通信质量监视系统、通信质量监视方法和记录介质

摘要

传统网络质量监视系统需要高监视成本，原因在于：物理维护成本高，这是由于监视器需要安装在网络的许多部分上；监视流的数目趋于增加；需要用于各监视器之间进行信息同步的成本；以及需要从各装置收集信息的网络成本。在本发明中，基于其路线可由外部控制器设计的网络以及恰当地改变监视流路线，有可能在少量监视终端和监视流的情况下执行对通信质量的监视。另外，监视流的作用被分割为用来监视质量恶化出现的监视流以及用来指定质量恶化点的监视流。前者用于正常时间，且后者用于质量恶化时间。因此，提出了一种成本降低的网络监视系统。

说明书

技术领域

本发明涉及通信质量监视系统，并且更具体地涉及在通过使用 包传递装置而形成的网络中的通信质量监视系统，在所述包传递装 置中，包传递路线可从外部控制器控制。

背景技术

在非专利文献1和专利文献1中，描述了传统通信质量监视系 统的示例。

非专利文献1描述一种被称为网络分层扫描的技术的方法。在 这种方法中，多个通信质量测量装置安装在网络系统上以用于推断 通信质量的恶化点，其中每个通信质量测量装置称为探查终端。

另外，在专利文献1中，为了使得能够监视大规模网络系统， 准备了一种装置，其中采用树型网络，并且延迟原因部分被收窄以 用于在原因部分中收集网络装置的操作信息。

除了上述技术之外，非专利文献2描述了作为一种新的网络框 架的开放流(OpenFlow)框架。

该开放流框架由开放流交换机和开放流控制器构成。该开放流 交换机向开放流控制器询问包的转发规则(规则和动作)。开放流控制 器感测网络状态，计算包的通信路径以及确定该包的转发规则，并 且随后将他们的转发规则设置到开放流交换机中。开放流控制器和 开放流交换机通过安全信道连接，从而使得开放流控制器基于开放 流协议通过使用控制消息来控制开放流交换机。这使得其上安设了 新思想等的控制算法能够容易地应用到网络环境。

开放流交换机为边缘交换机和核心交换机，所述边缘交换机和 所述核心交换机由开放流网络中的控制器控制。流示出了特定路径 中的通信，该通信是从向输入侧边缘交换机传入包到从输出侧边缘 交换机发送包的传递。

转发规则可以通过包中每个协议层次级别的报头区域中包括的 目标地址(Destination Address)、传输源地址(Source Address)、目的地 端口(Destination Port)和传输源端口(Source Port)中的一个或全部的 各种组合来定义，并且该转发规则可以区别于其他转发规则。在上 述地址中，假设包括了MAC地址(媒体访问控制地址)和IP地址(互 联网协议地址)。另外，除了上文所述，进入端口(Ingress Port)的信 息也可以用作传递规则。

传递规则的动作指示诸如“输出到特定端口”、“丢弃”和“重写报 头”的操作。例如，如果在流条目(flow entry)的动作中指示了输出端 口的识别信息(输出端口的编号等)，开放流交换机将该包输出到对应 于该指示信息的端口，并且如果输出端口的识别信息未被指示，则 开放流交换机丢弃该包。或者，如果在流条目的动作中指示了报头 信息，则开放流交换机基于该报头信息重写该包的报头。

开放流交换机针对于包群组(包系列)遵循流条目的规则执行流 条目的动作。

在非专利文献3中描述开放流技术的细节。

在非专利文献4中，描述了使用这种开放流框架的网络分层扫 描技术。在非专利文献4中，由于监视路线可以被设置，因而用于 从少量探查终端全面地监视网络的路线被确定、设置和监视，并且 因此可以通过所述少量探查终端来监视通信质量。

传统监视系统的问题在于高的监视成本。这是由于这样的事实 造成的：在许多监视系统中，必须为网络中的所有终端和所有边缘 终端安装监视功能。另外，要求为相应监视功能设置许多监视路线。 例如，尽管非专利文献4中描述的技术具有可以减少监视功能来实 现全面地观察网络的优点，但是需要设置许多监视路线，这导致了 许多监视包流动的结果。

再者，由于许多监视路线被设置，需要用于信息同步和信息收 集的网络负荷。

引文列表

专利文献

[专利文献1]日本专利申请公开JP2004-104540A

非专利文献

[非专利文献1]Masayoshi Kobayashi and Tutomu Murase， “Accurate elimination of non-degraded links in locating QoS  degradation”，Technical Report of the Institute of Electronics， Information and Communication Engineers，Vol.105，No. 628IN2005-197，2006年3月，pp.243-248.

[非专利文献2]Nick McKeown等，“OpenFlow；Enabling  Innovation in Campus Networks”，[在线]，2010年6月3日检索 互联 网(URL： http://www.openflowswitch.org//documents/openflow-wp-latest.pdf).

[非专利文献3]“OpenFlow Switch Specification，Version 1.0.0”， [在线]，2009年12月31日，2011年5月16日检索，互联网(URL： http//www.openflowswitch.org/documents/openflow-spec-v1.0.0.pdf).

[非专利文献4]Yoichi Hatano，Yasuhiro Yamas aki and Hideyuki  Shimonishi，“An Efficient Measurement Flow Placement for QoS  Degradation Locating on OpenFlow-based Network”，Technical Report  of the Institute of Electronics，Information and Communication  Engineers，Vol.109，No.448 NS 2009-166，2010年3月，pp.25-30.

发明内容

本发明的一个目标是提供一种抑制网络监视成本的用于指定质 量恶化点的通信质量监视系统。

根据本发明，在由包传递装置形成并且其包传递路线可以由外 部控制器控制的网络中，一种通信质量监视系统包括：正常监视路 线规划单元，其确定正常监视路线(称作通信质量恶化监视路线)， 该正常监视路线用于感测在网络的质量监视区域中出现的通信质量 的恶化；质量恶化点监视路线规划单元，其确定区域定位监视路线 (称作通信质量恶化区域定位监视路线)，该区域定位监视路线当 在网络中出现质量恶化时，指定通信质量恶化点并且收窄存在通信 质量恶化点的网络区域；转发规则配置单元，其将该正常监视路线 和该区域定位监视路线设置为包转发路线；通信质量测量单元，其 通过感测该通信质量恶化监视路线和该通信质量恶化区域定位监视 路线的通信状况来测量通信质量；以及通信质量恶化点推断单元， 其基于通信质量的测量的结果来推断质量恶化的出现和质量恶化的 出现的区域。

根据本发明，一种由计算机执行的网络监视方法包括：确定正 常监视路线，该正常监视路线用于感测在由包转发装置的网络的质 量监视区域中出现的质量恶化事件，所述网络的包转发路线可以由 外部控制器控制；确定区域定位监视路线，该区域定位监视路线用 于当在网络中出现质量恶化时，从正常监视路线收窄通信质量恶化 点的现有区域，以及用于指定通信质量恶化点；将正常监视路线和 区域定位监视路线设置为包转发路线；通过感测通信质量恶化监视 路线和通信质量恶化区域定位监视路线的通信状况来测量通信质 量；以及基于通信质量的测量的结果来推断质量恶化的出现和质量 恶化的出现的区域。

根据本发明的一种程序是用于使计算机执行上述网络监视方法 的处理的程序。另外，根据本发明的程序可以存储于存储设备、存 储介质以及类似装置中。

根据上文，在其中安装有由包传递路线可以由外部控制器控制 的包传递装置所形成的网络框架的网络中，监视区域可以动态地改 变。

附图说明

图1为示出在本发明的第一示例性实施例中的配置的框图；

图2A为示出在本发明的第一示例性实施例中的操作的流程图；

图2B为示出在本发明的第一示例性实施例中的操作的流程图；

图3为示出在本发明的每个示例性实施例中操作的特定示例的 视图；

图4A为示出在本发明的第一示例性实施例中的操作的特定示 例1的视图；

图4B为示出在本发明的第一示例性实施例中的操作的特定示例 2的视图；

图4C为示出在本发明的第一示例性实施例中的操作的特定示例 3的视图；

图4D为示出在本发明的第一示例性实施例中的操作的特定示 例4的视图；

图4E为示出在本发明的第一示例性实施例中的操作的特定示例 5的视图；

图5为示出在本发明的第一示例性实施例中用于应对网络拓扑 变化的操作的流程图；

图6为示出在本发明的第二示例性实施例中的配置的框图；

图7A为示出在本发明的第二示例性实施例中的操作的流程图；

图7B为示出在本发明的第二示例性实施例中的操作的流程图；

图8为示出在本发明的第三示例性实施例中的配置的框图；

图9A为示出在本发明的第三示例性实施例中的操作的流程图；

图9B为示出在本发明的第三示例性实施例中的操作的流程图；

图10A为示出在本发明的第三示例性实施例中的操作特定示例 1的视图；

图10B为示出在本发明的第三示例性实施例中的操作特定示例 2的视图；

图10C为示出在本发明的第三示例性实施例中的操作特定示例 3的视图；

图11为示出在本发明的第三示例性实施例中的操作的变化示例 的视图；

图12A为示出用于实现本发明的特定示例1的视图；以及

图12B为示出用于实现本发明的特定示例2的视图。

具体实施方式

<第一示例性实施例>

在下文中将参考附图详细地描述本发明的第一示例性实施例。

参考图1，在本发明的第一示例性实施例中的通信质量监视系统 包括拓扑信息获取单元11、正常监视路线规划单元12、转发规则配 置单元13、通信质量测量单元14、通信质量恶化点推断单元15和 质量恶化点监视路线规划单元16。

