ネットワーク評価方法、および、ネットワーク評価システム
【課題】パケットネットワークの信頼性評価を高精度で実現すること。
【解決手段】ＭＰＬＳ網９の入側エッジ装置１が、ＭＰＬＳ網９に流入したユーザ信号に対して、ユーザ信号の伝送誤りを検出するための誤り検出符号を複数種類分生成して、ユーザ信号にカプセル化したＭＰＬＳパケットであるユーザパケットを生成して出側エッジ装置３へと送信し、ＭＰＬＳ網９の出側エッジ装置３が、受信したＭＰＬＳパケットをデカプセル化して取り出した複数の誤り検出符号から複数種類それぞれの誤り検出回数を算出し、その算出した誤り検出回数と、受信したＭＰＬＳパケットのデータ量との比率に応じて、ＭＰＬＳ網９のエラーレートを算出する。
【解決手段】ＭＰＬＳ網９の入側エッジ装置１が、ＭＰＬＳ網９に流入したユーザ信号に対して、ユーザ信号の伝送誤りを検出するための誤り検出符号を複数種類分生成して、ユーザ信号にカプセル化したＭＰＬＳパケットであるユーザパケットを生成して出側エッジ装置３へと送信し、ＭＰＬＳ網９の出側エッジ装置３が、受信したＭＰＬＳパケットをデカプセル化して取り出した複数の誤り検出符号から複数種類それぞれの誤り検出回数を算出し、その算出した誤り検出回数と、受信したＭＰＬＳパケットのデータ量との比率に応じて、ＭＰＬＳ網９のエラーレートを算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク評価方法、および、ネットワーク評価システムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＰＬＳ（Multi Protocol Label Switching）パケットネットワークのような、離散的にパケットが送信されるネットワークは今後も広がり続け、様々なサービスが考案、提供されている。ＭＰＬＳで使用されるネットワークとして、品質面で優れたＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）／ＳＯＮＥＴ（Synchronous Optical Network）や、低価格でサービスを提供できるイーサネット（登録商標）などが採用されている。さらに、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴとイーサネットとが併用されるＭＰＬＳネットワークも存在し、異なる規格の信号に対して１つのネットワークで一元的に管理することが可能となる。
【０００３】
パケットネットワークの保守機能として、そのパケットネットワークを通過するパケットの欠落数を検出することが、行われている。
【０００４】
例えば、パケットネットワークの保守機能として、Ｅｔｈｅｒ ＯＡＭ（Operation、 administration and maintenance）が勧告化されている（非特許文献１参照）。Ｅｔｈｅｒ ＯＡＭのＬＭ（Loss Measurement）機能では、パケット送信装置でＣＣＭ（Continuity Check Message）フレーム内に送信パケット数を格納して送信し、パケット受信装置では受信したパケット数と受信したＣＣＭフレーム内に格納された送信パケット数を比較し、パケット欠落数を監視する。
【０００５】
また、特許文献１に記載された伝送路状態の診断方法では、ユーザ端末間のユーザトラフィックとして構成されるユーザパケットだけでなく、そのユーザパケットが流れていない空白期間に診断用のダミーパケットを流し続けることにより、これら２種類のパケットの合計送信数と合計受信数との差分から、パケット欠落数を監視する。
特許文献２でも、特許文献１と同様に、使用していない帯域にテストフレームを送信して、エラーレートの算出を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１１４３８０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６６５４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ITU-T Y.1731: Requirements for OAM functions in Ethernet-based networks and Ethernet services
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来技術では、パケットの欠落数からパケットネットワークの信頼性を評価するので、その評価精度が充分とは言えない。パケットネットワークの入口から出口まで流れるパケットは、そのパケットネットワーク上での通信品質の劣化などにより、損傷されることも多い。ここで、評価精度が充分ではない主要な理由として、パケットの損傷度合いが考慮されていないことが挙げられる。
【０００９】
例えば、パケットの欠落とは、パケットが１００％無くなることであるが、パケットの損傷度合いが１％であっても、９９％であっても同じ「１回のパケットの欠落」とカウントするだけでは、パケットの損傷度合いの要因となるパケットネットワーク上での通信品質が反映されていない。
【００１０】
また、パケットの損傷が発生したからといって、誤り訂正符号などにより、損傷されたパケットであっても経路上のルータ装置により修復されてしまう場合がある。この場合でも、「１回のパケットの通過」とカウントするだけでは、パケットの損傷度合いがパケットネットワークの信頼性評価には反映されていない。
【００１１】
そこで、本発明は、前記した問題を解決し、パケットネットワークの信頼性評価を高精度で実現することを、主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するために、本発明は、入側エッジ装置から出側エッジ装置まで検査用パケットを転送する評価対象網の信頼性を評価するネットワーク評価方法であって、
前記入側エッジ装置が、前記評価対象網に流入したユーザ信号に対して、前記ユーザ信号の伝送誤りを検出するための誤り検出符号を複数種類分生成して、それぞれ生成された誤り検出符号のフィールドと、前記評価対象網内の転送に使用される宛先を示すフィールドとを、前記ユーザ信号にカプセル化した前記検査用パケットであるユーザパケットを生成して前記出側エッジ装置へと送信し、
前記出側エッジ装置が、受信した前記検査用パケットをデカプセル化して取り出した複数の誤り検出符号それぞれについて、デカプセル化して取り出した前記ユーザ信号を対象とした誤り検出演算により、前記複数種類それぞれの誤り検出回数を算出し、その算出した誤り検出回数と、受信した前記検査用パケットのデータ量との比率に応じて、前記評価対象網のエラーレートを算出することを特徴とする。
その他の手段は、後記する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、パケットネットワークの信頼性評価を高精度で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に関する通信システムを示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に関する通信システムを流れるパケットを示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に関するダミーパケットの作成工程を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に関する通信システムの各エッジ装置を示す構成図である。
【図５】本発明の一実施形態に関する入側エッジ装置の処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に関する出側エッジ装置の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１（ａ）は、通信システムを示す構成図である。通信システムは、送信側クライアント装置７と、受信側クライアント装置８とを接続するＭＰＬＳ網９（評価対象網）として構成される。このＭＰＬＳ網９内部では、送信側クライアント装置７を収容する入側エッジ装置１と、受信側クライアント装置８を収容する出側エッジ装置３と、クライアント装置を収容しないコア装置２とがそれぞれ接続されている。
なお、通信システムを構成する各装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とメモリとハードディスク（記憶手段）と通信インタフェースを有するコンピュータとして構成され、このコンピュータは、ＣＰＵが、メモリ上に読み込んだプログラムを実行することにより、各処理部を動作させる。
【００１７】
