、パケットのサイズが同じ場合に、ＲＴＴを計測することによりシリアル化遅延を算出する方法の処理内容を図解したフローチャートである。

図２１のフローにおいて、先ず監視装置２５の算出部３５は、有線端末から送信されたデータパケットのうち、無線端末２４からＡＣＫが返ってきていないパケットのサイズの合計が０か否かを判定する（Ｓ２０１）。具体的には、算出部３５は受信履歴情報を参照して、ＡＣＫが返ってきていないデータパケットを特定し、特定したデータパケットのサイズの合計が０か否かを判定する。図１５の例では、算出部３５は、監視装置２５が受信したデータパケットのうち、受信履歴情報９０にそのデータパケットに対応するＡＣＫパケットのレコードが存在するか否かを確認することにより、ＡＣＫが返ってきていないデータパケットを特定する。そして、算出部３５は、特定したＡＣＫが返ってきていないデータパケットのサイズを合計し、合計した値が０か否かを判定する。

Ｓ２０１で、ＡＣＫが返ってきていないパケットのサイズの合計が０である場合（Ｓ２０１でＹｅｓ）、算出部３５は、次に監視装置２５がほぼ同時に受信する２つのデータパケットのＲＴＴであるＲＴＴ_０を算出する（Ｓ２０２）。具体的には、算出部３５は、次に監視装置２５が受信する２つのデータパケットの受信時刻と、そのデータパケットに対応するＡＣＫパケットの受信時刻とから、ＲＴＴ_０を算出する。このデータパケット２つ分のＲＴＴ_０は「伝送遅延＋（シリアル化遅延×２）」と等しくなる。

そして、算出部３５は、Ｓ２で算出したＲＴＴ_０を所定の記憶領域に記録する（Ｓ２０３）。そして処理は終了する。

Ｓ２０１で、ＡＣＫが返ってきていないパケットのサイズの合計が０でない場合（Ｓ２０１でＮｏ）、算出部３５は、ＡＣＫが返ってきていないパケットのサイズの合計がウインドウサイズと等しいか否かを判定する（Ｓ２０４）。ＡＣＫが返ってきていないパケットのサイズの合計がウインドウサイズと異なる場合（Ｓ２０４でＮｏ）、処理は終了する。

一方、Ｓ２０４でＡＣＫが返ってきていないパケットのサイズの合計がウインドウサイズである場合（Ｓ２０４でＹｅｓ）、算出部３５は、次に監視装置２５がほぼ同時に受信する２つのデータパケットのＲＴＴであるＲＴＴ_ｆｕｌｌを算出する（Ｓ２０５）。具体的には、算出部３５は、次に監視装置２５がほぼ同時に受信する２つのデータパケットの受信時刻と、そのデータパケットに対応するＡＣＫパケットの受信時刻とから、ＲＴＴ_ｆｕｌｌを算出する。このウインドウサイズ分のデータパケットＲＴＴ_ｆｕｌｌは「伝送遅延＋（シリアル化遅延×ウインドウサイズ）」と等しくなる。

次に、算出部３５は、Ｓ２０３で記録したＲＴＴ_０とＳ２０５で算出したＲＴＴ_ｆｕｌｌを用いてシリアル化遅延を算出する（Ｓ２０６）。具体的には、算出部３５は、「（ＲＴＴ_ｆｕｌｌ−ＲＴＴ_０）／（ＡＣＫが返ってきていないパケット数−２）」の値をシリアル化遅延として算出する。

次に、サイズの異なるパケットを用いたシリアル化遅延の算出方法について説明する。この方法では、サイズの異なるパケットのＲＴＴの差分を取ることで、伝送遅延を相殺し、シリアル化遅延を算出する。図２２は、パケットのサイズが異なる場合に、シリアル化遅延を算出する方法を説明する図である。図２２（Ａ）は、サイズが500バイトのパケットが監視装置２５から無線端末２４にかけて伝送される様子を示している。図２２（Ｂ）は、サイズが1500バイトのパケットが監視装置２５から無線端末２４にかけて伝送される様子を示している。

図２２（Ａ）と図２２（Ｂ）では、伝送遅延の値は同じになるが、パケットのサイズが異なるため、シリアル化遅延に差分が生じる。よって、図（Ｂ）のＲＴＴから図（Ａ）のＲＴＴを引くことで、伝送遅延の値が相殺され、シリアル化遅延の差分が算出される。このシリアル化遅延の差分を、サイズの差分で割ることにより、単位サイズあたりのシリアル化遅延の値を算出することができる。

