JP2008125055A - ネットワークサービスにサービス品質保証を提供する方法、システム、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワークサービスにおけるサービス品質を保証すること。
【解決手段】サービス品質保証方法は、ネットワークサービス品質のヒストリカルレコードを記憶し、許容可能なネットワークサービスの最大サービス遅延を入力し、ネットワークサービスのサービス品質とユーザ数の間のコントロールレベルを入力し、ヒストリカルレコード、最大サービス遅延及びサービス品質とユーザ数の間のコントロールレベルに基づいて各サービスノードに提供できるサービス品質保証内容をサービスノードペア毎に確定し、サービス品質保証内容に基づいて対応するサービスノードのサービス品質をリアルタイムに監視し、サービスノードのサービス品質の劣化が生じた場合、該サービスノードのネットワークサービスに対して規制を行うステップを含む。本発明は、品質保証を提供しながらネットワークレソースを有効に利用することができ、さらに、異なるネットワークサービスプロバイダの異なる運営戦略を品質管理に統合することもできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ネットワーク通信におけるサービス品質管理に関し、特に、ネットワークサービスプロバイダの経営戦略に基づいてそのサービスにサービス品質保証を提供する技術に関し、具体的に、ネットワークサービスにサービス品質保証を提供する方法、システム、プログラム及び記憶媒体に関する。

現在、パケットネットワークにおいて新サービスが続々登場している。しかし、このような新サービスの多くは、例えば、IP電話、ネットワークテレコン及びIPテレビなどは、サービス品質に敏感である。よって、如何にこのようなサービスのサービス品質を保証するかは、このようなサービスを大規模に展開するときに当面する最も重要な問題である。従来のサービス品質保証に係る技術と手段は、主に次の三種類を有する。

１）過剰設計：このような方法は、必要なネットワークリソースを遥かに超えたものを提供することにより、全てのネットワークサービスの品質を保証する。

２）マルチプロトコルラベルスイッチング（ＭＰＬＳ）とサービス品質（ＱｏＳ）：このような方法は、“階層サービス”フレームとマルチプロトコルラベルスイッチング技術に基づいてネットワークリソースを管理・調整することにより、高優先度サービスのサービス品質を保証する。

３）サービスフロー制限：このような方法では、ネットワークの所定のパスに許容されたアクティブサービスフローの数の上限を予め設定し、このようなパスにおけるアクティブサービスフローの数が当該上限に達すると、新しく到達したサービスフローが規制される。

前述した第一の方法は、配置方法が簡単で且つネットワーク設備により他の付加機能を提供する必要がないので、既存ネットワークにおいて最も広く使用されている。しかし、その欠点も明らかである。“過剰設計”自体がネットワークリソースを浪費することを意味し、さらに重要なことに、ネットワークフローに大きな変化が起きたら、“過剰設計”により提供された保証が無駄になる。

前述した第二の方法は、今の研究において注目されているホットスポットである。しかし、この方法を大規模に使用するためには、全てのネットワークのノードがＭＰＬＳとＱｏＳの機能をサポートしなければならず、且つ、これらの機能において極めて良い相互操作性を要求するので、これは、今の殆どのネットワークにとって不可能である。

前述した第三の方法は、緻密な手作業で配置することを要求し、且つ、全てのサービスリクエストがその制御装置により処理されるとのことも要求するので、ネットワークにおいて大規模に用いられることができない。

また、前述した三種類の方法は、共通の欠点を有する。それは、ネットワークサービスプロバイダが各自の運営戦略に基づいてサービス品質の保証を管理・制御することができない。しかしながら、ネットワークサービスプロバイダにとって、運営戦略は、市場を細分し競争力を強化するキーポイントである。

従来技術において、ネットワーク通信のサービス品質管理に関する技術は、一般的に、計測技術、検出技術及び制御技術を含む。そのうち、既存の計測技術は、ある時間帯における平均ネットワーク性能（パフォーマンス）のみを計測し、または、あるサービスフローが始まる前のネットワーク性能（パフォーマンス）を計測するので、このような計測技術は、ネットワークのサービス品質をリアルタイムに計測することができない。

サービス品質を検出するときに、最も重要なのは、如何にサービス品質のボトムラインを確定し、サービス品質の劣化と回復を判定することである。既存の検出技術において、サービス品質のボトムラインは、通常、１）ヒストリカルサービス品質と、２）固定のパラメターと、の二つの方式のうち一つにより確定される。第一の方式は、サービス品質の変化をヒストリカル変化内に制限し、その変化がヒストリカル変化を超えると劣化が生じたと判定するが、実際には、この時のサービス品質が依然良いとの可能性もある。実際のネットワークにおいて、サービス品質の変化が頻繁であるので、この方式による“過剰制御”が付加的な制御負荷を大きく増加すると同時にネットワークのスループットに影響を与える。また、第二の方式は、サービス品質が予め設定したパラメータより悪くなる場合のみに劣化が生じたと判定する。しかし、この方式は、同一ネットワークのサービス品質が異なるサービスノードペアの間、または、同一ペアのノードにおける異なる時間帯において異なることを考慮しない。例えば、遅延を１０ｍｓ増加することは、遅延が通常５０ｍｓ〜６０ｍｓであるノードにとって普通であるかもしれないが、同様の変化が、遅延が通常５ｍｓ〜１０ｍｓであるノードにとっては、サービス品質の深刻な劣化の前兆であるかもしれない。これにより、予めパラメータを設定する方式は、ネットワークサービス品質の地域性と時間性における相違を考慮しないので、それは、所謂“ポストリアクション(post-reaction)”なシステムであり、即ち、深刻なサービス品質劣化が生じた後のみ、その旨を知らせることができるので、サービス品質の保証を実現することができない。

また、従来の制御技術では、品質管理（ＱＭ）サーバがサービス品質を積極的に計測しサービス品質の変化を分析することによって制御ポリシーを如何に調整することを決定しなければならないので、ＱＭサーバの負担が重くなり、制御ポリシーの調整効率が低下する。

ネットワークの通信品質を制御するためのシステム、装置及び方法についての従来技術については例えば特許文献１に記載されている。
欧州特許出願第００１１４７８０．０号

本発明の目的は、ネットワークサービスにおけるサービス品質を保証しながらネットワークリソースをより有効に利用し、さらには、様々なネットワークプロバイダーの様々な運営戦略を品質管理に統合する方法、システム、プログラム及び記憶媒体を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明は、ネットワークサービスにおけるサービス品質を保証する方法を提供する。この方法は、ネットワークサービス品質のヒストリカルレコードを記憶するステップと、許容可能な最大サービス遅延を入力するステップと、ネットワークサービスのサービス品質とユーザの数との間における所望のコントロールレベルを入力するステップと、前記ヒストリカルレコード、最大サービス遅延及びサービス品質とユーザの数との間における所望のコントロールレベルを基づいて、各サービスノードに提供するサービス品質保証内容をサービスノードペア毎に用意するステップと、前記サービス品質保証内容に基づいて、対応するサービスノードのサービス品質をリアルタイムに監視するステップと、サービスノードにおけるサービス品質の劣化が生じた場合、当該サービスノードのネットワークサービスを規制するステップとを含む。

各サービスノードの詳細なサービス品質保証内容を検査し、サービスノードのうち特定のサービスノードのサービス品質保証内容を単独で修正する。

前述した、対応するサービスノードのサービス品質をリアルタイムに監視するステップは、対応するサービスノードにおけるサービス品質劣化の有無及びサービス品質劣化の程度を検出するステップと、サービス品質劣化の程度に変化が生じた時に、このサービスノードにおけるネットワークサービスの制御ポリシーを調整するステップとを含む。

前記各サービスノードの間で模擬サービスフローが送受信され、サービスノードペア毎にサービス品質がリアルタイムに監視される。

ネットワークサービス品質のヒストリカルレコードは、ネットワークにおける各サービスノードペアのネットワークサービス品質のヒストリカルレコードを含んでよい。

前記サービスノードペアは、二つのシティ間のノードペア、二つのローカルエリアネットワーク間のノードペア、または、二つの建築物間のノードペアを含んでよい。

前記各サービスノード間で模擬サービスフローが送受信され、前記サービスノードペアのネットワークサービス品質は、各サービスノードで受信された模擬サービスフローの品質により測定されてもよい。

前記サービスノードペアのネットワークサービス品質のヒストリカルレコードに変化が生じた場合に、当該サービスノードペアに提供したサービス品質保証が、許容可能なネットワークサービスの最大サービス遅延、ネットワークサービスのサービス品質とユーザの数との間における所望のコントロールレベル及び変化したネットワークサービス品質のヒストリカルレコードに基づいて調整される。

対応するサービスノードのサービス品質をリアルタイムに監視するステップは、更に、サービス品質の安全領域を設定し、仮説検定に基づいて、サービスノードのうち所定のサービスノードペアのサービス品質が当該安全領域から離れるかまたは当該安全領域に戻るかを判断し、サービスノードのうち前記所定のサービスノードペアのサービス品質が当該安全領域から離れる場合、当該サービスノードペアのサービス品質の劣化が生じたと判断するステップを含む。

サービス品質の劣化を検出した後に、サービス品質の変化が劣化程度の値の変化と表示されて告知され、これにより、このサービスノードに対してのネットワークサービスの制御ポリシーを調整する。

