JP2002516037A - ノードのネットワークにおいてメッセージを経路指定するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 メモリおよび処理能力などのハードウェア資源を最小限有することができるノードの多重ホップ放送ネットワークを含む装置である。どのノードが相互に通信できるかについての情報をホップカウントでのフラッディング・プロトコルと親経路指定プロトコルを用いて集めることによりネットワークは構成される。区分されたスパンニングツリーが作成され、子ノードの識別子がそれの最上位ビットとしてそれの親の識別子を含むように、ノード識別子が割当てられる。これにより、ノードがそれ自体の識別子のみを用いて完全なパケット経路指定判定を行うことができるように、ノードを処理すべきか、またはノードの識別子を送るかを判定するためにノードの識別子を使用できるようにされる。

Description

【発明の詳細な説明】 ノードのネットワークにおいてメッセージを経路指定するための方法および装置 発明の背景 発明の分野 本発明は、ネットワークのどのノードが相互に通信できるかを決定すること、 および識別子をノードに割当てることを含めて、ネットワークを構成する方法に 関する。 本発明は、独特のコード識別子により識別されるノードのネットワーク内でメ ッセージを経路指定する方法にも関するものである。 本発明は、独特のノード識別子により識別される複数のノードを備える通信ネ ットワーク、およびそのようなネットワークに使用するノードに関するものでも ある。 更に、本発明はノードの論理識別子を保存するメモリと、ノードが宛先ノード へのメッセージ経路中にあるかどうかを判定するプロセッサとを備える、通信ネ ットワーク・ノードに関するものである。 また、本発明は、ネットワーク構成を保存するメモリと、プロセッサとを備え る、通信ネットワークのためのネットワーク制御ノードに関するものである。 関連技術についての説明 今日の適当なネットワーク、とくに、近代の建物の実時間制御のために用いる ネットワークは、建物を建築する際に設置されるワイヤで接続されたノードを含 む。それらの装置では、照明、暖房／冷房、エレベーターなどを制御するために ネットワークを用いる。ネットワークのノードは典型的には、十分な量のメモリ と、その他の資源とを有するマイクロコンピュータである。それらの装置は結線 され、かつ比較的強力なノードを有するから、それらの装置は高価で、一般に最 も大規模な建物において採用されるだけである。また、それらは一般に、とくに 電力使用制御装置のための最も適当な対象にできる古い建物に後から取り付ける ためには一般に適当ではない。 必要なものは、非常に低コストのノード、すなわち、最少の資源を有するノー ドすなわち資源に乏しいノードであって、無線で一緒に接続され、したがって、 小規模建物および中期簿建物に適当で、古い建物に後から取付けるために適当な ノードのネットワークである。 ネットワークを基にした典型的な制御装置では、データ通信ネットワークのノ ードが情報ユニットをそれ自体の間で交換する。それらのユニットは一般にパケ ット、フレームまたはセルと呼ばれている。多重ホップネットワークでは、ノー ドはネットワークの１つおきのノードとの直接通信リンクを持たず、パケットは 、発信元ノードから宛先ノードまでの通信経路内にある中間ノードによりパケッ トを送る必要があるかもしれない。ネットワークの種類およびそれの特徴に応じ て、パケットの経路指定のこの機能は中間ノードに次のもののうちの１つを含む 。１）中間ノードを出る多くのリンクの１つの選択（たとえば、インターネット に似ている点−点多重ホップネットワークにおける）、または２）受けたパケッ トを送る（再送信）か否かについての判定（たとえば、全てのノードが共通チャ ネルを強要する無線多重ホップ放送ネットワークにおいて）。データ通信ネット ワークで使用する一般的な経路指定技術のほとんどは、経路指定の判定または選 択を行うために経路指定表または判定表をアクセスするためにメッセージのアド レスを用いる動作において、経路指定判定を行うためにそれらの表を利用する。 中間ノードにおける経路指定表は、パケットが宛てられる宛先ノードまでの最良 の発信リンクすなわち最短経路を典型的に指示する。判定表は、受けたパケット を更に送るか否かを判定することを助ける。初期化したその表はノードのメモリ のスペ ースを占める。たとえば、２５６ノードのネットワークでは、典型的な中間規模 の建物について、各ノードが簡単な経路指定表を保存するものとすると、どのノ ードへパケットを送るかを指示するために最低５１２バイトを必要とする。その ような２５６ノードネットワークにおける判定表は２８８バイトをとる。そのう ちの２５６バイトはノードのアドレスのためのものであり、３２バイトは表にお ける各ノードに宛てられたパケットを送るか否かをビットを用いて指示する。小 容量メモリ型の資源の乏しいノードのネットワークでは、それらの表を保存する ために十分なメモリがない。そのようなノードでは、メモリはデータ通信機能と システムまたはアプリケーションに特定の機能の間で共用される。したがって、 種々の経路指定技術を工夫する必要がある。それらの経路指定方法は非常に小さ いＲＡＭを使用しなければならないだけでなく、発信元から宛先までパケットを 許容できる遅れで送るために効率的でもなければならない。 必要とされるものは、最少の資源、とくにメモリと、そのようなノードで動作 する経路指定プロトコルとを有するノードのネットワークである。 発明の概要 本発明の目的は、低コスト、最少資源のネットワークを無線で接続する装置を 得ることである。 本発明の目的はまた、放送通信技術を用いてノードを接続する装置を得ること である。 本発明の追加の目的は、経路指定表をノードに保存することを要しないネット ワークを得ることである。 本発明の別の目的は、資源に乏しいノードのネットワークのために適当な経路 指定プロトコルを得ることである。 本発明の別の目的は、ノードのネットワークを構成する装置を得ることである 。 本発明の別の目的は、低コストネットワークを小規模ないし中規模の建物に設 備でき、かつ古い建物に後から設備できるようにする装置を得ることである。 ネットワークを構成する方法は、相互に通信できるノードのスパンニングツリ ー(spanning tree)を構成する過程を備え、ノードに識別子を割当てることがス パンニングツリーを基にしていることを特徴とするものである。 メッセージの経路指定方法は、相互に通信できるノードのスパンニングツリー をノードが構成し、子ノードの識別子の独特の部分が子ノードの親ノードの識別 子の独特の部分を含み、メッセージアドレスが現在のノード識別子の独特の部分 を含んでいる時に他のノードへメッセージを送る過程を備えることを特徴とする 。 通信ネットワークは、相互に通信できるノードのスパンニングツリーをノード が構成し、子ノードの識別子の独特の部分が子ノードの親ノードの識別子の独特 の部分を含むことを特徴とする。 通信ネットワークノードは、メッセージのメッセージアドレスをノードの論理 識別子のみと比較することにより、前記決定を実行することをプロセッサが開始 させられることを特徴とする。 ネットワーク制御ノードは、ネットワークのノードの区分されたスパンニング ツリー識別子を決定すること、識別子をネットワーク構成に保存すること、およ びネットワーク構成を用いてメッセージをノードへ送ることをプロセッサが開始 させられることを特徴とする。 その装置は、メモリおよび処理能力などのハードウェア資源を最小限有するこ とができるノードの多重ホップ無線放送ネットワークを含むことが好ましい。