図２３は、パケットのサイズが異なる場合に、シリアル化遅延を算出する方法の処理内容を図解したフローチャートである。

図２３のフローにおいて、先ず監視装置２５の算出部３５は、有線端末２１から送信されたデータパケットのうち、無線端末２４からＡＣＫが返ってきていないパケットのサイズの合計が０か否かを判定する（Ｓ３０１）。具体的には、算出部３５は受信履歴情報を参照して、ＡＣＫが返ってきていないデータパケットを特定し、特定したデータパケットのサイズの合計が０か否かを判定する。図１５の例では、算出部３５は、監視装置２５が受信したデータパケットのうち、受信履歴情報９０にそのデータパケットに対応するＡＣＫパケットのレコードが存在するか否かを確認することにより、ＡＣＫが返ってきていないデータパケットを特定する。そして、算出部３５は、特定したＡＣＫが返ってきていないデータパケットのサイズを合計し、合計した値が０か否かを判定する。無線端末２４からＡＣＫが返ってきていないパケットのサイズの合計が０でないと判定された場合（Ｓ３０１でＮｏ）、すなわち、有線端末２１から送信されたデータパケットのうち、ＡＣＫが返ってきていないデータパケットがある場合は、処理は終了する。

Ｓ３０１で、無線端末２４からＡＣＫが返ってきていないパケットのサイズの合計が０であると判定した場合は（Ｓ３０１でＹｅｓ）、算出部３５は、データパケット２つ分のＲＴＴであるＲＴＴ１を算出する（Ｓ３０２）。具体的には、算出部３５は、次に監視装置２５がほぼ同時に受信する２つのデータパケットの受信時刻と、それらのデータパケットに対応するＡＣＫパケットの受信時刻との差分をとり、ＲＴＴ１を算出する。尚、図１５の例の場合、算出部３５は、ＡＣＫパケット及びデータパケットの受信時刻を、受信履歴情報９０のそれぞれ対応するレコードの受信時刻８７から取得する。

ここで、ＲＴＴは、監視装置２５がデータパケットを送信してからＡＣＫを受信するまでの間の時間を指す。本実施形態における監視装置２５と無線端末２４の間のＲＴＴは、「（監視装置２５と無線端末２４の間の伝送遅延×２）＋（１パケットあたりのシリアル化遅延）」となる。よって、ＲＴＴ１は、「データパケット２つ分のＲＴＴであるので、ＲＴＴ１＝（監視装置２５と無線端末２４間の伝送遅延×２）＋（１パケットあたりのシリアル化遅延×２）」となる。

そして、算出部３５は、Ｓ３０２で算出したＲＴＴ１と、２つのデータパケットのパケットサイズとを対応付けて所定の記憶領域に記録する（Ｓ３０３）。ここで記録する２つのデータパケットのパケットサイズとＲＴＴ１を、以下の説明では、通信情報と記す。

次に、算出部３５は、Ｓ３０３で記録した通信情報とは別に、既に通信情報が記憶領域に格納されているか否かを判定する（Ｓ３０４）。ここで、Ｓ３０３で記録した通信情報を通信情報Ａと記し、Ｓ３０３で記録した通信情報とは別の既に格納されていた通信情報を通信情報Ｂと記す。通信情報Ｂが記憶領域に格納されていないと判定された場合（Ｓ３０４でＮｏ）、処理は終了する。

Ｓ３０４において、通信情報Ｂが既に記憶領域に格納されていると判定した場合（Ｓ３０４でＹｅｓ）、算出部３５は、通信情報Ａと通信情報Ｂに含まれる２つのパケットサイズを比較して、２つのパケットサイズが異なるか否かを判定する（Ｓ３０５）。通信情報Ａと通信情報Ｂのパケットサイズが等しいと判定された場合（Ｓ３０５でＮｏ）、処理は終了する。

Ｓ３０４において、通信情報Ａと通信情報Ｂのパケットサイズが異なると判定した場合、（Ｓ３０５でＹｅｓ）、算出部３５は、シリアル化遅延を次の式を用いて算出する。

単位サイズあたりのシリアル化遅延＝（通信情報ＢのＲＴＴ１−通信情報ＡのＲＴＴ１）／（通信情報Ｂのパケットサイズ−通信情報Ａのパケットサイズ）
尚、所定のサイズのシリアル化遅延の値は、単位サイズあたりのシリアル化遅延の値に所定のサイズを掛けることで算出される。そして、処理は終了する。