サービス品質劣化の程度の変化が、増加傾向、減少傾向及び完全回復に分けられてもよい。サービス品質劣化が検出された後に、サービス品質の変化が、前記サービス品質劣化の程度の変化により表示されて告知されてもよい。

サービスノードに対してのネットワークサービスの制御ポリシーを調整するステップは、劣化の程度が増加傾向であった場合に、許容可能なネットワークサービスの最大サービス遅延を超える劣化を避けるために、よりタフな制御ポリシーを採用し、劣化の程度が減少傾向であった場合に、ユーザへの影響を減らすために、よりルーズな制御ポリシーを採用するステップを含む。

このサービスノードに対してのネットワークサービスの制御ポリシーを調整するステップは、制御メカニズムのパラメータを調整し、制御ポリシーに係る制御装置のタイプ、位置及び数量を制御し、コールされた制御メカニズムを制御するステップを含む。

また、前述した他の目的を達成するために、本発明は、ネットワークサービスにおけるサービス品質を保証するシステムを提供する。このシステムは、管理装置、監視装置及び制御装置を含み、当該管理装置は、それぞれ、当該監視装置及び制御装置と接続される。そのうち、管理装置は、ネットワークサービス品質のヒストリカルレコードを記憶するための記憶ユニットと、許容可能な最大サービス遅延、及び、ネットワークサービスのサービス品質とユーザの数との間における所望のコントロールレベルを入力するための入力ユニットと、前記ヒストリカルレコード、最大サービス遅延及びサービス品質とユーザの数との間における所望のコントロールレベルに基づいて、各サービスノードに提供するサービス品質保証内容を得るためのサービス品質保証生成ユニットと、前記監視装置及び制御装置との情報交換を行うための情報交換ユニットと、を含む。前記監視装置は、前記サービス品質保証に基づいて、対応するサービスノードのサービス品質をリアルタイムに監視するために用いられ、サービスノードのサービス品質の劣化が生じた場合、その旨を前記管理装置に告知する。前記制御装置は、管理装置からの制御指令を受け入れ、サービスノードにおけるネットワークサービスを規制する。

また、前述した他の目的を達成するために、本発明は、ネットワークサービスにおけるサービス品質を保証するプログラムを提供する。このプログラムは、ネットワークサービス品質のヒストリカルレコードを記憶する機能、許容可能な最大サービス遅延を入力する機能、ネットワークサービスのサービス品質とユーザの数との間における所望のコントロールレベルを入力する機能、前記ヒストリカルレコード、最大サービス遅延及びサービス品質とユーザの数との間における所望のコントロールレベルに基づいて、各サービスノードに提供するサービス品質保証内容を得る機能、前記サービス品質保証内容に基づいて、対応するサービスノードペアのサービス品質をリアルタイムに監視する機能、サービスノードペアのサービス品質の劣化が生じた場合、このサービスノードのネットワークサービスに対して制御を行う機能とを含む。

また、前述した他の目的を達成するために、本発明は、ネットワークサービスにおけるサービス品質を保証するプログラムを記憶した記憶媒体を提供する。この記憶媒体は、ネットワークサービス品質のヒストリカルレコードを記憶する機能、許容可能な最大サービス遅延を入力する機能、ネットワークサービスのサービス品質とユーザの数との間における所望のコントロールレベルを入力する機能、前記ヒストリカルレコード、最大サービス遅延及びサービス品質とユーザの数との間における所望のコントロールレベルに基づいて、各サービスノードに提供するサービス品質保証内容を得る機能、前記サービス品質保証内容に基づいて、対応するサービスノードペアのサービス品質をリアルタイムに監視する機能、サービスノードペアのサービス品質の劣化が生じた場合、このサービスノードのネットワークサービスに対して制御を行う機能とを含むプログラムを記憶する。

本発明の管理装置は、制御ポリシーの作成と調整のみを行うので、大規模ネットワークに適用される。ネットワークサービスプロバイダは、各自の運営戦略に基づいて品質管理を柔軟に設置することができるので、制御効率がより良くなり、設置がより柔軟になる。また、制御プロセスにおいて、制御ポリシーは、ネットワークの状態の変化に応じて動的に調整されることができるので、制御効率がさらに良くなる。

本発明のシステムは、サービスフローレベルのアクセス制御だけで、リアルタイムなさービス品質保証を提供し、ネットワーク設備、例えば、ルータのサポートを要しないので、このシステムは、既存のネットワークにおける設備に対してアップデートまたは変更を行わなくても、既存のネットワークに簡単に組み込まれることができる。

次に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。

本発明は、ネットワークサービスにサービス品質保証を提供する方法及びプログラムを提供し、運営戦略に基づいてサービス品質の保証を確定する部分と、品質劣化を監視する部分と、劣化の程度に基づいて制御ポリシーを動態に調整する部分と、を含む。同時に、本発明は、ネットワークサービスにサービス品質保証を提供するシステムを提供し、このシステムは、中央管理サーバ、一連の監視装置及び一連の制御装置を含む。中央管理サーバは、運営戦略及び各サービスノードペアのヒストリカルサービス品質に応じて、それらにサービス品質保証を提供する。監視装置は、対応するサービスノードペア間のサービス品質を積極的に計測し、サービス品質の劣化が生じたと判定するときに、中央管理サーバにその旨を告知する。中央管理サーバは、監視装置からの通報を受け取った後に、サービス品質のさらなる劣化を阻止するための制御ポリシーを作成し制御装置に送る。制御装置は、この制御ポリシーに基づいてネットワークサービスへの制御を行う。制御プロセスにおいて、監視装置は、サービス品質の変化を中央管理サーバに通報し、中央管理サーバは、通報された変化に応じて制御ポリシーを動的に調整する。

＜システム＞
図１には、本発明によるサービス品質管理システム１００とその各装置の機能が記載される。本システムは、管理装置、監視装置及び制御装置を含む。

管理装置は、図２に示す中央管理（ＱＭ）サーバ２２０により実現される。管理装置は、ネットワークサービス品質のヒストリカルレコード（品質の瞬時測定値の履歴情報）を記憶及び更新する機能、ヒストリカルレコードとプロバイダの運営戦略に基づいて提供すべき品質保証内容を確定する機能、品質の劣化が生じた場合に制御ポリシーを変更する機能、及び、品質劣化のレベルに変化が生じた場合に、対応する制御ポリシーを調整する機能を有する。

監視装置は、ＰＣまたはネットワーク設備に埋め込まれるソフトウェアまたはハードウェアにより実現可能である。監視装置は、本発明において監視エージェント２３０と称される。図２に示すように、これらの監視エージェントがネットワークの周辺に設置され、エージェントとエージェントネットワークは例えば、ルーター（又はノード）により接続される。より正確には、ルータ又はノードの各々にエージェントが付随し、エージェントは遅延時間等のサービス品質を測定する。従ってエージェントは品質測定用のプローブとしての機能を有する。各々のエージェントが他のエージェントに模擬サービスフロー(emulated service flow)を送信し、これらの模擬サービスフローは品質管理下でのネットワークサービスをエミュレートする。これにより、二つのネットワークノード間のネットワークサービスの品質がこの二つのノードと接続されるエージェントの間の模擬サービスフローの品質により表現可能になる。例えば、ノードＡ−Ｃ間の品質(遅延時間)は、模擬サービスフローに相当する測定用のＲＴＰパケットをノードＡからノードＣに送信し、ノードＣでの受信時刻とノードＡからの送信時刻との差分を測定することで算出可能である。ノードＡからの送信時刻は、ＲＴＰパケット中のタイムスタンプから特定されてもよい。品質の測定は、あるノードから別のノードへの片道経路毎に行われる。従って上記の例でノードＡからＣに至る経路についての測定は、ノードＣ（ノードＣに付随するエージェント）により行われる（逆向きの経路についての測定はノードＡで行われる。）。各ノードは互いにＲＴＰパケットを送信し、ＲＴＰパケットを受信したノード（ノードに付随するエージェント）は、様々な片道経路毎にサービス品質（遅延時間）を測定する。模擬サービスフローの品質と提供すべき品質保証に基づいて、監視エージェントは、品質劣化の有無及び品質劣化の程度を検出し、定期的に又は非定期的にＱＭサーバに測定結果を報告する。

制御装置は、既にネットワークに設置され、ネットワークサービスをサポートするための設備、例えば、ＶｏＩＰをサポートするために設置されたＳＩＰエージェントサーバ２１０などである。本発明によるシステムにおいて、これらの設備は、ＱＭサーバから送られてきた制御ポリシーを管理する。

＜グラフィカルユーザーインターフェース(ＧＵＩ)＞
管理装置は、管理されているネットワークサービス品質のヒストリカルレコードを記憶し、また、図６Ａないし図６Ｄに示すような入力ステップに従って、このサービスのプロバイダによりその運営戦略に基づいて作成した設定を受け取る。ネットワーク品質管理において、最も本質的な問題は、如何にサービス品質とこのサービスに係るユーザ数との間のコントロールレベルを確定するかである。ネットワークリソースは有限なので、あるネットワークサービスのユーザ数を増やすことによりリソース競争が激しくなり、このサービスの品質を低下させる。これを避ける観点からは、ユーザ数を限定し、その代わりに高速大容量化を図ることが考えられる。一方、ユーザ数を増やすことは、売り上げアップを意味するので、サービスプロバイダにとって有利である。従って、サービス品質とユーザ数との間のトレードオフは、プロバイダが各自の運営戦略に基づいて決定すべきである。