ＭＰＬＳ網９は、時計回りのリング状に構成されており（入側エッジ装置１→上側のコア装置２→出側エッジ装置３→下側のコア装置２→入側エッジ装置１→…）、障害発生時に伝送路を切り替えるなどの冗長性も持ち合わせている。例えば、ユーザパケットは、上側のコア装置２を経由して出側エッジ装置３へ到達しているが、上側のコア装置２やそのコア装置２に接続するリンクに故障などの異常があれば、下側のコア装置２を経由する区間を、ユーザパケットの伝送路として選択することもできる。
なお、ＭＰＬＳ網９の代わりに、イーサネット網や、そのほかの規格、勧告または方式に沿った網として、クライアント装置間を接続する網を形成してもよい。
【００１８】
通信システムには、離散的に信号を伝送するためのパケットとして、ユーザパケットとダミーパケットとが流れる。
ユーザパケットは、クライアント装置でやりとりされるユーザトラフィックを構成するパケットである。例えば、図１（ａ）では、送信側クライアント装置７から発信されたＳＤＨやイーサネットのフレームであるユーザ信号は、ＭＰＬＳ網９の入側エッジ装置１でＭＰＬＳパケット（検査用パケット）としてカプセル化され、コア装置２を経由して、出側エッジ装置３に転送される。そして、出側エッジ装置３は、ＭＰＬＳパケットをデカプセル化したユーザ信号（ＳＤＨやイーサネットのフレーム）を、受信側クライアント装置８へと転送する。
【００１９】
なお、ＭＰＬＳ網９内におけるユーザパケットのカプセル化／デカプセル化処理については、例えば、Ｔ−ＭＰＬＳ（Transport-Multi Protocol Label Switching）を用いればよい。Ｔ−ＭＰＬＳは、文献「ITU-T (International Telecommunications Union Telecommunications Standardization Sector) G.8121/Y.1381:Characteristics of Transport ＭＰＬＳ equipment functional blocks」に記載されている。
【００２０】
図１（ｂ）は、ＭＰＬＳ網９を流れるパケットと、そのＶａｌｉｄ情報を示す説明図である。
ダミーパケットは、ＭＰＬＳ網９内にユーザパケットが流れておらず、かつ、パケット間の隙間期間であるＩＦＧ（Inter Frame Gap）にも該当しない空白期間に生成されてＭＰＬＳ網９内を流れるパケットである。例えば、図１（ａ）では、入側エッジ装置１で作成され、上下それぞれのコア装置２を経由して、出側エッジ装置３に転送される。ダミーパケットは、ユーザパケットとは異なり、受信側クライアント装置８には送信されない。
入側エッジ装置１は、ユーザパケットが流れなくなってから、最小ＩＦＧ長を確保した後にダミーパケットの生成を開始し、次のユーザパケットが到達するよりも最小ＩＦＧ長分だけ前に、ダミーパケットの生成を終了する。なお、連続する２つのユーザパケットの間が、狭い（最小ＩＦＧ長を確保できない）ときには、ダミーパケットの生成は省略してもよい。
【００２１】
Ｖａｌｉｄ情報は、ＭＰＬＳ網９内にユーザパケットが流れている期間を示す制御信号である。Ｖａｌｉｄ情報が「ON」である期間は、ＭＰＬＳ網９内にユーザパケットが流れている。
このように、ユーザパケットだけでなく、ダミーパケットの送信度合い（エラーレート）をもとにして、ＭＰＬＳ網９内の信頼性を評価することで、ＭＰＬＳ網９内の信頼性を常時（ユーザパケットが流れていない期間であっても）測定できるので、ＭＰＬＳ網９内の障害を早期に発見することができる。
【００２２】
図２は、通信システムを流れるパケットを示す説明図である。本実施形態では、パケット図において、左側をパケットの先頭とし、右側をパケットの末尾とする。
【００２３】
図２（ａ）は、標準のＭＰＬＳパケットを示す。このＭＰＬＳパケットは、先頭から順に、パケットＴＯＰのＭＡＣ（Media Access Control）ヘッダ、ＭＰＬＳヘッダ、ユーザ信号、および、パケットＥＮＤのＦＣＳ（Frame Check Sequence）フッタの順に構成される。
ＭＰＬＳヘッダは、ＭＰＬＳ網９内の宛先を示すＴ−ＬＳＰと、そのＴ−ＬＳＰに対する１ｂｉｔ誤り訂正符号であるＨＥＣ（Header Error Control）とで構成される。ＨＥＣについては、例えば、特開２０１０−２０６７４１号公報に記載されている。このＨＥＣは、直前のフィールド（例えば、Ｔ−ＬＳＰ）の誤り（例えば、Ｔ−ＬＳＰならパケットの送信先の誤り）を抑制するために付与される。
ユーザ信号は、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴのフレームであってもよいし、イーサネットのフレームであってもよい。
【００２４】
ＦＣＳは、１つの単位パケットがここで終了することを示し、パケットの前半部（ＭＡＣ、ＭＰＬＳ、ユーザ信号）を対象にしたＣＲＣ（Cycle Redundancy Check）処理により生成されるエラー検出符号が格納されている。
そして、出側エッジ装置３によるＦＣＳへのＣＲＣ処理により、パケットが送信される過程で発生した１ｂｉｔ以上のエラー、すなわちパケットの誤り検出することができる。出側エッジ装置３は、ＦＣＳで誤り検出されたユーザパケットを廃棄するとともに、入側エッジ装置１（送信側クライアント装置７でもよい）に対して、廃棄したユーザパケットの再送を要求してもよい。
【００２５】
図２（ｂ）は、識別子を拡張したＭＰＬＳパケット（ユーザパケット）を示す。図２（ｂ）のＭＰＬＳパケットは、図２（ａ）のＭＰＬＳパケットと比較すると、ユーザ信号の後にＢＩＰ（Bit Interleaved Parity）フィールドを設ける点と、ＭＰＬＳヘッダ内に識別子フィールドとそのＨＥＣとの組を設ける点が、拡張されている。
【００２６】
ＢＩＰフィールドには、パリティ符号が格納されている。このパリティ符号は、例えば、ＳＤＨネットワークで１２５ｕｓ周期送信されるＳＤＨフレーム内のＢＩＰフィールドと同じように生成される。例えば、ＳＯＨ（Section Over Head）のＢ１バイトであればＢＩＰ−８演算によるパリティチェック（ビット誤り検出方式）により、１フレームごとに最大８ｂｉｔまでの誤りを検出することができるＢＩＰのパリティ符号が生成される。
【００２７】
なお、ＢＩＰ−８の「８」とは、１つのパケット内のチェック対象データを８つの部分領域データに分割し、それぞれの部分領域データについてのパリティビットを１つずつ付加するという意味である。
ＦＣＳを参照することで、パケットの１ｂｉｔ誤りを検出でき、ＢＩＰを参照することで、パケットの複数ｂｉｔ誤り（例えば、ＢＩＰ−８なら１ｂｉｔから８ｂｉｔまでの誤り）を検出できる。
ここで、ＢＩＰのパリティ符号を偶数パリティ符号として構成し、部分領域データに偶数個のｂｉｔ誤りが存在してしまったときには、その部分領域データの誤りはパリティチェックでも未検出となる。
【００２８】
識別子フィールドは、その識別子フィールドの後に続くデータがダミー信号（値「１」）かユーザ信号（値「０」）かを区別するためのダミー識別子と、その各信号の後（ＦＣＳの前）にＢＩＰを付与しているか否かを示すＢＩＰ識別子と、後にダミー信号を連結させていることを示す連結識別子と（連結については、図３で後記）、を含めて構成される。
ＢＩＰ識別子を含めることとしたので、ユーザパケットやダミーパケットは、ＢＩＰを含むパケットとしてもよいし、ＢＩＰを含まないパケットとしてもよい。また、ユーザ信号を格納するユーザパケットには、複数連結されないので、連結識別子は不要である。
そして、識別子フィールドの後には、その識別子フィールドに対するＨＥＣを付与する。
【００２９】
一方、図２（ｃ）に示すダミーパケットには、後にダミー信号を連結させることもできる。ダミーパケットとユーザパケットとの違いは、ユーザ信号がダミー信号に置き換わったことと、ダミー識別子として値「１」が格納されることである。
ダミー信号は、信頼性の計測用データであるため、送信側クライアント装置７や受信側クライアント装置８には送信されない。よって、ダミー信号として、０と１とが交互に続く信号や、ＰＮ（Pseudorandom Noise）符号などの任意の信号を採用してもよい。
【００３０】
ダミーパケットは、ＭＰＬＳ網９内ではユーザパケットと同じように処理され（ＭＰＬＳヘッダのＴ−ＬＳＰを参照したラベルスイッチング処理など）、エラーレートの計算に使用された後は、出側エッジ装置３で識別され廃棄される。このダミーパケットの大きさ（パケット長）は、最小パケット長である６４ｂｙｔｅ以上であれば任意としてもよい。
【００３１】
図３は、ダミーパケットの作成工程を示す説明図である。１つのダミーパケットは、１つのＭＡＣヘッダとＭＰＬＳヘッダとを先頭にして、その後に１つ以上の「６４ｂｙｔｅ長のダミー信号、ＢＩＰ、および、ＦＣＳ」の組を次々に連結するように構成してもよい。
図１（ｂ）で説明したように、ダミーパケットの目的はユーザパケットの空白期間を埋めることなので、このように連結可能な可変長のパケットとすることが、望ましい。複数のダミーパケットを作成する代わりに、１つの可変長の連結パケットを生成することにより、ＭＡＣヘッダ、ＭＰＬＳヘッダ、および、ＩＦＧをそれぞれダミーパケットの個数分だけ用意する必要がなくなり、ＭＰＬＳ網９のダミーパケット（ダミー信号）による回線使用率を高めることで、エラーレートの算出精度を向上させることができる。