次に、監視装置２５の構成について説明する。図２４は、監視装置２５のハードウェア構成の一例を示す。

監視装置２５は、ＣＰＵ４０１、メモリ４０２、記憶装置４０３、読取装置４０４、通信インターフェース４０５、及び出力インターフェース４０６を含む。ＣＰＵ４０１、メモリ４０２、記憶装置４０３、読取装置４０４、通信インターフェース４０５、及び出力インターフェース４０６はバスを介して接続される。

ＣＰＵ４０１は、メモリ４０２を利用して上述のフローチャートの手順を記述したプログラムを実行することにより、取得部３１、抽出部３２、分類部３３、記録部３４、算出部３５、比較部３６、及び判定部３７の一部または全部の機能を提供する。

メモリ４０２は、例えば半導体メモリであり、ＲＡＭ領域およびＲＯＭ領域を含んで構成される。記憶装置４０３は、例えばハードディスクであり、実施形態の通信プログラム３０を格納する。なお、記憶装置４０３は、フラッシュメモリ等の半導体メモリであってもよい。また、記憶装置４０３は、外部記録装置であってもよい。メモリ４０２または記憶装置４０３は、受信履歴情報、パケットのサイズ、無線回線の通信速度、無線再送周期情報、パケットのＲＴＴ、及び通信情報の何れかまたは全てを格納する。メモリ４０２または記憶装置４０３は、格納部４の一例である。

読取装置４０４は、ＣＰＵ４０１の指示に従って着脱可能記録媒体４５０にアクセスする。着脱可能記録媒体４５０は、たとえば、半導体デバイス（ＵＳＢメモリ等）、磁気的作用により情報が入出力される媒体（磁気ディスク等）、光学的作用により情報が入出力される媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）などにより実現される。尚、読取装置４０４は監視装置２５に含まれなくてもよい。

通信インターフェース４０５は、分岐装置２２に接続し、ＣＰＵ４０１の指示に従ってネットワークを介してデータを送受信する。

出力インターフェース４０６は、出力装置４５１に接続し、ＣＰＵ４０１が通信プログラム３０を実行した結果を出力する。尚、出力インターフェース４０６は、監視装置２５に含まれなくてもよい。

実施形態の通信プログラムは、例えば、下記の形態で監視装置２５に提供される。
（１）記憶装置４０３に予めインストールされている。
（２）着脱可能記録媒体４５０により提供される。
（３）プログラムサーバ（図示せず）から通信インターフェース４０５を介して提供される。

さらに、実施形態の監視装置２５の一部は、ハードウェアで実現してもよい。或いは、実施形態の監視装置２３は、ソフトウェアおよびハードウェアの組み合わせで実現してもよい。

尚、中継装置２３は、有線回線と無線回線を中継するとしたが、これに限定されず、有線回線は種々の高速回線でもよいし、無線回線は種々の低速回線でもよい。また、中継装置で発生する遅延をシリアル化遅延としたが、シリアル化遅延に限定されず、シリアル化遅延と同等に遅延が推測可能であれば、再送遅延以外の中継装置で発生する様々な遅延としてもよいし、それらの組合せとしてもよい。

尚、本実施形態は、以上に述べた実施の形態に限定されるものではなく、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または実施形態を取ることができる。