本発明では、管理装置が三つのレベルの設定を用意し、プロバイダが各自の運営戦略に基づいてサービス品質を管理するのを促す。

第一のレベルは、図６Ａに示すメインＧＵＩ（グラフィカルユーザーインターフェース）の最大遅延（Ｍａｘｉａｍｌ Ｄｅｌａｙ）であり、ここでプロバイダが許容可能な最大サービス遅延を入力し、この最大サービス遅延の値が品質管理の最低限度（ボトムライン）であり、ネットワーク全体においてどんな場合でも、サービス遅延がこの値以内に制御される。

第二のレベルは、所望のサービス品質とユーザ数との間のコントロールレベルであり、このコントロールレベルは、図６Ａに示すように、名前がコントロールレベル（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｌｅｖｅｌ）であるスライドバーにより入力される。個々のユーザのパフォーマンスよりもユーザ数が重視される場合、スライドバーをスループット（Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）側に移動させる。これにより、本システムは、第一のレベルに指定された最大サービス遅延を維持しながら、できるだけ多くのユーザをネットワークに入れる。このような設定は、安いネットワークサービスを提供しながら同じネットワークリソースによりサービスをより多くのユーザに提供し利益を上げるのに役立つ。一方、プロバイダの戦略が、単なるユーザ数よりも、高いサービス品質（パフォーマンス）のユーザを重視する傾向にある場合、スライドバーを左側に移動することにより、良好なサービス品質を維持するように簡易に仕向けることもできる。この二つのレベルの設置により、サービスプロバイダがサービス品質のボトムラインとコントロールレベルを設定することができ、これは、サービスプロバイダの運営戦略の主な内容である。

しかし、ある場合には、サービスプロバイダが重要なクライアントとサービス品質保証の契約をするので、このようなクライアントが受けるサービス品質を、要求された範囲内に厳しく限定しなければならない。この目的を達成するために、本発明は、第三のレベルの設定を提供することにより、サービスプロバイダに図６Ｃの“詳細品質保証ＧＵＩ”と図６Ｄの“品質保証変更ＧＵＩ”に示すように各サービスノードペアのサービス品質保証をチェック・更新させる。前述した三つのレベルの設置により、サービスプロバイダが各自の運営戦略に基づいてサービス管理を柔軟に設定することができる。以下、一つの具体的な設置例により図６についてのさらなる説明を行う。

プロバイダは、メインＧＵＩで受け入れられる最大サービス遅延と所望のコントロールレベルを指定するところである。この例には、受け入れられる最大サービス遅延（Ｍａｘｉｍａｌ Ｄｅｌａｙ）が１００ｍｓであり、所望のコントロールレベル（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｌｅｖｅｌ）は０．２である。

各サービスノードで提供可能なサービス品質保証は、メインＧＵＩの設定とサービス品質のヒストリカルレコードに基づいて図６Ｂのサービス品質保証ＧＵＩにより計算され、ネットワーク全体の統計値の方式でサービス品質保証ＧＵＩに表示される。この例では、システムによりネットワーク中のサービス品質の最も悪いノードに提供できる保証は６０ｍｓであるが、全てのノードペアに提供する平均品質保証はが３０ｍｓである。このような統計データは、現在の設定の下でネットワークサービスに提供する品質保証状況を巨視的に示している。プロバイダがこのような品質保証状況に満足しないとき、メインＧＵＩに戻って設定をやり直すことができる。

サービスプロバイダは、図６Ｃの詳細品質保証ＧＵＩで各サービスノードペアの詳細品質保証状況をチェックする。この例には、領域Ａから領域Ｂのサービス遅延が４５ｍｓ内に保証される。このような保証がユーザの要求を満足できない場合、例えば、プロバイダがこの二つの領域におけるユーザとの間で、この二つの領域間のサービス遅延が３０ｍｓより小さいことを保証するとの契約をした場合、プロバイダはこのサービスノードペアへの品質保証を単独で変更しなければならない。

サービスプロバイダは、図６Ｄの品質保証変更ＧＵＩで特定のサービスノードペアの品質保証を単独で変更する。品質保証変更ＧＵＩでは、合理的な品質保証を設定するために変更対象のノードペアのヒストリカル（履歴）サービス品質も表示される。この例には、領域Ａから領域Ｂの品質保証がユーザの要求に応じて３０ｍｓに設定される。

＜サービス品質の保証内容の決定＞
運営戦略に基づいてサービス品質保証を確定するフローチャートが図７に示される。図７における“データベース”の構造が図８に示される。図８において、各々の行がサービスノードペアを表示し、これらのペアはサービスプロバイダに要求された検出粒度（監視装置の位置）に応じて、ノードペアは二つの都市間のノードペア、二つのローカルエリアネットワーク間のノードペアまたは、二つの建築物間のノードペアでもよい。従って、「ノード」は場合によっては「領域」と言及されてもよい。各々の行において、“ノード情報（位置情報）”がサービスノードの情報、例えば位置、ＩＰアドレス／マスクなどを含み、“ヒストリカルレコード”が以前のサービス品質情報、例えばサービス遅延の平均値と標準偏差を含み、“サービス品質保証”と“監視センシティビティ”の内容がプロバイダにより提供された運営戦略とヒストリカルサービス品質に基づいて確定され（その確定方法については後述する）、“契約”が、このサービスノードの品質保証がユーザにより指定されたものであるかを示す。

次は、図７に示すフローチャートに基づいて、管理装置が如何に入力された運営戦略に応じて各サービスノードペアの品質保証を確定するかについて詳細に紹介する。本発明には、運営戦略を品質管理に統合するキーポイントは“監視センシティビティ”の値を決めることである。各サービスノードペアの“監視センシティビティ”の値は、次の数式１により計算される。

数式１において、Ｄｅｌａｙ＿ＭａｘとＣｏｎｔｒｏｌ＿Ｌｅｖｅｌは、サービスプロバイダが最大遅延“Ｍａｘｉｍａｌ Ｄｅｌａｙ”とコントロールレベル“Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｌｅｖｅｌ”で指定した値であり、μとσは、それぞれ、このサービスノードペアのヒストリカルサービス遅延の平均値と標準偏差であり、この二つの値は、図８に示すデータベースに記憶される。計算により得られた“監視センシティビティ”に基づいて、このノードペアのサービス品質保証レベル又は非規制レベルを規定する遅延閾値（ｇｕｒａｎｔｅｅｄ＿ｄｅｌａｙ）が次の数式２により計算される。

図４Ａに示されるように、この非規制レベルを規定する遅延閾値は、サービスノードペア間のセッションに新規参入しようとするユーザに対して、参入を許否する規制を実行するか否かの判断基準を与える。より正確に言えば、あるノードから別のノードに至る片道経路についての遅延が非規制レベルを規定する遅延閾値以下であったならば、その片道経路で信号を伝送することについて規制は行われない。しかしながら、その片道経路についての遅延が非規制レベルを規定する遅延閾値以上であった場合は、何らかの規制が行われることになる。図４Ａでは非規制レベルを規定する遅延閾値以下の遅延しか測定されない状態（セッション参入は決して許否されない状態）が、「安全領域(safe range)」として示されている。

計算により得られた“監視センシティビティ”とサービス品質保証がデータベースに記憶される。このとき、サービスプロバイダが巨視または微視的な方式でネットワーク全体の品質保証の統計値または各サービスノードペアの品質保証を選択的にチェックする。サービスプロバイダが、特定のサービスノードに対して特定の品質保証（Ｄｅｌａｙ＿ＳＬＡ）を指定することもできる。この保証が数式２により計算された保証より優れている時に、“監視センシティビティ”が指定された保証に基づいて次の数式３により再計算される。

サービスプロバイダによる設定は“監視センシティビティ”に反映される。“監視センシティビティ”のもう一つの特性は、同じ設定（同じＤｅｌａｙ＿ＭａｘとＣｏｎｔｒｏｌ＿Ｌｅｖｅｌ）において、サービスノードペアのヒストリカルサービス品質が良ければ良いほど、その“監視センシティビティ”が大きいことである。よって、ヒストリカルサービス品質も品質管理に考慮される。この点については、監視装置の部分により詳細に説明する。

設定終了後、各サービスノードペアの“監視センシティビティ”が図５の、監視装置と情報交換を行うモジュールにより、対応する監視装置に伝送される。

＜制御ポリシー＞
次に、管理装置が如何に監視装置からのメッセージに基づいて制御ポリシーを作成及び調整し、品質保証を実現するかを説明する。監視装置からのメッセージは、どこのサービス品質が変化したかを示す“ノード情報”と、サービス品質劣化の程度の値を示す“劣化レベル(degradation level)”と、メッセージの種類を示す“メッセージ類別”とを含む。メッセージは、次の三種類を有する。

第一は、警告メッセージである。警告メッセージが到来すると、管理装置は、メッセージに含まれる“ノード情報”に基づいて、どこで品質劣化が生じたかを把握する。また、“劣化レベル”に基づいて品質劣化の程度（レベル）も把握し、制御ポリシーを作成する。

