特開 2024-141087 ネットワークシステムおよびネットワーク管理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024141087

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】ネットワークシステムおよびネットワーク管理装置

(51)【国際特許分類】

   H04L 43/0852 20220101AFI20241003BHJP

【ＦＩ】

H04L43/0852

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023052542

(22)【出願日】2023-03-29

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成３０年度、国立研究開発法人情報通信研究機構、「高度通信・放送研究開発委託研究／５Ｇ・Ｂｅｙｏｎｄ ５Ｇの多様なサービスに対応する有線・無線アクセスネットワークのプラットフォーム技術の研究開発 副題：５Ｇ・Ｂｅｙｏｎｄ ５Ｇの多様なサービスに対応する有線・無線アクセスネットワークの仮想化とエッジクラウド基盤技術の研究開発」、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004185

【氏名又は名称】インフォート弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100074099

【弁理士】

【氏名又は名称】大菅 義之

(72)【発明者】

【氏名】藤井 雅章

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ユーザ端末とサーバとの間の遅延を計測する方法を提供する。
【解決手段】ネットワークシステム１００は、基地局１、中継システムであるＭＥＣ基盤２及び管理装置である情報収集サーバ３を備える。中継システムは、複数のスイッチ２１及びユーザ端末５にサービスを提供するサーバであるＭＥＣサーバ２２を含む。各スイッチは、受信パケットの複製にタイムスタンプを付与した複製パケットを生成して管理装置に送信する。管理装置は、サーバからユーザ端末に向かう第１のパケットに対して第１のスイッチにより生成される第１の複製パケットを受信すると共に、第１のパケットに応じてユーザ端末からサーバに送信される第２のパケットに対して第１のスイッチにより生成される第２の複製パケットを受信し、第１の複製パケット及び第２の複製パケットに付与されているタイムスタンプの差分に基づいて、ユーザ端末と中継システムとの間の遅延時間を算出する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユーザ端末を収容する基地局と、
前記基地局に接続する中継システムと、
前記中継システムに接続するネットワーク管理装置と、を備え、
前記中継システムは、受信パケットを転送する複数のスイッチおよび前記ユーザ端末にサービスを提供するサーバを含み、
各スイッチは、
受信パケットの複製にタイムスタンプを付与することで複製パケットを生成し、
生成した複製パケットを前記ネットワーク管理装置に送信し、
前記ネットワーク管理装置は、
前記サーバから前記ユーザ端末に向かう第１のパケットに対して前記複数のスイッチの中の第１のスイッチにより生成される第１の複製パケットを受信し、
前記第１のパケットに応じて前記ユーザ端末から前記サーバに送信される第２のパケットに対して前記第１のスイッチにより生成される第２の複製パケットを受信し、
前記第１の複製パケットに付与されているタイムスタンプと前記第２の複製パケットに付与されているタイムスタンプとの差分に基づいて、前記ユーザ端末と前記中継システムとの間のパケットの伝搬遅延時間を算出する
ことを特徴とするネットワークシステム。

【請求項2】

前記第１のスイッチは、前記複数のスイッチの中で前記基地局の最も近くに設けられているスイッチである
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。

【請求項3】

前記ユーザ端末と前記サーバとの間で伝送される各パケットのヘッダには、シーケンス番号、確認応答番号、およびセグメント長を表す情報が設定され、
前記ネットワーク管理装置は、前記第２の複製パケットのヘッダに設定されている確認応答番号が、前記第１の複製パケットのヘッダに設定されているシーケンス番号とセグメント長との合計値と一致するときに、前記差分に基づいて、前記ユーザ端末と前記中継システムとの間のパケットの伝搬遅延時間を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。

【請求項4】

前記中継システムは、ＭＥＣ（Multi-access Edge Computing）基盤であり、
前記ネットワーク管理装置は、前記ユーザ端末と前記ＭＥＣ基盤との間のアクセスネットワークにおけるパケットの伝搬遅延時間を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。

【請求項5】

前記第２のパケットは、前記ユーザ端末が前記第１のパケットを受信したことに起因して生成される応答パケットまたは前記ユーザ端末が前記第１のパケットを受信したことを表すＡＣＫ（Acknowledgement）パケットである
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。

【請求項6】

前記ネットワーク管理装置は、
前記ユーザ端末から前記サーバに向かう第３のパケットに対して、前記複数のスイッチの中の第２のスイッチにより生成される第３の複製パケットを受信し、
前記第３のパケットに応じて前記サーバから前記ユーザ端末に送信される第４のパケットに対して前記第２のスイッチにより生成される第４の複製パケットを受信し、
前記第３の複製パケットに付与されているタイムスタンプと前記第４の複製パケットに付与されているタイムスタンプとの差分に基づいて、前記第２のスイッチと前記サーバとの間のパケットの伝搬遅延時間を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。

【請求項7】

前記ネットワーク管理装置は、
前記ユーザ端末と前記サーバとの間の経路上にある２個のスイッチにより生成される２個の複製パケットを受信し、
前記２個の複製パケットにそれぞれ付与されているタイムスタンプの差分に基づいて、前記２個のスイッチ間のパケットの伝搬遅延時間を算出する
ことを特徴とする請求項６に記載のネットワークシステム。

【請求項8】

ユーザ端末を収容する基地局および前記基地局に接続する中継システムを備えるネットワークの遅延を計測するネットワーク管理装置であって、
前記中継システムは、受信パケットを転送する複数のスイッチおよび前記ユーザ端末にサービスを提供するサーバを含み、
各スイッチは、受信パケットの複製にタイムスタンプを付与することで複製パケットを生成して前記ネットワーク管理装置に送信する構成であり、
前記サーバから前記ユーザ端末に向かう第１のパケットに対して前記複数のスイッチの中の第１のスイッチにより生成される第１の複製パケット、および、前記第１のパケットに応じて前記ユーザ端末から前記サーバに送信される第２のパケットに対して前記第１のスイッチにより生成される第２の複製パケットを受信する通信インタフェースと、
前記第１の複製パケットに付与されているタイムスタンプと前記第２の複製パケットに付与されているタイムスタンプとの差分に基づいて、前記ユーザ端末と前記中継システムとの間のパケットの伝搬遅延時間を算出する遅延時間算出部と、
を備えるネットワーク管理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ネットワークシステムおよびネットワーク管理装置に係わる。

【背景技術】

【0002】

次世代の移動通信システムにおいては、スマートフォンなどのユーザ端末だけでなく、自動車、産業機械、スマートメータ等の様々な機器が接続され得る。そして、モバイルブロードバンドの高速化（ｅＭＢＢ：enhanced Mobile Broadband）、超高信頼低遅延通信（ＵＲＬＬＣ：Ultra-Reliable and Low Latency Communication）、および大規模マシンタイプ通信（ｍＭＴＣ：massive Machine Type Communication）の実現が要求される。

【0003】

低遅延通信を実現する技術の１つとしてＭＥＣ（Multi-access Edge Computing）が提案されている。ＭＥＣは、サーバを含むＭＥＣ基盤を、地理的にユーザに近い位置に設けることで、ユーザとサーバとの間の遅延を低減することができる。

【0004】

また、低遅延通信の実用化においては、遅延時間を計測する技術が必要となる。このため、パケットの伝搬遅延時間を計測する技術が提案されている。例えば、ＭＥＣ基盤内の各スイッチは、受信パケットにタイムスタンプ情報を付与した複製パケットを生成する。そして、情報収集サーバは、各複製パケットに付与されているタイムスタンプ情報に基づいて、ＭＥＣ基盤内の各スイッチ区間の遅延時間を計測する（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２２－０９０２２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述のように、ＭＥＣ基盤内の各区間の遅延を計測する方法は知られている。ただし、この方法では、ユーザ端末とサーバとの間の遅延（或いは、無線アクセスネットワークの遅延）を計測することはできず、Ｅｎｄ－ｔｏ－Ｅｎｄの遅延を検出できない。