【００３２】
図４は、通信システムの各エッジ装置を示す構成図である。
入側エッジ装置１は、パケット認識部１１と、ダミーパケット挿入部１２と、セレクタ１３と、パケット長計測部１４と、アドレス制御部１５と、バッファ１６と、ヘッダ挿入部１７と、ＢＩＰ付与部１８と、ＦＣＳ付与部１９とを含めて構成される。
【００３３】
パケット認識部１１は、受信したユーザパケットの到達期間をＶａｌｉｄ情報としてダミーパケット挿入部１２に通知するとともに、受信したユーザパケットを後段のセレクタ１３へと転送する。
ダミーパケット挿入部１２は、Ｖａｌｉｄ情報が「OFF」である期間にダミーパケットを生成し、後段のセレクタ１３へと転送する。
セレクタ１３は、前段から受信した送信用パケット（ユーザパケットとダミーパケット）を、伝送路に向かう後段（パケット長計測部１４）に挿入する。
【００３４】
パケット長計測部１４は、セレクタ１３からの送信用パケットのパケット長を計測し、その結果をアドレス制御部１５に通知する。さらに、パケット長計測部１４は、送信用パケットをバッファ１６に書き込む。
アドレス制御部１５は、バッファ１６の書き込み用ポインタ（ライトアドレス）を制御することで、バッファ１６内の各送信用パケットについて、コア装置２に送信するか否かを決定する。
バッファ１６は、送信用パケットを一時的に格納する送信用バッファである。
【００３５】
ヘッダ挿入部１７は、バッファ１６内の送信用パケットに、ＭＰＬＳラベルを付与する。
ＢＩＰ付与部１８は、バッファ１６内の送信用パケットに、図２（ｂ）で説明したＢＩＰの演算結果を付与する。ただし、ＢＩＰ演算としてどのような演算を用いるかについては、ユーザの必要に応じて任意に設定してもよい。
ＦＣＳ付与部１９は、バッファ１６内の送信用パケットに、図２（ａ）で説明したＦＣＳの演算結果を付与する。
【００３６】
出側エッジ装置３は、ヘッダ解析部３１と、エラー検出部３２と、エラーレート算出部３３と、アドレス制御部３４と、ヘッダ削除部３６と、ＦＣＳ削除部３７と、ＢＩＰ削除部３８と、バッファ３９とを含めて構成される。
【００３７】
ヘッダ解析部３１は、受信パケットのＭＰＬＳヘッダ情報を解析し、ダミーパケットかユーザパケットかの識別、および、ＢＩＰ有無の識別を行う。
エラー検出部３２は、受信パケットのエラー検出を行うため、ＦＣＳエラー検出部３２ａと、ＢＩＰエラー検出部３２ｂとで構成される。
ＦＣＳエラー検出部３２ａは、受信パケットのＦＣＳを参照し、エラーを検出する。
ＢＩＰエラー検出部３２ｂは、受信パケットのＢＩＰを参照し、エラーを検出する。なお、ＢＩＰ無しパケットは、ＢＩＰエラー検出処理は省略される。
【００３８】
エラーレート算出部３３は、エラー検出部３２で検出されたエラー数から、エラーレートを算出する（計算式の詳細は、図６のフローチャートの説明で明らかにする）。
アドレス制御部３４は、バッファ３９の書き込み用ポインタ（ライトアドレス）を制御することで、ダミーパケットを廃棄するとともに、ユーザパケットからデパケットしたユーザ信号を、後段の受信側クライアント装置８へと転送する。
【００３９】
ヘッダ削除部３６は、エラー検出部３２を通過してバッファ３９に書き込まれた受信パケットについて、ＭＡＣヘッダとＭＰＬＳヘッダとを削除（デパケット）する。
ＦＣＳ削除部３７は、ヘッダ削除部３６が処理した受信パケットのＦＣＳフッタを削除する。
ＢＩＰ削除部３８は、ＦＣＳ削除部３７が処理した受信パケットのＢＩＰフィールドを削除する。
バッファ３９は、後段の受信側クライアント装置８へと転送されるユーザパケット（ユーザ信号）を格納する送信用バッファである。
【００４０】
図５は、入側エッジ装置１の処理を示すフローチャートである。
Ｓ１０１として、パケット認識部１１は、現在がユーザパケットが到着している期間か否かを判定する。ユーザパケットのＴＯＰ（開始）であるＭＡＣヘッダから、ＥＮＤ（終了）であるＦＣＳフッタまでの転送期間が、ユーザパケットが到着している期間（Ｖａｌｉｄ情報が「ON」の期間）に該当する。Ｓ１０１でＹｅｓならＳ１１１に進み、ＮｏならＳ１０２に進む。
【００４１】
Ｓ１０２として、ダミーパケット挿入部１２は、パケット認識部１１からＶａｌｉｄ情報「OFF」の通知を受け、ダミーパケットの作成を開始（ヘッダ作成）する。なお、図１（ｂ）で説明したように、連続する２つのユーザパケットの期間が狭いときには、ダミーパケットを生成せずに、Ｓ１０１に戻ってもよい。
Ｓ１０３として、パケット認識部１１は、Ｓ１０１と同様に、Ｖａｌｉｄ情報からユーザパケットが到着している期間か否かを判定する。Ｓ１０３でＹｅｓならＳ１０５に進み、ＮｏならＳ１０４に進む。
Ｓ１０４として、ダミーパケット挿入部１２は、ダミーパケットの作成を継続する。なお、生成を継続したダミーパケットが６４ｂｙｔｅ以上となると、図３に示すような連結パケットとして作成を継続する。
Ｓ１０５として、ダミーパケット挿入部１２は、パケット認識部１１からＶａｌｉｄ情報「ON」の通知を受け、ダミーパケットの作成を終了し、Ｓ１１２へ進む。
【００４２】
Ｓ１１１として、セレクタ１３は、パケット認識部１１から通知されたユーザパケットを、パケット長計測部１４に通過させる。
Ｓ１１２として、セレクタ１３は、Ｓ１０５で作成を終了したダミーパケットを、パケット長計測部１４に挿入する。
【００４３】
Ｓ１２１として、パケット長計測部１４は、送信用パケット（Ｓ１１１のユーザパケットやＳ１１２のダミーパケット）について、そのパケット長を計測し、そのパケット長が正常なパケット長（例えば、最小パケット単位である６４ｂｙｔｅ以上）であるか否かを判定する。ここで、パケット長計測部１４は、連結されたパケットについても１つのパケットとしてそのパケット長を計測する。
Ｓ１２１でＹｅｓなら、アドレス制御部１５は、送信用パケットをバッファ１６に書き込み、以下の送信用パケットの各処理（Ｓ１２２〜Ｓ１２５）を実行させる。Ｓ１２１でＮｏなら、Ｓ１２６に進む。
【００４４】
Ｓ１２２として、ヘッダ挿入部１７は、Ｓ１２１で書き込まれた送信用パケットにヘッダを付与する。
Ｓ１２３として、ＢＩＰ付与部１８は、Ｓ１２２の送信用パケットにＢＩＰを付与する。
Ｓ１２４として、ＦＣＳ付与部１９は、Ｓ１２３の送信用パケットにＦＣＳを付与する。
Ｓ１２５として、アドレス制御部１５は、Ｓ１２４の送信用パケットを、出側エッジ装置３に向かうコア装置２へと送信する。
【００４５】
Ｓ１２６として、アドレス制御部１５は、送信用パケットを廃棄する。ここで、アドレス制御部１５は、送信用パケットをバッファ１６に書き込まないことで廃棄してもよいし、送信用パケットをバッファ１６に書き込んだあと、バッファ１６への書き込み用ポインタ（ライトアドレス）を書き込んだ送信用パケットのパケット長だけ前に戻すことにより、次に書き込む予定の送信用パケットが、今回書き込んだ送信用パケットのメモリ領域を上書きする形で、今回の送信用パケットを廃棄してもよい。
【００４６】
図６は、出側エッジ装置３の処理を示すフローチャートである。図６（ａ）のフローチャートは、出側エッジ装置３がＭＰＬＳパケットを送信側から受信することを契機として、開始される。
Ｓ２０１として、ヘッダ解析部３１は、ヘッダ解析し、ダミーパケット識別子を確認することでパケットがユーザパケットか否か（ダミーパケットか）を判定する。Ｓ２０１でＹｅｓならＳ２０２およびＳ２０３を実行し、Ｓ２０１でＮｏならＳ２０２およびＳ２０４を実行する。
【００４７】
Ｓ２０２として、出側エッジ装置３は、パケットごとの出側処理をする（詳細は、後記する図６（ｂ）参照）。このＳ２０２の処理は、Ｓ２０１の判定結果にかかわらず、実行される。
Ｓ２０３として、アドレス制御部３４は、ユーザパケットから取り出されたユーザ信号をバッファ３９に書き込む。
Ｓ２０４として、アドレス制御部３４は、ダミーパケットを廃棄する。なお、パケットの廃棄手法については、Ｓ１２６と同様に、ダミー信号をバッファ３９に書き込まないことで廃棄してもよいし、ダミー信号をバッファ３９に書き込んだあとに、書き込み用ポインタ（ライトアドレス）を書き込んだダミー信号分だけ前に戻すことにより、廃棄してもよい。
【００４８】
図６（ｂ）のフローチャートは、図６（ａ）のＳ２０２から呼び出される。
Ｓ２１１として、ＦＣＳエラー検出部３２ａは、図２（ａ）で説明したＣＲＣ処理により、ＦＣＳエラー（１ｂｉｔエラー）を検出する。
Ｓ２１２として、ＢＩＰエラー検出部３２ｂは、図２（ｂ）で説明したパリティチェック処理により、ＢＩＰエラー（複数ｂｉｔエラー）を検出する。
なお、ダミーパケットが連結されていた場合は、連結されていたパケットを連結前のダミーパケット群にばらした後、そのダミーパケット群を構成する各ダミーパケットについて、Ｓ２１１，Ｓ２１２のエラー算出処理を行う。
【００４９】