第二は、更新メッセージである。更新メッセージが到来すると、管理装置は、そのメッセージよりどこでサービス品質の劣化が増加又は減少するかを確認し、制御ポリシーを調整する。

第三は、警告解消メッセージである。警告解消メッセージが到来すると、管理装置は、メッセージよりどこのサービス品質が既に回復したことを確認し、制御ポリシーを調整する。

前述したように、管理装置は、サービス品質の変化に基づいて相応的に制御ポリシーを作成及び調整する。また、このような制御ポリシーが、図５の“制御装置と情報を交換するモジュール”により制御装置に伝送される。

＜具体例＞
本発明の応用として、図９Ａは、サービス管理システムがＶｏＩＰサービスを管理する例を示す。図９Ａに示すネットワークにおいて、領域Ａから領域Ｃ、及び、領域Ａから領域Ｂのヒストリカルサービス品質（遅延時間）が次の表に示されるように得られたとする。

説明の便宜上、ＶｏＩＰサービスプロバイダにより指定された最大の許容可能な遅延が１００ｍｓであり、コントロールレベルが０．３であったとする。上記の数式（１）によれば、領域ＡからＣに至る経路についてのセンシティビティは、
０．３×（１００／５）×（１００−８−２）／１００＝５．４［ｍｓ］
となる。但し、ｍａｘ｛σ｝＝ｍａｘ｛２，５｝＝５であることを利用した。同様に、領域ＡからＢに至る経路についてのセンシティビティは、
０．３×（１００／５）×（１００−２０−５）／１００＝４．５［ｍｓ］
となる。更に、上記の数式（２）によれば、領域ＡからＣに至る経路についての非規制レベルを規定する遅延閾値は、
８＋５．４×２＝１８．８［ｍｓ］
となる。同様に、領域ＡからＢに至る経路についての非規制レベルを規定する遅延閾値は、
２０＋４．５×５＝４２．５［ｍｓ］
となる。

この段階で、管理システムの設定が完成し、“監視センシティビティ”が領域Ｂと領域Ｃにおける監視装置に伝送される。

次に、片道経路の各々について用意された非規制レベルを規定する遅延閾値に基づいて、１つ以上の劣化レベル(degradation level)iが導出される（ｉ＝０，１，．．．）。説明の便宜上、領域ＡからＣへ及びＡからＢへの片道経路各々について、３つの劣化レベルが次式に従って用意される（ｉ＝０，１，２）。但し、ｉ＝０は非規制レベルそのものに対応する。用意される劣化レベル数は３つに限定されず、いくつ用意されてもよい。

Upper_boundary_{degradation_level=i}=Upper_boundary×(1+Adjust_level)ⁱ
ここで、Upper_boundary_{degradation_level=i}はｉ番目の劣化レベルを規定する遅延閾値を示し、Upper_boundaryは非規制レベルを規定する遅延閾値を示し、Adjust_levelは本実施例では例えば0.1である所定のパラメータを示す。

図４Ｂに示されるように、領域ＡからＣへの片道経路については、
１８．８×（１＋０．１）^０＝１８．８［ｍｓ］（ｉ＝０）；
１８．８×（１＋０．１）^１＝２０．６８［ｍｓ］（ｉ＝１）；
１８．８×（１＋０．１）^２＝２２．７４［ｍｓ］（ｉ＝２）；
の３種類の劣化レベルを規定する遅延閾値が用意される。

図４Ｃに示されるように、領域ＡからＢへの片道経路については、
４２．５×（１＋０．１）^０＝４２．５［ｍｓ］（ｉ＝０）；
４２．５×（１＋０．１）^１＝６１．８３［ｍｓ］（ｉ＝１）；
４２．５×（１＋０．１）^２＝９３．４［ｍｓ］（ｉ＝２）；
の３種類の劣化レベルを規定する遅延閾値が用意される。

図４Ｄを参照しながら、様々な劣化レベルに応じて規制率を変える動作例を説明する。一例として、領域Ｃ（Ｃに付随するエージェント）（簡明化のため、単に「領域Ｃ」と言及することにする。）が、領域Ａから送信されて来るＲＴＰパケットに基づいて、パケットの伝送遅延時間を測定しているものとする。パケットは一例として２０ｍｓ毎に到来し、パケット毎に遅延時間の測定が行われ、遅延時間は時間経過と共に図４Ｄに示されるようになるとする。領域Ｃは自ノードの状況がどの劣化レベルに属するか（即ち、劣化レベルパラメータｉが０，１又は２のどの値であるか）を適切にＱＭサーバに報告しなければならない。この場合において、遅延時間の瞬時的な測定値の得られる毎にＱＭサーバに報告することも理論上可能かもしれない。しかしながら、図４Ｄに示されるように、隣接する瞬時値の変動量（縦軸）は数ミリ秒にも及び、瞬時値個々の属する劣化レベルは頻繁に変わる可能性が高い。この場合に瞬時値の変動に合わせて劣化レベルを領域ＣからＱＭサーバに報告したとすると、ＱＭサーバはかなり頻繁に変化する劣化レベルに応じて、セッションに規制をかける割合を過剰に頻繁に変更する制御を行うこととなり、実益に乏しいばかりでなく、制御負担が過剰に非常に重くなってしまうことが懸念される。従って本願実施例では、遅延時間の瞬時的な測定値毎にＱＭサーバへ劣化レベル遷移を報告するのではなく、劣化レベルの遷移が所定の割合以上生じた場合に初めて劣化レベルの状態遷移がＱＭサーバに報告される。状態変化の具体的な判断基準及び数値例については後述される。

時刻ｔ_０において、領域Ｃの監視装置により、領域Ａから領域ＣのＶｏＩＰサービス品質劣化が生じて劣化レベルが１（ｉ＝１）であることが確認され、且つこのＶｏＩＰサービスのＳＩＰエージェントサーバがＰ１であることを示すメッセージが管理装置（ＱＭサーバ）へ送られたとする。この場合、管理装置はそのメッセージを受信した後に、領域Ａから領域Ｃの新たな呼（コール）を、劣化レベルｉ＝１に応じた規制率で規制し、ネットワークの混雑を軽減しサービスの品質を回復する。規制される呼の比率は、
１−１／Ｒ^{degradation_level}
である。ここで、劣化レベル(degradation level)iは、監視装置からの報告されたの劣化レベルであり、Ｒは１より大きい定数であり、その具体的な値はサービスプロバイダにより決定される。Ｒ＝１．８とすれば、
１−１／Ｒ^１＝０．４４
であるので、ＡからＣの新コールのうち４４％が規制される。このような制御ポリシーがＳＩＰエージェントサーバの設定コマンドに変換され、Ｐ１サーバに送られる。

時刻ｔ_１（ｔ_１＞ｔ_０）において、領域Ｃの監視装置より、ＡからＣのＶｏＩＰサービス品質劣化のレベルが１から２に増えた旨の更新メッセージを管理装置（ＱＭサーバ）が受信したとする。管理装置は、この更新メッセージに基づいて、現在の制御ポリシーがサービス品質のさらなる劣化を抑制できないことを確認し、規制比率を
１−１／１．８^２＝０．６９（６９％）
に更新する。

時刻ｔ_２（ｔ_２＞ｔ_１）において、管理装置が、ＡからＣのＶｏＩＰサービス品質劣化レベルが２から１に下がった旨の更新メッセージを受けたとする。この場合、
１−１／１．８＝０．４４
であるので、規制比率は４４％に下げられる。

最後に、時刻ｔ_３（ｔ_３＞ｔ_２）において、管理装置が、このサービスについての警告解消メッセージを受けたとする。即ち、劣化レベルはｉ＝０に至ったことが判明したとすると、管理装置は、新たな呼又はセッション（コール）を規制することを解除し、以後新コールは規制を受けずに設定される。本実施例によれば、各領域の現在の通信状況が、劣化レベルｉ＝０，１，２の３つの状態の何れに属するかを各領域のエージェントが判定し、各状態に応じた規制（０％の規制も含む）がかけられる。状態変化は、瞬時的なサンプル１つではなく、複数のサンプルの平均等に基づいて判定される。定常的な状態変化のみに基づいてＱＭサーバはセッション管理を行えばよいので、ＱＭサーバは、瞬時的な状態変化に応じて無駄に頻繁に制御動作を変更せずに済む。

＜監視装置＞
図３は、本発明に係る典型な監視装置であり、この装置は、四つのモジュールを含む。

一つは、送信モジュールである。このモジュールは、模擬サービスフローを他の監視装置に送信するために用いられる。これらのサービスフローは、品質管理下でのネットワークサービスを模擬する。例えば、管理するサービスがＶｏＩＰであるときに、監視モジュールより送信されるサービスフローがＶｏＩＰサービスフローである。

一つは、受信モジュールである。このモジュールは、送られてきた模擬サービスフローを受取り、模擬サービスフローが経過したサービス遅延を計算し、そして、計算により得られたサービス遅延を送信者／受信者の情報と共に検出モジュールに送るために用いられる。