こ のネットワークは区分したスパンニングツリーを用いて構成され、中間ノードの アドレスをパケットの宛先アドレスと比較して完全なパケット経路指定の決定を 行えるように、ノードアドレスが割当てられる。 後で明らかになるそれらの目的およびその他の目的並びに諸利点は、それの部 分を構成する添付図面を参照して後で詳しく説明し、特許請求する構造および動 作の詳細に存する。図面全体を通じて同じ参照番号は同じ部分を指す。 第１図は本発明のネットワークのノードを示す。 第２図は無線多重ホップノードのネットワークを示す。 第３図はネットワーク制御ノードにより実行されるプロセスの流れ図である。 第４図、第５図、第６図、第１０図、第１１図、第１３図、第１９図、第２０ 図、第２２図ないし第２５図はメッセージパケットを示す。 第７図はホップカウントノードによるフラッディングの流れ図である。 第８図は親経路指定プロセスの流れ図である。 第９図はネットワーク制御ノードの初期化プロセスを示す。 第１２図はネットワークノードの初期化プロセスを示す。 第１４図はネットワーク制御ノードにより実行されるグラフ作成プロセスの流 れ図である。 第１５図（ａ）はノードのネットワークを示す。 第１５図（ｂ）は第１５図（ａ）のネットワークを表すデータ構造を示す。 第１６図は第２図のネットワークのスパンニングツリーを示す。 第１７図は本発明のフィギュア１７のネットワークのノードに割当てられたア ドレスを示す。 第１８図はネットワーク制御ノードのモニタおよび制御プロセスを示す。 第２１図はネットワーク初期化後にネットワークノードにより実行されるプロ セスの流れ図である。 好適な実施例についての説明 本発明は、１つの部屋内の光レベルの調節などの簡単な機能を実行するために 適当で、光スイッチなどの制御される装置におのおの組込むことができる低コス トノードのネットワークに適用される。そのようなネットワークのノードは「資 源に乏しい」。経路指定表のような経路指定情報を保存するために不十分なメモ リを持つノードを資源に乏しいノードと呼び、発信パケットすなわちメッセージ の「最良の経路」を、最短経路、ネットワーク混雑、リンク制御等などの情報を 基にして計算するための処理性能が不十分である。好適な実施例は第１図に示す ようなネットワークノード１０を含む。各ノードは、モトローラ６８ＨＣ１１マ イクロ制御器などの低コストの、４又は８ビットのマイクロ制御器処理ユニット （ＭＣＵ）１２を含む。ＭＣＵ１２はワンチップＲＡＭ１４（３２バイトのオー ダー）と、ノードアドレス（すなわち、４バイト）などのプログラム可能で不揮 発性の情報を保持するための好ましくはＥＥＰＲＯＭ型のＰＲＯＭ１６と、制御 およびネットワーク経路指定プログラムすなわちソフトウエアを保持するＲＯＭ １８（約１または２Ｋバイト）とを非常に限られた量だけ含む。各ノード１０は 装置の他のノードと通信できるようにする通常の無線送信器／受信器２０も含む 。送信器／受信器２０は低電力装置であって、建物の１ないし３などの数の部屋 の寸法の距離などの数十フィートだけを典型的に送信する。ノードは、ＲＡＭな どの資源を最小限有するだけであるから、ノードは経路指定表または判定表に依 存する高度な経路指定プログラムを保持できない。ネットワークを管理し、かつ ネットワーク構成を決定するために、ネットワーク制御ノード（ＮＣＮ）３０と 呼ばれる知能的で比較的強力なノードが設けられる。ＮＣＮ３０はＭＰＵ３２、 ＲＡＭ３４、ＰＲＯＭ３６、ＲＯＭ３８および送信器／受信器４０の同じバージ ョンをノード１０として含むことができ、かつ、建物照明調節器などのネットワ ークおよびシステム制御を行うために適当な従来のディスク記憶装置およびＩ／ Ｏ装置を含む、ＰＣまたはワークステーションなどの従来のコンピュータに接続 される従来の直列ポート４２も含む。 ＮＣＮ３０は区分したスパンニングツリー（ＰＡＳＴ）経路指定プロトコルを 実行する責任を負う。本発明の区分したスパンニングツリー経路指定プロトコル はほとんどあらゆる種類の多重ホップネットワークに応用でき、かつ経路指定表 または決定表を使用しない。しかし、それは、資源に乏しい（処理能力およびメ モリが乏しい）ノードのネットワークに最も適しており、アドレスを他のノード に割当て、スタート時にネットワークを初期化するのに十分な処理能力とメモリ を有するネットワークと制御ノードの使用可能性に依存する。 このプロトコルをより良く理解するために、第２図に示すネットワークについ て考えることにする。このネットワークでは、端から端への通信がＮＣＮ６０と 資源に乏しいノード６２〜７６の間、および帰りに起きるが、パケットを宛先ノ ードへ向かって中継するためにパケットを交換すること以外は、７０と７２など の、資源に乏しいノードの間では起きない。プロトコルの動作を説明するために 、各ノードがネットワークのいくつかの他のノードの直接無線通信範囲内にある 、たとえば、ノード６８がノード６２，６４，６６，７０および７２の範囲内に あるが他のノードの範囲内にはない、放送チャネル・ネットワークの場合につい て考えることにする。したがって、おのおのの送信器を中心として、送信器のい くつかの付近のノードを設けることができる、重なり合う付近ノード（ノード６ ６の付近ノードがノード６８の付近ノードに重なり合う）が存在する。 ネットワーク中の全てのノードは共通の放送チャネルを使用する。各送信器が チャネルをモニタすることを求め、通信が無い時のみ送信するようにしている従 来のＣＳＭＡ（搬送波検出多重アクセス）を用いて衝突が避けられる。相互に聴 取範囲の外にある２つのノードの区域の交差部にあるノードが、２つの近接する ノードがチャネルが空いていると考えて同時に送信するものとすると、無効なデ ータを受信することがある。そのような衝突から回避するために、暗黙のホップ −バイ−ホップ（ｉｍｐｌｉｃｉｔ ｈｏｐ−ｂｙ−ｈｏｐ）（ＩＨＢＨ）肯定 応答技術が用いられる。このＩＨＢＨ肯定応答技術については後で説明する。 ７４などの資源に乏しいノードからＮＣＮ６０へ進むパケットは上流へ進むも のと言われ、ＮＣＮ６０から資源に乏しいノードまで進むパケットは下流へ進む ものと言われる。資源に乏しい各ノードはそれの物理的ＩＤと呼ばれる独特の識 別子を持つようにして構成され、または設置中にＩＤをノードに手作業で割当て ることができる。 ノード６２〜７６が初めてオンにされると、それらのノードは初期化段階で始 動する。その初期化段階ではそれらのノードはＮＣＮ６０からの通信を待つ。大 きい制御能力と大きいメモリ容量を持つネットワーク制御ノード（ＮＣＮ）６０ は、初期化段階９０（第３図参照）において、最初に、ネットワーク中のノード の数についてユーザーにより入力された情報を基にして、資源に乏しいノードか ら情報を集めてネットワークの完全かつ正確な表現を、第２図に示すようなグラ フの形で形成する。必要とする情報はどのノードが相互に聴取できるかの指示、 すなわち、どのノードが他のノードの放送範囲内にあるかのリストである。ホッ プカウント・プロトコル（後で説明する）でのフラッディング(flooding)を用い て初期化メッセージをネットワークの全てのノードへ放送することにより、情報 は得られる。ネットワークの中間レベル中のノードがそれより下のレベルのノー ドへ放送するように、その放送はレベルごとに進む。こうすることにより各ノー ドはそれの親ノードであるノード、すなわち、各ノードに最初の初期化放送を送 るノード、を記録できるようにされる。ノードは、親経路指定プロトコル（後で 説明する）を用いて、戻された応答メッセージを介して、必要とされる情報に応 答する。応答メッセージは、親ノードのほかの他のどのノードが聴取できるかを 応答メッセージは指示もする。その後でグラフはスパンニングツリーに区分され る。