Ｓ２１３として、エラーレート算出部３３は、Ｓ２１１のＦＣＳのエラー数と、Ｓ２１２のＢＩＰのエラー数とをもとに、エラーレートを算出する。エラーレートの算出式には、以下に示す第１式または第２式を利用する。
まず、ＢＩＰが無いパケットについてのエラーレート算出式（第１式）の一例を示す。
エラーレート＝Σ（ＦＣＳのエラー数）／Σ（パケット長［ｂｉｔ］）
ここで、記号「Σ」は、Ｓ２１３の処理が複数回（複数のパケット）行われたときに、その各処理結果の総和演算を示す。
【００５０】
次に、ＢＩＰがあるパケットについてのエラーレート算出式（第２式）の一例を示す。
エラーレート＝Σ（ＦＣＳのエラー数またはＢＩＰのエラー数）／Σ（パケット長［ｂｉｔ］）
第２式では、ＢＩＰとＦＣＳとで補完しあう形でエラーレート算出を行うので、ＢＩＰで同一レールの偶数ｂｉｔエラーのためにエラーを検出できなかったとしても、ＦＣＳでパケットにエラーが存在することを確認することができる。
ここで、第２式の分子である（ＦＣＳのエラー数またはＢＩＰのエラー数）とは、例えば、双方のエラー数のうちの検出した（非０である）エラー数が１種類であれば（例えば、ＦＣＳのエラー数＝１、ＢＩＰのエラー数＝０）、その検出したエラー数を採用するとともに（分子＝１）、検出したエラー数が２種類であれば（例えば、ＦＣＳのエラー数＝１、ＢＩＰのエラー数＝４）、ＢＩＰのエラー数を採用する（分子＝４）演算である。
【００５１】
Ｓ２２１として、ヘッダ削除部３６は、バッファ３９に書き込まれた受信パケットから、ＭＡＣヘッダとＭＰＬＳヘッダとを削除する。
Ｓ２２２として、ＦＣＳ削除部３７は、バッファ３９に書き込まれた受信パケットから、ＦＣＳを削除する。
Ｓ２２３として、ＢＩＰ削除部３８は、バッファ３９に書き込まれた受信パケットから、ＢＩＰを削除する。これにより、ユーザパケットからユーザ信号が取り出される。そして、ユーザ信号は、出側エッジ装置３から受信側クライアント装置８へと転送される。
【００５２】
以上のような本実施形態により、エラー検出部３２は、ＭＰＬＳパケットのＦＣＳを参照した１ｂｉｔごとのエラー検出処理と、ＢＩＰを参照したパリティチェックによるパケットの部分領域ごとの（複数ｂｉｔの）エラー検出処理とを併用することにより（２種類の併用だが、３種類以上でもよい）、ＭＰＬＳ網９のネットワーク品質に起因するＭＰＬＳパケットの損傷度合いを高精度で検出することができる。
その結果、エラーレート算出部３３は、エラー検出部３２の検出結果を活用した高精度なエラーレートを計算することで、パケットネットワークの信頼性評価を高精度で実現することができる。
【００５３】
さらに、ダミーパケット挿入部１２は、ユーザパケットが流れていない期間にダミーパケットを挿入することで、ユーザパケットとダミーパケットとの両方を用いて、エラーレート算出部３３によるエラーレートの計算処理を実行させる。
これにより、エラーレート算出部３３による高精度なエラーレートの計算結果を、細かい時間密度で（常時に）得ることができる。
【００５４】
以上のように、ＭＰＬＳ網９のネットワーク品質の評価精度と評価頻度とをそれぞれ向上させることにより、例えば、伝送路の状態が著しく悪い箇所だけを補強したり修理したりしつつ、伝送路の状態がよい箇所に対して過剰投資を抑止するような、低価格で高品質なパケットネットワークを構築できる。
よって、同じネットワークの設備コストの投資効率が向上するため、ネットワーク品質の高いパケットネットワークを実現できる。そして、そのパケットネットワーク上に、ネットワーク品質を要求されるサービスも収容することができるようになり、多様なサービスを提供できる。
【符号の説明】
【００５５】
１ 入側エッジ装置
２ コア装置
３ 出側エッジ装置
７ 送信側クライアント装置
８ 受信側クライアント装置
９ ＭＰＬＳ網（評価対象網）
１１ パケット認識部
１２ ダミーパケット挿入部
１３ セレクタ
１４ パケット長計測部
１５ アドレス制御部
１６ バッファ
１７ ヘッダ挿入部
１８ ＢＩＰ付与部
１９ ＦＣＳ付与部
３１ ヘッダ解析部
３２ エラー検出部
３２ａ ＦＣＳエラー検出部
３２ｂ ＢＩＰエラー検出部
３３ エラーレート算出部
３４ アドレス制御部
３６ ヘッダ削除部
３７ ＦＣＳ削除部
３８ ＢＩＰ削除部
３９ バッファ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク評価方法、および、ネットワーク評価システムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＰＬＳ（Multi Protocol Label Switching）パケットネットワークのような、離散的にパケットが送信されるネットワークは今後も広がり続け、様々なサービスが考案、提供されている。ＭＰＬＳで使用されるネットワークとして、品質面で優れたＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）／ＳＯＮＥＴ（Synchronous Optical Network）や、低価格でサービスを提供できるイーサネット（登録商標）などが採用されている。さらに、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴとイーサネットとが併用されるＭＰＬＳネットワークも存在し、異なる規格の信号に対して１つのネットワークで一元的に管理することが可能となる。
【０００３】
パケットネットワークの保守機能として、そのパケットネットワークを通過するパケットの欠落数を検出することが、行われている。
【０００４】
例えば、パケットネットワークの保守機能として、Ｅｔｈｅｒ ＯＡＭ（Operation、 administration and maintenance）が勧告化されている（非特許文献１参照）。Ｅｔｈｅｒ ＯＡＭのＬＭ（Loss Measurement）機能では、パケット送信装置でＣＣＭ（Continuity Check Message）フレーム内に送信パケット数を格納して送信し、パケット受信装置では受信したパケット数と受信したＣＣＭフレーム内に格納された送信パケット数を比較し、パケット欠落数を監視する。
【０００５】
また、特許文献１に記載された伝送路状態の診断方法では、ユーザ端末間のユーザトラフィックとして構成されるユーザパケットだけでなく、そのユーザパケットが流れていない空白期間に診断用のダミーパケットを流し続けることにより、これら２種類のパケットの合計送信数と合計受信数との差分から、パケット欠落数を監視する。
特許文献２でも、特許文献１と同様に、使用していない帯域にテストフレームを送信して、エラーレートの算出を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１１４３８０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６６５４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ITU-T Y.1731: Requirements for OAM functions in Ethernet-based networks and Ethernet services
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来技術では、パケットの欠落数からパケットネットワークの信頼性を評価するので、その評価精度が充分とは言えない。パケットネットワークの入口から出口まで流れるパケットは、そのパケットネットワーク上での通信品質の劣化などにより、損傷されることも多い。ここで、評価精度が充分ではない主要な理由として、パケットの損傷度合いが考慮されていないことが挙げられる。
【０００９】
例えば、パケットの欠落とは、パケットが１００％無くなることであるが、パケットの損傷度合いが１％であっても、９９％であっても同じ「１回のパケットの欠落」とカウントするだけでは、パケットの損傷度合いの要因となるパケットネットワーク上での通信品質が反映されていない。
【００１０】
また、パケットの損傷が発生したからといって、誤り訂正符号などにより、損傷されたパケットであっても経路上のルータ装置により修復されてしまう場合がある。この場合でも、「１回のパケットの通過」とカウントするだけでは、パケットの損傷度合いがパケットネットワークの信頼性評価には反映されていない。
【００１１】
そこで、本発明は、前記した問題を解決し、パケットネットワークの信頼性評価を高精度で実現することを、主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するために、本発明は、入側エッジ装置から出側エッジ装置まで検査用パケットを転送する評価対象網の信頼性を評価するネットワーク評価方法であって、