一つは、検出モジュールである。このモジュールは、サービス品質の劣化を検出し、警告メッセージ、更新メッセージまたは警告解消メッセージを送信するために用いられる。この検出モジュールは、本発明の“品質変化検出”技術により実現されるが、この技術については、後述する。この検出モジュールは、さらに、得られたサービス遅延と送信者／受信者の情報を記録モジュールに伝送するかを制御する。伝送するかどうかの標準は、それらの情報が来たときにこの送信者／受信者へのアクティブな警告があるかどうかであり、無ければ、伝送が行われる。

一つは、記録モジュールである。このモジュールは、サービス品質のヒストリカルレコードを維持・更新するために用いられ、このヒストリカルレコードは、例えば、一定の時間帯内の遅延平均値と標準偏差値である。管理装置は、記録装置からこれらの記録を読み取ることができ、また、これらの記録を利用し検出モジュールに使用されるヒストリカルレコードを更新することもできる。

前述した四つのモジュールの中、最も重要なのは検出モジュールである。このモジュールの本質（コア）は、本発明の“品質変化検出”技術である。

＜安全領域＞
この技術は、監視されているサービス品質のための“安全領域”(safe range)を設定する。この“安全領域”の上限は、このサービスに提供する品質保証である。あるノードペアのサービス品質がその“安全領域”から離れるときに、このノードペアのサービス品質の劣化が発生したと見なされる。劣化が生じた場合、サービス品質の変化は劣化レベルの変化として一般化される。図４Ｅは、この技術を説明するための例である。時刻ｔ１の前、サービス品質に変化があったとしても、このような変化が“安全領域”内にある。従ってこの方法では、品質の変化が生じなかったものと判定される。時刻ｔ１において、この技術によりサービス品質が“安全領域”から離れたと検出され、そして、時刻ｔ_２において、この技術によりサービス品質のさらなる劣化が生じたことが検出され、また、時刻ｔ_３において、この技術によりサービス品質がある程度回復したことが検出される。最後に、時刻ｔ_４において、この技術によりサービス品質が再び“安全領域”に戻ったと検出されたので、サービス品質が完全に回復したと見なされる。次に、この技術を実現するための詳細についてより詳しく説明する。

まず、“安全領域”から逸脱したことまたは“安全領域”に戻ったことの検出について述べる。ネットワークサービスの品質の変化は、通常、突発的要因の影響で瞬時的である。そのため、ネットワークサービス品質管理にとって、定常的なサービス品質の変化に意味があり、その理由は、定常的な品質劣化は、ネットワークに問題が生じたことを示すからである。従来の技術は、通常、タイマーまたはカウンターを使ってその目的を実現させる。即ち、品質劣化の時間がタイマーまたはカウンターにより指定された閾値を超えたときに、劣化は定常的であると見なされ、そうでなければ、瞬時的な（不安定な）ものと見なされる。しかし、このような方法は、明らかに欠点を有する。それは、異なるネットワークまたは異なるサービスの状況に基づいてそれぞれに適当な閾値を設定するのは困難だからである。これに対して本発明は、瞬時性の品質変化と定常的な品質変化を区別できる方法を提供する。この方法は、仮説検定理論によるものであり、“安全領域”から離れるまたは“安全領域”に戻ることの検出ルールは、次の通りである。

検出ルール１：Ｎ個のテストサンプルのうち、Ｐ＿Ｕパーセントを超えた数のサンプルが“安全領域”の上限を超えた場合、監視されているサービス品質が“安全領域”から離れたと見なされる。

検出ルール２：Ｎ個のテストサンプルのうち、Ｐ＿Ｄパーセントを超えた数のサンプルが“安全領域”より低かった場合、サービス品質は“安全領域”に戻ったと見なされる。

チェビシェフ定理によれば、任意のランダム数ｘに対し、不等式
ｐ（｜ｘ−μ｜≧ｋσ）≦１／ｋ^２）
が成立し、ここで、μとσは、ｘの平均値と標準偏差であり、ｋは任意の正数である。また、“安全領域”の上限（即ち、非規制レベルを規定する遅延閾値）は、
μ＋Sensitivity＊σ
であり、ここでμとσは、それぞれ遅延記録における平均値と標準偏差であるので、Ｐ＿ＵとＰ＿Ｄの値が次の数式（４）により定義できる。

このシステムには、“検出センシティビティ”が２より低いまたは２と等しいのが特別のケースであり、このケースは、ヒストリカルサービスレコードが保証されるサービス品質より悪くなるときのみ生じる。この時に、検出が極めて敏感（Ｐ＿Ｕ＜１％）に設置され、要求されたサービス品質を確保する。

＜品質劣化レベルの変動検出＞
次に、品質劣化の変化を検出することについて説明する。前述したように、サービス品質の劣化が検出された後に、サービス品質の変化は劣化レベル（degradatation_level）の値の変化として表示され、そして、管理装置に通報され、制御ポリシー作成の根拠として用いられる。劣化レベルの変化を検出するために、各劣化レベルｉ（ｉは整数で且つ０より大きい）に対してサービス品質の上限を次の数式５のように定義する。

数式５において、Ｕｐｐｅｒ＿ｂｏｕｎｄｒｙは、“安全領域”の上限（非規制レベルを規定する遅延閾値）であり、Ａｄｊｕｓｔ＿Ｌｅｖｅｌは、管理装置にメッセージを送信するための粒度を制御する制御パラメターである。監視のサービス遅延が、劣化レベルｉの上限と劣化レベルｉ−１の上限により定義された領域内にある場合、サービス品質の劣化レベルがｉであると見なされる。この領域から離れるまたはこの領域に戻ることの検出も仮説検定理論によるものであり、その検出ルールは、次の通りである。

検出ルール１：劣化レベルがｉ（ｉ＞０）であるときに、Ｎ個のテストサンプルのうち、Ｐ＿Ｕ＿Ｌ_{degradatation_level=i}パーセントを超えたサンプルの遅延が上限（劣化レベルｉを規定する遅延閾値）Ｕｐｐｅｒ＿ｂｏｕｎｄａｒｙ×（１＋Ａｄｊｕｓｔ＿ｌｅｖｅｌ）^ｉを超えた場合、サービス品質のさらなる劣化が生じたと見なされ、それに応じて劣化レベルはｉ＋１になる。

検出ルール２：劣化レベルがｉ（ｉ≧１）であるときに、Ｎ個のテストサンプルのうち、Ｐ＿Ｄ＿Ｌ_{degradatation_level=i}パーセントを超えたサンプルの遅延が上限（劣化レベルｉ-1を規定する遅延閾値）Ｕｐｐｅｒ＿ｂｏｕｎｄａｒｙ×（１＋Ａｄｊｕｓｔ＿ｌｅｖｅｌ）^ｉ−１を下回る場合、サービス品質の劣化が軽減し、それに応じて劣化レベルはｉ−１になる。

パケットネットワークのサービス遅延の特性に基づいて、各劣化レベルｉに対して、Ｐ＿Ｕ＿Ｌ_{degradatation_level=i}とＰ＿Ｄ＿Ｌ_{degradatation_level=i}は、次のように定義される。

＜品質劣化レベルの計算例＞
上記の＜具体例＞で使用された数値例を用いて、劣化レベルの状態遷移に検出ルール１，２がどのように適用されるかを説明する。上述したように検出ルール１では、確率Ｐ＿Ｕ＿Ｌ_{degradatation_level=i}及び遅延閾値(Upper_boundary×(1+Adjust_level)ⁱ)の値が劣化レベル判断に使用される。検出ルール２では、確率Ｐ＿Ｕ＿Ｄ_{degradatation_level=i}及び遅延閾値(Upper_boundary×(1+Adjust_level)^i-1)の値が劣化レベル判断に使用される。これらのパラメータの値は、上記の数値例の場合、図９Ｂに示されるようになる。

図４Ｃに示されるｔ_０〜ｔ_３の各時点前後の状況について、検出ルール１，２を適用する。先ず、ｔ＝ｔ_０に関し、領域ＣでＲＴＰパケットを受信する毎に遅延時間が測定され、Ｎ個の遅延時間の瞬時的なサンプルが得られたとする。そして、劣化レベルｉ＝０の区域から逸脱した遅延時間を示したサンプル数がｋ_０個であったとする。この場合において、
(ｋ_０／Ｎ)＞Ｐ＿Ｕ＿Ｌ_{degradation_level=0}
であったならば、劣化レベルは図４Ｄに示されるように、ｉ＝０からｉ＝１に変わる。

ｔ＝ｔ_１に関し、Ｎ個の遅延時間の瞬時的なサンプルが得られたとする。そして、劣化レベルｉ＝１の区域を、より大きく逸脱した遅延時間を示したサンプル数がｋ_１個であったとする。この場合において、
(ｋ_１／Ｎ)＞Ｐ＿Ｕ＿Ｌ_{degradation_level=１}
であったならば、劣化レベルは図４Ｄに示されるように、ｉ＝１からｉ＝２に変わる。逆に、劣化レベルｉ＝１の区域に達しないように逸脱した遅延時間を示したサンプル数がｋ_１個であったとする。この場合において、
(ｋ_１／Ｎ)＞Ｐ＿Ｕ＿Ｄ_{degradation_level=１}
であったならば、劣化レベルはｉ＝１からｉ＝０に変わる。