その後で、ＮＣＮ６０から、それぞれ、上流または下流に進むパケットに対 して、パケットがたどる経路が宛先ノードまたは送りノードのアドレスにより一 意に識別されるようにして、ノードに論理（スパンニングツリー−ＰＡＳＴ）が 割当てられる。このアドレス指定法では、パケットを受ける、ノード６４などの 中間ノードが宛先ノードのアドレス（下流に進むパケットに対して）、またはパ ケットを送るノードのアドレス（上流に進むパケットに対して）を、その中間ノ ードのアドレスと比較することにより、前記宛先ノードのアドレスまたは送るノ ードのアドレスを単に調べる。アドレス比較のみから、中間ノードは、パケット がたどる経路に中間ノードがあるかどうかを告げることができる。中間ノードが 経路にあるとすると、それはパケットを進めるが、中間ノードが経路に無ければ パケットは捨てられる。アドレスがひとたび割当てられると、ＮＣＮ６０はモニ タおよび制御段階９２に入る。その段階では事象およびコマンドに関するメッセ ージがＰＡＳＴ経路指定プロトコルを用いてネットワークを通される。ＮＣＮ６ ０の動作の段階の詳細については後で詳しく説明する。しかし、初期化段階の詳 細について説明する前に、初期化段階中に利用される２つの経路指定プロトコル 、すなわち、１）ホップカウントでのフラディング（ＦＨＣ）および２）親経路 指定（ＰＡ）、を理解すると助けになる。それら２つのプロトコルについては第 ７図と第８図を参照して以下に説明する。しかし、最初にプロトコルを用いて、 ネットワーク内を伝送させられる各パケットの構造について説明する。 以下の説明で用いるパケットの構造を第４図に示す。各パケット１００は固定 場所に「フラッグ」バイト１０２を含む。このバイト１０２は次のビットフィー ルド（最下位のビットが右にある）を有する。ビット０と１−後の使用のために 留保する、ビット２−パケット優先度：１は「急ぐ」パケットを示し、０は「急 がない」パケットを示す。ビット３と４−アドレス指定：１１はパケットが「放 送」パケットである、すなわち、パケットをネットワーク内のあらゆるノードで 処理すべきことを示し、１０はパケットが「多重キャスト」パケットである、す なわち、群アドレスにより識別される、ネットワーク中の多重ノードがパケット を受けて処理することを示し、０１はパケットが「ユニキャスト」パケットであ って、ただ１つのノードに宛てられることを示す。ビット５と６−経路指定型： １１は親経路指定法を用いてパケットを送るべきであることを示し、１０は ＦＨＣ経路指定プロトコルを用いてパケットを送るべきであることを示し、０１ はＰＡＳＴプロトコルを使用すべきであることを示す。ビット７−進む向き：０ はパケットがＮＣＮまで上流へ進むことを示し、１はパケットがＮＣＮから離れ て動くことを示す。第２のバイト１０４に独特のＩＤが設けられる。パケット１ ００の次のフィールド１０６は可変長フィールドであって、宛先（または発信元 ）ノードの論理アドレスを含む。第４のフィールド１０８は１バイトコマンドを 含む。次のフィールド１１０は可変長データフィールドである。パケット１００ の最後のフィールド１１２は誤り検査のために用いる検査合計フィールドである 。 初期化段階は第４図のパケット１００の、第５図と第６図に示す２つの変更例 を用いる。第５図の初期化すなわちＩＮＩＴパケット１２０はＦＨＣ下流経路指 定初期化プロセス（第７図参照）中に用いられるのみである。ネットワーク制御 ノード（ＮＣＮ）６０は第５図のパケット１２０を、ＮＣＮ６０の直接通信範囲 内にある全てのノードへ放送する。ホップカウントでのフラディング（ＦＨＣ） 親経路指定法はパケット１２０を放送するために用いる（フラッグバイト内のア ドレス指定ビットが１１にセットされる）。各パケット１２０は送りノードの物 理的ＩＤ１０４を含む。データフィールド１１０ではＦＨＣのためのホップカウ ンタ１２２が１にセットされて、送りノードの中間の近接ノードのみがパケット を処理するが、パケットを更に前へ送ることはない（第７図を参照して更に詳し く説明するように）。パケットを送るノードのアドレス１２４はデータフィール ド１１０に含まれる。パケット１２０は、ＩＮＩＴパケットの送り元がＮＣＮか ら離れるホップ１２６の数も含む。第５図と第６図の例では、ＩＮＩＴパケット １２０はＩＤがｅｃ３ｆ（ｈｅｘ）であるノードから送られ、ＩＤが６ｂｆ１（ ｈｅｘ）であるノードにより受けられる。ホップカウント・フィールド１２２が 、ＩＮＩＴパケット１２０が１ホップだけ超えて伝わらないようにするから、 パケット内のアドレスフィールド１０６はｆｆｆｆ（ｈｅｘ）に常にセットされ る。第６図の応答すなわちＲＥＳＰＯＮＳＥ＿ＩＮＩＴパケット１３０は上流親 経路指定プロセス（第８図参照）で用いられるだけである。パケット１３０のア ドレス・フィールド１０６はＮＣＮ６０のアドレス（００００ｈｅｘ）にセット される。データフィールド１１０の中に、経路指定フィールドのための親アドレ スと呼ばれるフィールド１３２が含まれ、それの内容が、そのパケット１３０を 受けるあらゆる中間ノードの親ノードのＩＤにより置き換えられ、それを送る（ 放送する）。第２のフィールド１３４は、ＮＣＮ６０により作成されるネットワ ークグラフのための親ノードアドレスを含む。ＲＥＳＰＯＮＳＥ＿ＩＮＩＴパケ ット１３０を送る最初のノードのアドレスが次のフィールド１３６に保存され、 ＮＣＮから最初のノードのホップカウント内の距離が次のフィールド１４０に保 存される。 第７図に示すように、ホップカウント（ＦＨＣ）でのフラッディング経路指定 法は各ＩＮＩＴパケット１２０内の最大ホップカウンタ（フィールド１２２）を 用いて、パケットが発信元ノードから放送ネットワーク内のそれの宛先まで伝わ る時にそのパケットが取ることができるホップの最大数を指示する。発信元ノー ドはパケットがそれの宛先に到達するまでに要するホップの正確な（または最小 ）数を知らなければならない。独特のパケットＩＤがパケットにまた挿入される 。パケットを受ける（１５０）あらゆる中間パケット、たとえばパケット６４が 、パケットがＦＨＣパケットであるかどうかを判定し（１５２）、もしそうでな ければそのパケットを捨てる（１５４）。もしそうであればノードはホップカウ ンタを調べて（１５６）、それを１だけ減少する（１５８）。カウンタが零に達 すると、パケットは再送信されない。さもなければ中間ノードは付近のものが聴 取するためのパケットを放送する（１６０）。パケットが付近のノードから再び 受けられたとすると、そのパケットが捨てられるように、パケットの識別子は妥 当 な長さの時間だけ記録もされる。ノードが障害を起こさなければ、ホップカウン トが零になる前にパケットは宛先ノードに確実に到達する。このパケット経路指 定法はＮＣＮから上流へ進むパケットはもちろん、下流へ進むパケットにも使用 できる。パケットにおいて指定される宛先ノードの物理的ＩＤはそのパケットを 処理すべきであって（１６４）、更に送るべきではないことを知るために宛先ノ ードにより使用される（１６２）。ネットワークの切り離されている部分にパケ ットの多重コピーが存在することがあるかもしれないから、この経路指定法は効 率が非常に悪いことを知ることは容易である。パケットのいくつかのコピーが宛 先ノードから離れて進むことがあり、そのためにネットワークの資源をむだにす る。この経路指定法の詳細を、ＲＡＮＤ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｅｍｏｒ ａｎｄｕｍ ＲＭ−３１３０−ＰＲ，Ａｕｇｕｓｔ，１９６４Ｂｏｅｈｍ，Ｓ． Ｐ．およびＰ．