另外，N个包转发单元21-i(i＝1至n：n为任意数)连接到转发规 则配置单元13和通信质量测量单元14。每个包转发单元21-i(i＝1至 n)为用于通信和传递真实包的装置。

[配置的细节]

这些单元分别如下所述进行操作。

拓扑信息获取单元11获取拓扑信息。拓扑信息为指示配置的信 息，计算机网络中的每个终端和控制装置按照所述配置来连接。

当网络管理系统保持该拓扑信息时，拓扑信息获取单元11可以 通过向网络管理系统进行询问来获取拓扑信息。网络管理系统指示 用以管理网络的硬件和软件的统称。

此外，拓扑信息获取单元11也可以通过使用单独拓扑发现协议 或者用于发现拓扑等的信息提供协议，基于来自相应装置的应答消 息及类似消息而准备拓扑信息。

另外，拓扑信息获取单元11可具有用于保持拓扑信息作为高速 缓存数据(cache)等的功能，从而提高信息效率。高速缓存数据指 示一种数据，该数据使用频率高并且被复制在高速存储设备中。

拓扑信息获取单元11可以在预定定时获取拓扑信息。例如，当 监视系统启动时，拓扑信息获取单元11获取拓扑信息。或者，当拓 扑信息改变时，拓扑信息获取单元11获取拓扑信息。为了实现这一 点，拓扑信息获取单元11使用这样的装置，该装置用于通过向网络 管理系统索要拓扑信息而回调拓扑信息变化的通知。或者，拓扑信 息获取单元11周期性地获取拓扑信息。

当拓扑信息改变时，拓扑信息获取单元11向正常监视路线规划 单元12通知拓扑信息的变化。

当拓扑信息获取单元11从质量恶化点监视路线规划单元16接 收有关拓扑信息的询问时，拓扑信息获取单元11获取拓扑信息，并 且作为响应将拓扑信息通知给质量恶化点监视路线规划单元16。

当由拓扑信息获取单元11通知拓扑信息中的变化时，正常监视 路线规划单元12从拓扑信息获取单元11获取拓扑信息并且计算监 视流的通信路线，从而检测作为监视目标的网络的路线上的通信质 量恶化。

监视流的通信路线的这种计算方法(计算方程)称为“通信质量恶 化正常监视路线计算算法”。

该“通信质量恶化正常监视路线计算算法”将在下文描述。

另外，通过基于通信质量恶化正常监视路线计算算法的计算所 确定的通信路线称为“通信质量恶化正常监视路线”(正常监视路线)。

也就是说，“通信质量恶化正常监视路线”为用来感测何时在网络 的质量监视区域中出现质量恶化的监视流的通信路线。

正常监视路线规划单元12通过基于通信质量恶化正常监视路线 计算算法的计算，来确定通信质量恶化正常监视路线。

正常监视路线规划单元12将确定的通信质量恶化正常监视路线 通知给转发规则配置单元13并且指示该转发规则配置单元13设置 路线。也就是说，正常监视路线规划单元12要求转发规则配置单元 13设置通信质量恶化正常监视路线。

另外，正常监视路线规划单元12将确定的通信质量恶化正常监 视路线通知给通信质量测量单元14并且指示通信质量测量单元14 开始质量测量。也就是说，正常监视路线规划单元12要求通信质量 测量单元14开始对通信质量恶化正常监视路线的质量测量。

当通过正常监视路线规划单元12通知通信质量恶化正常监视路 线时，转发规则配置单元13产生针对每个包转发单元21-i(i＝1至n) 的转发规则，并且设置针对每个包转发单元21-i(i＝1至n)的转发规 则。因此，每个包转发单元21-i(i＝1至n)可以通过通信质量恶化正 常监视路线来实施该通信。由于转发规则配置单元13通常控制用于 诸如在线服务等的服务的通信，所以转发规则配置单元13可以安装 在网络管理系统上。

通信质量测量单元14向相应包转发单元21-i(i＝m至n，1≤m≤ n)传输监视流以测量监视流的通信质量，所述监视流用于监视：由正 常监视路线规划单元12确定的通信质量恶化正常监视路线；以及由 质量恶化点监视路线规划单元16确定的通信质量恶化区域定位监视 路线。随后，通信质量测量单元14将测量结果通知给通信质量恶化 点推断单元15。

与质量恶化点监视路线规划单元16一起描述通信质量恶化区域 定位监视路线。

另外，可以基于包的损失率，延迟时间的统计值(平均值、最小 值、最大值及类似物)，带宽等，来实现通信质量的测量。此外，测 量定时可以利用诸如连续测量和周期性测量的各种方式来设置。

可以通过使用安装在诸如包转发单元21-i(i＝1至n)的许多装置 中的流量测量功能，来实现通信质量测量单元14。

注意，如果通信质量测量单元14安装在至少一个探查终端上， 就可以实现通信质量测量单元14。因而，在此示例性实施例和下文 解释中，假设通信质量测量单元14安装在一个装置上以用于简化描 述。

对于通信质量测量单元14安装在多个装置中的情形，仅仅下述 各点是不同的：在每个路线计算算法中，通过将它们安装在多个装 置中的事实考虑在内来确定路线；并且其信息由通信质量恶化点推 断单元15收集的对象的数目变为多个。

当将下述三点考虑在内来进行设计时，优选地将它们安装在多 个装置中。

1.一个探查终端的监视处理量不足的情形。

2.包转发单元在特定探查终端处或者在其附近出故障且期望在 该装置的远端的网络上执行质量恶化推断的情形。

3.期望在整个网络中使由监视流造成的网络负荷平滑化的情 形。

通信质量恶化点推断单元15基于由通信质量测量单元14通知 的通信质量来推断质量恶化点。当推断出质量恶化点时，向相应网 络管理系统和日志收集系统通知指示质量恶化出现的警报(警告)消 息。

另外，当推断出质量恶化点时，通信质量恶化点推断单元15将 推断结果通知给质量恶化点监视路线规划单元16。

作为推断质量恶化点的方法的一个示例，可以参考推断包括许 多质量恶化流的恶化点的方法。作为另一示例，也可以参考限定为 集合覆盖问题并且通过使用那些解来推断通信质量恶化点的方法。

也就是说，确定满足质量恶化监视流的最少部分的组合，并且 可以将确定的所述部分的组合推断为质量恶化点。

作为将被通知给质量恶化点监视路线规划单元16的推断结果， 通信质量恶化点推断单元15至少通知该质量恶化点。另外，通信质 量恶化点推断单元15可以将变为质量恶化推断的因素的质量恶化流 作为辅助信息关联到质量恶化点，并且通知给质量恶化点监视路线 规划单元16。

当通过通信质量恶化点推断单元15通知推断结果时，质量恶化 点监视路线规划单元16从拓扑信息获取单元11获取拓扑信息。

随后，质量恶化点监视路线规划单元16根据推断结果和拓扑信 息确定是否还需要进行详细分析以及是否可以通过添加监视流来进 行该详细分析。如果需要该详细分析，计算用以更详细指定质量恶 化点的监视流的通信路线。

监视流的通信路线的这种计算方法称为“通信质量恶化区域定位 监视路线计算算法”。

该通信质量恶化区域定位监视路线计算算法将在下文描述。

另外，由基于通信质量恶化区域定位监视路线计算算法的计算 所确定的路线信息称为“通信质量恶化区域定位监视路线”(区域定位 监视路线)。

也就是说，该“通信质量恶化区域定位监视路线”为如下的监视流 的通信路线，该通信路线用于在需要关于通信质量恶化的详细分析 的情况下，通过与通信质量恶化正常监视路线相比收窄通信质量恶 化点的可能区域来指定通信质量恶化点。