上記実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
中継装置を経由して端末装置へ送信されるパケットを受信する受信部と、
受信した前記パケットに基づいて、前記中継装置が前記パケットの送出を開始してから完了するまでの時間を示す遅延時間を算出する算出部と、
前記パケットの受信間隔が前記遅延時間よりも長い場合、前記中継装置と前記端末装置の間の通信品質の解析を行う解析部と、
を備えることを特徴とするパケット解析装置。
（付記２）
前記算出部は、有線回線から受信された前記パケットに基づいて、前記中継装置が無線回線への前記パケットの送出を開始してからから完了するまでにかかる前記遅延時間を算出する
ことを特徴とする付記１に記載のパケット解析装置。
（付記３）
前記受信部は、前記パケットに対する確認応答パケットを受信し、
前記算出部は、第１のパケットと第２のパケットの受信間隔と、前記第１のパケットに対する確認応答パケットと前記第２のパケットに対する確認応答パケットの受信間隔と、の差分を用いて、前記遅延時間を算出する
ことを特徴とする付記２に記載のパケット解析装置。
（付記４）
前記パケット解析装置は、さらに、
前記無線回線の通信速度情報を格納する格納部
を備え、
前記算出部は、前記無線回線の通信速度情報と、前記有線回線から受信された前記パケットのサイズに基づいて、前記遅延時間を算出する
ことを特徴とする付記２に記載のパケット解析装置。
（付記５）
パケット解析装置により実行されるパケット解析方法であって、
前記パケット解析装置が、
中継装置を経由して端末装置へ送信されるパケットを受信し、
受信した前記パケットに基づいて、前記中継装置が前記パケットの送出を開始してから完了するまでの時間を示す遅延時間を算出し、
前記パケットの受信間隔が前記遅延時間よりも長い場合、前記中継装置と前記端末装置の間の通信品質の解析を行う
ことを特徴とするパケット解析方法。
（付記６）
前記パケット解析装置が、
有線回線から受信された前記パケットに基づいて、前記中継装置が無線回線への前記パケットの送出を開始してから完了するまでにかかる前記遅延時間を算出する
ことを特徴とする付記５に記載のパケット解析方法。
（付記７）
前記パケット解析装置が、
前記パケットに対する確認応答パケットを受信し、
第１のパケットと第２のパケットの受信間隔と、前記第１のパケットに対する確認応答パケットと前記第２のパケットに対する確認応答パケットの受信間隔と、の差分を用いて、前記遅延時間を算出する
ことを特徴とする付記６に記載のパケット解析方法。
（付記８）
前記パケット解析装置が、
前記無線回線の通信速度情報を格納する格納部に格納された前記通信速度情報と、前記有線回線から受信された前記パケットのサイズに基づいて、前記遅延時間を算出する
ことを特徴とする付記６に記載のパケット解析方法。
（付記９）
コンピュータに、
中継装置を経由して端末装置へ送信されるパケットを受信し、
受信した前記パケットに基づいて、前記中継装置が前記パケットの送出を開始してから完了するまでの時間を示す遅延時間を算出し、
前記パケットの受信間隔が前記遅延時間よりも長い場合、前記中継装置と前記端末装置の間の通信品質の解析を行う
処理を実行させることを特徴とするパケット解析プログラム。
（付記１０）
コンピュータに、
有線回線から受信された前記パケットに基づいて、前記中継装置が無線回線への前記パケットの送出を開始してから完了するまでにかかる前記遅延時間を算出する
処理を実行させることを特徴とする付記９に記載のパケット解析プログラム。
（付記１１）
コンピュータに、
前記パケットに対する確認応答パケットを受信し、
第１のパケットと第２のパケットの受信間隔と、前記第１のパケットに対する確認応答パケットと前記第２のパケットに対する確認応答パケットの受信間隔と、の差分を用いて、前記遅延時間を算出する
処理を実行させることを特徴とする付記１０に記載のパケット解析プログラム。
（付記１２）
コンピュータに、
前記無線回線の通信速度情報を格納する格納部に格納された前記通信速度情報と、前記有線回線から受信された前記パケットのサイズに基づいて、前記遅延時間を算出する
処理を実行させることを特徴とする付記１０に記載のパケット解析プログラム。

１ 受信部
２ 算出部
３ 解析部
４ 格納部
１０ パケット解析装置
２０ 通信システム
２１ 有線端末
２２ 分岐装置
２３ 中継装置
２４ 無線端末
２５ 監視装置
３０ 通信プログラム
３１ 取得部
３２ 抽出部
３３ 分類部
３４ 記録部
３５ 算出部
３６ 比較部
３７ 判定部
８１ 送信元ＩＰアドレス
８２ 送信元ポート番号
８３ 宛先ＩＰアドレス
８４ 宛先ポート番号
８５ シーケンス番号
８６ 確認応答番号
８７ 受信時刻
９０ 受信履歴情報
１１１ 種別
１１２ 再送周期
４０１ ＣＰＵ
４０２ メモリ
４０３ 記憶装置
４０４ 読取装置
４０５ 通信インターフェース
４０６ 出力インターフェース
４５０ 着脱可能記録媒体
４５１ 出力装置