前記入側エッジ装置が、前記評価対象網に流入したユーザ信号に対して、前記ユーザ信号の伝送誤りを検出するための誤り検出符号を複数種類分生成して、それぞれ生成された誤り検出符号のフィールドと、前記評価対象網内の転送に使用される宛先を示すフィールドとを、前記ユーザ信号にカプセル化した前記検査用パケットであるユーザパケットを生成して前記出側エッジ装置へと送信し、
前記出側エッジ装置が、受信した前記検査用パケットをデカプセル化して取り出した複数の誤り検出符号それぞれについて、デカプセル化して取り出した前記ユーザ信号を対象とした誤り検出演算により、前記複数種類それぞれの誤り検出回数を算出し、その算出した誤り検出回数と、受信した前記検査用パケットのデータ量との比率に応じて、前記評価対象網のエラーレートを算出することを特徴とする。
その他の手段は、後記する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、パケットネットワークの信頼性評価を高精度で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に関する通信システムを示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に関する通信システムを流れるパケットを示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に関するダミーパケットの作成工程を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に関する通信システムの各エッジ装置を示す構成図である。
【図５】本発明の一実施形態に関する入側エッジ装置の処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に関する出側エッジ装置の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１（ａ）は、通信システムを示す構成図である。通信システムは、送信側クライアント装置７と、受信側クライアント装置８とを接続するＭＰＬＳ網９（評価対象網）として構成される。このＭＰＬＳ網９内部では、送信側クライアント装置７を収容する入側エッジ装置１と、受信側クライアント装置８を収容する出側エッジ装置３と、クライアント装置を収容しないコア装置２とがそれぞれ接続されている。
なお、通信システムを構成する各装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とメモリとハードディスク（記憶手段）と通信インタフェースを有するコンピュータとして構成され、このコンピュータは、ＣＰＵが、メモリ上に読み込んだプログラムを実行することにより、各処理部を動作させる。
【００１７】
ＭＰＬＳ網９は、時計回りのリング状に構成されており（入側エッジ装置１→上側のコア装置２→出側エッジ装置３→下側のコア装置２→入側エッジ装置１→…）、障害発生時に伝送路を切り替えるなどの冗長性も持ち合わせている。例えば、ユーザパケットは、上側のコア装置２を経由して出側エッジ装置３へ到達しているが、上側のコア装置２やそのコア装置２に接続するリンクに故障などの異常があれば、下側のコア装置２を経由する区間を、ユーザパケットの伝送路として選択することもできる。
なお、ＭＰＬＳ網９の代わりに、イーサネット網や、そのほかの規格、勧告または方式に沿った網として、クライアント装置間を接続する網を形成してもよい。
【００１８】
通信システムには、離散的に信号を伝送するためのパケットとして、ユーザパケットとダミーパケットとが流れる。
ユーザパケットは、クライアント装置でやりとりされるユーザトラフィックを構成するパケットである。例えば、図１（ａ）では、送信側クライアント装置７から発信されたＳＤＨやイーサネットのフレームであるユーザ信号は、ＭＰＬＳ網９の入側エッジ装置１でＭＰＬＳパケット（検査用パケット）としてカプセル化され、コア装置２を経由して、出側エッジ装置３に転送される。そして、出側エッジ装置３は、ＭＰＬＳパケットをデカプセル化したユーザ信号（ＳＤＨやイーサネットのフレーム）を、受信側クライアント装置８へと転送する。
【００１９】
なお、ＭＰＬＳ網９内におけるユーザパケットのカプセル化／デカプセル化処理については、例えば、Ｔ−ＭＰＬＳ（Transport-Multi Protocol Label Switching）を用いればよい。Ｔ−ＭＰＬＳは、文献「ITU-T (International Telecommunications Union Telecommunications Standardization Sector) G.8121/Y.1381:Characteristics of Transport ＭＰＬＳ equipment functional blocks」に記載されている。
【００２０】
図１（ｂ）は、ＭＰＬＳ網９を流れるパケットと、そのＶａｌｉｄ情報を示す説明図である。
ダミーパケットは、ＭＰＬＳ網９内にユーザパケットが流れておらず、かつ、パケット間の隙間期間であるＩＦＧ（Inter Frame Gap）にも該当しない空白期間に生成されてＭＰＬＳ網９内を流れるパケットである。例えば、図１（ａ）では、入側エッジ装置１で作成され、上下それぞれのコア装置２を経由して、出側エッジ装置３に転送される。ダミーパケットは、ユーザパケットとは異なり、受信側クライアント装置８には送信されない。
入側エッジ装置１は、ユーザパケットが流れなくなってから、最小ＩＦＧ長を確保した後にダミーパケットの生成を開始し、次のユーザパケットが到達するよりも最小ＩＦＧ長分だけ前に、ダミーパケットの生成を終了する。なお、連続する２つのユーザパケットの間が、狭い（最小ＩＦＧ長を確保できない）ときには、ダミーパケットの生成は省略してもよい。
【００２１】
Ｖａｌｉｄ情報は、ＭＰＬＳ網９内にユーザパケットが流れている期間を示す制御信号である。Ｖａｌｉｄ情報が「ON」である期間は、ＭＰＬＳ網９内にユーザパケットが流れている。
このように、ユーザパケットだけでなく、ダミーパケットの送信度合い（エラーレート）をもとにして、ＭＰＬＳ網９内の信頼性を評価することで、ＭＰＬＳ網９内の信頼性を常時（ユーザパケットが流れていない期間であっても）測定できるので、ＭＰＬＳ網９内の障害を早期に発見することができる。
【００２２】
図２は、通信システムを流れるパケットを示す説明図である。本実施形態では、パケット図において、左側をパケットの先頭とし、右側をパケットの末尾とする。
【００２３】
図２（ａ）は、標準のＭＰＬＳパケットを示す。このＭＰＬＳパケットは、先頭から順に、パケットＴＯＰのＭＡＣ（Media Access Control）ヘッダ、ＭＰＬＳヘッダ、ユーザ信号、および、パケットＥＮＤのＦＣＳ（Frame Check Sequence）フッタの順に構成される。
ＭＰＬＳヘッダは、ＭＰＬＳ網９内の宛先を示すＴ−ＬＳＰと、そのＴ−ＬＳＰに対する１ｂｉｔ誤り訂正符号であるＨＥＣ（Header Error Control）とで構成される。ＨＥＣについては、例えば、特開２０１０−２０６７４１号公報に記載されている。このＨＥＣは、直前のフィールド（例えば、Ｔ−ＬＳＰ）の誤り（例えば、Ｔ−ＬＳＰならパケットの送信先の誤り）を抑制するために付与される。
ユーザ信号は、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴのフレームであってもよいし、イーサネットのフレームであってもよい。
【００２４】
ＦＣＳは、１つの単位パケットがここで終了することを示し、パケットの前半部（ＭＡＣ、ＭＰＬＳ、ユーザ信号）を対象にしたＣＲＣ（Cycle Redundancy Check）処理により生成されるエラー検出符号が格納されている。
そして、出側エッジ装置３によるＦＣＳへのＣＲＣ処理により、パケットが送信される過程で発生した１ｂｉｔ以上のエラー、すなわちパケットの誤り検出することができる。出側エッジ装置３は、ＦＣＳで誤り検出されたユーザパケットを廃棄するとともに、入側エッジ装置１（送信側クライアント装置７でもよい）に対して、廃棄したユーザパケットの再送を要求してもよい。
【００２５】
図２（ｂ）は、識別子を拡張したＭＰＬＳパケット（ユーザパケット）を示す。図２（ｂ）のＭＰＬＳパケットは、図２（ａ）のＭＰＬＳパケットと比較すると、ユーザ信号の後にＢＩＰ（Bit Interleaved Parity）フィールドを設ける点と、ＭＰＬＳヘッダ内に識別子フィールドとそのＨＥＣとの組を設ける点が、拡張されている。
【００２６】
ＢＩＰフィールドには、パリティ符号が格納されている。このパリティ符号は、例えば、ＳＤＨネットワークで１２５ｕｓ周期送信されるＳＤＨフレーム内のＢＩＰフィールドと同じように生成される。例えば、ＳＯＨ（Section Over Head）のＢ１バイトであればＢＩＰ−８演算によるパリティチェック（ビット誤り検出方式）により、１フレームごとに最大８ｂｉｔまでの誤りを検出することができるＢＩＰのパリティ符号が生成される。
【００２７】