ｔ＝ｔ_２に関し、Ｎ個の遅延時間の瞬時的なサンプルが得られたとする。そして、劣化レベルｉ＝２の区域を、より大きく逸脱した遅延時間を示したサンプル数がｋ_２個であったとする。この場合において、
(ｋ_２／Ｎ)＞Ｐ＿Ｕ＿Ｌ_{degradation_level=１}
であったならば、劣化レベルは、ｉ＝２からｉ＝１に変わる。逆に、劣化レベルｉ＝２の区域に達しないように逸脱した遅延時間を示したサンプル数がｋ_２個であったとする。この場合において、
(ｋ_２／Ｎ)＞Ｐ＿Ｕ＿Ｄ_{degradation_level=１}
であったならば、図４Ｄに示されるように、劣化レベルはｉ＝２からｉ＝１に変わる。

ｔ＝ｔ_３に関し、Ｎ個の遅延時間の瞬時的なサンプルが得られたとする。そして、劣化レベルｉ＝１の区域を、より大きく逸脱した遅延時間を示したサンプル数がｋ_１個であったとする。この場合において、
(ｋ_３／Ｎ)＞Ｐ＿Ｕ＿Ｌ_{degradation_level=１}
であったならば、劣化レベルは、ｉ＝１からｉ＝２に変わる。逆に、劣化レベルｉ＝１の区域に達しないように逸脱した遅延時間を示したサンプル数がｋ_３個であったとする。この場合において、
(ｋ_３／Ｎ)＞Ｐ＿Ｕ＿Ｄ_{degradation_level=１}
であったならば、図４Ｄに示されるように、劣化レベルはｉ＝１からｉ＝０に変わる。

このような状態遷移の判断が各領域毎に行われる。なお、本実施例では、ある劣化レベルｉに関し、Ｎ個の瞬時的なサンプルが得られた後は、上記の検出ルールを用いることで次の劣化レベルが導出される。次の劣化レベルは、ｉ±１又はｉである。従って劣化レベルが２つより多く用意されていたとしても、劣化レベルの状態遷移を判定する場合には、検出ルール１（より大きな劣化レベルに悪化するか否か）及び検出ルール２（より小さな劣化レベルに改善されるか否か）の２つのルールが判別されればよい。

以上、検出装置の本質的な技術、即ち“品質変化検出”技術が詳細に説明された。また、監視装置の動作のフローチャートは図１０に示される。

＜まとめ＞
図１に示すように、制御装置は管理装置からのコマンドを実行するために用いられる。制御装置は、既にネットワークに配置された、ネットワークサービスをサポートする設備、例えば、ＶｏＩＰサービスをサポートするＳＩＰエージェントサーバなどである。これらの制御装置の特性は、サポートするネットワークサービスに所定の制御を提供できることであり、例えば、ＳＩＰエージェントサーバは、ＶｏＩＰのコールアクセスなどを制御することができる。本発明の管理装置は、制御装置により提供された制御機能を基づいて、制御ポリシーを作成し、品質管理を実現する。また、ネットワークがＭＰＬＳ／ＱｏＳ技術を全面的にサポートできるなら、制御装置がＭＰＬＳ／ＱｏＳを制御する制御サーバであってよい。この場合、管理装置は、ＭＰＬＳ／ＱｏＳ制御サーバにより提供される制御機能、例えば、流量分類、明示ルーティングなどに基づいて、制御ポリシーを作成し、そして、このサーバに応用し品質管理の目標を達成する。

本発明は、品質管理を解決するための方法、システム、プログラム及び記憶媒体を提供する。本発明は、ネットワークサービス品質を能動的に監視し、サービスプロバイダの運営戦略とヒストリカルサービス品質を基づいて、ネットワークサービスに品質保証を提供する。本発明による提案技術は、計測、検出及び制御の三つの案を含む。従来技術と比べ、各々の案は、独自の特徴と利点を有する。

計測技術：一つの時間帯内の平均ネットワーク性能または一つのサービスフロー開始前のネットワーク性能を測定する従来技術は、ネットワークサービスの品質をリアルタイムに計測することができない。しかし、本発明の計測技術は、模擬サービスフローを持続に送信することにより、監視点の間のサービス品質をリアルタイムに計測することができる。よって、本発明による計測技術は、サービス品質にある変化をより迅速により正確に把握することができる。

検出技術：サービス品質を検出するときに、最も重要なのは、如何にサービス品質のボトムラインを確定しサービスの劣化と回復を判定することである。従来技術には、サービス品質のボトムラインは、通常、１）ヒストリカルサービス品質と、２）固定のパラメータと、の二つの方式のうち一つにより確定される。第一の方式は、サービス品質の変化をヒストリカル変化内に制限し、その変化がヒストリカル変化を超えると劣化が生じたと判定するが、実際には、この時のサービス品質が依然良いとの可能性もある。実際のネットワークにおいて、サービス品質の変化が頻繁であるので、この方式による“過剰制御”が付加的な制御負荷を大きく増加すると同時にネットワークのスループットに影響を与える。また、第二の方式は、もう一つの極端であり、サービス品質が予め設定したパラメータより悪くなる場合のみに劣化が生じたと判定する。しかし、この方式は、同一ネットワークのサービス品質が異なるサービスノードペアの間、または、同一ペアのノードにおける異なる時間帯において異なることを考慮しない。例えば、遅延を１０ｍｓ増加することが、遅延が通常５０ｍｓ〜６０ｍｓであるノードにとって普通であるが、同様の変化が、遅延が通常５ｍｓ〜１０ｍｓであるノードにとって、サービス品質の深刻な劣化の前兆であるかもしれない。これにより、予めパラメータを設定する方式は、ネットワークサービス品質の地域性と時間性における相違を考慮しないので、それは、所謂“ポストリアクション”なシステムであり、即ち、深刻なサービス品質劣化が生じた後のみ、その旨を知らせることができるので、サービス品質の保証を実現することができない。本発明の検出技術は、異なるサービスノードペアのヒストリカルサービス品質と、サービスプロバイダの経営戦略に基づいて、異なるノードペアに対して異なる品質ボトムラインを自動的に設定し、また、サービス品質の変化に基づいて設定されたボトムラインに対して動的に調整するので、本発明の検出技術は、従来の検出技術の利点を集め、深刻なサービス品質劣化を予測できるのみならず、サービスプロバイダが希望通りにサービス品質を管理することも可能にさせる。

制御技術：本発明による制御プロセスにおいて、サービス品質の変化が、制御ポリシーを調整する必要がある程度に達したときのみ、中央管理サーバが通知を得ることができる。また、この通知は、如何に制御ポリシーを調整するかを直接指示する。しかし、従来技術には、中央管理サーバがサービス品質を能動的に計測しサービス品質の変化を分析した後に、如何に制御ポリシーを調整するかを決定することができるので、従来技術と比べ、本発明の制御技術は、中央サーバの負担を大幅に軽減し、制御ポリシーをより有効に調整することができる。

本発明の方法、システム及びプログラムは、次の利点を有する。

大規模ネットワークに適用することができる。中央管理サーバは、制御ポリシーを作成・調整することのみを行うことができる。しかし、従来技術は、例えば、ＣＩＳＣＯのＣＡＬＬＭＡＮＡＧＥＲ等は、中央管理サーバが各サービスフローを処理する必要があり、その処理能力が制限されるので、小規模ネットワークにしか使用されない。

制御効率がより高く、設定がより柔軟になる。サービスプロバイダが各自の運営戦略に基づいて品質管理を柔軟に設定することができる。また、制御プロセスにおいて、制御ポリシーがネットワーク状態の変化に基づいて動的に調整されるので、制御効率がより高くなる。

実現がより簡単に行われる。本システムは、サービスフローのアクセスコントロールのみによりリアルタイムなサービス品質保証を提供することができ、ネットワーク設備例えば、ルータなどによりサポートされる必要がない。よって、本システムは、既存のネットワークに簡単に組み込まれことができ、既存のネットワークにおける設備に対してのアップデートまたは変更を行わなくても良い。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対するあらゆる変更は本発明の範囲に属する。

以下、本発明により教示される手段を例示的に列挙する。

（付記１）
ネットワークサービスにおけるサービス品質を保証するための方法であって、
ネットワークサービス品質のヒストリカルレコードを記憶するステップと、
許容可能なネットワークサービスの最大サービス遅延を入力するステップと、
ネットワークサービスのサービス品質とユーザ数の間の所望のコントロールレベルを入力するステップと、
前記ヒストリカルレコード、最大サービス遅延及びサービス品質とユーザ数との間のコントロールレベルに基づいて、各サービスノードに提供できるサービス品質保証内容をサービスノードペア毎に確定するステップと、
前記サービス品質保証内容に基づいて、対応するサービスノードペアの間のサービス品質をリアルタイムに監視するステップと、
サービスノードペアの間でサービス品質の劣化が生じた場合、該サービスノードペアの間のネットワークサービスに対して規制を行うステップと、
を含むネットワークサービス品質保証方法。
（付記２）
前記ネットワークにおける各サービスノードペアのサービス品質保証内容を検査し、所定のサービスノードペアのサービス品質保証を単独で修正する付記１に記載のネットワークサービス品質保証方法。