质量恶化点监视路线规划单元16将确定的通信质量恶化区域定 位监视路线通知给转发规则配置单元13并且指示转发规则配置单元 13设置路线。也就是说，该质量恶化点监视路线规划单元16要求转 发规则配置单元13设置确定的通信质量恶化区域定位监视路线。

质量恶化点监视路线规划单元16将通信质量恶化区域定位监视 路线通知给通信质量测量单元14并且指示通信质量测量单元14开 始质量测量。也就是说，质量恶化点监视路线规划单元16要求通信 质量测量单元14开始对通信质量恶化区域定位监视路线的质量测 量。

每个包转发单元21-i(i＝1至n)依据转发规则传递通信包。在此 时，每个包转发单元21-i(i＝1至n)具有这样的功能，当不存在该转 发规则时，查询外部服务器(外部路线确定服务器)并且要求该外部服 务器确定转发规则(要求对转发规则的确定)。作为外部路线确定服务 器的示例，考虑诸如开放流控制器等的外部控制。

[硬件配置的示例]

此处，作为本发明的通信质量监视系统的示例，采用诸如PC(个 人计算机)、瘦客户端服务器、工作站、大型主机、超级计算机等的 计算机。另外，此系统并不限于终端或服务器。可以使用中继装置 或外围装置。此外，此系统可以是安装在计算机中的扩展板或者建 立在物理机器上的虚拟机(VM)。

另外，拓扑信息获取单元11、正常监视路线规划单元12、转发 规则配置单元13、通信质量测量单元14、通信质量恶化点推断单元 15和质量恶化点监视路线规划单元16可以是通过使用述处理器、存 储器和接口来实现的装置，其中处理器被驱动并且依据程序执行预 定处理，存储器用于存储程序和各种数据，接口用于与网络通信。

作为上述处理器的示例，考虑CPU(中央处理单元)、网络处理器 (NP)、微处理器、微控制器或者半导体集成电路(IC)等。

作为上述存储器的示例，考虑导体存储设备，诸如RAM(随机存 取存储器)、ROM(只读存储器)、EEPROM(电可擦写可编程只读存储 器)、闪存存储器等；辅助存储设备，诸如HDD(硬盘驱动器)、SSD(固 态驱动器)等；或者可移动盘，诸如DVD(数字多功能盘)等；或者存 储介质，诸如SD存储卡(安全数字存储卡)等。此外可以使用缓存器 或寄存器。还可以使用如下存储设备，其使用DAS(直接附加存储)、 FC-SAN(光纤信道-存储区域网络)、NAS(网络附加存储)、IP-SAN(IP- 存储区域网络)等。

另外，上述处理器和上述存储器可以集成在单个单元中。例如， 在近几年，单芯片微计算机等的结构已有进展。因而，考虑本发明 系统的如下情形，其中安装在此系统中的单芯片微计算机具有处理 器和存储器。

作为上述接口的示例，考虑对应于网络通信的板(主板或I/O 板)，诸如芯片等的半导体集成电路，诸如NIC(网络接口卡)等或类 似扩展卡的网络适配器，诸如天线等的通信装置，诸如连接端口(连 接器)等的通信端口，等等。

另外，作为网络的示例，考虑因特网、LAN(局域网)、无线LAN、 WAN(广域网)、主干网、有线电视(CATV)线路、陆地电话网络、移 动电话网络、WiMAX(IEEE 802.16a)、3G(第三代)、专线、IrDA(红 外数据协会)、Bluetooth(注册商标)、串行通信线路、数据总线等。

另外，拓扑信息获取单元11、正常监视路线规划单元12、转发 规则配置单元13、通信质量测量单元14、通信质量恶化点推断单元 15和质量恶化点监视路线规划单元16可以是模块、部件或专用设 备，或者其启动(调用)程序。

作为包转发单元21-i(i＝1至n)的示例，考虑诸如对应于网络通信 的板(主板或I/O板)的半导体集成电路，诸如NIC(网络接口卡)等或 类似扩展卡的网络适配器，诸如天线等的通信装置，诸如连接端口(连 接器)等的通信端口，等等。

另外，在包转发单元21-i(i＝1至n)为外部装置的情形中，作为包 转发单元21-i(i＝1至n)的示例，考虑诸如L3交换机(层3交换机)、 L4交换机(层4交换机)、L7交换机/应用交换机(层7交换机)、多层 交换机及等的网络交换机，路由器，代理，网关，防火墙，负荷平 衡器(负荷分散装置)，带控制装置/安全监视控制装置(网守)，基站， 接入点(AP)，通信卫星(CS)，或者具有多个通信端口的计算机等。

再者，每个包转发单元21-i(i＝1至n)可以是虚拟交换机、诸如管 理程序的虚拟机监视器(VMM)等。

然而，实际上它们不限于所公开的那些示例。

[算法的说明]

将在下文描述通信质量恶化正常监视路线计算算法以及通信质 量恶化区域定位监视路线计算算法。

尽管这些算法基本上是独立的，它们具有下述关系。

通信质量恶化区域定位监视路线计算算法是用于设计监视流的 通信路线的算法，该算法与通信质量恶化正常监视路线计算算法相 比，可以更详细地实施分析。

可以考虑将各种手段用作这些算法。这些算法的示例将在下文 描述。然而，实际上它们不限于下述示例。重点在于它们满足所述 算法的相应目的，并且它们满足所述算法之间的上述关系，即，搜 索区域的分辨率之间的差异。

[通信质量恶化正常监视路线计算算法]

通信质量恶化正常监视路线计算算法是用于设计监视流的通信 路线的算法，该通信路线可以确定在经受测量的网络(作为监视对象) 上的路线中出现通信质量恶化。

作为通信质量恶化正常监视路线计算算法的一个工作示例，可 以参考使用用于确定树配置的算法的方法。

例如，正常监视路线规划单元12产生可以从探查终端由最短跳 (最小跳数目)而达到的树路线，并且形成一链路，该链路不属于该树， 而属于任意路线。此处，该链路为将一个节点和一个节点链接的线 路。该节点指示配置该网络的单独元件。从此树的该路线派生的支 路被算作一个部件，并且寻求搜索左深度的路线被限定为监视流的 通信路线。因此，有可能设计监视流的通信路线，该通信路线可以 确定在网络上的路线中出现通信质量恶化。

另外，作为通信质量恶化正常监视路线计算算法的另一示例， 有可能使用用于确定可与单行程连接的链路集合的算法。

例如，正常监视路线规划单元12确定可与单行程连接的最大链 路集合。使用可与单行程连接的条件旨在表示，在节点和链路集合 中，所有从节点出来的链路是偶数，或者仅仅开始点和结束点折两 个节点具有奇数链路并且其它节点都具有偶数链路。或者，当网络 表示被表示为有向图时，就偶数链路而言，在每个节点中输入方向 链路的数目以及输出方向链路的数目彼此相等，并且就奇数保持节 点而言，在所述节点其中之一中输入方向链路的数目比输出方向链 路的数目大1，并且在其它节点中输出方向链路的数目比输入方向链 路的数目大1。

具体地解释，当链路集合与单行程连接时，一旦它进入中间节 点，它总是必须从该节点出来。出于此原因，因为在非有向图情况 下中间节点的链路需要输入链路和输出链路二者，链路的数目必须 是输入链路的数目的两倍。因而，中间节点的链路的数目变为偶数。

对于开始点和结束点的节点，在开始点和结束点为相同节点的 情况下，如果数目与输出链路的数目相等的链路不返回，则它们无 法到达同一节点。出于此原因，在有向图情况下，用于其中开始点 和结束点相同的节点的链路需要输入链路和输出链路二者。因而， 链路的数目需要为输入链路的数目的两倍。因而，对于其中开始点 和结束点相同的节点的情形，开始点节点和结束点节点中每个的链 路的数目变为偶数。

相反，对于其中开始点和结束点不同的节点的情形，链路仅仅 从开始点节点出来。因而，仅仅需要一个链路作为输出链路。即使 该链路返回到开始点节点，该链路仍可以再次出来。因而结果是， 输出链路的数目比输入链路的数目大1。由于此原因，在非有向图情 况下，对于其中开始点和结束点不同的节点的链路，可以将其确定 为使得输出链路的数目比输入链路的数目大1。与开始点节点相反， 在结束点节点处，链路可能仅仅进入。因而，仅仅需要一个链路作 为输入链路。因而，对于其中开始点和结束点不同的节点的情形， 开始点节点和结束点节点中每个的链路的数目变为奇数。