【0007】

なお、ユーザ端末においてサーバの応答時間をモニタすることで、Ｅｎｄ－ｔｏ－Ｅｎｄの遅延を計測することは可能である。ただし、この場合、ユーザ端末に、応答時間をモニタする機能を有するアプリケーションを実装する必要がある。また、この方法であっても、ユーザ端末とサーバとの間の遅延（或いは、無線アクセスネットワークの遅延）を計測することはできない。

【0008】

本発明の１つの側面に係わる目的は、ユーザ端末とサーバとの間の遅延を計測する方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の１つの態様に係わるネットワークシステムは、ユーザ端末を収容する基地局と、前記基地局に接続する中継システムと、前記中継システムに接続するネットワーク管理装置と、を備える。前記中継システムは、受信パケットを転送する複数のスイッチおよび前記ユーザ端末にサービスを提供するサーバを含む。各スイッチは、受信パケットの複製にタイムスタンプを付与することで複製パケットを生成し、生成した複製パケットを前記ネットワーク管理装置に送信する。前記ネットワーク管理装置は、前記サーバから前記ユーザ端末に向かう第１のパケットに対して前記複数のスイッチの中の第１のスイッチにより生成される第１の複製パケットを受信し、前記第１のパケットに応じて前記ユーザ端末から前記サーバに送信される第２のパケットに対して前記第１のスイッチにより生成される第２の複製パケットを受信し、前記第１の複製パケットに付与されているタイムスタンプと前記第２の複製パケットに付与されているタイムスタンプとの差分に基づいて、前記ユーザ端末と前記中継システムとの間のパケットの伝搬遅延時間を算出する。

【発明の効果】

【0010】

上述の態様によれば、ユーザ端末とサーバとの間の遅延を計測できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係わるネットワークシステムの一例を示す図である。

【図2】伝搬遅延時間を計測する区間の一例を示す図である。

【図3】スイッチおよび情報収集サーバの機能ブロック図である。

【図4】スイッチのハードウェア構成の一例を示す図である。

【図5】情報収集サーバのハードウェア構成の一例を示す図である。

【図6】本発明の実施形態に係わるネットワークシステムにおいて転送されるパケットについて説明する図である。

【図7】送信されたパケットとその応答パケットとを対応づける方法の一例を示す図である。

【図8】遅延時間の算出方法の一例を示す図である。

【図9】本発明の実施形態が他の通信プロトコルに適用されるケースの一例を示す図である。

【図10】応答データが複数のセグメントに分割されて送信されるケースにおいて遅延時間を計測する方法の一例を示す図である。

【図11】複数の送信パケットに対して１個のＡＣＫパケットが生成されるケースにおいて遅延時間を計測する方法の一例を示す図である。

【図12】情報収集サーバの処理の一例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】

【0012】

図１は、本発明の実施形態に係わるネットワークシステムの一例を示す。本発明の実施形態に係わるネットワークシステム１００は、基地局１、ＭＥＣ基盤２、情報収集サーバ３、およびサービス管理オーケストレーション（ＳＭＯ）基盤４を備える。尚、ネットワークシステム１００は、図１に示していない他の装置または機能を備えてもよい。また、ネットワークシステム１００は、ＳＭＯ基盤４を含まなくてもよい。

【0013】

基地局１は、例えば、Ｏ－ＲＡＮ仕様に準拠する無線基地局であり、ユーザ端末５を収容することができる。また、基地局１は、この実施例では、ＲＵ（Radio Unit）１１、ＤＵ（Distributed Unit）１２、およびＣＵ（Central Unit）１３を備える。ＲＵ１１は、１または複数のアンテナを備え、ユーザ端末５から無線信号を受信すると共に、ユーザ端末５に無線信号を送信する。ＤＵ１２は、受信信号の復調、送信信号の変調、およびＭＡＣ（Media Access Control）層の通信制御などを行う。ＣＵ１３は、配下のＲＵ１１／ＤＵ１２の制御、コアネットワークとの接続の制御、ＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）処理、およびＲＲＣ（Radio Resource Control）処理などを行う。

【0014】

ＭＥＣ基盤２は、１または複数のスイッチ２１（２１ａ、２１ｂ）および１または複数のＭＥＣサーバ２２（２２ａ、２２ｂ）を備え、ユーザ端末５にサービスを提供する。なお、ＭＥＣ基盤２は、地理的にユーザに近い位置に設けられる。この実施例では、ＭＥＣ基盤２は、基地局１に接続する。なお、ＭＥＣ基盤２は、図１に示していない他の機能を備えてもよい。

【0015】

各スイッチ２１は、受信パケットを宛先に向けて転送する。よって、ＭＥＣ基盤２は、パケットを転送する中継システムの一例である。

【0016】

スイッチ２１ａは、基地局１から受信するパケットをＭＥＣサーバ２２ａに導き、ＭＥＣサーバ２２ａから受信するパケットを基地局１に導く。ＭＥＣサーバ２２ａは、この例では、仮想ｅＮＢ（evolved Node B）または仮想ＥＰＣ（Evolved Packet Core）として動作する。スイッチ２１ｂは、ＭＥＣサーバ２２ａから受信するパケットをＭＥＣサーバ２２ｂに導き、ＭＥＣサーバ２２ｂから受信するパケットをＭＥＣサーバ２２ａに導く。ＭＥＣサーバ２２ｂは、アプリケーションプログラムを実行してユーザ端末５にサービスを提供する。なお、以下の記載において、ユーザ端末５からＭＥＣサーバ２２ｂに向かう通信路を「上りリンク」と呼ぶことがある。また、ＭＥＣサーバ２２ｂからユーザ端末５に向かう通信路を「下りリンク」と呼ぶことがある。

【0017】

各スイッチ２１は、通過するパケットの複製を生成し、生成した複製パケットにタイムスタンプを付与して情報収集サーバ３に送信する。ただし、各スイッチ２１は、所定のプロトコル（例えば、ＴＣＰ）で送信されるパケットの複製パケットを生成するように構成されてもよい。

【0018】

情報収集サーバ３は、各スイッチ２１から受信する複製パケットに付与されているタイムスタンプを利用して、ＭＥＣ基盤２内の各区間の遅延時間、および、ユーザ端末５とＭＥＣ基盤２との間の遅延時間を計測する。具体的には、図２に示すように、上りリンクにおいてスイッチ２１ａからスイッチ２１ｂに至る区間Ｄ１の遅延時間、スイッチ２１ｂからＭＥＣサーバ２２ｂを経由してスイッチ２１ｂに至る区間Ｄ２の遅延時間、下りリンクにおいてスイッチ２１ｂからスイッチ２１ａに至る区間Ｄ３の遅延時間、およびスイッチ２１ａから基地局１、ユーザ端末５、および基地局１を経由してスイッチ２１ａに至る区間Ｄ４の遅延時間が計測される。なお、区間Ｄ１の遅延時間は、上りリンクにおけるＭＥＣサーバ２２ａの処理時間を含む。区間Ｄ２の遅延時間は、ＭＥＣサーバ２２ｂの処理時間を含む。区間Ｄ３の遅延時間は、下りリンクにおけるＭＥＣサーバ２２ａの処理時間を含む。区間Ｄ４の遅延時間は、ユーザ端末５の処理時間を含み、無線アクセスネットワークの遅延時間を表す。