（付記３）
前記対応するサービスノードペアの間のサービス品質をリアルタイムに監視するステップは、当該サービスノードペアの間にサービス品質劣化が生じたこと及びサービス品質劣化の程度を検出するステップを含み、
前記サービス品質劣化の程度に変化が生じた場合に、前記サービスノードペアの間のネットワークサービスへの制御ポリシーを調整する付記１に記載のネットワークサービス品質保証方法。

（付記４）
前記各サービスノード間で模擬サービスフローが送受信され、対応するサービスノードペアの間のサービス品質がリアルタイムに監視される付記３に記載のネットワークサービス品質保証方法。

（付記５）
前記ネットワークサービス品質のヒストリカルレコードは、前記ネットワークにおける各サービスノードペアの間のネットワークサービス品質のヒストリカルレコードである付記１に記載のネットワークサービス品質保証方法。

（付記６）
前記サービスノードペアは、二つの都市間のノードペア、二つのローカルエリアネットワーク間のノードペアまたは二つの建築物間のノードペアを含む付記５に記載のネットワークサービス品質保証方法。

（付記７）
前記各サービスノード間で模擬サービスフローが送受信され、送信前記サービスノードペアの間のネットワークサービス品質は、各サービスノードで受信された模擬サービスフローの品質により測定される付記５に記載のネットワークサービス品質保証方法。

（付記８）
前記サービスノードペアの間のネットワークサービス品質のヒストリカルレコードに変化が生じた場合に、該サービスノードへのサービス品質保証が、許容可能なネットワークサービスの最大サービス遅延、ネットワークサービスのサービス品質とユーザ数との間の所望のコントロールレベル、変化したネットワークサービス品質のヒストリカルレコードに基づいて相応に調整される付記５に記載のネットワークサービス品質保証方法。
（付記９）
前記対応するサービスノードペアの間のサービス品質をリアルタイムに監視するステップは、サービス品質の安全領域を設定し、所定のサービスノードペアのサービス品質が該安全領域から離れるか、または、該安全領域に戻るかを仮説検定理論に基づいて判断し、該所定のサービスノードペアの間のサービス品質が該安全領域から離れた場合、該所定のサービスノードペアに間のサービス品質の劣化が生じたものと判断する付記３に記載のネットワークサービス品質保証方法。
（付記１０）
前記サービス品質の劣化を検出した後に、前記サービス品質の変化が劣化程度の値の変化として表示され通知され、前記サービスノードペアの間のネットワークサービスへの制御ポリシーを調整する付記９に記載のネットワークサービス品質保証方法。

（付記１１）
前記サービス品質劣化の程度が、増加傾向、減少傾向及び完全回復に分けられ、前記サービス品質劣化が検出された後に、サービス品質の変化が前記サービス品質劣化の程度の変化として表示され通知される付記１０に記載のネットワークサービス品質保証方法。
（付記１２）
前記サービスノードペアの間のネットワークサービスへの制御ポリシーを調整するステップは、劣化程度が増加傾向であった場合、より厳しい制御ポリシーを採用し、許容可能なネットワークサービスの最大サービス遅延を超える劣化を避け、劣化程度が減少傾向であった場合、より緩慢な制御ポリシーを採用し、エンドユーザへの影響を軽減する付記３または１１に記載のネットワークサービス品質保証方法。
（付記１３）
前記サービスノードペアの間のネットワークサービスへの制御ポリシーを調整するステップは、制御メカニズムのパラメータを調整し、アプリケーション制御ポリシーの制御装置のタイプ、位置及び数量を調整し、コールされた制御メカニズムを調整する付記３または１１に記載のネットワークサービス品質保証方法。

（付記１４）
ネットワークサービスにおけるサービス品質を保証するシステムであって、
前記システムは、管理装置、監視装置及び制御装置を含み、前記管理装置は、前記監視装置と前記制御装置とネットワークを介して接続され、
前記管理装置は、
ネットワークサービス品質のヒストリカルレコードを記憶するための記憶ユニットと、
許容可能なネットワークサービスの最大サービス遅延、及び、サービス品質とユーザ数の間のコントロールレベルを入力するための入力ユニットと、
前記ヒストリカルレコード、最大サービス遅延、及び、サービス品質とユーザ数の間のコントロールレベルに基づいて、前記ネットワークにおける各サービスノードペアの間のネットワークサービスに提供できるサービス品質保証を得るためのサービス品質保証生成ユニットと、
前記監視装置及び制御装置と情報を交換するための情報交換ユニットと、
を含み、
前記監視装置は、前記サービス品質保証に基づいて、対応するサービスノードペアの間のネットワークサービス品質をリアルタイムに監視し、サービスノードペアの間でサービス品質の劣化が生じた場合、その旨を前記管理装置に通知し、
前記制御装置は、前記管理装置からの指令を受け、サービスノードペアの間のネットワークサービスに対して規制を行うネットワークサービス品質保証システム。
（付記１５）
前記入力ユニットは、さらに、
受け入れられるネットワークサービスの最大サービス遅延を入力するための第一の入力ユニットと、
ネットワークサービスのサービス品質とユーザ数の間の所望のコントロールレベルを入力するための第二の入力ユニットと、
各サービスノードペアの間のネットワークサービス品質保証内容を表示し、所定のサービスノードペアのサービス品質保証内容を単独で修正するための第三の入力ユニットと、
を含む付記１４に記載のネットワークサービス品質保証システム。
（付記１６）
前記監視装置は、複数の監視装置を含み、各監視装置は、対応するサービスノードに接続され、前記監視装置は、
ネットワークサービスを模擬する模擬サービスフローを他の監視装置に送信するための送信ユニットと、
送られてきた模擬サービスフローを受信し、該模擬サービスフローのサービス遅延を計算し、計算により得られたサービス遅延及び送信者／受信者の情報を共に検出ユニットに伝送するための受信ユニットと、
サービス品質の劣化を検出し、警告メッセージ、更新メッセージ及び警告解消メッセージを送信するための検出ユニットと、
サービス品質のヒストリカルレコードを維持・更新するための記憶ユニットを、
を含む付記１４に記載のネットワークサービス品質保証システム。
（付記１７）
前記検出ユニットは、品質変化検出モジュールを更に含み、
前記品質変化検出モジュールは、サービス品質の安全領域を設定し、所定のサービスノードペアのサービス品質が該安全領域から離れたか、または、該安全領域に戻ったかを仮説検定理論に基づいて判断し、所定のサービスノードペアのサービス品質が該該安全領域から離れた場合、該サービスノードペアのサービス品質の劣化が生じたものと判断する付記１６に記載のネットワークサービス品質保証システム。

（付記１８）
前記品質変化検出モジュールがサービス品質の劣化を検出した後に、サービス品質の変化が劣化程度の値の変化として表示され、前記管理装置に通知され、前記管理装置に該サービスノードペアの間のネットワークサービスの制御ポリシーを調整させる付記１７に記載のネットワークサービス品質保証システム。
（付記１９）
前記監視装置は、サービス品質の劣化が生じたかをリアルタイムに検出し、サービス品質の劣化が生じた時に、その旨を前記管理装置に報告し、
前記管理装置は、サービス品質の劣化の警告を受取った後に、前記制御装置の制御メカニズムに基づいて制御ポリシーを作成し、作成された制御ポリシーを前記制御装置に通知し、
前記監視装置が品質劣化の警告を送信した後に、前記監視装置は、サービス品質の変化をリアルタイムに計測し、品質劣化の程度の変化を更新メッセージの形で前記管理装置に通知し、
前記管理装置は、前記更新メッセージを受取った後に、品質劣化の程度の変化に基づいて、前記制御ポリシーをそれ相応に調整し、行われた調整を前記制御装置に通知する付記１４に記載のネットワークサービス品質保証システム。

（付記２０）
サービス品質の劣化レベルが複数個の区域に区分けされ、
複数の区域各々に応じて異なる規制率が、各サービスノードの属する区域に応じて適用される付記１４記載のネットワークサービス品質保証システム。

（付記２１）
サービスノードペアの間のサービス品質の劣化レベルが或る区域に属しているように管理装置で管理されていた場合に、サービスノードペアの少なくとも一方で測定された瞬時的なサービス品質の測定値が、所定の頻度を超えて別の区域に属するようになったとき、前記サービスノードペアの間のサービス品質の劣化レベルは、該別の区域に属するように更新される付記１４記載のネットワークサービス保証システム。

（付記２２）
ネットワークサービスにおけるサービス品質を保証するためのプログラムであって、
ネットワークサービス品質のヒストリカルレコードを記憶する機能と、
許容可能なネットワークサービスの最大サービス遅延を入力する機能と、
ネットワークサービスのサービス品質とユーザ数の間の所望のコントロールレベルを入力する機能と、
前記ヒストリカルレコード、最大サービス遅延、及び、サービス品質とユーザ数の間のコントロールレベルに基づいて、各サービスノードに提供できるサービス品質保証内容をサービスノードペア毎に確定する機能と、
前記サービス品質保証内容に基づいて、対応するサービスノードペアの間のサービス品質をリアルタイムに監視する機能と、
サービスノードペアの間でサービス品質の劣化が生じた場合、該サービスノードペアの間のネットワークサービスに対して規制を行う機能と、
をネットワークサービスシステムに実行させるネットワークサービス品質保証提供用プログラム。
（付記２３）
前記ネットワークにおける各サービスノードペアのサービス品質保証内容を検査し、所定のサービスノードペアのサービス品質保証内容を単独で修正する付記２０に記載のネットワークサービス品質保証提供用プログラム。