正常监视路线规划单元12基于可与单行程连接的此集合，从可 以用作开始点或结束点的节点中选择靠近探查终端处定位的节点。

正常监视路线规划单元12从开始点节点和结束点节点确定可与 单行程连接的路线，并且同时确定到开始点和结束点的最短路径以 及将如下路径限定为监视流的通信路线，所述路径为该最短路径和 可与单行程连接的该路线相加。

正常监视路线规划单元12在网络中确定类似地可与单行程连接 的最大链路集合从而确定第二监视流的通信路线，可与单行程连接 的链路集合从该网络被移除。

这些处理被重复，直至该链路集合被移除。因此，有可能设计 这样的监视流的通信路线，该通信路线可以确定在网络上的路线中 出现通信质量恶化。

另外，在上文示例性说明的每个通信质量恶化正常监视路线计 算算法中，可以通过确定监视流中的最大跳数目，并且在超过最大 跳数目的情况下通过分割该支路或确定小集合，来应用限制。

[通信质量恶化区域定位监视路线计算算法]

通信质量恶化区域定位监视路线计算算法为用于设计监视流的 通信路线的算法，如上文所解释，与通信质量恶化正常监视路线计 算算法相比，所述算法可以更详细地实施该分析。

另外，此通信质量恶化区域定位监视路线计算算法不一定能够 一次执行详细分析。它可以按照分阶段的方式执行该分析。

将在下文描述通信质量恶化区域定位监视路线计算算法的一个 工作示例。

作为通信质量恶化区域定位监视路线计算算法的工作示例，可 以参考将导致质量恶化的监视流中的链路的一部分删除的方法。

例如，对于在树结构中确定的路线的情形，质量恶化点监视路 线规划单元16逐渐删除用作路线的叶的部分(随时间删除/分阶段删 除)。另外，作为另一示例，对于基于单行程连接的确定的情形，质 量恶化点监视路线规划单元16确定可与单行程连接的较小集合以及 除其之外的链路路线。

另外，作为通信质量恶化区域定位监视路线计算算法的另一示 例，可以参考使用部分路线作为基础的方法，该部分线路为通过分 割导致质量恶化的监视流而获得的路线。

例如，质量恶化点监视路线规划单元16按照如下所述设计新监 视流。导致质量恶化的监视流的路线被分割为N个路线。从每个分 割路线到连接有探查终端的节点的路线被确定为新监视流，该连接 有探查终端的节点尽可能地不穿过其它分割集合的链路。

[第一示例性实施例的基本操作]

在下文中将参考流程图图2A和图2B以及特定示例图3和图4A 至图4E，详细地描述在此示例性实施例中的基本操作。

(1)步骤S101

首先，当开始监视时，拓扑信息获取单元11根据对网络管理 系统的询问或者根据基于网络拓扑发现协议的监视，来获取网络拓 扑。拓扑信息获取单元11将获取的拓扑信息通知给正常监视路线规 划单元12。

(2)步骤S102

正常监视路线规划单元12在被通知拓扑信息时，基于通信质 量恶化正常监视路线计算算法，来确定通信质量恶化正常监视路线。

通过使用图3所示的网络作为示例，来描述通信质量恶化正常 监视路线计算算法。

图3所示网络包括探查终端P1以及诸如交换机等的包传递装 置R1至R6。探查终端P1连接到包传递装置R1。包传递装置R1通 过链路L1连接到包传递装置R2并且通过链路L2连接到包传递装置 R3。包传递装置R2通过链路L3连接到包传递装置R3并且通过链 路L4连接到包传递装置R4，然后通过链路L5连接到包传递装置 R5。包传递装置R3通过链路L6连接到包传递装置R5并且通过链 路L7连接到包传递装置R6。包传递装置R4通过链路L8连接到包 传递装置R5。包传递装置R5通过链路L9连接到包传递装置R6。

例如，在图3所示的基于单行程连接的网络中，当使用具有6 跳的极限值的算法来确定通信质量恶化正常监视路线时，其被确定 为链路集合{L1，L2，L3，L4，L5，L8}和链路集合{L2，L6，L7， L9}。该路线基于这些链路集合来计算。

由于后者不到达探查终端，所以确定到该节点的最短路线。图 4A为用于解释通信质量恶化正常监视路线的计算和设置的视图。此 处，如图4A所示，确定了路线为链路集合{L1，L2，L3，L4，L5， L8}的监视流F1(＝L1→L4→L8→L5→L3→L2)以及路线为链路集合 {L2，L6，L7，L9}的监视流F2(＝L2→L6→L9→L7→L2)这两个监视 流。

(3)步骤S103

正常监视路线规划单元12将由该计算所确定的通信质量恶化 正常监视路线通知给转发规则配置单元13，并且设置每个包转发单 元21-i(i＝1至n)的转发规则。也就是说，转发规则配置单元13将由 正常监视路线规划单元12通知的转发规则通知给每个包转发单元 21-i(i＝1至n)。每个包转发单元21-i(i＝1至n)设置由转发规则配置单 元13通知的转发规则。

(4)步骤S104

正常监视路线规划单元12在设置转发规则之后，将通信质量 恶化正常监视路线信息通知给通信质量测量单元14，并且指示开始 针对该通信质量恶化正常监视路线的监视流的通信。通信质量测量 单元14向相应包转发单元21-i(i＝m至n并且1≤m≤n)传输用于监 视通信质量恶化正常监视路线的监视流，并且测量监视流的通信质 量以及随后将通信质量结果作为测量结果通知给通信质量恶化点推 断单元15。

(5)步骤S105

通信质量恶化点推断单元15根据监视流的通信质量结果来推 断质量恶化点。图4B为用于解释通信质量恶化的出现以及通信质量 恶化点的推断的视图。例如，在图3所示网络中，当如图4B所示在 链路L8中时出现质量恶化时，则通知在监视流F1中出现的质量恶 化。另外，还通知监视流F2中未出现任何问题的事实。因此，推断 出通信质量恶化出现在L1，L3，L4，L5和L8链路的任何一个中的 事实。

(6)步骤S106

通信质量恶化点推断单元15验证是否推断出质量恶化点。

(7)步骤S107

当推断出质量恶化点时，通信质量恶化点推断单元15将警报 (警告)通知给网络管理系统等。在此时，当连续推断出质量恶化点时 或者当在某一期间在同一区域内推断出质量恶化点时，可以省略警 报(警告)通知。

(8)步骤S108

通信质量恶化点推断单元15将质量恶化点的推断结果通知给 质量恶化点监视路线规划单元16。质量恶化点监视路线规划单元16 从拓扑信息获取单元11获取拓扑信息，并且基于通信质量恶化区域 定位监视路线计算算法，确定是否可以在该区域中进一步限定推断 的质量恶化点。

(9)步骤S109

如果进一步限定是可能的，则通信质量恶化点推断单元15基 于通信质量恶化区域定位监视路线计算算法，来确定通信质量恶化 区域定位监视路线。

(10)步骤S110

此后，通过转发规则配置单元13，通信质量恶化点推断单元 15为每个包转发单元21-i(i＝1至n)设置针对关于通信质量恶化区域 定位监视路线的监视流的转发规则。

例如，在图3所示网络中，质量恶化出现在监视流F 1中，并 且链路集合{L1，L3，L4，L5，L8}被确定为导致质量恶化。从它们 之中找出路线为链路集合{L1，L4，L5，L8}的监视流 F3(＝L1→L4→L8→L5→L1)的监视路线，以作为较小单行程可连接集 合的路线。

另外，图4C为用于解释通信质量恶化区域定位监视路线的计 算和附加设置以及通信质量恶化点的推断的视图。如图4C所示，针 对其余链路集合{L3}，可以产生其路线为链路集合{L1，L2，L3}的 监视流F4(＝L1→L3→L2)。也就是说，可以指定更详细的区域。因而， 此监视路线被限定为通信质量恶化区域定位监视路线，并且此通信 质量恶化区域定位监视路线被设置为监视流的通信路线。

(11)步骤S111

质量恶化点监视路线规划单元16验证不需要的通信质量恶化 区域定位监视路线的存在或不存在。

此时，质量恶化点监视路线规划单元16将确定的通信质量恶 化区域定位监视路线通知给通信质量测量单元14，并且指示通信质 量测量单元14开始关于通信质量恶化区域定位监视路线的监视流的 通信，以及指示通信质量测量单元14测量质量恶化(操作流程进行到 步骤S104)。

(12)步骤S112

当求解出质量恶化点时，则不需要监视通信质量恶化区域定 位监视路线。因而，质量恶化点监视路线规划单元16将其确定为不 需要的通信质量恶化区域定位监视路线，并且重置针对通信质量恶 化区域定位监视路线的监视流设置。