Ｂａｒａｎ「広帯域分布通信ネットワークにおけるホット−ポテ ト経路指定のデジタル・シミュレーション（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉ ｏｎ ｏｆ Ｈｏｔ−Ｐｏｔａｔｏ Ｒｏｕｔｉｎｇ ｉｎ ａ Ｂｒｏａｄｂ ａｎｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｃｏｍｒｎｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｎｅｔ ｗｏｒｋ）」から更に得ることができる。第７図は、ホップカウントでのフラッ ディングによる経路指定中に実行される動作の一般化した記述を与えるものであ って、制御器における本発明のプロセス内の経路指定プロトコルの性能（６０） と、資源に乏しいノードにおける本発明のプロセス内の経路指定プロトコルの性 能（６２〜７６）について、第９図および第１２図を参照して詳しく説明する。 第８図に示す親経路指定法はＮＣＮ６０へ向かって上流に進むパケットの経路 指定のためにのみ有用である。ネットワーク内の各ノードは直接通信範囲内にあ って、ＮＣＮに最低１ホップだけ近いノードの物理的ＩＤを保存する。ＩＤが保 存されているノードを親ノードと呼ぶ。発信元ノードはそれの親ノードのＩＤを 出るＲＥＳＰＯＮＳＥ＿ＩＮＩＴパケット１３０に挿入し、そのパケットを放送 する。パケット１３０を受ける中間ノードは（１７０）、経路指定フラッグを調 べて（１７２）それのタイプが親経路指定であることを確認し、それが正しいタ イプでなければそのパケットを捨てる（１７４）。それが正しいタイプであれば ノードはそれに含まれている宛先アドレスを調べる（１７６）。アドレスが中間 ノードのアドレスでなければ、親アドレスを調べる（１７８）。親アドレスが中 間ノードのアドレスであれば、そのアドレスを中間ノードの親ノードのアドレス で置き換え（１８０）、パケットを送る（１８２）。これは、宛先ノード（ＮＣ Ｎ６０）がパケット１３０を受けてＲＥＳＰＯＮＳＥ＿ＩＮＩＴパケット１３０ を処理する（１８４）まで続けられる。したがって、パケット１３０は１つのノ ードから、ＮＣＮに１ホップだけ近いそれの親ノードまでホッピングすることに よりＮＣＮまで進む。この経路指定法は、パケット中に現れるＩＤを有するノー ドのみがパケットを先へ中継するから、ホップカウントでのフラッディング（Ｆ ＨＣ）よりも効率的である。第８図は、親経路指定中に実行される動作の一般化 した記述を与えるものであって、制御器における本発明のプロセス内の経路指定 プロトコルの性能（６０）と、資源に乏しいノードにおける本発明のプロセス内 の経路指定プロトコルの性能（６２〜７６）とについて、第９図および第１２図 を参照して詳しく説明する。 第９図に示すように、開始段階９０中はネットワーク制御ノード（ＮＣＮ）６ ０は、ユーザーがネットワーク中のノードの数を指示した後で、第５図に示すよ うに、ＩＤ（フィールド１０４）が零で、ＦＨＣホップカウント（フィールド１ ２２）が１である初期化パケット１２０を作成する（２００）ことによりスター トする。その後でこのパケットを送る（２０２）。そうするとＮＣＮ６０はパケ ットを受けるまで待つ（２０４）。その後で、ＮＣＮ６０は、経路指定タイプが ＦＨＣであるかどうかを判定する（２０６）。その判定の結果が否定であれば、 そのパケットの経路指定法が親経路指定タイプであるかどうかについての判定を 行う（２０８）。その判定の結果が否定であれば、そのパケットを捨てる（２１ ０）。パケットがＦＨＣ経路指定により経路指定されたとすると、それが開始パ ケット１２０であるかどうかについて判定する（２１２）。それが開始パケット １２０でなければそのパケットを捨てる。それが開始パケット１２０であれば、 ホップカウントが１であるかどうかの判定を行う（２１６）。もしそうであれば 、第２図のネットワークのように、ノードをネットワークのノードのグラフに挿 入する（２１８）。この挿入動作（２１８）は、ＮＣＮノードＩＤを含む親経路 指定された応答パケット１３０をＮＣＮが受けて、認識した場合（２２０）にも 行われる。そのグラフのための全てのノードがグラフに入れられていない、すな わち、ユーザーが指定したネットワークのノードの数がグラフ中のノードの数に 等しくないとすると、装置は戻って他のパケットを待つ（２０４）。グラフが完 全であれば、ＮＣＮ６０は論理区分されたスパンニングツリー（ＰＡＳＴ）アド レスをノードに割当てる。それについては後で詳しく説明する。論理アドレスが 割当てられると（２２２）、ＮＣＮ６０はそれのアドレスの各ノードに知らせる 。これは、ＳＥＴ＿ＡＤＤＲＳパケット２４０（第１０図参照）を作成し（２２ ４）、それらをノード６２〜７２へ送る（２２６）ことにより行われる。 各ＳＥＴ＿ＡＤＤＲＳパケット２４０は、第１０図に示すように、宛先ノード の物理的ＩＤ１０４と、その宛先に割当てられた論理ＰＡＳＴアドレス２４２と を含み、したがって、宛先ノードはそのパケットを受けて、それをそれの論理Ｐ ＡＳＴアドレスに保存できる。パケット２４０は前記ホップカウントでのフラッ ディングを用いて経路指定される。ＮＣＮから各ノードへの正確なホップカウン ト２４４は、この情報が宛先ノードから受けたＲＥＳＰＯＮＳＥ＿ＩＮＩＴパケ ットの部分であったことから、知られる。パケット２４０は論理アドレス中のビ ットの数の指示２４６も含む。ＳＥＴ＿ＡＤＤＲＳパケット２４０を受けるノー ドは、ＲＥＳＰＯＮＳＥ＿ＳＥＴ＿ＡＤＤＲＳパケット２５０（第１１図参照） をＮＣＮ６０へ送ることにより、それのＰＡＳＴアドレスの受取りを確認する。 それらのパケット２５０は親経路指定法を用いて経路指定される。 経路指定のタイプの判定における初期化段階中の資源に乏しいノード６２〜７ ６の動作は、第１２図の同じ動作の参照番号により示されているＮＣＮ６０にお けるそれと同じである。ホップカウント検査を行った（２１６）後で、ＩＮＩＴ パケット１２０を初めて受ける各ノード（２４０）はパケット１２０の送り元の 物理的ＩＤを保存し、その送り元をそれの親ノードとしてマークする（２４２） 。また、受けるノードはパケット内の値に１を加える。それはＮＣＮ６０からの ホップの数をＩＮＩＴパケット１２０の送り元に与え、その結果を受けるノード がネットワーク制御ノード（ＮＣＮ）６０から離れるホップの数として保存する 。その後で受けるノードはＲＥＳＰＯＮＳＥ＿ＩＮＩＴパケット１３０を作成し て（２４４）、それをＮＣＮ６０へ送り（２４６）、ＩＮＩＴパケット１２０を 送ったノード（すなわち、親ノード）の直接通信範囲内に受けるノードがあるこ とをＮＣＮ６０に知らせる。ＲＥＳＰＯＮＳＥ＿ＩＮＩＴパケット１３０は前記 親経路指定法を用いて経路指定される。したがって、まず初めに、各ＲＥＳＰＯ ＮＳＥ＿ＩＮＩＴパケット１３０は、そのパケットを作成したモードの親ノード の物理的ＩＤと、応答パケット１３０を送るノードの物理的ＩＤと、ＮＣＮ６０ から離れるホップの数とを含む。その後でノードはこのパケットを放送するが、 パケット中に現れるＩＤを有する親ノードのみが、それのＩＤをそれ自体の親ノ ードのＩＤと置き換えた後でパケットを再送信する。したがって、ＲＥＳＰＯＮ ＳＥ＿ＩＮＩＴパケット１３０が、パケット１３０を発生させた初期化パケット １２０の送り元により最初に送られる。ＲＥＳＰＯＮＳＥ＿ＩＮＩＴパケット１ ３０を受けると、ＮＣＮ６０はグラフにエントリを作成してＲＥＳＰＯＮＳＥ＿ ＩＮＩＴパケット１３０を送った発信元ノードを表す。パケット１３０の送り元 を表すエントリと、パケット１３０を送らせたパケット１２０を 有するノードとを接続するために、グラフに弧が形成される。その弧は実際には リンクされたデータ構造におけるポインタである。ＮＣＮ６０からパケット１３ ０の送り元（発信元）のホップの数も保存される。 