【0019】

ユーザ端末５からＭＥＣサーバ２２ｂにパケットＰ１が送信されるときには、スイッチ２１ａは、タイムスタンプｔ１が付与された複製パケットＰ１ａを生成し、スイッチ２１ｂは、タイムスタンプｔ２が付与された複製パケットＰ１ｂを生成する。ＭＥＣサーバ２２ｂからユーザ端末５にパケットＰ２が送信されるときには、スイッチ２１ｂは、タイムスタンプｔ３が付与された複製パケットＰ２ｂを生成し、スイッチ２１ａは、タイムスタンプｔ４が付与された複製パケットＰ２ａを生成する。パケットＰ２は、例えば、パケットＰ１に対する応答パケットである。ユーザ端末５からＭＥＣサーバ２２ｂにパケットＰ３が送信されるときには、スイッチ２１ａは、タイムスタンプｔ５が付与された複製パケットＰ３ａを生成し、スイッチ２１ｂは、タイムスタンプｔ６が付与された複製パケットＰ３ｂを生成する。パケットＰ３は、例えば、パケットＰ２に対する応答パケットまたはＡＣＫパケットである。

【0020】

情報収集サーバ３は、各複製パケットに付与されているタイムスタンプを利用して、各区間Ｄ１～Ｄ４の遅延時間をそれぞれ計測することができる。すなわち、タイムスタンプｔ１とタイムスタンプｔ２との差分に基づいて、上りリンクにおいてスイッチ２１ａからスイッチ２１ｂに至る区間Ｄ１の遅延時間が算出される。タイムスタンプｔ２とタイムスタンプｔ３との差分に基づいて、スイッチ２１ｂからＭＥＣサーバ２２ｂを経由してスイッチ２１ｂに至る区間Ｄ２の遅延時間が算出される。タイムスタンプｔ３とタイムスタンプｔ４との差分に基づいて、下りリンクにおいてスイッチ２１ｂからスイッチ２１ａに至る区間Ｄ３の遅延時間が算出される。タイムスタンプｔ４とタイムスタンプｔ５との差分に基づいて、スイッチ２１ａから基地局１、ユーザ端末５、および基地局１を経由してスイッチ２１ａに至る区間Ｄ４の遅延時間が算出される。

【0021】

このように、情報収集サーバ３は、各スイッチ２１から通知される時刻情報（実施例では、複製パケットに付与されているタイムスタンプ）に基づいて、ＭＥＣ基盤２内の各区間の遅延時間、および、アクセスネットワーク（即ち、ユーザ端末５とＭＥＣ基盤２との間の遅延時間）を計測できる。加えて、情報収集サーバ３は、これらの計測値を利用してＥｎｄ－ｔｏ－Ｅｎｄの遅延時間も算出できる。なお、情報収集サーバ３は、ネットワークの遅延を計測するネットワーク管理装置の一例である。

【0022】

上述の例では、情報収集サーバ３は、互いに隣接する２個のスイッチの間の伝搬遅延時間を計測する。ただし、本発明の実施形態はこのような計測に限定されるものではなく、情報収集サーバ３は、任意の区間の伝搬遅延時間を計測できる。例えば、図１に示す複製パケットＰ１ａおよび複製パケットＰ２ｂを取得すれば、情報収集サーバ３は、図２に示す区間Ｄ１の遅延時間および区間Ｄ２の遅延時間の合計を計測できる。また、図１に示す複製パケットＰ１ａおよび複製パケットＰ２ａを取得すれば、情報収集サーバ３は、図２に示す区間Ｄ１の遅延時間、区間Ｄ２の遅延時間、および区間Ｄ３の遅延時間の合計を計測できる。

【0023】

ＳＭＯ基盤４は、情報収集サーバ３により計測される遅延に基づいて基地局１を制御する。例えば、遅延時間が所定の閾値より大きくなったときには、ＳＭＯ基盤４は、ユーザ端末５とＭＥＣ基盤２との間の通信に割り当てる帯域を大きくしてもよい。

【0024】

図３は、スイッチ２１および情報収集サーバ３の機能ブロック図である。スイッチ２１は、通信インタフェース（ＩＦ）２１１、スイッチ制御部２１２、信号制御部２１３、テーブル情報処理部２１４、管理テーブル２１５、ハードウェア処理部２１６、ヘッダ解析制御部２１７、およびタイムスタンプ情報制御部２１８を含む。なお、スイッチ２１は、例えば、プログラマブルスイッチである。

【0025】

通信ＩＦ２１１は、例えば、Northbound APIにより実現される。スイッチ制御部２１２は、通信ＩＦ２１１を介して不図示のＳＤＮ（Software-Defined Network）コントローラとの間で制御メッセージを送受信する。

【0026】

信号制御部２１３は、通知される制御メッセージのフロー情報を解読し、データ信号およびルーティング信号を制御する。また、信号制御部２１３は、テーブル情報処理部２１４を介して管理テーブル２１５に各種情報を保存する。

【0027】

ハードウェア処理部２１６は、フロー情報に従って受信パケットを転送する。また、ハードウェア処理部２１６は、受信パケットの複製パケットを生成することができる。このとき、ヘッダ解析制御部２１７は、受信パケットのヘッダを解析する。また、タイムスタンプ情報制御部２１８は、受信パケットの受信時刻を表すタイムスタンプを生成する。このタイムスタンプは、タイムスタンプ情報制御部２１８またはハードウェア処理部２１６により複製パケットに付与される。

【0028】

情報収集サーバ３は、パケット解析制御部３１、タイムスタンプテーブル３２、遅延時間算出部３３、計測結果集計部３４、外部ＩＦ３５、および表示部３６を含む。パケット解析制御部３１は、各スイッチ２１から送信される複製パケットを受信して解析する。そして、パケット解析制御部３１は、各複製パケットに付与されているタイムスタンプをタイムスタンプテーブル３２に書き込む。図１に示す例では、パケット解析制御部３１は、スイッチ２１ａから複製パケットＰ１ａ、Ｐ２ａ、Ｐ３ａを受信し、スイッチ２１ｂから複製パケットＰ１ｂ、Ｐ２ｂ、Ｐ３ｂを受信する。そして、各複製パケットに対応づけてタイムスタンプｔ１～ｔ６がタイムスタンプテーブル３２に書き込まれる。

【0029】

遅延時間算出部３３は、タイムスタンプテーブル３２を参照し、計測する区間に対応する一対のタイムスタンプを抽出する。そして、遅延時間算出部３３は、抽出したタイムスタンプの差分を算出することでパケットの伝搬遅延時間を計測する。計測結果集計部３４は、区間ごとの遅延時間およびＥｎｄ－ｔｏ－Ｅｎｄの遅延時間を集計する。計測結果集計部３４は、集計した遅延時間を、外部ＩＦ３５を介して、指定された情報処理装置に送信する。また、計測結果集計部３４は、集計した遅延時間を、情報収集サーバ３の表示部３６に表示する。

【0030】

図４は、スイッチ２１のハードウェア構成の一例を示す。スイッチ２１は、プロセッサ６１、メモリ６２、通信ＩＦ６３（６３ａ～６３ｃ）、記憶装置６４、およびプログラマブルＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）６５を備える。