なお、ＢＩＰ−８の「８」とは、１つのパケット内のチェック対象データを８つの部分領域データに分割し、それぞれの部分領域データについてのパリティビットを１つずつ付加するという意味である。
ＦＣＳを参照することで、パケットの１ｂｉｔ誤りを検出でき、ＢＩＰを参照することで、パケットの複数ｂｉｔ誤り（例えば、ＢＩＰ−８なら１ｂｉｔから８ｂｉｔまでの誤り）を検出できる。
ここで、ＢＩＰのパリティ符号を偶数パリティ符号として構成し、部分領域データに偶数個のｂｉｔ誤りが存在してしまったときには、その部分領域データの誤りはパリティチェックでも未検出となる。
【００２８】
識別子フィールドは、その識別子フィールドの後に続くデータがダミー信号（値「１」）かユーザ信号（値「０」）かを区別するためのダミー識別子と、その各信号の後（ＦＣＳの前）にＢＩＰを付与しているか否かを示すＢＩＰ識別子と、後にダミー信号を連結させていることを示す連結識別子と（連結については、図３で後記）、を含めて構成される。
ＢＩＰ識別子を含めることとしたので、ユーザパケットやダミーパケットは、ＢＩＰを含むパケットとしてもよいし、ＢＩＰを含まないパケットとしてもよい。また、ユーザ信号を格納するユーザパケットには、複数連結されないので、連結識別子は不要である。
そして、識別子フィールドの後には、その識別子フィールドに対するＨＥＣを付与する。
【００２９】
一方、図２（ｃ）に示すダミーパケットには、後にダミー信号を連結させることもできる。ダミーパケットとユーザパケットとの違いは、ユーザ信号がダミー信号に置き換わったことと、ダミー識別子として値「１」が格納されることである。
ダミー信号は、信頼性の計測用データであるため、送信側クライアント装置７や受信側クライアント装置８には送信されない。よって、ダミー信号として、０と１とが交互に続く信号や、ＰＮ（Pseudorandom Noise）符号などの任意の信号を採用してもよい。
【００３０】
ダミーパケットは、ＭＰＬＳ網９内ではユーザパケットと同じように処理され（ＭＰＬＳヘッダのＴ−ＬＳＰを参照したラベルスイッチング処理など）、エラーレートの計算に使用された後は、出側エッジ装置３で識別され廃棄される。このダミーパケットの大きさ（パケット長）は、最小パケット長である６４ｂｙｔｅ以上であれば任意としてもよい。
【００３１】
図３は、ダミーパケットの作成工程を示す説明図である。１つのダミーパケットは、１つのＭＡＣヘッダとＭＰＬＳヘッダとを先頭にして、その後に１つ以上の「６４ｂｙｔｅ長のダミー信号、ＢＩＰ、および、ＦＣＳ」の組を次々に連結するように構成してもよい。
図１（ｂ）で説明したように、ダミーパケットの目的はユーザパケットの空白期間を埋めることなので、このように連結可能な可変長のパケットとすることが、望ましい。複数のダミーパケットを作成する代わりに、１つの可変長の連結パケットを生成することにより、ＭＡＣヘッダ、ＭＰＬＳヘッダ、および、ＩＦＧをそれぞれダミーパケットの個数分だけ用意する必要がなくなり、ＭＰＬＳ網９のダミーパケット（ダミー信号）による回線使用率を高めることで、エラーレートの算出精度を向上させることができる。
【００３２】
図４は、通信システムの各エッジ装置を示す構成図である。
入側エッジ装置１は、パケット認識部１１と、ダミーパケット挿入部１２と、セレクタ１３と、パケット長計測部１４と、アドレス制御部１５と、バッファ１６と、ヘッダ挿入部１７と、ＢＩＰ付与部１８と、ＦＣＳ付与部１９とを含めて構成される。
【００３３】
パケット認識部１１は、受信したユーザパケットの到達期間をＶａｌｉｄ情報としてダミーパケット挿入部１２に通知するとともに、受信したユーザパケットを後段のセレクタ１３へと転送する。
ダミーパケット挿入部１２は、Ｖａｌｉｄ情報が「OFF」である期間にダミーパケットを生成し、後段のセレクタ１３へと転送する。
セレクタ１３は、前段から受信した送信用パケット（ユーザパケットとダミーパケット）を、伝送路に向かう後段（パケット長計測部１４）に挿入する。
【００３４】
パケット長計測部１４は、セレクタ１３からの送信用パケットのパケット長を計測し、その結果をアドレス制御部１５に通知する。さらに、パケット長計測部１４は、送信用パケットをバッファ１６に書き込む。
アドレス制御部１５は、バッファ１６の書き込み用ポインタ（ライトアドレス）を制御することで、バッファ１６内の各送信用パケットについて、コア装置２に送信するか否かを決定する。
バッファ１６は、送信用パケットを一時的に格納する送信用バッファである。
【００３５】
ヘッダ挿入部１７は、バッファ１６内の送信用パケットに、ＭＰＬＳラベルを付与する。
ＢＩＰ付与部１８は、バッファ１６内の送信用パケットに、図２（ｂ）で説明したＢＩＰの演算結果を付与する。ただし、ＢＩＰ演算としてどのような演算を用いるかについては、ユーザの必要に応じて任意に設定してもよい。
ＦＣＳ付与部１９は、バッファ１６内の送信用パケットに、図２（ａ）で説明したＦＣＳの演算結果を付与する。
【００３６】
出側エッジ装置３は、ヘッダ解析部３１と、エラー検出部３２と、エラーレート算出部３３と、アドレス制御部３４と、ヘッダ削除部３６と、ＦＣＳ削除部３７と、ＢＩＰ削除部３８と、バッファ３９とを含めて構成される。
【００３７】
ヘッダ解析部３１は、受信パケットのＭＰＬＳヘッダ情報を解析し、ダミーパケットかユーザパケットかの識別、および、ＢＩＰ有無の識別を行う。
エラー検出部３２は、受信パケットのエラー検出を行うため、ＦＣＳエラー検出部３２ａと、ＢＩＰエラー検出部３２ｂとで構成される。
ＦＣＳエラー検出部３２ａは、受信パケットのＦＣＳを参照し、エラーを検出する。
ＢＩＰエラー検出部３２ｂは、受信パケットのＢＩＰを参照し、エラーを検出する。なお、ＢＩＰ無しパケットは、ＢＩＰエラー検出処理は省略される。
【００３８】
エラーレート算出部３３は、エラー検出部３２で検出されたエラー数から、エラーレートを算出する（計算式の詳細は、図６のフローチャートの説明で明らかにする）。
アドレス制御部３４は、バッファ３９の書き込み用ポインタ（ライトアドレス）を制御することで、ダミーパケットを廃棄するとともに、ユーザパケットからデパケットしたユーザ信号を、後段の受信側クライアント装置８へと転送する。
【００３９】
ヘッダ削除部３６は、エラー検出部３２を通過してバッファ３９に書き込まれた受信パケットについて、ＭＡＣヘッダとＭＰＬＳヘッダとを削除（デパケット）する。
ＦＣＳ削除部３７は、ヘッダ削除部３６が処理した受信パケットのＦＣＳフッタを削除する。
ＢＩＰ削除部３８は、ＦＣＳ削除部３７が処理した受信パケットのＢＩＰフィールドを削除する。
バッファ３９は、後段の受信側クライアント装置８へと転送されるユーザパケット（ユーザ信号）を格納する送信用バッファである。
【００４０】
図５は、入側エッジ装置１の処理を示すフローチャートである。
Ｓ１０１として、パケット認識部１１は、現在がユーザパケットが到着している期間か否かを判定する。ユーザパケットのＴＯＰ（開始）であるＭＡＣヘッダから、ＥＮＤ（終了）であるＦＣＳフッタまでの転送期間が、ユーザパケットが到着している期間（Ｖａｌｉｄ情報が「ON」の期間）に該当する。Ｓ１０１でＹｅｓならＳ１１１に進み、ＮｏならＳ１０２に進む。
【００４１】
Ｓ１０２として、ダミーパケット挿入部１２は、パケット認識部１１からＶａｌｉｄ情報「OFF」の通知を受け、ダミーパケットの作成を開始（ヘッダ作成）する。なお、図１（ｂ）で説明したように、連続する２つのユーザパケットの期間が狭いときには、ダミーパケットを生成せずに、Ｓ１０１に戻ってもよい。
Ｓ１０３として、パケット認識部１１は、Ｓ１０１と同様に、Ｖａｌｉｄ情報からユーザパケットが到着している期間か否かを判定する。Ｓ１０３でＹｅｓならＳ１０５に進み、ＮｏならＳ１０４に進む。
Ｓ１０４として、ダミーパケット挿入部１２は、ダミーパケットの作成を継続する。なお、生成を継続したダミーパケットが６４ｂｙｔｅ以上となると、図３に示すような連結パケットとして作成を継続する。
Ｓ１０５として、ダミーパケット挿入部１２は、パケット認識部１１からＶａｌｉｄ情報「ON」の通知を受け、ダミーパケットの作成を終了し、Ｓ１１２へ進む。
【００４２】
Ｓ１１１として、セレクタ１３は、パケット認識部１１から通知されたユーザパケットを、パケット長計測部１４に通過させる。
Ｓ１１２として、セレクタ１３は、Ｓ１０５で作成を終了したダミーパケットを、パケット長計測部１４に挿入する。
【００４３】
Ｓ１２１として、パケット長計測部１４は、送信用パケット（Ｓ１１１のユーザパケットやＳ１１２のダミーパケット）について、そのパケット長を計測し、そのパケット長が正常なパケット長（例えば、最小パケット単位である６４ｂｙｔｅ以上）であるか否かを判定する。ここで、パケット長計測部１４は、連結されたパケットについても１つのパケットとしてそのパケット長を計測する。
Ｓ１２１でＹｅｓなら、アドレス制御部１５は、送信用パケットをバッファ１６に書き込み、以下の送信用パケットの各処理（Ｓ１２２〜Ｓ１２５）を実行させる。Ｓ１２１でＮｏなら、Ｓ１２６に進む。
【００４４】