パケット１２０を初めて受けるノードは、パケット１３０をＮＣＮへ送る（２ ４６）ことに加えて、ホップカウント１を有するＩＮＩＴパケット１２０と、ｆ ｆｆｆ（ｈｅｘ）のＩＤを作成し（２４８）（第１２図参照）、聴取する全ての 中間ノードへそれを放送する（２５０）。 最初のパケットに続いてＩＮＩＴパケット１２０を受けるノードは、パケット １２０の送り元の物理的ＩＤを親としては保存しない。それは初期化パケット１ ２０を作成および放送することも止める。しかし、ノードはＨＥＡＲ＿ＩＮＩＴ パケット２６０を作成する（２５２）。このパケット２６０の構造と目的はＲＥ ＳＰＯＮＳＥ＿ＩＮＩＴパケット１３０に類似し、第１３図に示されている。し かし、ＨＥＡＲ＿ＩＮＩＴパケット２６０は、ＨＥＡＲ＿ＩＮＩＴパケット２６ ０を送り出すノードからＮＣＮ６０の到達するためにＲＥＳＰＯＮＳＥ＿ＩＮＩ Ｔパケット１３０がたどった経路と同じ経路をたどる。パケット２６０はＮＣＮ ６０に弧をグラフに挿入もさせて、パケット２６０の送り元と、パケット２６０ を発生させたパケット１２０の送り元とを接続する。 受けられるパケットがこのノードのために設定すべきアドレスであると判定さ れると（２５４）（第１２図）、論理アドレスを保存し（２５６）、ネットワー ク通信と、第１２図を参照して説明する制御段階とに入る。グラフを作成するプ ロセス２１８（第９図参照）を第１４図に一層詳しく示す。ＮＣＮ６０がパケッ トを受けると、そのパケットを検査してパケットのタイプを判定し（２７２）、 それが誤ったタイプであればそれを捨てる（２７４）。正しいタイプのパケット を受けたら、送り元と親とのアドレスを取り出し（２７６）、第１５図（ａ）と 第１５図（ｂ）を参照して後で説明するリンクされたデータ構造リストエントリ を作成する（２７８）。そのエントリにデータを挿入する（２８０）。その後で ＮＣＮ６０は、親に対するリンクされたリストにエントリが存在するかどうかを 判定する（２８２）。その判定が否定であればその親に対するエントリを作成す る（２８４）。次に、エントリの間のポインタをエントリに挿入する（２８６） 。その後で、第９図を参照して既に説明したステップ２２０と２２２を行う。 ネットワーク中の資源に乏しい各ノード６２〜７６からＮＣＮ６０が応答パケ ット（１３０／２６０）を受けるまで、グラフ作成プロセスは継続する。したが って、それはネットワーク中のあらゆるノードおよびリンクを表すことができる 。結果としてのグラフは第２図のそれに類似し、第１５ａ図と第１５ｂ図に示す リンクされたリストなどのリストとしてメモリ内で表される。第１５ａ図は、物 理的識別子（ＩＤ）３ａｂｃと７６９を有するノードと通信できるＮＣＮ３００ を示す。ノード３ａｂｃはＩＤ２０９、１５２、６２２を有するノードと、ノー ド７６９およびＮＣＮ３００と通信できる。ノード７６９はＩＤ１５２、６２２ を有するノードと、ノード３ａｂｃおよびＮＣＮ３００と通信できるが、ＩＤ２ ０９を有するノードとは通信しない。ＩＤ２０９、１５２、６２２を有するノー ドは聴取でき、グラフ接続で示されているようにノードへ送る。この構成は、第 １５ｂ図のポインタを向けられたリンクされたリストデータ構造内に反映される 。図から分かるように、リスト３１０内の各項目すなわちエントリ３１２は、対 応するノードの物理的ＩＤを含んでいるブロックＩＤフィールド３１４と、親ノ ードを識別する親ＩＤフィールド３１６と、根ノードすなわちＮＣＮへのホップ の数のカウントを含むホップカウント・フィールド３１８と、現在のノードが聴 取でき、かつ通信でき、更にパケット２６０を送るネットワーク中の更に下流の ノードを識別する１つまたは複数の子ポインターフィールド３２０と、現在のノ ードに初期化パケット１２０を送った最初のノードを識別する親ポインター３２ ２とを含む。各エントリ３１２はＰＡＳＴアドレスを保存するフィールド ３２４も含む。そのＰＡＳＴアドレスは対応するノードに割当てられる。この種 のグラフは初期化の次の段階でネットワーク制御ノード（ＮＣＮ）により使用さ れてスパンニングツリーを構成し、アドレスをスパンニングツリーのノードに割 当てる。 ネットワークの初期化における次の段階は、別々のスパンニングツリーデータ 構造（グラフ）をＮＣＮのメモリに組み込まれている元のグラフから得ることよ り成る。スパンニングツリーグラフは別々のグラフ（リンクされたリストデータ 構造）として構成され、将来のネットワーク変更および追加のために元のグラフ が維持される。このプロセスは図のグラフの修正した深さの最初のサーチを含む 。深さの最初のサーチでは、子の１つ（最も右）が選択されるような子をあるノ ードが有するならばそのノード（最も右）が選択され、そのノードが子を有する ならばそれが選択される、等、葉に遭遇するまでその操作を繰り返す。その点で 葉ノードの親のきょうだい深さを最初にサーチされる。このタイプのサーチでは 、プロセスは、他の経路が処理される前に、１つの経路に沿ってできるだけ深く 進む。ある幅の最初のサーチでは、ネットワーク中の各レベルにおける全てのノ ード（きょうだい）を、より深いレベルにあるノードを処理する前に、処理する 。本発明の修正した深さの最初のサーチでは、レベルを２つのレベルに分割でき る操作により各レベルの幅が最小にされて、結果としてのアドレスの長さを最適 にすることを支援する。この説明では第２図を元のグラフすなわちソースグラフ として使用する。この段階では資源に乏しいノードは含まれず、この段階全体は ＮＣＮのメモリ内で起きる。これは、その中でいくつかの物事が起きる（スパン ニングツリーの作成およびアドレス割当て）ような回帰動作であって、かつ流れ 図では容易には表されないから、コードアルゴリズムを含んでいる付録をここに 設ける。ＮＣＮ６０は、スパンニングツリーの根をそれ自体で考察することによ りスタートし、グラフ中の付近のノードの実際の数に１を加えることにより付近 のノードの数を計算する。たとえば、ＮＣＮ６０は２つの付近ノードを有するか ら、計算した付近ノードの数が存在する。付近ノードの計算した数が２の累乗で あるとすると、各付近ノードは子ノードとしでスパンニングツリーに入れられる 。現在の例ではそれは入れられない。付近ノードの計算した数が２の累乗でない とすると、付近ノードのいくつかをスパンニングツリー内の子ノードから除外で き、または除外できない。これを判定するために、ＮＣＮ６０は、付近のノード の数より小さい、↓２で示す、２の最大累乗を計算し、かつ、付近のノードの数 より大きい、↑２で示す、２の最小累乗を計算する。付近ノードの数が↓２より ↑２に近いとすると、全ての付近ノードは子ノードとしてスパンニングツリーに 入れられる。しかし、付近ノードの数が↓２に近いとすると、グラフ中のどの付 近ノードをスパンニングツリー内の子モードであることから排除できるかを判定 しようとする。↑２と↓２への近さが同じ場合には、ＮＣＮ６０はいくつかの付 近ノードを除外することを判定する。この判定のために、ＮＣＮはグラフの弧を たどって、他の付近のどの１つからいずれかの付近ノードに到達できるかを調べ る。この例では、ノード６２にノード６４から到達できる。他の任意の付近ノー ドから到達できる任意の付近ノードは子ノードとしてスパンニングツリーに入れ られず、付近ノードの数が１だけ減少させられる。付近ノードの数が↑２に到達 すると、現在のノードの付近ノードに対して除外プロセスが直ちに停止する。そ れらの除外された付近ノードは将来スパンニングツリーに入れられる。スパンニ ングツリー内の子ノードとして考えることから付近ノードを除外できない、とＮ ＣＮ６０が判定したとすると、全ての付近ノードはツリーに入れられる。