也就是说，当从通信质量结果通知感测出前述通信质量恶化区 域定位监视路线时，通过转发规则配置单元13，来指示每个包转发 单元21-i(i＝1至n)重置针对关于通信质量恶化区域定位监视路线的 监视流的转发规则的设置，并且同时利用上述重置，指示通信质量 测量单元14停止相应监视流的通信。

重复上文所述质量测量和质量恶化区域定位，由此实现本发明 的目标。例如，在图3所示网络中，测量监视流F1至F4的质量， 并且推断出是链路集合{L4，L5，L8}造成质量恶化。

此外，图4D为用于解释通信质量恶化区域定位监视路线的计 算和附加设置(第二次)以及通信质量恶化点的推断的视图。如图4D 所示，可以将其路线为链路集合{L1，L2，L4，L7，L8，L9}的监视 流F5(＝L1→L4→L8→L9→L7→L2)以及其路线为链路集合{L1，L2， L5，L6}的监视流F6(＝L1→L5→L6→L2)确定为可以进一步限定导致 质量恶化的链路集合的监视流。测量监视流F5，F6的质量，并且推 断出是链路集合{L4，L8}造成质量恶化。

另外，图4E用于解释通信质量恶化区域定位监视路线的计算 和附加设置(第三次)以及通信质量恶化点的推断的视图。如图4E所 示，可以将其路线为链路集合{L1，L4}的监视流 F7(＝L1→L4→L4→L1)以及其路线为链路集合{L1，L2，L6，L8}的 监视流F8(＝L1→L4→L8→L6→L2)确定为可以进一步限定导致质量 恶化的链路集合的监视流。对监视流F7，F8的质量进行测量，并且 最后，可以感测到质量恶化出现在链路L8中。

(当网络拓扑改变时的操作)

将在下文参考图5的流程图来详细地描述此示例性实施例中在 网络拓扑变化时的操作。例如，当网络管理系统中的拓扑管理部或 拓扑信息获取单元11感测到拓扑变化时，此流程图中所示的操作开 始。假定此流程图所示的操作对应于图2A和图2B流程图中步骤 S101到步骤S104之间的操作。

(1)步骤S201

首先，拓扑信息获取单元11获取变化的拓扑信息(新拓扑信息)。

(2)步骤S202

拓扑信息获取单元11将新拓扑信息通知给正常监视路线规划 单元12。通过转发规则配置单元13，正常监视路线规划单元12重 置分别来自包转发单元21-i(i＝1至n)和通信质量测量单元14的、对 应于先前通信质量恶化正常监视路线的监视流的登记。

(3)步骤S203

正常监视路线规划单元12根据新拓扑信息，通过使用通信质 量恶化正常监视路线计算算法，确定新通信质量恶化正常监视路线。

(4)步骤S204

正常监视路线规划单元110将由该计算确定的通信质量恶化正 常监视路线通知给转发规则配置单元13，并设置针对相应包转发单 元21-i(i＝1至n)的转发规则。

(5)步骤S205

在设置转发规则之后，正常监视路线规划单元12通知新通信 质量恶化正常监视路线信息，并且指示通信质量测量单元14开始关 于新通信质量恶化正常监视路线的监视路线的通信。

通过上述操作，通信质量恶化正常监视路线被更新，并且监视 区域对应于拓扑变化。此后，操作被链接到图2A中流程图的步骤 S105上和之后的操作，并且执行对应于变化后的拓扑的质量恶化监 视过程。

在下面描述第一示例性实施例的效果。

在第一示例性实施例中，监视流被分割为：通信质量恶化正 常监视路线，用于感测网络中质量恶化的出现；以及通信质量恶化 区域定位监视路线，用以逐渐指定出现的质量恶化的部分，并且在 感测到出现质量恶化之后，被添加后者(通信质量恶化区域定位监视 路线)。因此，有可能减少在网络中流动的监视包的数量。

另外，通过使用其转发规则可以从外部控制的网络作为基础， 第一示例性实施例进一步设计成能够建立用于高效计算两个监视路 线的算法。因此，在感测质量恶化时，可以通过使用较少数目的监 视流测量质量恶化，并且在出现质量恶化时，可以动态地添加监视 流以便指定质量恶化点。因而，可以利用较少数目的监视流来执行 详细推断。

另外，第一示例性实施例被进一步设计使得其转发规则可以从 外部控制的网络被用作基础，并且具体的质量恶化测量部可以发射 和接收监视流。因而，完整网络可以由较少数目的探查终端监视和 感测。

另外，在第一示例性实施例中，从上文所述优点的角度来说， 通信质量可以通过使用较少数目的探查终端和较少数目的监视流来 测量。因而，用于质量恶化点推断的信息数量变小，并且有可能减 少各种成本，诸如信息收集的网络成本以及质量恶化点的推断的计 算成本等等。

<第二示例性实施例>

将在下文描述本发明的第二示例性实施例。

图6示出在本发明的第二示例性实施例中的通信质量监视系统。 此处，描述从本发明的第一示例性实施例调整的部分。

关于此示例性实施例，与本发明的第一示例性实施例的仅有区 别在于如下配置，正常监视路线规划单元12和质量恶化点监视路线 规划单元16可以彼此链接，如图6所示。

在此示例性实施例中，当由拓扑信息获取单元11通知拓扑信 息中的变化时，正常监视路线规划单元12从拓扑信息获取单元11 获取拓扑信息，并且依据通信质量恶化正常监视路线计算算法，计 算通信质量恶化正常监视路线。

正常监视路线规划单元12将确定的通信质量恶化正常监视路 线通知给转发规则配置单元13，并且指示转发规则配置单元13设置 路线。

正常监视路线规划单元12将通信质量恶化正常监视路线通知 给通信质量测量单元14，并且指示通信质量测量单元14开始质量测 量。

另外，正常监视路线规划单元12保持所确定的通信质量恶化 正常监视路线的监视开始和监视停止的信息，并且依据来自质量恶 化点监视路线规划单元16的通知，管理通信质量恶化正常监视路线 的监视开始和监视停止。当通信质量恶化正常监视路线的监视开始 或停止时，正常监视路线规划单元12将目标通信质量恶化正常监视 路线的监视开始或监视停止通知给通信质量测量单元14，并且指示 通信质量测量单元14开始和停止监视。

当来自通信质量恶化点推断单元15的推断结果被通知时，质 量恶化点监视路线规划单元16从拓扑信息获取单元11获取拓扑信 息。随后，质量恶化点监视路线规划单元16根据推断结果和拓扑信 息确定是否可以进行详细分析。

如果需要详细分析，质量恶化点监视路线规划单元16依据通 信质量恶化区域定位监视路线计算算法来计算通信质量恶化区域定 位监视路线。另外，在此时，质量恶化点监视路线规划单元16确定 通信质量恶化区域定位监视路线和通信质量恶化正常监视路线，以 使得它们的监视结果被包括在所添加的通信质量恶化区域定位监视 路线中。这例如是根据所添加的路线中包括的已有路线来确定。

也就是说，质量恶化点监视路线规划单元16将包括在新通信 质量恶化区域定位监视路线中的已经存在的通信质量恶化区域定位 监视路线和通信质量恶化正常监视路线确定为冗余监视路线。此处， 在已经存在的通信质量恶化区域定位监视路线和通信质量恶化正常 监视路线之中，其中所有路线与新通信质量恶化区域定位监视路线 重叠的监视路线被确定为冗余监视路线。

质量恶化点监视路线规划单元16将确定的通信质量恶化区域 定位监视路线通知给转发规则配置单元13，并且指示转发规则配置 单元13设置路线。

另外，质量恶化点监视路线规划单元16将包括监视结果的有 关通信质量恶化区域定位监视路线通知给转发规则配置单元13，并 且指示转发规则配置单元13重置路线设置。

而且，质量恶化点监视路线规划单元16将包括监视结果的有 关通信质量恶化正常监视路线通知给正常监视路线规划单元12，并 且指示正常监视路线规划单元12停止监视通信质量恶化正常监视路 线。

质量恶化点监视路线规划单元16将通信质量恶化区域定位监 视路线通知给通信质量测量单元14，并且指示通信质量测量单元14 开始质量测量。

另外，质量恶化点监视路线规划单元16将包括监视结果的通 信质量恶化区域定位监视路线通知给通信质量测量单元14，并且指 示通信质量测量单元14移除质量测量。

[第二示例性实施例的基础操作]

接着，将在下文参考图7A和图7B的流程图详细地描述第二 示例性实施例中的基本操作。为了更详细描述该基础操作，参考图3 和图4A至图4E中的特定示例。

(1)步骤S301

首先，当监视开始时，拓扑信息获取单元11通过询问网络管 理系统或通过基于网络拓扑发现协议的监视来获取网络拓扑。拓扑 信息获取单元11将获取的拓扑信息通知给正常监视路线规划单元 12。