そして、算出部３５は、Ｓ１０１で算出したデータパケットのサイズを、Ｓ１０２で取得した無線回線の通信速度で割り、その商をシリアル化遅延として算出する（Ｓ１０３）。

比較部３６は、データ間隔がシリアル化遅延の値以上か否かを判定する。
具体的には先ず、比較部３６は、監視装置２５が受信したＡＣＫパケットのうち、所定の２つのＡＣＫパケットＡ、Ｂに着目する。比較部３６が着目するパケットは、例えば、算出部３５がデータパケットのサイズを算出する際に着目した２つのパケットとしてもよい。そして、比較部３６は、ＡＣＫパケットＡ、Ｂにそれぞれ対応するデータパケットＡ、Ｂのデータ間隔を、記録部３４が記録した受信履歴情報を用いて算出する。

判定部３７は、先ず「ＡＣＫ間隔」−「データ間隔」を算出する。具体的には、判定部３７は、比較部３６が着目したＡＣＫパケットＡ、Ｂに着目する。そして、ＡＣＫパケットＡ、Ｂの監視装置２５での受信時刻を、受信履歴情報からそれぞれ取得する。図１５の受信履歴情報９０の例においては、判定部３７は、ＡＣＫパケットＡ、Ｂの受信時刻として、それぞれ、レコード９２、レコード９４の受信時刻８７の値である、「2013/1/1/10:00:00.020」、「2013/1/1/10:00:00.055」を取得する。

そして、算出部３５は、Ｓ２０２で算出したＲＴＴ_０を所定の記憶領域に記録する（Ｓ２０３）。そして処理は終了する。

ここで、ＲＴＴは、監視装置２５がデータパケットを送信してからＡＣＫを受信するまでの間の時間を指す。本実施形態における監視装置２５と無線端末２４の間のＲＴＴは、「（監視装置２５と無線端末２４の間の伝送遅延×２）＋（１パケットあたりのシリアル化遅延）」となる。よって、ＲＴＴ１は、データパケット２つ分のＲＴＴであるので、「ＲＴＴ１＝（監視装置２５と無線端末２４間の伝送遅延×２）＋（１パケットあたりのシリアル化遅延×２）」となる。

Claims (6)

1. 中継装置を経由して端末装置へ送信されるパケットを受信する受信部と、
   受信した前記パケットに基づいて、前記中継装置が前記パケットの送出を開始してから完了するまでの時間を示す遅延時間を算出する算出部と、
   前記パケットの受信間隔が前記遅延時間よりも長い場合、前記パケットに基づいて、前記中継装置と前記端末装置の間の通信品質の解析を行う解析部と、
   を備えることを特徴とするパケット解析装置。
2. 前記算出部は、有線回線から受信された前記パケットに基づいて、前記中継装置が無線回線への前記パケットの送出を開始してから完了するまでにかかる前記遅延時間を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載のパケット解析装置。
3. 前記受信部は、前記パケットに対する確認応答パケットを受信し、
   前記算出部は、第１のパケットと第２のパケットの受信間隔と、前記第１のパケットに対する確認応答パケットと前記第２のパケットに対する確認応答パケットの受信間隔と、の差分を用いて、前記遅延時間を算出する
   ことを特徴とする請求項２に記載のパケット解析装置。
4. 前記パケット解析装置は、さらに、
   前記無線回線の通信速度情報を格納する格納部
   を備え、
   前記算出部は、前記無線回線の通信速度情報と、前記有線回線から受信された前記パケットのサイズに基づいて、前記遅延時間を算出する
   ことを特徴とする請求項２に記載のパケット解析装置。
5. パケット解析装置により実行されるパケット解析方法であって、
   前記パケット解析装置が、
   中継装置を経由して端末装置へ送信されるパケットを受信し、
   受信した前記パケットに基づいて、前記中継装置が前記パケットの送出を開始してから完了するまでの時間を示す遅延時間を算出し、
   前記パケットの受信間隔が前記遅延時間よりも長い場合、前記中継装置と前記端末装置の間の通信品質の解析を行う
   ことを特徴とするパケット解析方法。
6. コンピュータに、
   中継装置を経由して端末装置へ送信されるパケットを受信し、
   受信した前記パケットに基づいて、前記中継装置が前記パケットの送出を開始してから完了するまでの時間を示す遅延時間を算出し、
   前記パケットの受信間隔が前記遅延時間よりも長い場合、前記中継装置と前記端末装置の間の通信品質の解析を行う
   処理を実行させることを特徴とするパケット解析プログラム。