【0031】

プロセッサ６１は、例えばＣＰＵであり、記憶装置６４に格納されているプログラムを実行する。また、プロセッサ６１は、スイッチ２１の動作を制御する制御部として機能する。このとき、メモリ６２は、プロセッサ６１の作業領域として使用される。メモリ６２は、例えば、ＲＯＭおよびＲＡＭにより構成される。記憶装置６４は、ＨＤＤ、ＳＳＤ、またはフラッシュメモリ等により構成される。通信ＩＦ６３ａは、オペレータとの間で制御情報を送信および受信する。通信ＩＦ６３ｂおよび６３ｃは、他のスイッチ２１またはＭＥＣサーバ２２との間でパケットを送信および受信する。プログラマブルＡＳＩＣ６５は、パケットの転送を実行する。

【0032】

プロセッサ６１は、記憶装置６４に格納されているプログラムを実行することにより、図３に示すスイッチ制御部２１２、信号制御部２１３、テーブル情報処理部２１４、ヘッダ解析制御部２１７、およびタイムスタンプ情報制御部２１８の機能を提供する。プログラマブルＡＳＩＣ６５は、図３に示すハードウェア処理部２１６に相当する。記憶装置６４は、図３に示す管理テーブル２１５を実現する。通信ＩＦ６３ａ～６３ｃは、図３に示すハードウェア処理部３０６の通信処理にかかる機能を実現する。

【0033】

図５は、情報収集サーバ３のハードウェア構成の一例を示す。情報収集サーバ３は、プロセッサ７１、メモリ７２、記憶装置７３、および通信ＩＦ７４（７４ａ～７４ｂ）を備える。

【0034】

プロセッサ７１は、例えばＣＰＵであり、記憶装置７３に格納されているプログラムを実行する。また、プロセッサ７１は、情報収集サーバ３の動作を制御する制御部として機能する。このとき、メモリ７２は、プロセッサ７１の作業領域として使用される。メモリ７２は、例えば、ＲＯＭおよびＲＡＭにより構成される。記憶装置７３は、ＨＤＤ、ＳＳＤ、またはフラッシュメモリ等により構成される。通信ＩＦ７４ａは、オペレータとの間で制御情報を送信および受信する。通信ＩＦ７４ｂは、スイッチ２１と接続し、タイムスタンプが付与された複製パケットを受信する。なお、通信ＩＦ７４ｂは、例えば、スマートＮＩＣ（Network Interface Card）により実現される。

【0035】

プロセッサ７１は、記憶装置７３に格納されているプログラムを実行することにより、図３に示すパケット解析制御部３１、遅延時間算出部３３、および計測結果集計部３４の機能を提供する。記憶装置７３は、タイムスタンプテーブル３２を実現する。通信ＩＦ７４は、パケット解析制御部３１の通信処理にかかる機能、および外部ＩＦ３５の機能を実現する。なお、ユーザ端末５は、図示しないが、プロセッサ、メモリ、記憶装置、入出力装置等のハードウェアで構成される。

【0036】

図６は、本発明の実施形態に係わるネットワークシステム１００において転送されるパケットについて説明する図である。この実施例では、ユーザ端末５は、無線パケットヘッダおよびデータを含むパケットを送信する。「データ」は、図６に示すように、アプリケーションレイヤのデータ（ＡＰＬ）、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）情報、およびＩＰ（Internet Protocol）情報を含む。すなわち、ＴＣＰで通信が制御される。

【0037】

基地局１は、ユーザ端末５から受信するパケットの無線パケットヘッダをＧＴＰパケットヘッダに変換する。ＧＴＰパケットヘッダは、図６に示すように、Ｌ１／Ｌ２ヘッダを含む。そして、基地局１は、このパケットをＭＥＣ基盤２に送信する。

【0038】

ＭＥＣ基盤２において、スイッチ２１ａは、基地局１から受信するパケットをＭＥＣサーバ２２ａに転送すると共に、複製パケットを生成する。このとき、スイッチ２１ａは、タイムスタンプを生成して複製パケットに付与する。すなわち、スイッチ２１ａにおいてタイムスタンプが付与された複製パケットが情報収集サーバ３に送信される。

【0039】

ＭＥＣサーバ２２ａは、仮想ｅＮＢまたは仮想ＥＰＣとして動作し、ＧＴＰトンネルを終端する。よって、ＭＥＣサーバ２２ａにおいてＧＴＰパケットヘッダは削除される。ただし、ＧＴＰパケットヘッダ中のＬ１／Ｌ２ヘッダは、削除されない。

【0040】

スイッチ２１ｂは、ＭＥＣサーバ２２ａから出力されるパケットをＭＥＣサーバ２２ｂに転送すると共に、複製パケットを生成する。このとき、スイッチ２１ｂは、スイッチ２１ａと同様に、タイムスタンプを生成して複製パケットに付与する。すなわち、スイッチ２１ｂにおいてタイムスタンプが付与された複製パケットが情報収集サーバ３に送信される。

【0041】

下りリンク（すなわち、ＭＥＣ基盤２からユーザ端末５に向かう通信路）におけるパケット変換は、上りリンク（すなわち、ユーザ端末５からＭＥＣ基盤２に向かう通信路）におけるパケット変換と実質的に同じである。ただし、スイッチ２１ｂは、ＭＥＣサーバ２２ｂから出力されるパケットをＭＥＣサーバ２２ａに転送すると共に、複製パケットを生成する。また、スイッチ２１ａは、ＭＥＣサーバ２２ａから出力されるパケットを基地局１に転送すると共に、複製パケットを生成する。そして、各スイッチ２１ｂ、２１ａにおいてタイムスタンプが付与された複製パケットは、それぞれ情報収集サーバ３に送信される。

【0042】

情報収集サーバ３は、ＭＥＣ基盤２内に設けられる各スイッチ２１から複製パケットを受信する。そして、情報収集サーバ３は、各複製パケットに付与されているタイムスタンプを利用して、区間ごとに、パケットの伝搬遅延時間を計測する。

【0043】

図２に示す区間Ｄ１の遅延時間を計測するときは、情報収集サーバ３は、上りリンクにおいてスイッチ２１ａにより生成される複製パケットおよびスイッチ２１ｂにより生成される複製パケットを取得する。ここで、情報収集サーバ３は、各パケットの送信元アドレスおよび宛先アドレスに基づいて、当該パケットが上りリンクを伝搬するパケットか下りリンクを伝搬するパケットかを識別できる。また、情報収集サーバ３は、複製パケットを生成したスイッチ２１（２１ａまたは２１ｂ）を識別できるものとする。そして、情報収集サーバ３は、同じ上りリンクパケットからスイッチ２１ａおよび２１ｂにより生成される１組の複製パケットにそれぞれ付与されているタイムスタンプに基づいて、区間Ｄ１の遅延時間を算出する。

【0044】

同様に、図２に示す区間Ｄ３の遅延時間を計測するときは、情報収集サーバ３は、下りリンクにおいてスイッチ２１ｂにより生成される複製パケットおよびスイッチ２１ａにより生成される複製パケットを取得する。そして、情報収集サーバ３は、同じ下りリンクパケットからスイッチ２１ｂおよび２１ａにより生成される１組の複製パケットにそれぞれ付与されているタイムスタンプに基づいて、区間Ｄ３の遅延時間を算出する。

【0045】

このように、情報収集サーバ３は、ユーザ端末５とＭＥＣサーバ２２ｂとの間の経路上で互いに隣接する２個のスイッチにより生成される２個の複製パケットを受信する。そして、情報収集サーバ３は、それら２個の複製パケットにそれぞれ付与されているタイムスタンプの差分に基づいて、互いに隣接する２個のスイッチ間のパケットの伝搬遅延時間を算出できる。

【0046】

これに対して、図２に示す区間Ｄ２の遅延時間または区間Ｄ４の遅延時間を計測するときは、情報収集サーバ３は、上りリンクを伝搬するパケットの複製パケットおよび下りリンクを伝搬するパケットの複製パケットを取得する。