（付記２４）
前記対応するサービスノードペアの間のサービス品質をリアルタイムに監視する機能は、当該サービスノードペアの間にサービス品質劣化が生じたか、及び、サービス品質劣化の程度を検出する機能を含み、
前記サービス品質劣化の程度に変化が生じた場合に、前記サービスノードペアの間のネットワークサービスへの制御ポリシーを調整する付記２０に記載のネットワークサービス品質保証提供用プログラム。

（付記２５）
ネットワークサービスにおけるサービス品質を保証するためのプログラムを記憶する記憶媒体であって、
ネットワークサービス品質のヒストリカルレコードを記憶するステップと、
許容可能なネットワークサービスの最大サービス遅延を入力するステップと、と、
ネットワークサービスのサービス品質とユーザ数の間の所望のコントロールレベルを入力するステップと、
前記ヒストリカルレコード、最大サービス遅延、及び、サービス品質とユーザ数の間のコントロールレベルに基づいて、各サービスノードに提供できるサービス品質保証内容をサービスノードペア毎に確定するステップと、
前記サービス品質保証に基づいて、対応するサービスノードペアの間のサービス品質をリアルタイムに監視するステップと、
サービスノードペアの間でサービス品質の劣化が生じた場合、該サービスノードペアの間のネットワークサービスに対して規制を行うステップと、
をネットワークサービスシステムに実行させるプログラムを記憶するネットワークサービス品質保証提供用プログラム記憶媒体。

本発明の装置の構成図である。 本発明の実施例における構成図である。 本発明の監視装置の構成図である。 非規制レベルを説明するための図である。 非規制レベル及び劣化レベルを説明するための図である。 非規制レベル及び劣化レベルを説明するための図である。 劣化レベルに応じて規制率を変える様子を示す図である。 本発明のサービス品質変化を検出する様子を示す図である。 本発明の管理装置の構成図である。 本発明の第一の入力ユニットにおけるグラフィカルユーザーインターフェースを示す図である。 本発明の第二の入力ユニットにおけるグラフィカルユーザーインターフェースを示す図である。 本発明の第三の入力ユニットの詳細な品質保証部分のグラフィカルユーザーインターフェースを示す図である。 本発明の第三の入力ユニットの変更された品質保証部分のグラフィカルユーザーインターフェースを示す図である。 本発明の管理装置の動作フローチャートを示す図である。 本発明の記憶ユニットのデータ構造図である。 サービス品質の劣化が検出される様子を示す図である。 検出ルール１，２に使用されるパラメータを示す図である。 本発明の監視装置の動作フローチャートを示す図である。

符号の説明

１００ サービス品質管理システム
２１０ 制御サーバ
２２０ ＱＭサーバ

Claims (10)

1. ネットワークサービスにおけるサービス品質を保証するための方法であって、
   ネットワークサービス品質のヒストリカルレコードを記憶するステップと、
   許容可能なネットワークサービスの最大サービス遅延を入力するステップと、
   ネットワークサービスのサービス品質とユーザ数の間の所望のコントロールレベルを入力するステップと、
   前記ヒストリカルレコード、最大サービス遅延及びサービス品質とユーザ数との間のコントロールレベルに基づいて、各サービスノードに提供できるサービス品質保証内容をサービスノードペア毎に確定するステップと、
   前記サービス品質保証内容に基づいて、対応するサービスノードペアの間のサービス品質をリアルタイムに監視するステップと、
   サービスノードペアの間でサービス品質の劣化が生じた場合、該サービスノードペアの間のネットワークサービスに対して規制を行うステップと、
   を含むネットワークサービス品質保証方法。
2. 前記サービスノードペアの間のネットワークサービス品質のヒストリカルレコードに変化が生じた場合に、該サービスノードへのサービス品質保証が、許容可能なネットワークサービスの最大サービス遅延、ネットワークサービスのサービス品質とユーザ数との間の所望のコントロールレベル、変化したネットワークサービス品質のヒストリカルレコードに基づいて相応に調整される請求項１に記載のネットワークサービス品質保証方法。
3. 前記対応するサービスノードペアの間のサービス品質をリアルタイムに監視するステップは、サービス品質の安全領域を設定し、所定のサービスノードペアのサービス品質が該安全領域から離れるか、または、該安全領域に戻るかを仮説検定理論に基づいて判断し、該所定のサービスノードペアの間のサービス品質が該安全領域から離れた場合、該所定のサービスノードペアに間のサービス品質の劣化が生じたものと判断する請求項１に記載のネットワークサービス品質保証方法。
4. 前記サービス品質の劣化を検出した後に、前記サービス品質の変化が劣化程度の値の変化として表示され通知され、前記サービスノードペアの間のネットワークサービスへの制御ポリシーを調整する請求項３に記載のネットワークサービス品質保証方法。
5. 前記サービスノードペアの間のネットワークサービスへの制御ポリシーを調整するステップは、劣化程度が増加傾向であった場合、より厳しい制御ポリシーを採用し、許容可能なネットワークサービスの最大サービス遅延を超える劣化を避け、劣化程度が減少傾向であった場合、より緩慢な制御ポリシーを採用し、エンドユーザへの影響を軽減する請求項１または４に記載のネットワークサービス品質保証方法。
6. ネットワークサービスにおけるサービス品質を保証するシステムであって、
   前記システムは、管理装置、監視装置及び制御装置を含み、前記管理装置は、前記監視装置と前記制御装置とネットワークを介して接続され、
   前記管理装置は、
   ネットワークサービス品質のヒストリカルレコードを記憶するための記憶ユニットと、
   許容可能なネットワークサービスの最大サービス遅延、及び、サービス品質とユーザ数の間のコントロールレベルを入力するための入力ユニットと、
   前記ヒストリカルレコード、最大サービス遅延、及び、サービス品質とユーザ数の間のコントロールレベルに基づいて、前記ネットワークにおける各サービスノードペアの間のネットワークサービスに提供できるサービス品質保証を得るためのサービス品質保証生成ユニットと、
   前記監視装置及び制御装置と情報を交換するための情報交換ユニットと、
   を含み、
   前記監視装置は、前記サービス品質保証に基づいて、対応するサービスノードペアの間のネットワークサービス品質をリアルタイムに監視し、サービスノードペアの間でサービス品質の劣化が生じた場合、その旨を前記管理装置に通知し、
   前記制御装置は、前記管理装置からの指令を受け、サービスノードペアの間のネットワークサービスに対して規制を行うネットワークサービス品質保証システム。
7. 前記入力ユニットは、さらに、
   受け入れられるネットワークサービスの最大サービス遅延を入力するための第一の入力ユニットと、
   ネットワークサービスのサービス品質とユーザ数の間の所望のコントロールレベルを入力するための第二の入力ユニットと、
   各サービスノードペアの間のネットワークサービス品質保証内容を表示し、所定のサービスノードペアのサービス品質保証内容を単独で修正するための第三の入力ユニットと、
   を含む請求項６に記載のネットワークサービス品質保証システム。
8. 前記監視装置は、複数の監視装置を含み、各監視装置は、対応するサービスノードに接続され、前記監視装置は、
   ネットワークサービスを模擬する模擬サービスフローを他の監視装置に送信するための送信ユニットと、
   送られてきた模擬サービスフローを受信し、該模擬サービスフローのサービス遅延を計算し、計算により得られたサービス遅延及び送信者／受信者の情報を共に検出ユニットに伝送するための受信ユニットと、
   サービス品質の劣化を検出し、警告メッセージ、更新メッセージ及び警告解消メッセージを送信するための検出ユニットと、
   サービス品質のヒストリカルレコードを維持・更新するための記憶ユニットを、
   を含む請求項６に記載のネットワークサービス品質保証システム。
9. 前記検出ユニットは、品質変化検出モジュールを更に含み、
   前記品質変化検出モジュールは、サービス品質の安全領域を設定し、所定のサービスノードペアのサービス品質が該安全領域から離れたか、または、該安全領域に戻ったかを仮説検定理論に基づいて判断し、所定のサービスノードペアのサービス品質が該該安全領域から離れた場合、該サービスノードペアのサービス品質の劣化が生じたものと判断する請求項８に記載のネットワークサービス品質保証システム。
10. ネットワークサービスにおけるサービス品質を保証するためのプログラムであって、
    ネットワークサービス品質のヒストリカルレコードを記憶する機能と、
    許容可能なネットワークサービスの最大サービス遅延を入力する機能と、
    ネットワークサービスのサービス品質とユーザ数の間の所望のコントロールレベルを入力する機能と、
    前記ヒストリカルレコード、最大サービス遅延、及び、サービス品質とユーザ数の間のコントロールレベルに基づいて、各サービスノードに提供できるサービス品質保証内容をサービスノードペア毎に確定する機能と、
    前記サービス品質保証内容に基づいて、対応するサービスノードペアの間のサービス品質をリアルタイムに監視する機能と、
    サービスノードペアの間でサービス品質の劣化が生じた場合、該サービスノードペアの間のネットワークサービスに対して規制を行う機能と、
    をネットワークサービスシステムに実行させるネットワークサービス品質保証提供用プログラム。

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