Ｓ１２２として、ヘッダ挿入部１７は、Ｓ１２１で書き込まれた送信用パケットにヘッダを付与する。
Ｓ１２３として、ＢＩＰ付与部１８は、Ｓ１２２の送信用パケットにＢＩＰを付与する。
Ｓ１２４として、ＦＣＳ付与部１９は、Ｓ１２３の送信用パケットにＦＣＳを付与する。
Ｓ１２５として、アドレス制御部１５は、Ｓ１２４の送信用パケットを、出側エッジ装置３に向かうコア装置２へと送信する。
【００４５】
Ｓ１２６として、アドレス制御部１５は、送信用パケットを廃棄する。ここで、アドレス制御部１５は、送信用パケットをバッファ１６に書き込まないことで廃棄してもよいし、送信用パケットをバッファ１６に書き込んだあと、バッファ１６への書き込み用ポインタ（ライトアドレス）を書き込んだ送信用パケットのパケット長だけ前に戻すことにより、次に書き込む予定の送信用パケットが、今回書き込んだ送信用パケットのメモリ領域を上書きする形で、今回の送信用パケットを廃棄してもよい。
【００４６】
図６は、出側エッジ装置３の処理を示すフローチャートである。図６（ａ）のフローチャートは、出側エッジ装置３がＭＰＬＳパケットを送信側から受信することを契機として、開始される。
Ｓ２０１として、ヘッダ解析部３１は、ヘッダ解析し、ダミーパケット識別子を確認することでパケットがユーザパケットか否か（ダミーパケットか）を判定する。Ｓ２０１でＹｅｓならＳ２０２およびＳ２０３を実行し、Ｓ２０１でＮｏならＳ２０２およびＳ２０４を実行する。
【００４７】
Ｓ２０２として、出側エッジ装置３は、パケットごとの出側処理をする（詳細は、後記する図６（ｂ）参照）。このＳ２０２の処理は、Ｓ２０１の判定結果にかかわらず、実行される。
Ｓ２０３として、アドレス制御部３４は、ユーザパケットから取り出されたユーザ信号をバッファ３９に書き込む。
Ｓ２０４として、アドレス制御部３４は、ダミーパケットを廃棄する。なお、パケットの廃棄手法については、Ｓ１２６と同様に、ダミー信号をバッファ３９に書き込まないことで廃棄してもよいし、ダミー信号をバッファ３９に書き込んだあとに、書き込み用ポインタ（ライトアドレス）を書き込んだダミー信号分だけ前に戻すことにより、廃棄してもよい。
【００４８】
図６（ｂ）のフローチャートは、図６（ａ）のＳ２０２から呼び出される。
Ｓ２１１として、ＦＣＳエラー検出部３２ａは、図２（ａ）で説明したＣＲＣ処理により、ＦＣＳエラー（１ｂｉｔエラー）を検出する。
Ｓ２１２として、ＢＩＰエラー検出部３２ｂは、図２（ｂ）で説明したパリティチェック処理により、ＢＩＰエラー（複数ｂｉｔエラー）を検出する。
なお、ダミーパケットが連結されていた場合は、連結されていたパケットを連結前のダミーパケット群にばらした後、そのダミーパケット群を構成する各ダミーパケットについて、Ｓ２１１，Ｓ２１２のエラー算出処理を行う。
【００４９】
Ｓ２１３として、エラーレート算出部３３は、Ｓ２１１のＦＣＳのエラー数と、Ｓ２１２のＢＩＰのエラー数とをもとに、エラーレートを算出する。エラーレートの算出式には、以下に示す第１式または第２式を利用する。
まず、ＢＩＰが無いパケットについてのエラーレート算出式（第１式）の一例を示す。
エラーレート＝Σ（ＦＣＳのエラー数）／Σ（パケット長［ｂｉｔ］）
ここで、記号「Σ」は、Ｓ２１３の処理が複数回（複数のパケット）行われたときに、その各処理結果の総和演算を示す。
【００５０】
次に、ＢＩＰがあるパケットについてのエラーレート算出式（第２式）の一例を示す。
エラーレート＝Σ（ＦＣＳのエラー数またはＢＩＰのエラー数）／Σ（パケット長［ｂｉｔ］）
第２式では、ＢＩＰとＦＣＳとで補完しあう形でエラーレート算出を行うので、ＢＩＰで同一レールの偶数ｂｉｔエラーのためにエラーを検出できなかったとしても、ＦＣＳでパケットにエラーが存在することを確認することができる。
ここで、第２式の分子である（ＦＣＳのエラー数またはＢＩＰのエラー数）とは、例えば、双方のエラー数のうちの検出した（非０である）エラー数が１種類であれば（例えば、ＦＣＳのエラー数＝１、ＢＩＰのエラー数＝０）、その検出したエラー数を採用するとともに（分子＝１）、検出したエラー数が２種類であれば（例えば、ＦＣＳのエラー数＝１、ＢＩＰのエラー数＝４）、ＢＩＰのエラー数を採用する（分子＝４）演算である。
【００５１】
Ｓ２２１として、ヘッダ削除部３６は、バッファ３９に書き込まれた受信パケットから、ＭＡＣヘッダとＭＰＬＳヘッダとを削除する。
Ｓ２２２として、ＦＣＳ削除部３７は、バッファ３９に書き込まれた受信パケットから、ＦＣＳを削除する。
Ｓ２２３として、ＢＩＰ削除部３８は、バッファ３９に書き込まれた受信パケットから、ＢＩＰを削除する。これにより、ユーザパケットからユーザ信号が取り出される。そして、ユーザ信号は、出側エッジ装置３から受信側クライアント装置８へと転送される。
【００５２】
以上のような本実施形態により、エラー検出部３２は、ＭＰＬＳパケットのＦＣＳを参照した１ｂｉｔごとのエラー検出処理と、ＢＩＰを参照したパリティチェックによるパケットの部分領域ごとの（複数ｂｉｔの）エラー検出処理とを併用することにより（２種類の併用だが、３種類以上でもよい）、ＭＰＬＳ網９のネットワーク品質に起因するＭＰＬＳパケットの損傷度合いを高精度で検出することができる。
その結果、エラーレート算出部３３は、エラー検出部３２の検出結果を活用した高精度なエラーレートを計算することで、パケットネットワークの信頼性評価を高精度で実現することができる。
【００５３】
さらに、ダミーパケット挿入部１２は、ユーザパケットが流れていない期間にダミーパケットを挿入することで、ユーザパケットとダミーパケットとの両方を用いて、エラーレート算出部３３によるエラーレートの計算処理を実行させる。
これにより、エラーレート算出部３３による高精度なエラーレートの計算結果を、細かい時間密度で（常時に）得ることができる。
【００５４】
以上のように、ＭＰＬＳ網９のネットワーク品質の評価精度と評価頻度とをそれぞれ向上させることにより、例えば、伝送路の状態が著しく悪い箇所だけを補強したり修理したりしつつ、伝送路の状態がよい箇所に対して過剰投資を抑止するような、低価格で高品質なパケットネットワークを構築できる。
よって、同じネットワークの設備コストの投資効率が向上するため、ネットワーク品質の高いパケットネットワークを実現できる。そして、そのパケットネットワーク上に、ネットワーク品質を要求されるサービスも収容することができるようになり、多様なサービスを提供できる。
【符号の説明】
【００５５】
１ 入側エッジ装置
２ コア装置
３ 出側エッジ装置
７ 送信側クライアント装置
８ 受信側クライアント装置
９ ＭＰＬＳ網（評価対象網）
１１ パケット認識部
１２ ダミーパケット挿入部
１３ セレクタ
１４ パケット長計測部
１５ アドレス制御部
１６ バッファ
１７ ヘッダ挿入部
１８ ＢＩＰ付与部
１９ ＦＣＳ付与部
３１ ヘッダ解析部
３２ エラー検出部
３２ａ ＦＣＳエラー検出部
３２ｂ ＢＩＰエラー検出部
３３ エラーレート算出部
３４ アドレス制御部
３６ ヘッダ削除部
３７ ＦＣＳ削除部
３８ ＢＩＰ削除部
３９ バッファ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入側エッジ装置から出側エッジ装置まで検査用パケットを転送する評価対象網の信頼性を評価するネットワーク評価方法であって、
前記入側エッジ装置は、前記評価対象網に流入したユーザ信号に対して、前記ユーザ信号の伝送誤りを検出するための誤り検出符号を複数種類分生成して、それぞれ生成された誤り検出符号のフィールドと、前記評価対象網内の転送に使用される宛先を示すフィールドとを、前記ユーザ信号にカプセル化した前記検査用パケットであるユーザパケットを生成して前記出側エッジ装置へと送信し、
前記出側エッジ装置は、受信した前記検査用パケットをデカプセル化して取り出した複数の誤り検出符号それぞれについて、デカプセル化して取り出した前記ユーザ信号を対象とした誤り検出演算により、前記複数種類それぞれの誤り検出回数を算出し、その算出した誤り検出回数と、受信した前記検査用パケットのデータ量との比率に応じて、前記評価対象網のエラーレートを算出することを特徴とする
ネットワーク評価方法。
【請求項２】
前記入側エッジ装置は、誤り検出符号を前記複数種類分生成するときに、
前記複数種類のうちの一方として、前記ユーザ信号全体に対して１ｂｉｔ単位の誤りを検出するＦＣＳ（Frame Check Sequence）を生成し、
前記複数種類のうちの他方として、前記ユーザ信号を複数区間に分割した各部分領域に対して、その部分領域ごとの誤りを検出するＢＩＰ（Bit Interleaved Parity）を生成することを特徴とする
請求項１に記載のネットワーク評価方法。
【請求項３】
前記入側エッジ装置は、前記出側エッジ装置へと送信する前記検査用パケットについて、前記ユーザパケットに加えて、そのユーザパケットが伝送されていない空白期間において、前記評価対象網外には流出させないダミー信号をパケット化したダミーパケットも送信し、