スパン ニングツリーに入れられる各付近ノードは訪ねさせられたものとマークされ、入 れられた各付近ノードにおいて上記手順をスタートして再び実行され、したがっ て、付近ノードに根を生やしたスパンニングサブツリー(spnning sub-tree)を構 成する。付近ノードが訪ねさせられたものとマークされたことが判明したとする と、 それは、訪ねさせられたノードに根を生やしたスパンニングサブツリーが既に存 在することを指示する。このプロセスは、まだ訪ねさせられていない次の付近ノ ードで更に進む。 付近ノードの数が↑２に近くないとすると、いくつかの付近ノードをスパンニ ングツリー内の子ノードであることから除外使用とする特別な努力の背後の理由 は、スパンニングツリーの幅を最小に保つことである。これは、論理ＰＡＳＴア ドレスを割当てるプロセスを以下に説明するとにより良く理解される。 この段階が終ると、元のグラフとは別の、（第２図参照）、すなわち、ＮＣＮ ６０に根を生やし、かつその中に、第１５図に示すように、ＮＣＮ６０からネッ トワーク中のあらゆるノードまで、およびその逆、の単一の経路が存在するよう なスパンニングツリー３３０がＮＣＮのメモリに存在する。このグラフは第１５ ｂ図に示すデータ構造に類似するデータ構造により表されることに注目されたい 。ＮＣＮ６０を除く、全てのノード（６２〜７６）は、ＮＣＮ６０に１ホップ近 い親ノードを有する。葉ノード（６６、７０、７４および７６）を除く全てのノ ードは、ＮＣＮ６０から１ホップ離れた子ノードを有する。ノードは、親を共通 に持つきょうだいノードを持つことができ、または持たないことができる。第２ 図の他のスパンニングツリーはもちろん可能である。 論理区分されたスパンニングツリー（ＰＡＳＴ）のネットワーク初期化プロセ スの最後の段階では識別子がネットワークの各ノードに割当てられる。更に詳し くいえば、アドレスを各ノードに割当てることができる。この文書の残りではア ドレスという用語を用いる。この割当て法では、各子はそれの親のアドレスを引 き継ぐ。そのアドレスは、それのレベルにおけるそれ自体の独特のアドレスに組 合わされる。このために、ＮＣＮ６０は、全部０ビットより成るアドレスをそれ 自体に割当てられることによりスタートする（このアドレスの長さは、資源に乏 しいノードへのアドレスの割当てを基にしており、長さはスパンニングツリーの 葉ノード６６、７０、７４および７６のアドレスの長さと同じである）。 その後でＮＣＮ６０は、ＮＣＮ６０のスパンニングツリー内の子ノードの実際 の数に１を加えることにより子の数を計算する。この例ではこれは２である。そ の後で、各子ノードを一意にアドレスするために要するビットの最小数、たとえ ばｎを計算する。スパンニングツリーの作成中に任意の付近ノードが子として除 外されたとすると、↑２は、ここで計算したビットの数まで増加した２の累乗で なければならない。付近ノードが除外されないとすると、ビットの数は↓２まで 、またはグラフ中の付近ノードの数に正確に等しい２の累乗まで進むべきである 。第１６図の例ではこれは１ビットである。各子ノードに割当てられる論理ＰＡ ＳＴアドレスは、それを他の全ての子ノードから区別する独特のｎビットパター ンで構成される。それらのｎビットは独特の子部分と呼ばれる。第１７図に示す 例では、ｎビットはアドレスの最上位ビットを構成するから、最上位ＰＡＳＴビ ットとも呼ばれる。アドレスビットへの独特の部分の他の割当てが可能であるこ とがわかるであろう。 ＮＣＮ６０のスパンニングツリー内のそれの子にＰＡＳＴアドレスを割当てた 後で、ＮＣＮ６０は各子ノードに根を生やしたサブツリーで上記手順を続行する 。スパンニングツリー内の任意のノードのアドレスの独特の部分（第１７図の例 では、独特の部分はｋ個の最上位ＰＡＳＴビットにより構成される）はツリー内 のそれの親ビットの、独特の子部分（この例では、独特のｍビットパターン、ｍ は各きょうだいを独特にアドレスするために必要なビットの再小数である）に連 結された独特の部分を備える。したがって、この例では、きょうだいのアドレス はｍ個の最下位ビットだけ異なる。あらゆるノードのアドレスを同じ長さで出現 させるために、ｋビットＰＡＳＴアドレスの右に０ビットが付加ビットとして用 いられる。 この手順の結果を第１７図に示す。この図では最上位のＰＡＳＴビットに実線 下線を施している。各ＰＡＳＴアドレスに付加して同じ長さにするために用いる ０ビットには下線を引いていない。第１７図で、葉ノード７６はそれのアドレス のために６ビットを要するから、全てのノードアドレスに０を付加して６ビット アドレスを得る。第１７図を調べてわかるように、各子ノードは子の親の最上位 ビットを含む。 前記したように、各ノードがアドレスを持つと、アドレスはネットワーク制御 ノード（ＮＣＮ）６０により資源に乏しいノード６２〜７６に送られて、それの ＰＲＯＭに保存される。これで初期化段階は終る。 第１８図に示すように、初期化段階と制御段階中はＮＣＮ６０はユーザーから の入力を待つ。特定の動作などの動作を実行することをノードに命令（指令）す るため、またはノードに質問してなんらかの情報を戻すことをそのノードに頼む ために、ＮＣＮ６０は、適切なコマンドを中に持つ第１９図に示すＳＥＮＤＶＡ ＬＵＥパケット３６０を作成する（３４２）。パケット３６０を送り（３４４） 、ＮＣＮ６０は戻りパケットを待つ（３４６）。受けるノードは、動作が実行さ れるか、質問が終るかすると、第２０図に示すＲＥＳＰＯＮＳＥＳＥＮＤ＿ＶＡ ＬＵＥパケット３６２を用いて結果を戻す。このパケットがＰＡＳＴプロトコル を用いて経路指定されたパケットであるかどうかを調べ（３４８）、もしそうで なければＮＣＮ６０はそのパケットを捨てる（３５０）。ＮＣＮ６０は、パケッ トが応答パケット３６２であるかどうかも判定し（３５４）、もしそうであれば 、表示または装置状態を更新するなどにより、パケット３６２をそれに応じて処 理する。 初期化段階が終った時に論理ＰＡＳＴアドレスを受信および保存した後では、 各ノード（６２〜７６）は、パケットを区分したスパンニングツリー（ＰＡＳＴ ）プロトコルを用いて経路指定すべきであることをフラグバイトが指示するよう なパケットを経路指定できる。ＮＣＮ６０から下流へ進んでいるパケットのモニ タ および制御段階中は、ＰＡＳＴを用いて各パケットを経路指定し、かつ各パケッ トは宛先ノードのＰＡＳＴアドレス、たとえば、ノード７０が宛先ノードである 時は１１０１１１を含む。ＮＣＮまで上流に進むパケットは送り元ノードのＰＡ ＳＴアドレス、たとえば、ノードが発信元ノードであれば１１１０００を含む。 第２１図に示す中間ノードは、パケットを受けると（３７０）、そのパケットが 正しいプロトコルを用いて経路指定されたかどうかを判定する（３７２）。プロ トコルが正確であれば、パケットアドレスをノードアドレスと比較する（３７６ ）。もし一致しなければノードはそれ自体のＰＡＳＴアドレスの最上位ｋ個のビ ットをパケット内のＰＡＳＴアドレス（下流パケットのための宛先ノードのＰＡ ＳＴアドレス、または上流パケットのための送り元ノードのＰＡＳＴアドレス） と比較する（３７８）。ｋビットの全てが２つのアドレスで一致したとすると、 中間ノードはＮＣＮ６０から宛先／送り元ノードまでの直接経路に明確に存在す る。したがって、中間ノードはそれに送られたパケットを再送信する（３８０） 。パケットのアドレスのｋビットと一致しないｋビットを有するＰＡＳＴアドレ スを持つパケットを受信しても、その受信した全てのパケットの再送信は止めら れて、そのパケットを捨てる（３８２）。宛先アドレスがノードアドレスに一致 したとすると、パケットを処理し、それの内部コマンドを実行する（３８４）。 実行された特定のプロセスを基にして、結果をＲＥＳＰＯＮＳＥ＿ＳＥＮＤ＿Ｖ ＡＬＵＥパケット３６２（第２０図参照）に置き（３８６）、このパケットを送 る（３６２）。