(2)步骤S302

当拓扑信息被通知时，正常监视路线规划单元12基于通信质 量恶化正常监视路线计算算法来确定通信质量恶化正常监视路线。

(3)步骤S303

正常监视路线规划单元12将由该计算所确定的通信质量恶化 正常监视路线通知给转发规则配置单元13，并且设置针对相应包转 发单元21-i(i＝1至n)的转发规则。

(4)步骤S304

在设置转发规则之后，正常监视路线规划单元12通知通信质 量恶化正常监视路线信息，并且指示通信质量测量单元14开始针对 通信质量恶化正常监视路线的监视流的通信。通信质量测量单元14 基于监视流的通信来测量监视流的通信质量，并且随后将通信质量 结果通知给通信质量恶化点推断单元15。

(5)步骤S305

通信质量恶化点推断单元15根据监视流的通信质量结果来推 断质量恶化点。

(6)步骤S306

通信质量恶化点推断单元15验证质量恶化点是否已被推断 出。

(7)步骤S307

当质量恶化点被推断出时，通信质量恶化点推断单元15将警 报(警告)通知给网络管理系统等。在此时，当连续推断出质量恶化点 时或者当在某一期间在同一区域内推断出质量恶化点时，可以省略 警报(警告)通知。

(8)步骤S308

通信质量恶化点推断单元15将质量恶化点的推断结果通知给 质量恶化点监视路线规划单元16。该质量恶化点监视路线规划单元 16从拓扑信息获取单元11获取拓扑信息，并且基于通信质量恶化区 域定位监视路线计算算法，确定推断的质量恶化点是否可以进一步 限定该区域。

(9)步骤S309

如果确定是有可能，则通信质量恶化点推断单元15基于通信 质量恶化区域定位监视路线计算算法，来确定通信质量恶化区域定 位监视路线。

(10)步骤S310

通过转发规则配置单元13，通信质量恶化点推断单元15为相 应包转发单元21-i(i＝1至n)设置关于通信质量恶化区域定位监视路 线的监视流的转发规则。

质量恶化点监视路线规划单元16将确定的通信质量恶化区域 定位监视路线通知给通信质量测量单元14，并且指示通信质量测量 单元14开始对关于通信质量恶化区域定位监视路线的监视流的通 信，并且指示通信质量测量单元14测量质量恶化(操作流程进行到步 骤S304)。

(11)步骤S311

质量恶化点监视路线规划单元16验证具有包含关系的监视路 线存在或不存在。此处，质量恶化点监视路线规划单元16指定监视 路线，其包括所设置的(已经存在的)通信质量恶化正常监视路线和通 信质量恶化区域定位监视路线。

(12)步骤S312

质量恶化点监视路线规划单元16停止监视指定的监视路线。

如果指定的监视路线为该通信质量恶化正常监视路线，则质量 恶化点监视路线规划单元16要求正常监视路线规划单元12停止该 监视通信质量恶化正常监视路线，并且指示该正常监视路线规划单 元在正常监视路线规划单元12管理下停止监视该通信质量恶化正常 监视路线。

如果指定的监视路线为通信质量恶化区域定位监视路线，质量 恶化点监视路线规划单元16通过转发规则配置单元13要求：重置 通信质量恶化区域定位监视路线的设置；以及向通信质量测量单元 14要求监视流的通信停止。

例如，在图4A至4E的示例中，当通信质量恶化区域定位监 视路线上的监视流F3和F4第一次被添加时，监视流F1被理解为包 括在所添加的监视流F3和F4中。因此，监视流F3和F4旨在更详 细地分析监视流F1，并且根据监视流F3和F4的结果被理解为能够 覆盖监视流F1的监视区域。因而可以理解，可以停止在该通信质量 恶化正常监视路线上的监视流F1的通信(监视)。

由于此原因，质量恶化点监视路线规划单元16要求正常监视 路线规划单元12停止该监视流F1的通信，并且指示该正常监视路 线规划单元停止该监视流的通信。

(13)步骤S313

质量恶化点监视路线规划单元16验证不需要的通信质量恶化 区域定位监视路线存在或不存在。

(14)步骤S314

当求解出质量恶化点时，就不需要监视通信质量恶化区域定 位监视路线。因而，质量恶化点监视路线规划单元16将其确定为不 需要的通信质量恶化区域定位监视路线，并且重置通信质量恶化区 域定位监视路线的监视流设置。也就是说，当从通信质量结果通知， 感测到这种通信质量恶化区域定位监视路线时，通过转发规则配置 单元13，指示每个包转发单元21-i(i＝1至n)重置关于通信质量恶化 区域定位监视路线的监视流的转发规则的设置，并且同时利用上文 重置，指示通信质量测量单元14停止该监视流的通信。在此时，指 示通信质量测量单元14重新开始通信质量恶化正常监视路线上暂停 的监视流的通信。

接着将描述第二示例性实施例的效果。

第二示例性实施例被配置成使得与本发明的第一示例性实施 例相比，正常监视路线规划单元12和质量恶化点监视路线规划单元 16彼此链接地操作，并且冗余监视流被删除，这可以进一步减少网 络中流动的监视包的负荷。

<第三示例性实施例>

接着将在下文详细地描述本发明的第三示例性实施例。

此示例性实施例为被动操作的监视方法，其中使用用于真实服 务的通信而不是监视专用通信作为开始点。尽管在配置中没有大的 调整，但是相应单元的操作不同。

图8示出本发明的第三示例性实施例的通信质量监视系统。此 处描述从本发明的第一示例性实施例调整的部分。

在此示例性实施例中，与本发明的第一示例性实施例的区别在 于拓扑信息获取单元11、正常监视路线规划单元12、转发规则配置 单元13和通信质量测量单元14的操作中的变化。另外，如图8所 示，该区别在于拓扑信息获取单元11和正常监视路线规划单元12 的配置可以不链接地操作。

拓扑信息获取单元11获取拓扑信息。拓扑信息的获取方法和 获取定时类似于拓扑信息获取单元11的获取方法和获取计时。

当拓扑信息获取单元11从质量恶化点监视路线规划单元16接 收到拓扑信息的询问时，拓扑信息获取单元11获取拓扑信息并且通 知所获取的拓扑信息。

当由转发规则配置单元13通知新通信的出现时，正常监视路 线规划单元12将该通信路线确定为通信质量恶化正常监视路线，并 且将通过该通信路线的包群组确定为监视目标流。当该通信路线被 确定为通信质量恶化正常监视路线时，正常监视路线规划单元12将 该通信路线通知给通信质量测量单元14，并且指示通信质量测量单 元14开始监视通信质量。

当由转发规则配置单元13通知可用的通信期间结束时，正常 监视路线规划单元12确定相应通信质量恶化正常监视路线在监视目 标外。当通信质量恶化正常监视路线被确定在监视目标外时，正常 监视路线规划单元12将该确定通知给通信质量测量单元14，并且指 示通信质量测量单元14终了通信质量监视。

当从任一包转发单元21-i(i＝1至n)接收未知通信的通知时，转 发规则配置单元13向外部路线确定服务器或正常监视路线规划单元 12查询该通信路线，并且确定该通信路线，以及随后执行对每个包 转发单元21-i(i＝1至n)上的转发规则的应答。因此，转发规则配置 单元13为每个包转发单元21-i(i＝1至n)设置监视路线。

当基于对向外部路线确定服务器的通信路线的询问来确定该 通信路线时，转发规则配置单元13将该通信路线作为新通信通知给 正常监视路线规划单元12，并且指示正常监视路线规划单元将该通 信路线认知为通信质量恶化正常监视路线。

当从任一包转发单元21-i(i＝1至n)接收到转发规则的无效通知 时，转发规则配置单元13确定该通信是否终了。

将在下文描述终了的确定方法。

当确定通信终了时，转发规则配置单元13将通信的有效期间 的终了通知给正常监视路线规划单元12。

通信的终了可以通过各种方法确定。作为通信终了确定的示 例，可以参考监视终端的连接过程的方法。另外，作为通信终了确 定的另一示例，可以参考在一定期间内未感测通信的出现的方法。

当由正常监视路线规划单元12通知通信质量恶化正常监视路 线时，通信质量测量单元14通过监视目标通信来测量质量。

另外，当由质量恶化点监视路线规划单元16通知通信质量恶 化区域定位监视路线时，通信质量测量单元14传输用来监视通信质 量恶化区域定位监视路线的监视流到相应包转发单元21-i(i＝m至n 并且1≤m≤n)，并且测量监视流的通信质量。