【0047】

図２に示す区間Ｄ２の遅延時間を計測するときは、情報収集サーバ３は、例えば、上りリンクを介して伝搬する要求パケットの複製パケット、および、その要求パケットに対してＭＥＣサーバ２２ｂにより生成される応答パケットの複製パケットを、スイッチ２１ｂから取得する。そして、これらの複製パケットに付与されているタイムスタンプ（図１に示す例では、ｔ２およびｔ３）に基づいて、区間Ｄ２の遅延時間が算出される。なお、スイッチ２１ｂは、ＭＥＣ基盤２を構成する複数のスイッチ２１の中でＭＥＣサーバ２２ｂの最も近くに設けられるスイッチである。

【0048】

図２に示す区間Ｄ４の遅延時間を計測するときは、情報収集サーバ３は、例えば、下りリンクを介して伝搬する応答パケットの複製パケット、および、その要求パケットに対してユーザ端末５により生成されるＡＣＫパケットの複製パケットを、スイッチ２１ａから取得する。そして、これらの複製パケットに付与されているタイムスタンプ（図１に示す例では、ｔ４およびｔ５）に基づいて、区間Ｄ４の遅延時間が算出される。なお、スイッチ２１ａは、ＭＥＣ基盤２を構成する複数のスイッチ２１の中で基地局１の最も近くに設けられるスイッチである。

【0049】

よって、情報収集サーバ３は、上りリンクまたは下りリンクを伝搬するパケットと、そのパケットに対する応答パケットまたはＡＣＫパケットとを対応づける機能を備える。そして、この機能は、例えば、ＴＣＰのシーケンス番号ＳＮ（Sequence Number）、確認応答番号ＡＮ（Acknowledgement Number）、およびセグメント長Ｌｅｎを利用して実現される。

【0050】

図７は、送信されたパケットとその応答パケットとを対応づける方法の一例を示す。この例では、ユーザ端末５とＭＥＣサーバ２２ｂとの間でパケットが伝送される。具体的には、以下のパケット送信が行われる。
（１）ユーザ端末５からＭＥＣサーバ２２ｂにパケットＰ１が送信される。
（２）ＭＥＣサーバ２２ｂは、パケットＰ１を受信したことに応じて、ユーザ端末５にパケットＰ２を送信する。
（３）ユーザ端末５は、パケットＰ２を受信したことに応じて、ＭＥＣサーバ２２ｂにパケットＰ３を送信する。
なお、パケットＰ２は、パケットＰ１を受信したことに起因して生成されるので、パケットＰ１に対する応答パケットである。また、パケットＰ３は、パケットＰ２を受信したことに起因して生成されるので、パケットＰ２に対する応答パケットである。

【0051】

各パケットＰ１～Ｐ３のヘッダには、シーケンス番号ＳＮ、確認応答番号ＡＮ、およびセグメント長Ｌｅｎが設定される。シーケンス番号ＳＮは、送信パケットに格納されるデータの先頭セグメントを表す。したがって、シーケンス番号ＳＮは、直前の送信パケットのシーケンス番号ＳＮにその送信パケットのセグメント長Ｌｅｎを加算することで算出される。確認応答番号ＡＮは、相手装置から、どのセグメントまで受信しているかを表す。したがって、確認応答番号ＡＮは、現在の確認応答番号ＡＮに受信パケットのセグメント長Ｌｅｎを加算することで算出される。セグメント長Ｌｅｎは、パケットにより伝送されるデータの長さを表す。なお、シーケンス番号ＳＮおよび確認応答番号ＡＮの初期値は、それぞれ「１」であるものとする。

【0052】

ユーザ端末５からＭＥＣサーバ２２ｂに送信されるパケットＰ１には、シーケンス番号ＳＮおよび確認応答番号ＡＮとしてそれぞれ「１」が設定される。また、パケットＰ１のセグメント長は１００バイトであるものとする。この場合、パケットＰ１のヘッダに、セグメント長Ｌｅｎとして「１００」が設定される。

【0053】

ＭＥＣサーバ２２ｂは、パケットＰ１を受信したことに起因してユーザ端末５にパケットＰ２を送信する際に、確認応答番号ＡＮを計算する。確認応答番号ＡＮは、現在の確認応答番号ＡＮに、受信パケットのセグメント長を加算することで算出される。ここで、ＭＥＣサーバ２２ｂにおいて、現在の確認応答番号ＡＮは「１」であり、受信したパケットＰ１のセグメント長Ｌｅｎは１００バイトである。したがって、パケットＰ２のヘッダには、確認応答番号ＡＮとして「１０１（＝１＋１００）」が設定される。なお、パケットＰ２のセグメント長は１３００バイトであるものとする。この場合、パケットＰ２のヘッダに、セグメント長Ｌｅｎとして「１３００」が設定される。また、シーケンス番号ＳＮとしては、初期値である「１」が設定される。

【0054】

ユーザ端末５は、パケットＰ２を受信したことに起因してＭＥＣサーバ２２ｂにパケットＰ３を送信する際に、シーケンス番号ＳＮおよび確認応答番号ＡＮを計算する。シーケンス番号ＳＮは、前回の送信パケット（即ち、パケットＰ１）に設定したシーケンス番号ＳＮ（即ち「１」）に、前回の送信パケットのセグメント長Ｌｅｎ（即ち「１００」）を加算することで算出される。よって、パケットＰ３のヘッダには、シーケンス番号ＳＮとして「１０１（＝１＋１００）」が設定される。また、確認応答番号ＡＮは、上述したように、現在の確認応答番号ＡＮに、受信パケットのセグメント長Ｌｅｎを加算することで算出される。ここで、ユーザ端末５において、現在の確認応答番号ＡＮは「１」であり、受信したパケットＰ２のセグメント長は１３００バイトである。よって、パケットＰ３のヘッダには、確認応答番号ＡＮとして「１３０１（＝１＋１３００）」が設定される。なお、この実施例では、パケットＰ３のセグメント長は「０」である。

【0055】

上述の手順において、各スイッチ２１（２１ａ、２１ｂ）は、パケットＰ１～Ｐ３の複製パケットを生成して情報収集サーバ３に送信する。具体的には、パケットＰ１に対して複製パケットＰ１ａおよび複製パケットＰ１ｂが生成され、パケットＰ２に対して複製パケットＰ２ｂおよび複製パケットＰ２ａが生成され、パケットＰ３に対して複製パケットＰ３ａおよび複製パケットＰ３ｂが生成される。各複製パケットには、上述したように、タイムスタンプが付与される。

【0056】

ここで、ＴＣＰにおいては、送信パケットのヘッダに設定されているシーケンス番号ＳＮおよびセグメント長Ｌｅｎの合計値と、その送信パケットに対応する応答パケットのヘッダに設定されている確認応答番号ＡＮとが一致する。図７に示す例では、パケットＰ１のシーケンス番号ＳＮおよびセグメント長Ｌｅｎの合計値が「１０１」であり、パケットＰ２の確認応答番号ＡＮも「１０１」である。また、パケットＰ２のシーケンス番号ＳＮおよびセグメント長Ｌｅｎの合計値が「１３０１」であり、パケットＰ３の確認応答番号ＡＮも「１３０１」である。