前記出側エッジ装置は、前記評価対象網のエラーレートを算出するときに、その計算対象となる前記検査用パケットとして、前記ユーザパケットに加えて、前記ダミーパケットも用いることを特徴とする
請求項２に記載のネットワーク評価方法。
【請求項４】
前記入側エッジ装置は、空白期間に前記ダミーパケットを送信するときに、１つの前記ダミーパケット用ヘッダに続いて、複数の所定長の前記ダミー信号を連結させた前記ダミーパケットを、送信することを特徴とする
請求項３に記載のネットワーク評価方法。
【請求項５】
前記入側エッジ装置は、前記検査用パケットが前記ユーザパケットか前記ダミーパケットかいずれかを示す識別子を付加して、前記検査用パケットをカプセル化し、
前記出側エッジ装置は、受信した前記検査用パケットからデカプセル化して取り出した識別子を参照して、受信した前記検査用パケットが前記ユーザパケットか前記ダミーパケットかを特定し、前記ユーザパケットであるときには、デカプセル化して取り出した前記ユーザ信号を前記評価対象網外に流出させるとともに、前記ダミーパケットであるときには、デカプセル化して取り出した前記ダミー信号を廃棄することを特徴とする
請求項３または請求項４に記載のネットワーク評価方法。
【請求項６】
前記入側エッジ装置は、前記出側エッジ装置へと送信する前記検査用パケットについて、そのパケット長を計測し、計測結果が最小パケット長未満の異常な前記検査用パケットが作成されたときには、その異常な前記検査用パケットを送信せずに廃棄することを特徴とする
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のネットワーク評価方法。
【請求項７】
入側エッジ装置から出側エッジ装置まで検査用パケットを転送する評価対象網の信頼性を評価するネットワーク評価システムであって、
前記評価対象網に流入したユーザ信号に対して、前記ユーザ信号の伝送誤りを検出するための誤り検出符号を複数種類分生成して、それぞれ生成された誤り検出符号のフィールドと、前記評価対象網内の転送に使用される宛先を示すフィールドとを、前記ユーザ信号にカプセル化した前記検査用パケットであるユーザパケットを生成して前記出側エッジ装置へと送信する前記入側エッジ装置と、
受信した前記検査用パケットをデカプセル化して取り出した複数の誤り検出符号それぞれについて、デカプセル化して取り出した前記ユーザ信号を対象とした誤り検出演算により、前記複数種類それぞれの誤り検出回数を算出し、その算出した誤り検出回数と、受信した前記検査用パケットのデータ量との比率に応じて、前記評価対象網のエラーレートを算出する前記出側エッジ装置とを有することを特徴とする
ネットワーク評価システム。
【請求項８】
前記入側エッジ装置は、誤り検出符号を前記複数種類分生成するときの一方として、前記ユーザ信号全体に対して１ｂｉｔ単位の誤りを検出するＦＣＳ（Frame Check Sequence）を生成し、他方として、前記ユーザ信号を複数区間に分割した各部分領域に対して、その部分領域ごとの誤りを検出するＢＩＰ（Bit Interleaved Parity）を生成し、それぞれ生成された誤り検出符号を前記検査用パケットに付加する検出符号付与部を有すること
請求項７に記載のネットワーク評価システム。
【請求項１】
入側エッジ装置から出側エッジ装置まで検査用パケットを転送する評価対象網の信頼性を評価するネットワーク評価方法であって、
前記入側エッジ装置は、前記評価対象網に流入したユーザ信号に対して、前記ユーザ信号の伝送誤りを検出するための誤り検出符号を複数種類分生成して、それぞれ生成された誤り検出符号のフィールドと、前記評価対象網内の転送に使用される宛先を示すフィールドとを、前記ユーザ信号にカプセル化した前記検査用パケットであるユーザパケットを生成して前記出側エッジ装置へと送信し、
前記出側エッジ装置は、受信した前記検査用パケットをデカプセル化して取り出した複数の誤り検出符号それぞれについて、デカプセル化して取り出した前記ユーザ信号を対象とした誤り検出演算により、前記複数種類それぞれの誤り検出回数を算出し、その算出した誤り検出回数と、受信した前記検査用パケットのデータ量との比率に応じて、前記評価対象網のエラーレートを算出することを特徴とする
ネットワーク評価方法。
【請求項２】
前記入側エッジ装置は、誤り検出符号を前記複数種類分生成するときに、
前記複数種類のうちの一方として、前記ユーザ信号全体に対して１ｂｉｔ単位の誤りを検出するＦＣＳ（Frame Check Sequence）を生成し、
前記複数種類のうちの他方として、前記ユーザ信号を複数区間に分割した各部分領域に対して、その部分領域ごとの誤りを検出するＢＩＰ（Bit Interleaved Parity）を生成することを特徴とする
請求項１に記載のネットワーク評価方法。
【請求項３】
前記入側エッジ装置は、前記出側エッジ装置へと送信する前記検査用パケットについて、前記ユーザパケットに加えて、そのユーザパケットが伝送されていない空白期間において、前記評価対象網外には流出させないダミー信号をパケット化したダミーパケットも送信し、
前記出側エッジ装置は、前記評価対象網のエラーレートを算出するときに、その計算対象となる前記検査用パケットとして、前記ユーザパケットに加えて、前記ダミーパケットも用いることを特徴とする
請求項２に記載のネットワーク評価方法。
【請求項４】
前記入側エッジ装置は、空白期間に前記ダミーパケットを送信するときに、１つの前記ダミーパケット用ヘッダに続いて、複数の所定長の前記ダミー信号を連結させた前記ダミーパケットを、送信することを特徴とする
請求項３に記載のネットワーク評価方法。
【請求項５】
前記入側エッジ装置は、前記検査用パケットが前記ユーザパケットか前記ダミーパケットかいずれかを示す識別子を付加して、前記検査用パケットをカプセル化し、
前記出側エッジ装置は、受信した前記検査用パケットからデカプセル化して取り出した識別子を参照して、受信した前記検査用パケットが前記ユーザパケットか前記ダミーパケットかを特定し、前記ユーザパケットであるときには、デカプセル化して取り出した前記ユーザ信号を前記評価対象網外に流出させるとともに、前記ダミーパケットであるときには、デカプセル化して取り出した前記ダミー信号を廃棄することを特徴とする
請求項３または請求項４に記載のネットワーク評価方法。
【請求項６】
前記入側エッジ装置は、前記出側エッジ装置へと送信する前記検査用パケットについて、そのパケット長を計測し、計測結果が最小パケット長未満の異常な前記検査用パケットが作成されたときには、その異常な前記検査用パケットを送信せずに廃棄することを特徴とする
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のネットワーク評価方法。
【請求項７】
入側エッジ装置から出側エッジ装置まで検査用パケットを転送する評価対象網の信頼性を評価するネットワーク評価システムであって、
前記評価対象網に流入したユーザ信号に対して、前記ユーザ信号の伝送誤りを検出するための誤り検出符号を複数種類分生成して、それぞれ生成された誤り検出符号のフィールドと、前記評価対象網内の転送に使用される宛先を示すフィールドとを、前記ユーザ信号にカプセル化した前記検査用パケットであるユーザパケットを生成して前記出側エッジ装置へと送信する前記入側エッジ装置と、
受信した前記検査用パケットをデカプセル化して取り出した複数の誤り検出符号それぞれについて、デカプセル化して取り出した前記ユーザ信号を対象とした誤り検出演算により、前記複数種類それぞれの誤り検出回数を算出し、その算出した誤り検出回数と、受信した前記検査用パケットのデータ量との比率に応じて、前記評価対象網のエラーレートを算出する前記出側エッジ装置とを有することを特徴とする
ネットワーク評価システム。
【請求項８】
前記入側エッジ装置は、誤り検出符号を前記複数種類分生成するときの一方として、前記ユーザ信号全体に対して１ｂｉｔ単位の誤りを検出するＦＣＳ（Frame Check Sequence）を生成し、他方として、前記ユーザ信号を複数区間に分割した各部分領域に対して、その部分領域ごとの誤りを検出するＢＩＰ（Bit Interleaved Parity）を生成し、それぞれ生成された誤り検出符号を前記検査用パケットに付加する検出符号付与部を有すること
請求項７に記載のネットワーク評価システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１１５４５０（Ｐ２０１３−１１５４５０Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５６９１３（Ｐ２０１１−２５６９１３）
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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