経路指定プロトコルがＰＡＳＴプロトコルでないとすると、ノー ドはそのプロトコルがホップカウントでのフラッディング（ＦＨＣ）・プロトコ ルであるかどうかを判定し（３９０）、もしそうでなければパケットを捨てる（ ３９１）。パケットがＦＨＣパケットであれば、そのパケットがＩＮＳＥＲＴパ ケット（第２２図参照）であるかどうかについて判定する（３９２）。それがＩ ＮＳＥＲＴパケットでなければ、そのパケットがＩＮＩＴ パケット１２０（第５図参照）であるかどうかについて判定する（３９４）。そ れがＩＮＩＴパケットであれば、ノードは初期化段階に入る（３９６）。パケッ トがＩＮＳＥＲＴパケットであれば、ノードはＨＥＡＲ＿ＩＮＩＴパケット４０ １（第２５図参照）を作成する。その後でそのパケットを送る（３８０）。 ネットワークを初期化した後で、すなわち、資源に乏しいノードがそれの論理 ＰＡＳＴアドレスを受けた後で、新しい資源に乏しいノードをネットワークに付 加する必要があるかもしれない。最も簡単な解決策は全ネットワークを上記のよ うにして再初期化することである。しかし、多くの環境ではこれは望ましくない ことがある。代わりの解決策として、資源に乏しい各新しいノードはＩＮＳＥＲ Ｔパケット４００を放送できる（第２２図参照）。このパケットはそれの付近ノ ード（既に初期化されている）により聴取される。付近ノードはＨＥＡＲ＿ＩＮ ＩＴパケット４０１（第２３図参照）を作成し、ＰＡＳＴプロトコルを用いてそ れをＮＣＮ６０へ送る。ＨＥＡＲ＿ＩＮＩＴパケットは新しいノードの物理的Ｉ Ｄと、そのパケットを作成したノードのＩＤとを、ＮＣＮ６０までのそれのホッ プカウントと一緒に含む。ＮＣＮ６０は、新しいノードの多数の付近ノードから ＨＥＡＲ＿ＩＮＩＴパケットを集めた後で、スパンニングツリー内の新しいノー ドのための最良の場所を選択しようと試みる。良い場所というのは、ＰＡＳＴア ドレスまたは他のノードのＰＡＳＴアドレスの長さをほとんどまたは全く変更す ることなしに、論理ＰＡＳＴアドレスを新しいノードに割当てることができるよ うな場所のことである。第１７図の例では、新しいノードを、物理的ＩＤが２で あるノード（ノード６４）の子としてスパンニングツリー内に容易に挿入できる 。他のどのような配置も他のノードの論理ＰＡＳＴアドレスを変更することを要 する。したがって、新しいコードをノード６４の付近に挿入することを要するも のとすると、ＮＣＮは論理ＰＡＳＴアドレス１０１０００をこの新しいノードに 割当てる。しかし、新しいノードをノード６４の付近の外側に挿入することを 求められたとすると、新しいノードのＰＡＳＴアドレスに適合させるために、論 理ＰＡＳＴアドレスのいくらかを変更するこどが求められる。ＮＣＮ６０は、新 しいＰＡＳＴアドレスをノードの全てまたは多くに再び割当てることを必要とす ることがある。ノードの変更されたＰＡＳＴアドレスと、新しいノードの新しい ＰＡＳＴアドレスとを、ＳＥＴ＿ＡＤＤＲＳパケットを用いて広め、ＦＨＣ経路 指定を用いて送る。要求があれば、ＮＣＮ６０は初期化手順全体をスタートさせ ることができる。 ノードの障害を検出するために、本発明では端から端までの肯定応答を用いる 。ＮＣＮ６０が情報についての要求または質問をあるノードに送り、応答を受け なかったとすると、宛先までの経路中のノードが障害を起こしたかもしれないと そのＮＣＮは仮定する。その後でＮＣＮは宛先ノードまで導くスパンニングツリ ー内の経路に沿う横断を開始し、それに続いてＥＣＨＯ（第２４図参照）パケッ ト４０２をＰＡＳＴプロトコルを用いて経路中の各ノードまで送り、ＰＡＳＴプ ロトコル応答を待つ。ＥＣＨＯパケット４０２を受けるノードは、それを単にコ ピーしてＮＣＮ６０へ送り返すことにより、ノードが正しい動作状態にあること をＮＣＮ６０に知らせる。ＥＣＨＯパケット４０２が受けられないと、ＥＣＨＯ パケット４０２によりアドレスされたノードが故障したことをＮＣＮ６０に指示 する。そうすると、ＮＣＮ６０はスパンニングツリーを再構成して、故障したノ ードに根を生やしているスパンニングツリーをネットワークの異なる部分に接続 して、サブツリーの新しい親が全ての新しい子の聴取範囲内にあるようにする。 元のグラフ内の親ノードから下流ノードまでの弧を無くし、前記したスパンニン グツリーおよびアドレス割当て動作をを行うこどにより、この再構成は行われる 。ＮＣＮ６０は、サブツリーの全てのノードをスパンニングツリーの他の部分に 確実に再接続するために、サブツリーの部分を分解しなければならないことがあ る。その後でＮＣＮ６０は新しい論理ＰＡＳＴアドレスをスパンニングツリーの 再構 成された部分に割当てパケット２４０を送り出して、影響を受けたノードにそれ のＰＡＳＴアドレスの変更について知らせる。また、故障したノードがネットワ ークの重要な部分にあるものとすると、ネットワークの完全な再初期化を必要と することがある。 本発明で用いる暗黙のホップ−バイ−ホップ肯定応答（ＩＨＢＨ）法も、ノー ドの故障を検出することを支援する。パケットを送る各発信元ノードまたは中間 ノードは、それの付近ノード（スパンニングツリー内の同じ経路にあるノード） により送られているパケットを聴取することを予測する。指定された時間内に、 再送信が聴取されないとすると、発信元ノードまたは中間ノードは、ノードの障 害がそれのパケットがスパンニングツリーの経路をたどることを阻止するものと 仮定する。その後で、発信元ノードまたは中間ノードが、ＦＬＡＧバイト中の放 送ビットが適切にセットされているＳＱＵＥＡＬパケット４０４（第２５図参照 ）を送り出す。ＳＱＵＥＡＬパケット４０４は送りノードのＰＡＳＴアドレスを 含み、かつそれはホップカウントでのフラッディング・プロトコルを用いてＮＣ Ｎ６０へ経路指定される。その後でＮＣＮ６０は、障害を訴えているノードまで の経路に沿うどのノードが故障したかを発見するためのそれの手順を開始する。 それに、ネットワークの一部または全ての再構成が続く。 本発明の多くの特徴および利点が詳細な説明から明らかであり、したがって、 本発明の真の要旨および範囲に含まれる本発明のそのような特徴および利点の全 てを請求の範囲により包含することを意図するものである。更に、数多くの修正 および変更が当業者には容易に浮かぶから、図示し、説明した構造および動作そ のものに本発明を限定することを希望せず、したがって、本発明の範囲内に含ま れる全ての適当な修正および均等物に頼ることができる。たとえば、各パケット 内のデータ要素の機能性が新しいパケットフォーマットの類似の他のフィールド により提供される限り、上記パケット構造を変更できる。ＮＣＮにおいて実行さ れ、各ノードの子ノードを一意に識別するビットフィールドを有するＰＡＳＴア ドレスを新しいアルゴリズムが発生できる限り、ノードのためのＰＡＳＴアドレ スを発生するために使用されるアルゴリズムを変更できる。全てのノードはメモ リおよび処理能力に関して資源に乏しくする必要はなく、プロトコルはどのよう なタイプのノードに対しても働く。ＰＡＳＴプロトコルはネットワークをＮＣＮ のみと各ノードの間、およびバック、のみに限定しないが、非ＮＣＮノードの間 の通信のために使用することもできる。２つの非ＮＣＮノードの間の通信はパケ ットをＮＣＮへ最初に送ることにより達成できる。それはそれらを適切な宛先へ 送ることができる。この説明は２の累乗を用いるスパンニングツリーの幅の最小 化を記述する。この最小化は実行する必要はなく、ＰＡＳＴアドレスの長さを最 適にするために設けられているものである。