【0057】

このように、１組の装置間で双方向にパケット通信が行われるときに、ある方向に伝搬するパケットのヘッダに設定されているシーケンス番号ＳＮおよびセグメント長Ｌｅｎの合計値と、その反対方向に伝搬するパケットのヘッダに設定されている確認応答番号ＡＮとが互いに一致するときには、それら２つのパケットのうちの一方のパケットが他方のパケットの応答パケットであることが分かる。したがって、情報収集サーバ３は、各スイッチ２１（２１ａ、２１ｂ）から複製パケットを受信したときに、各パケットのヘッダに設定されているシーケンス番号ＳＮ、確認応答番号ＡＮ、およびセグメント長Ｌｅｎを参照することにより、送信パケットとその応答パケットとを対応づけることができる。

【0058】

例えば、情報収集サーバ３は、図２に示す区間Ｄ２の遅延時間を計測するときには、スイッチ２１ｂから複製パケットＰ１ｂおよび複製パケットＰ２ｂを受信する。ここで、複製パケットＰ１ｂのシーケンス番号ＳＮとセグメント長Ｌｅｎとの合計値が「１０１」であり、複製パケットＰ２ｂの確認応答番号ＡＮも「１０１」である。この場合、情報収集サーバ３は、複製パケットＰ２ｂの複製元であるパケットＰ２が、複製パケットＰ１ｂの複製元であるパケットＰ１の応答パケットであると判定する。そうすると、情報収集サーバ３は、複製パケットＰ１ｂに付与されているタイムスタンプｔ２と複製パケットＰ２ｂに付与されているタイムスタンプｔ３との差分に基づいて、スイッチ２１ｂからＭＥＣサーバ２２ｂを経由してスイッチ２１ｂに至る区間Ｄ２の遅延時間を算出する。

【0059】

また、情報収集サーバ３は、図２に示す区間Ｄ４の遅延時間を計測するときには、スイッチ２１ａから複製パケットＰ２ａおよび複製パケットＰ３ａを受信する。ここで、複製パケットＰ２ａのシーケンス番号ＳＮとセグメント長Ｌｅｎとの合計値が「１３０１」であり、複製パケットＰ３ａの確認応答番号ＡＮも「１３０１」である。この場合、情報収集サーバ３は、複製パケットＰ３ａの複製元であるパケットＰ３が、複製パケットＰ２ａの複製元であるパケットＰ２の応答パケットであると判定する。そうすると、情報収集サーバ３は、複製パケットＰ２ａに付与されているタイムスタンプｔ４と複製パケットＰ３ａに付与されているタイムスタンプｔ５との差分に基づいて、スイッチ２１ａから基地局１、ユーザ端末５、および基地局１を経由してスイッチ２１ａに至る区間Ｄ４の遅延時間を算出する。

【0060】

なお、複製パケットＰ２ｂの確認応答番号ＡＮは、複製パケットＰ１ａのシーケンス番号ＳＮおよびセグメント長Ｌｅｎの合計値とも一致している。よって、情報収集サーバ３は、複製パケットＰ２ｂに付与されているタイムスタンプｔ３および複製パケットＰ１ａに付与されているタイムスタンプｔ１に基づいて遅延時間を計測してもよい。ただし、この遅延時間は、区間Ｄ２の遅延時間および区間Ｄ３の遅延時間の和を表す。同様に、複製パケットＰ３ａの確認応答番号ＡＮは、複製パケットＰ２ｂのシーケンス番号ＳＮおよびセグメント長Ｌｅｎの合計値とも一致している。したがって、情報収集サーバ３は、複製パケットＰ３ａに付与されているタイムスタンプｔ５および複製パケットＰ２ｂに付与されているタイムスタンプｔ３に基づいて遅延時間を計測してもよい。ただし、この遅延時間は、区間Ｄ３の遅延時間および区間Ｄ４の遅延時間の和を表す。

【0061】

図８は、遅延時間の算出方法の一例を示す。この実施例では、情報収集サーバ３は、図３に示すタイムスタンプテーブル３２を利用して遅延時間を算出する。タイムスタンプテーブル３２は、特に限定されるものではないが、例えば、計測対象の各区間に対してそれぞれ設けられる。また、タイムスタンプテーブル３２は、パケット解析制御部３１により更新され、遅延時間算出部３３により参照される。なお、以下の記載では、一例として、図２に示す区間Ｄ４の遅延時間が計測される。

【0062】

タイムスタンプテーブル３２は、図８（ａ）に示すように、複数の格納アドレスに対してタイムスタンプの値を書き込むための領域を備える。格納アドレスは、「シーケンス番号ＳＮ＋セグメント長Ｌｅｎ」または「確認応答番号ＡＮ」で参照される。なお、初期状態において、タイムスタンプテーブル３２の各領域は「０」にリセットされている。

【0063】

図８（ｂ）において、情報収集サーバ３は、スイッチ２１ａから複製パケットＰ２ａを受信する。複製パケットＰ２ａは、図１または図７に示すように、ＭＥＣサーバ２２ｂからユーザ端末５に送信されるパケットＰ２の複製である。そして、複製パケットＰ２ａのヘッダには、「ＳＮ＝１、Ｌｅｎ＝１３００、ＡＮ＝１０１」が設定されている。この場合、パケット解析制御部３１は、シーケンス番号ＳＮとセグメント長Ｌｅｎとの合計値が示すアドレスに、複製パケットＰ２ａに付与されているタイムスタンプを書き込む。すなわち、タイムスタンプテーブル３２のアドレス１３０１に「ｔ４」が書き込まれる。

【0064】

続いて、図８（ｃ）において、情報収集サーバ３は、スイッチ２１ａから複製パケットＰ３ａを受信する。複製パケットＰ３ａは、図１または図７に示すように、ユーザ端末５からＭＥＣサーバ２２ｂに送信されるパケットＰ３の複製である。また、複製パケットＰ３ａのヘッダには、「ＳＮ＝１０１、Ｌｅｎ＝０、ＡＮ＝１３０１」が設定されている。この場合、パケット解析制御部３１は、図示しないが、シーケンス番号ＳＮとセグメント長Ｌｅｎとの合計値が示すアドレスに、複製パケットＰ３ａに付与されているタイムスタンプを書き込んでもよい。

【0065】

続いて、遅延時間算出部３３は、複製パケットＰ３ａのヘッダに設定されている確認応答番号ＡＮの値でタイムスタンプテーブル３２を参照する。すなわち、タイムスタンプテーブル３２のアドレス１３０１が参照される。ここで、このアドレスには、タイムスタンプが書き込まれている。この場合、遅延時間算出部３３は、このアドレスに記録されているタイムスタンプを取得する。そして、遅延時間算出部３３は、タイムスタンプテーブル３２から取得したタイムスタンプと、複製パケットＰ３ａに付与されているタイムスタンプとの差分を算出する。すなわち、「ｔ４」と「ｔ５」との差分が算出される。これにより、区間Ｄ４の遅延時間が算出される。

【0066】

遅延時間の算出が終了した後、遅延時間算出部３３は、タイムスタンプを取得した領域をリセットする。なお、確認応答番号ＡＮの値に対応するアドレスにタイムスタンプが記録されていないときは、遅延時間算出部３３は、遅延時間の算出を行わない。また、タイムスタンプテーブル３２は、シーケンス番号ＳＮがサイクリックにカウントされることを考慮し、遅延誤検出を回避するために、定期的（例えば、数秒～数１０秒）にリセットされることが好ましい。

【0067】

このように、情報収集サーバ３は、基地局１およびＭＥＣ基盤２を含むネットワークシステムにおいて、ＭＥＣ基盤２内の各区間だけでなく、ＭＥＣ基盤２とユーザ端末５との間の区間（すなわち、無線アクセスネットワーク）の伝搬遅延時間を計測することができる。よって、各区間の伝搬遅延時間の合計を計算することにより、Ｅｎｄ－ｔｏ－Ｅｎｄの伝搬遅延時間も算出できる。