通信质量测量单元14将由通信监视和基于监视流测量所获取 的通信质量的测量结果通知给通信质量恶化点推断单元15。

[第三示例性实施例的完整操作]

将参考图9A和图9B中的流程图，详细地描述此示例性实施例 的完整操作。

此处，为了更详细地解释此示例性实施例中的完整操作，使用 图3所示的网络，并且图10A至图10C示出了特定示例。另外，在 如下假设下描述被动观察结果：在探查终端中收集该被动观察结果。

当用户尝试接收通过使用诸如PC等的客户端所提供的服务 时，由于一些包转发单元21-i(i＝1至n)不具有转发规则，作为未知 通信，转发规则配置单元13执行关于转发规则的询问。

(1)步骤S401

转发规则配置单元13确定相应通信的转发规则，并且在相应 包转发单元21-i(i＝1至n)中登记通信路线。另外，转发规则配置单 元13将相应通信的传递路线作为新通信通知给正常监视路线规划单 元12。正常监视路线规划单元12将相应通信路线登记为通信质量恶 化正常监视路线。

图10A为用于解释对通信出现的观察以及对通信质量恶化区 域定位监视路线的登记的视图。例如，在图3所示网络中，假设如 图10A所示，出现从交换机R1到交换机R5的通信并且设置其路线 为链路集合{L1，L4，L8}的监视流G1(L1→L4→L8)。此监视流G1 被登记为通信质量恶化正常监视路线。

(2)步骤S402

正常监视路线规划单元12将通信质量恶化正常监视路线通知 给通信质量测量单元14，并且指示通信质量测量单元14基于通信监 视来测量质量。通信质量测量单元14测量通信质量恶化正常监视路 线的通信质量。

(3)步骤S403

通信质量测量单元14将质量测量结果通知给通信质量恶化点 推断单元15。通信质量恶化点推断单元15根据通知的质量测量结果 来推断质量恶化点。

图10B为用于解释通信质量恶化的出现和通信质量恶化点的 推断的视图。例如，在图3所示网络中，当如图10B所示质量恶化 出现在L8上时，通信质量测量单元14根据监视结果通知在监视流 G1(L1→L4→L8)上的通信中的质量恶化。因此，通信质量恶化被推 断为出现在链路集合{L1，L4，L8}中。

(4)步骤S404

通信质量恶化点推断单元15验证是否推断出质量恶化点。

(5)步骤S405

当质量恶化点被推断出时，通信质量恶化点推断单元15将警 报(警告)通知给网络管理系统等。在此时，当连续推断出质量恶化 点时或者当在某一期间在同一区域内推断出质量恶化点时，通信质 量恶化点推断单元15可以省略该警报(警告)通知。

通信质量恶化点推断单元15将质量恶化点的推断结果通知给 质量恶化点监视路线规划单元16。

(6)步骤S406

质量恶化点监视路线规划单元16从拓扑信息获取单元11获 取拓扑信息，并且基于通信质量恶化区域定位监视路线计算算法， 确定推断的质量恶化点是否可以进一步限定该区域。

(7)步骤S407

如果它被确定是可进一步限定的，质量恶化点监视路线规划 单元16基于通信质量恶化区域定位监视路线计算算法，来确定通信 质量恶化区域定位监视路线。

(8)步骤S408

通过转发规则配置单元13，质量恶化点监视路线规划单元16 为相应包转发单元21-i(i＝1至n)设置关于通信质量恶化区域定位监 视路线的监视流的转发规则。

图10C为用于解释通信质量恶化区域定位监视路线的计算和 附加设置以及通信质量恶化点的推断的视图。例如，在图3所示网 络中，质量恶化出现在其路线为链路集合{L1，L4，L8}的监视流 G1(L1→L4→L8)中。因此，如图10C所示，作为用于分割的路线， 找到两个监视路线，即，通过链路集合{L1，L4}的监视流 G2(＝L1→L4→L4→L1)，以及通过链路集合{L8}的监视流 G3(＝L1→L4→L8→L6→L2)。也就是说，可以指定更详细的区域。因 而，此监视路线被限定为通信质量恶化区域定位监视路线，并且将 此通信质量恶化区域定位监视路线设置为监视流的通信路线。

质量恶化点监视路线规划单元16将确定的通信质量恶化区域 定位监视路线通知给通信质量测量单元14，并且指示该通信质量测 量单元14开始关于通信质量恶化区域定位监视路线的监视流的通 信，并且指示通信质量测量单元14测量质量恶化(操作流程进行到步 骤S403)。

(9)步骤S409

当传递规则超出有效时间的范围时，每个包转发单元21-i(i＝1 至n)将传递规则|_[p1]的无效通知发送到转发规则配置单元13。在感测 到此通知时，转发规则配置单元13验证服务侧等上通信的连续性并 且确定通信是否终了。

如果通信终了，转发规则配置单元13将通信的有效时间终了 通知给正常监视路线规划单元12和质量恶化点监视路线规划单元 16。

(10)步骤S410

当通信的终了被通知时，正常监视路线规划单元12和质量恶 化点监视路线规划单元16中每个均从监视目标流中删除相应通信质 量恶化正常监视路线和相应通信质量恶化区域定位路线。

正常监视路线规划单元12将相应通信质量恶化正常监视路线 通知给通信质量测量单元14，并且，指示通信质量测量单元14终了 基于通信监视的质量测量。质量恶化点监视路线规划单元16通过转 发规则配置单元13，针对相应通信质量恶化区域定位路线，指示终 了每个包转发单元21-i(i＝1至n)的传递规则，并且将相应通信质量 恶化区域定位路线通知给通信质量测量单元14以及指示通信质量测 量单元14停止相应监视流的通信。

(11)步骤S411

另外，质量恶化点监视路线规划单元16验证不需要的通信质 量恶化区域定位监视路线存在或不存在。

(12)步骤S412

当求解出质量恶化点时，通信质量恶化区域定位监视路线不 需要被监视。因而，质量恶化点监视路线规划单元16将它确定为不 需要的通信质量恶化区域定位监视路线并，且删除通信质量恶化区 域定位监视路线的监视流设置。

也就是说，当从通信质量结果通知感测到前述通信质量恶化区 域定位监视路线时，通过转发规则配置单元13，指示每个包转发单 元21-i(i＝1至n)重置关于通信质量恶化区域定位监视路线的监视流 的传递规则的设置，并且同时利用上文重置，指示通信质量测量单 元14停止监视流的通信。

重复上文所述质量测量和质量恶化区域定位，由此实现本发明 的目的。

将在下文描述第三示例性实施例的效果。

在第三示例性实施例中，与本发明的第一示例性实施例相比， 可以进行被动监视。因而，尽管实际上提供该服务，但是可以在所 需的最低通信数量下监视质量。

另外，第三示例性实施例是在可以进行被动测量的假设之下来 描述的。然而，当无法进行被动测量时，可以如第一示例性实施例 中所描述那样，通过将监视流发送到通信质量恶化正常监视路线而 对其进行监视，而不是被动测量。例如，在图10的特定示例中，监 视流G1(L1→L4→L8)可以用如图11所示的监视流 G1’(L1→L4→L8→L8→L4→L1)取代。

[工作示例]

将在下文参考图12A和图12B描述用于实现本发明的特定工 作示例。

在图12A中，根据本发明的工作示例的网络系统包括网络管 理服务器100、质量测量终端(探查终端)110、客户端终端200、传递 装置(交换机)310、传递装置320、传递装置330和服务器终端400。

网络管理服务器100包括拓扑信息获取单元11、正常监视路 线规划单元12、转发规则配置单元13、通信质量恶化点推断单元15 和质量恶化点监视路线规划单元16。质量测量终端110包括通信质 量测量单元14。

在图12B中，根据本发明的工作示例的网络系统包括网络管理 服务器100、客户端终端200、传递装置310、传递装置320、传递 装置330和服务器终端400。

网络管理服务器100包括拓扑信息获取单元11、正常监视路 线规划单元12、转发规则配置单元13、通信质量测量单元14、通信 质量恶化点推断单元15和质量恶化点监视路线规划单元16。

如图12A和12B所示，包转发单元21-i(i＝1至3)安装在传递 装置310、传递装置320和传递装置330上。此处，采用交换机作为 每个所述传递装置310、传递装置320和传递装置330的示例。由一 组这些交换机构成的网络形成监视目标网络。

此外，包转发单元21-4也可以安装在客户端终端200上。这 种情况下，有可能限定包括相应客户端终端200的监视对象网络。

如图12A所示，拓扑信息获取单元11、正常监视路线规划单 元12、转发规则配置单元13、通信质量恶化点推断单元15和质量 恶化点监视路线规划单元16可以作为一个服务器的程序而被产生。 通信质量测量单元14可以作为专用于质量测量的探查终端而被安 装。