ＮＣＮにおいてグラフで表すために 用いるリンクされたリストデータ構造を、他の任意のタイプのデータ構造（たと えば、アレイ）で置き換えることができ、リンクされたリストデータ構造の各要 素の機能性が新しい要素または新たな順序にされた要素で満たされる限り、それ らの要素の順序を変更できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ０８／４９８，７１５ (32)優先日 平成７年６月30日(1995．6．30) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０８／５５８，４４７ (32)優先日 平成７年11月16日(1995．11．16) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＮ，ＪＰ，ＫＲ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ネットワークのどのノードが相互に通信できるかを決定すること、およ び識別子をノードに割当てることを備える、ネットワークを構成する方法であっ て、この方法は相互に通信できるノードのスパンニングツリーを構成する過程を 備え、 ノードに識別子を割当てることがスパンニングツリーを基にする、 ことを特徴とするネットワークを構成する方法。 ２． 請求の範囲１記載の方法であって、識別子の割当ては、論理ノード識別 子を子ノードに割当てることを含み。論理ノード識別子は子ノードの親ノードの 論理ノード識別子の独特の部分を備えることを特徴とする方法。 ３． 請求の範囲２記載の方法であって、論理ノード識別子を割当てることは 、 子ノードのために親ノードの子ノードの間で一意に区別する独特の子部分を構 成することと、 子ノードのために、親ノードの論理ノード識別子の独特の部分を独特の子部分 に組合わせることにより、子ノードの論理識別子の独特の部分を構成することと 、 を備えることを特徴とする方法。 ４． 請求の範囲２または３に記載の方法であって、割当てることは子ノード の論理ノード識別子を子ノードへ送ることを備えることを特徴とする方法。 ５． 請求の範囲１、２、３、４または５に記載の方法であって、判定するこ とは、 初期化メッセージを全てのノードへ送ることと、 初期化メッセージを送るノードの１つを親ノードとして記録することと、 を備えることを特徴とする方法。 ６． 請求の範囲４または５に記載の方法であって、送ることはホップカウン トでのフラッディング通信プロトコルを用いることを備えることを特徴とする方 法。 ７． 請求の範囲５または６に記載の方法であって、判定することは初期化メ ッセージに応答することを更に備えることを特徴とする方法。 ８． 請求の範囲７記載の方法であって、応答することは親経路指定通信プロ トコルを用いることを備えることを特徴とする方法。 ９． 先行する請求の範囲のいずれか１つに記載の方法であって、方法は、区 分したスパンニングツリー通信プロトコルを用いて通信することにより、ネット ワークにノードを加えること、ネットワークからノードを除去することの１つに ネットワークを再構成することを更に備えることを特徴とする方法。 １０． 先行する請求の範囲のいずれか１つに記載の方法であって、構成する ことは、２の最小累乗に応答してノードを区分することによりネットワークの幅 を最小にすることを含むことを特徴とする方法。 １１． 先行する請求の範囲のいずれか１つに記載の方法であって、スパンニ ングツリーは、親ポインターと、子ポインターと、ノードのノード物理的識別子 と、親物理的識別子と、ホップカウントと、区分したスパンニングツリー論理識 別子とを含むエントリを有するリンクされたリストデータ構造を備えることを特 徴とする方法。 １２． 相互に通信できるノードのスパンニングツリーをノードが構成し、 子ノードの識別子の独特の部分が子ノードの親ノードの識別子の独特の部分を 含み、 この方法は、メッセージアドレスが現在のノード識別子の独特の部分を含む時 に、メッセージを他のノードヘ送ることを備える、 ことを特徴とする、独特のノード識別子によりノードを識別する、ノードのネッ トワーク内でメッセージの経路を指定する方法。 １３． 請求の範囲１２記載の方法であって、子ノードの識別子の独特の部分 が、親ノードの全ての子ノードの間で子ノードを一意に識別する独特の子部分を 更に含むことを特徴とする方法。 １４． 請求の範囲１２または１３に記載の方法であって、メッセージアドレ スとノード識別子とのフォーマットがほぼ対応することを特徴とする方法。 １５． 請求の範囲１２、１３または１４に記載の方法であって、この方法は 、メッセージを受ける、受けるノードは、メッセージアドレスを受けるノードの 識別子とのみ比較することにより、宛先ノードまでの経路内にあるかどうかを判 定することを備えることを特徴とする方法。 １６． 請求の範囲１２、１３、１４または１５に記載の方法であって、送る ことは、 メッセージアドレスを現在のノード識別子と比較し、一致が起きたならばメッ セージを処理することと、 現在のノード識別子の独特の部分をメッセージアドレスの対応する部分と比較 することと、 対応する経路が一致しなければメッセージを捨てることと、 対応する経路が一致したならばメッセージを送ることと、 を備えることを特徴とする方法。 １７． 請求の範囲１２、１３、１４、１５または１６に記載の方法であって 、 送られたメッセージが放送されたかどうかを判定することと、 メッセージが放送されない時は故障したノードを指示することと、 を更に備えることを特徴とする方法。 １８． 請求の範囲１７に記載の方法であって、方法は、 故障しているノードへの経路に沿う全てのノードをポーリングすることと、 ポーリングに対する応答を基にしてネットワークを再構成することと、 を更に備えることを特徴とする方法。 １９． 請求の範囲１２ないし１８のいずれか１つに記載の方法であって、 ノードにより受けられた全ての上流パケットをノードの親ノードへ送ること、 を備えることを特徴とする方法。 ２０． ノードが相互に通信できるノードのスパンニングツリーを構成し、 子ノードの識別子の独特の部分が子ノードの親ノードの識別子の独特の部分を 含む、 ことを特徴とする、ノードが独特のノード識別子により識別される、複数のノー ドを備える通信ネットワーク。 ２１． 請求の範囲２０記載の通信ネットワークであって、ネットワークはネ ットワーク制御ノードを備え、ネットワーク制御ノードとネットワークノードと は無線送信器／受信器を含み、その無線送信器／受信器を介してネットワーク制 御ノードとネットワークノードが通信することを特徴とする通信ネットワーク。 ２２． ネットワークのどのノードが相互に通信できるかを判定することと、 区分されたスパンニングツリープロトコルを基にして識別子をノードに割当てる ことと、を備える、ノードのネットワークを構成することをコンピュータに指令 する方法を含むコンピュータが読み取ることができるメモリ。 ２３． ノードの論理識別子を記憶するメモリと、 ノードが宛先ノードまでの経路内にあるかどうかを判定するプロセッサと、 を備える通信ネットワークノードであって、 プロセッサはメッセージのメッセージアドレスをノードの論理識別子のみと比 較することにより前記判定を行うことをもくろむことを特徴とする通信ネットワ ークノード。 ２４． 請求の範囲２３記載のノードであって、前記プロセッサは論理識別子 の独特の部分をメッセージアドレスの対応する部分と比較することを特徴とする ノード。 ２５． ネットワーク構成を記憶するメモリと、 プロセッサと、 を備える通信ネットワークのためのネットワーク制御ノードであって、 ネットワークのノードの区分されたスパンニングツリー識別子を判定すること と、識別子をネットワーク構成に記憶することと、ネットワーク構成を用いてメ ッセージをノードへ送ることとをプロセッサがもくろむことを特徴とする通信ネ ットワークのためのネットワーク制御ノード。