【0068】

＜バリエーション１＞
上述の実施例は、ユーザ端末５からＭＥＣサーバ２２ｂに要求パケットが送信され、ＭＥＣサーバ２２ｂからユーザ端末５に対応する応答パケットが送信され、さらに、ユーザ端末５からＭＥＣサーバ２２ｂに対応するＡＣＫパケットが送信される手順を前提としているが、本発明の実施形態はこの手順に限定されるものではない。すなわち、ＭＥＣサーバ２２ｂからユーザ端末５に送信されるパケットに応じてユーザ端末５がＭＥＣサーバ２２ｂにパケットを送信する手順であれば、本発明の実施形態に従って無線アクセスネットワークの伝搬遅延時間を計測できる。

【0069】

例えば、図９に示す実施例では、ＷｅｂｓｏｃｋｅｔプロトコルでＭＥＣサーバ２２ｂからデータが送信される。Ｗｅｂｓｏｃｋｅｔは、ブラウザとＷｅｂサーバとの間で双方向通信を行うための通信プロトコルであり、Ｗｅｂサーバは、任意のタイミングでデータ送信を開始することができる。

【0070】

このケースでは、ＭＥＣサーバ２２ｂから送信されるパケットは、スイッチ２１により基地局１に転送され、基地局１からユーザ端末５に無線パケットが送信される。また、ユーザ端末５は、ＭＥＣサーバ２２ｂから送信されるパケットの受信に応じて、応答パケットをＭＥＣサーバ２２ｂに送信する。このとき、各スイッチ２１（２１ａ、２１ｂ）は、受信パケットの複製を生成し、タイムスタンプを付与して情報収集サーバ３に送信する。なお、複製パケットにはタイムスタンプが付与されるが、ＭＥＣサーバ２２とユーザ端末５との間で伝送されるパケットにはタイムスタンプが付与される必要はない。

【0071】

情報収集サーバ３が複製パケットに付与されているタイムスタンプを利用して伝搬遅延時間を計測する方法は、図６～図８を参照して説明した方法と実質的に同じである。すなわち、下りリンクにおいてスイッチ２１ａにより生成されるパケットの複製に付与されているタイムスタンプ、及び、上りリンクにおいてスイッチ２１ａにより生成されるパケットの複製に付与されているタイムスタンプに基づいて、無線アクセスネットワークの伝搬遅延時間が算出される。

【0072】

＜バリエーション２＞
図７に示す実施例では、ＭＥＣサーバ２２ｂは、ユーザ端末５からの要求パケットに対して１個の応答パケットを送信する。ただし、ＭＥＣサーバ２２ｂは、応答データを複数のセグメントに分割してユーザ端末５に送信してもよい。

【0073】

例えば、図１０に示すケースにおいては、ユーザ端末５は、ＭＥＣサーバ２２ｂに要求パケットＰ１を送信する。これに対して、ＭＥＣサーバ２２ｂは、１３００バイトの応答データをユーザ端末５に送信する。このとき、１０００バイトのデータが応答パケットＰ２－１に格納され、残りの３００バイトのデータが応答パケットＰ２－２に格納される。また、ＭＥＣサーバ２２ｂは、応答パケットＰ２－１に対するＡＣＫパケットを受信した後に応答パケットＰ２－２を送信するものとする。この場合、応答パケットＰ２－１のヘッダには下記の情報が設定される。
シーケンス番号ＳＮ：１
セグメント長Ｌｅｎ：１０００
確認応答番号ＡＮ：１０１
また、応答パケットＰ２－２のヘッダには下記の情報が設定される。
シーケンス番号ＳＮ：１００１
セグメント長Ｌｅｎ：３００
確認応答番号ＡＮ：１０１
そして、応答パケットＰ２－１および応答パケットＰ２－２は、スイッチ２１を介してユーザ端末５に転送される。

【0074】

ユーザ端末５は、各受信パケットに対してそれぞれＡＣＫパケットを送信する。すなわち、ユーザ端末５は、応答パケットＰ２－１に対してＡＣＫパケットＰ３－１を返送し、応答パケットＰ２－２に対してＡＣＫパケットＰ３－２を返送する。ここで、各ＡＣＫパケットのセグメント長はゼロであるものとする。この場合、ＡＣＫパケットＰ３－１のヘッダには下記の情報が設定される。
シーケンス番号ＳＮ：１０１
セグメント長Ｌｅｎ：０
確認応答番号ＡＮ：１００１
また、ＡＣＫパケットＰ３－２のヘッダには下記の情報が設定される。
シーケンス番号ＳＮ：１０１
セグメント長Ｌｅｎ：０
確認応答番号ＡＮ：１３０１
そして、ＡＣＫパケットＰ３－１およびＡＣＫパケットＰ３－２は、スイッチ２１を介してＭＥＣサーバ２２ｂに転送される。

【0075】

各スイッチ２１（２１ａ、２１ｂ）は、要求パケットＰ１、応答パケットＰ２－１、２－２、ＡＣＫパケットＰ３－１、Ｐ３－２を転送する際に、複製パケットを生成して情報収集サーバ３に送信する。このとき、各複製パケットには、スイッチ２１がパケットを受信した時刻を表すタイムスタンプが付与される。そして、情報収集サーバ３は、各複製パケットに付与されているタイムスタンプを利用して、各区間の遅延時間を計測する。なお、図１０においては、スイッチ２１ｂにより生成される複製パケットを省略している。

【0076】

例えば、応答パケットＰ２－１の複製である複製パケットＰ２ａ－１に設定されているシーケンス番号ＳＮおよびセグメント長Ｌｅｎの合計値は「１００１」である。また、ＡＣＫパケットＰ３－１の複製である複製パケットＰ３ａ－１に設定されている確認応答番号ＡＮも「１００１」である。すなわち、情報収集サーバ３は、ＡＣＫパケットＰ３－１が応答パケットＰ２－１に起因して生成されたパケットであると判定する。この場合、情報収集サーバ３は、複製パケットＰ２ａ－１に付与されているタイムスタンプｔ１２と複製パケットＰ３ａ－１に付与されているタイムスタンプｔ１３との差分に基づいて、無線アクセスネットワークの伝搬遅延時間を算出する。

【0077】

同様に、応答パケットＰ２－２の複製である複製パケットＰ２ａ－２に設定されているシーケンス番号ＳＮおよびセグメント長Ｌｅｎの合計値は「１３０１」である。また、ＡＣＫパケットＰ３－２の複製である複製パケットＰ３ａ－２に設定されている確認応答番号ＡＮも「１３０１」である。すなわち、情報収集サーバ３は、ＡＣＫパケットＰ３－２が応答パケットＰ２－２に起因して生成されたパケットであると判定する。この場合、情報収集サーバ３は、複製パケットＰ２ａ－２に付与されているタイムスタンプｔ１４と複製パケットＰ３ａ－２に付与されているタイムスタンプｔ１５との差分に基づいて、無線アクセスネットワークの伝搬遅延時間を算出する。

【0078】

このように、ＭＥＣサーバ２２ｂが複数の応答パケットをユーザ端末５に送信し、ユーザ端末５が各応答パケットに対してそれぞれＡＣＫパケットを返送するケースでは、同じ区間に対して複数回の遅延時間計測を行うことができる。よって、例えば、これらの平均を計算することで、精度のよい遅延測定が実現される。