另外，如图12B所示，拓扑信息获取单元11、正常监视路线 规划单元12、转发规则配置单元13、通信质量测量单元14、通信质 量恶化点推断单元15和质量恶化点监视路线规划单元16可以作为 一个服务器的程序而被产生。

当然，它们中每一个均可以作为专用测量终端或计算终端而被 硬件安装。

[工业应用性]

本发明可以应用于诸如用于监视网络质量以及通知质量恶化 的网络监视系统的领域。

另外，通过安装设置和通知质量恶化程度的功能，本发明可以 应用于诸如用于监视网络装置故障的系统的领域。

再者，当可以灵活设置每个监视流的通信数量并且使特定监视 流的负荷变高时，本发明可以应用于诸如其中假设拥堵处理的网络 模拟器的领域。

[结论]

在传统通信质量监视系统中，用于监视操作的系统成本高。这 是因为：监视装置必须放置在网络中许多位置处，因而它们的物理 维护成本是必需的；监视所需的监视流的数目趋于增加；相应监视 装置之间的信息同步的成本是必需的；以及从相应装置收集信息的 网络成本是必需的。

在本发明中，通过使用其中路线可以由外部控制器设计的网络 作为基础并且适当地改变监视流的路线，有可能在少量监视终端和 少量监视流下执行对通信质量的监视。此外，监视流的角色被分割 为用以监视质量恶化的出现的监视流以及用以指定质量恶化点的监 视流。随后，前者在正常时间使用，并且后者在质量恶化时间使用。 因此，提出了一种可以减少系统成本的网络监视系统。

本发明的通信质量监视系统被假定为这样的网络，该网络安装 通过使用包传递装置形成的网络框架，诸如开放流框架，其中包传 递路线可以从外部控制器控制，并且该通信质量监视系统包括：正 常监视路线规划单元，其用于确定用以检测正常通信质量恶化的存 在的监视路线；质量恶化点监视路线规划单元，其用于推断恶化点， 该监视路线规划单元确定在通信质量恶化出现时推断质量恶化点的 监视路线；以及通信质量测量单元，其用于向设计的路线周期性地 发射或从其接收监视包，并且随后测量通信质量。该系统操作以使 得，在正常状况下，通过仅仅使用最少的所需监视包来监视质量， 并且当质量恶化被通知时，添加用于详细地指定质量恶化点的监视 包以执行质量监视。

通过采用这样的配置并且在动态地调节监视负荷的同时感测 通信质量，可以实现本发明的目的。

根据本发明，有可能减少在网络中流动的监视包的数目。这是 因为在正常状况下，提供验证出现质量恶化所需的最少数量的监视 包是足够的。另外，即使当质量恶化时，通信传送最少所需的监视 包从而从监视结果指定此部分是足够的。由于此原因，不需要监视 包的全面通信。

另外，根据本发明，降低了收集信息的成本。这是因为，除了 探查终端的数量可以类似地减少到传统技术的事实之外，由于监视 流的数量可以减少到最少所需数量，信息数量得以减少。再者，由 于监视流的数量减少，探查终端存储的信息数量得以减少。因而， 它可以与推断装置容易地安装在相同的装置中，以使得可以在网络 中没有附加流动的信息的情况下对其进行处理。

<补充注释>

部分或全部的上文所述示例性实施例也可以描述为下述的补 充注释。然而，实际上，它们并不限于下述示例。

(补充注释1)

在其上安装有由包传递装置形成的网络框架的网络中，其中该 网络传递装置的包传递路线可以由外部控制器控制，通信质量监视 系统包括：

正常监视路线规划单元，用于确定正常监视路线(通信质量恶化 正常监视路线)，该正常监视路线用于感测在网络的质量监视区域中 出现的质量恶化事件；

质量恶化点监视路线规划单元，用于确定监视通信路线(通信质 量恶化区域定位监视路线)，该监视通信路线用于当在网络中出现质 量恶化时，收窄通信质量恶化点的可能区域，从而指定通信质量恶 化点；

转发规则配置单元，用于将每个监视通信路线设置为包传递路 线；

通信质量测量单元，用于通过感测每个监视通信路线的通信状 况来测量通信质量；以及

通信质量恶化点推断单元，其配置成基于通信质量的测量的结 果，来推断质量恶化的出现和该质量恶化的出现的区域。

(补充注释2)

根据补充注释1所述的通信质量监视系统，其中该质量恶化点 监视路线规划单元进一步包括处理单元，其用于当验证了质量恶化 的求解时删除用于当质量恶化出现时指定限定的恶化点区域的监视 通信路线(将相应监视通信路线的设置重置为该包传递路线，并且将 该路线置于监视目标之外)。

(补充注释3)

根据补充注释1或2所述的通信质量监视系统，其中该质量恶 化点监视路线规划单元进一步包括：

处理单元，用于从感测在网络中的质量监视区域中出现质量恶 化的事件的监视通信路线以及当在网络中出现质量恶化时指定更加 限定的恶化点区域的监视通信路线中，确定冗余监视通信路线；

处理单元，在监视通信路线感测到在网络中的质量监视区域中 出现质量恶化的事件情况下，用于要求正常监视路线规划单元停止 监视；以及

处理单元，用于在当在网络中出现质量恶化时监视通信路线指 定更加限定的恶化点区域的情况下，删除相应监视通信路线，以及

其中该正常监视路线规划单元进一步包括处理单元，该处理单 元从质量恶化点监视路线处理器停止和重新开始对用于感测在网络 中的质量监视区域中的质量恶化出现事件的监视通信路线的监视。

(补充注释4)

根据补充注释3所述的通信质量监视系统，其中该质量恶化点 监视路线规划单元进一步包括处理单元，该处理单元在当质量恶化 出现在网络中时通过删除监视通信路线以指定更加限定的恶化点区 域而无法被覆盖的区域中(被置于监视目标之外的区域中)，重新开始 对用于感测在网络中的质量监视区域中质量恶化出现事件的监视通 信路线的监视。

(补充注释5)

根据补充注释1至4中任意一项所述的通信质量监视系统，其 中该正常监视路线规划单元进一步包括处理单元，该处理单元在用 于服务的通信出现时，将用于该服务的通信的通信路线限定为该质 量监视区域，并且确定用于感测在网络中的质量监视区域中质量恶 化出现事件的所述监视通信路线。

(补充注释6)

根据补充注释5所述的通信质量监视系统，其中通信质量测量 单元进一步包括处理单元，该处理单元通过监视用于该服务的通信 来测量通信质量。

(补充注释7)

在其上安装有由包传递装置形成的网络框架的网络中，其中该 网络传递装置的包传递路线可以由外部控制器控制，一种由计算机 执行的通信质量监视方法包括：

确定正常监视路线(通信质量恶化正常监视路线)，该正常监视路 线用于感测在网络的质量监视区域中出现的质量恶化事件；

确定监视通信路线(通信质量恶化区域定位监视路线)，该监视通 信路线用于当在网络中出现质量恶化时，收窄通信质量恶化点的可 能区域从而指定通信质量恶化点；

将每个监视通信路线设置为包传递路线；

测量每个监视通信路线的通信状况以作为通信质量；以及

基于通信质量的测量的结果来推断质量恶化的出现和质量恶化 的出现的区域。

(补充注释8)

在其上安装有由包传递装置形成的网络框架的网络中，其中该 网络传递装置的包传递路线可以由外部控制器控制，一种通信质量 监视程序，用于使计算机执行包括下述步骤的方法：

确定正常监视路线(通信质量恶化正常监视路线)的步骤，该正常 监视路线用于感测在网络的质量监视区域中出现的质量恶化事件；

确定监视通信路线(通信质量恶化区域定位监视路线)的步骤，用 于当在网络中出现质量恶化时，收窄通信质量恶化点的可能区域， 从而指定通信质量恶化点；

将每个监视通信路线设置为包传递路线的步骤；

测量每个监视通信路线的通信状况以作为通信质量的步骤；以 及

基于通信质量的测量的结果来推断质量恶化的出现和质量恶化 的出现的区域的步骤。

如上所述，已经详细描述了本发明的一些示例性实施例。然而， 实际上本发明不限于上文所述示例性实施例。即使不背离本发明范 围的情况下对其应用各种调整的情况下，这种调整仍包括在本发明 中。

<备注>

注意，本申请主张基于日本专利申请JP2010-192490的优先权， 并且该日本专利申请JP2010-192490中公开的内容通过引用被包括 在本申请中。