【0079】

＜バリエーション３＞
図１０に示すケースでは、ＭＥＣサーバ２２ｂが複数の応答パケットをユーザ端末５に送信し、ユーザ端末５が各応答パケットに対してそれぞれＡＣＫパケットを返送する。ただし、ＴＣＰにおいては、送信側装置は、受信側装置からのＡＣＫを待たずに、後続のパケットを連続して送信できる。この場合、受信側装置は、複数の連続するパケットに対して１個のＡＣＫパケットを送信する。

【0080】

例えば、図１１に示すケースでは、ＭＥＣサーバ２２ｂは、応答パケットＰ２－１および応答パケットＰ２－２を連続してユーザ端末５に送信する。そして、ユーザ端末５は、応答パケットＰ２－１および応答パケットＰ２－２に対して１個のＡＣＫパケット（すなわち、ＡＣＫパケットＰ３）をＭＥＣサーバ２２ｂに送信する。この場合、ＡＣＫパケットＰ３のヘッダには下記の情報が設定される。
シーケンス番号ＳＮ：１０１
セグメント長Ｌｅｎ：０
確認応答番号ＡＮ：１３０１
なお、応答パケットＰ２－１および応答パケットＰ２－２のヘッダに設定されるシーケンス番号ＳＮ、セグメント長Ｌｅｎ、確認応答番号ＡＮは、図１０および図１１において同じである。

【0081】

図１１に示すケースでは、応答パケットＰ２－２の複製である複製パケットＰ２ａ－２に設定されているシーケンス番号ＳＮおよびセグメント長Ｌｅｎの合計値は「１００１」である。また、ＡＣＫパケットＰ３の複製である複製パケットＰ３ａに設定されている確認応答番号ＡＮも「１００１」である。すなわち、情報収集サーバ３は、ＡＣＫパケットＰ３が応答パケットＰ２－２に対応するパケットであると判定する。この場合、情報収集サーバ３は、複製パケットＰ２ａ－２に付与されているタイムスタンプｔ２３と複製パケットＰ３ａに付与されているタイムスタンプｔ２４との差分に基づいて、無線アクセスネットワークの伝搬遅延時間を算出する。

【0082】

尚、このケースでは、応答パケットＰ２－１に対してＡＣＫパケットは生成されない。このため、応答パケットＰ２－１の複製である複製パケットＰ２ａ－１に設定されているシーケンス番号ＳＮおよびセグメント長Ｌｅｎの合計値と同じ値の確認応答番号ＡＮを有する複製パケットは検出されない。この場合、情報収集サーバ３は、遅延時間の計測をスキップする。

【0083】

＜フローチャート＞
図１２は、情報収集サーバ３の処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、指定された計測区間に対して実行される。この実施例では、ユーザ端末とＭＥＣ基盤との間の伝搬遅延時間が計測される。すなわち、例えば、図１～図２に示すネットワークシステム１００において、区間Ｄ４の伝搬遅延時間が計測される。

【0084】

Ｓ１において、情報収集サーバ３は、エッジスイッチから、下りリンクパケットの複製パケットを取得する。エッジスイッチは、ＭＥＣ基盤内に設けられている複数のスイッチの中で基地局の最も近くに設けられているスイッチを表し、図１～図２に示すＭＥＣ基盤２においては、基地局１に接続するスイッチ２１ａに相当する。下りリンクパケットは、ＭＥＣ基盤内に設けられているアプリケーションサーバからユーザ端末に送信されるパケットを表し、図１～図２に示す実施例では、ＭＥＣサーバ２２ｂからユーザ端末５に送信されるパケットに相当する。複製パケットには、エッジスイッチによりタイムスタンプが付与されている。このタイムスタンプは、エッジサーバが上述の下りリンクパケットを受信した時刻を表す。なお、以下の記載において、Ｓ１で受信する複製パケットを「下りリンク複製パケット」と呼ぶことがある。

【0085】

Ｓ２において、情報収集サーバ３は、下りリンク複製パケットのヘッダに設定されているシーケンス番号ＳＮおよびセグメント長Ｌｅｎを取得する。このとき、情報収集サーバ３は、下りリンク複製パケットに付与されているタイムスタンプを取得してもよい。この場合、図８に示すように、タイムスタンプテーブル３２において、シーケンス番号ＳＮおよびセグメント長Ｌｅｎの合計値が指定するアドレスに、下りリンク複製パケットから取得したタイムスタンプが書き込まれる。

【0086】

Ｓ３において、情報収集サーバ３は、エッジスイッチから、上りリンクパケットの複製パケットを取得する。上りリンクパケットは、ユーザ端末からアプリケーションサーバに送信されるパケットを表し、図１～図２に示す実施例では、ユーザ端末５からＭＥＣサーバ２２ｂに送信されるパケットに相当する。この複製パケットにも、エッジスイッチによりタイムスタンプが付与されている。ただし、この複製パケットに付与されているタイムスタンプは、エッジサーバが上述の上りリンクパケットを受信した時刻を表す。なお、以下の記載において、Ｓ３で受信する複製パケットを「上りリンク複製パケット」と呼ぶことがある。

【0087】

Ｓ４において、情報収集サーバ３は、下りリンク複製パケットの送信元アドレスおよび宛先アドレスのペアと、上りリンク複製パケットの送信元アドレスおよび宛先アドレスのペアとが互いに対応しているか否かを判定する。ここで、これらのアドレスのペアが互いに対応していないときは、情報収集サーバ３の処理はＳ３に戻る。他方、下りリンク複製パケットの送信元アドレスおよび宛先アドレスのペアと、上りリンク複製パケットの送信元アドレスおよび宛先アドレスのペアとが互いに対応しているときは、情報収集サーバ３は、Ｓ５において、上りリンク複製パケットの確認応答番号ＡＮを取得する。

【0088】

Ｓ６において、情報収集サーバ３は、下りリンク複製パケットのシーケンス番号ＳＮおよびセグメント長Ｌｅｎの合計値と、上りリンク複製パケットの確認応答番号ＡＮとを比較する。ここで、確認応答番号ＡＮが上記合計値と一致しないときは、情報収集サーバ３の処理はＳ３に戻る。

【0089】

上りリンク複製パケットの確認応答番号ＡＮが、下りリンク複製パケットのシーケンス番号ＳＮおよびセグメント長Ｌｅｎの合計値と一致するときは、情報収集サーバ３は、上りリンク複製パケットの複製元パケットが、下りリンク複製パケットの複製元パケットに起因してユーザ端末において生成されたと判定する。この場合、情報収集サーバ３は、Ｓ７において、上りリンク複製パケットに付与されているタイムスタンプと下りリンク複製パケットに付与されているタイムスタンプとの差分に基づいて、指定された計測区間におけるパケットの伝搬遅延時間を算出する。これにより、ユーザ端末とＭＥＣ基盤との間の無線アクセスネットワークの伝搬遅延時間が計測される。

【0090】

なお、Ｓ１において下りリンク複製パケットを受信した時刻から所定時間内に伝搬遅延時間を算出できないときは、図１２に示すフローチャートは終了する。また、図１２に示す手順は、ＭＥＣ基盤内でアプリケーションサーバの処理時間を計測するケースにも適用可能である。ただし、この場合は、アプリケーションサーバの最も近くに設けられているスイッチから複製パケットを取得する。この結果、図２に示す区間Ｄ２の伝搬遅延時間が計測される。

【符号の説明】

【0091】

１ 基地局
２ ＭＥＣ基盤
３ 情報収集サーバ
４ ＳＭＯ
５ ユーザ端末
２１（２１ａ、２１ｂ） スイッチ
２２（２２ａ、２２ｂ） ＭＥＣサーバ
３１ パケット解析制御部
３３ 遅延時間算出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】