JP2005311973A - ネットワークリカバリーシステム及びネットワークリカバリー方法並びにノード - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 異常が発生した隣接ノードを検出する隣接ノード異常検出手段4と、隣接ノード異常検出手段で検出された隣接ノードに代わって新しい接続先のノードを決定し、ネットワークを復旧するリカバリー先ノード決定手段5と、新しい接続先のノードとの接続を確立するコネクション確立手段6と、隣接ノード情報を取得する隣接ノード情報取得手段2と、隣接ノード情報を所定の場所に格納する隣接ノード情報記憶手段とを備え、リカバリー先ノード決定手段5は、隣接ノード異常検出手段4で検出された隣接ノードについての隣接ノード情報を参照して、新しい接続先のノードを決定する。
【選択図】 図1
Description
この場合、例えば、特許文献1に記載のネットワークにおける経路選択方法では、リンクが切断されたときに、送信意図ノードは、送信相手先ノードとの間のリンクを中継できる適当なノードを検索し、中継可能なノードを発見できれば当該ノードを中継ノードとして選択し、当初の送信相手先ノードにデータを送信している。
この発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、隣接ノードの離脱や故障等が生じた場合に、ネットワークを速やかに回復させ、通信品質の向上を図ったネットワークリカバリーシステム及び方法並びにノードを提供することを目的としている。
ネットワークに接続され互いに情報を送受可能なノードであって、
少なくとも1ホップ先のノードのいずれかが離脱又は故障等して異常が発生した場合、その異常が発生した隣接ノードを検出する隣接ノード異常検出手段と、
前記ネットワークを復旧させるために、前記隣接ノード異常検出手段で検出された隣接ノードに代わる新しい接続先のノードを決定するリカバリー先ノード決定手段と、
前記リカバリー先ノード決定手段で決定された前記新しい接続先のノードとの接続を確立するコネクション確立手段と、
を備えたことを特徴とする。
前記少なくとも1ホップ先のノードが持っている隣接ノード情報を取得する隣接ノード情報取得手段と、前記隣接ノード情報を所定の場所に格納する隣接ノード情報記憶手段と、をさらに備え、前記リカバリー先ノード決定手段は、前記隣接ノード異常検出手段で検出された隣接ノードについての前記隣接ノード情報を参照して、前記新しい接続先のノードを決定することを特徴とする。
前記隣接ノード情報は、前記隣接ノードと、当該隣接ノードが隣接するノードとの親子関係を含み、当該隣接ノードに対して当該隣接ノードが隣接ずるノードが親の場合、前記リカバリー先ノード決定手段は、当該隣接ノードが隣接するノードを前記新しい接続先のノードの候補とすることを特徴とする。
この構成によれば、隣接ノード情報は、隣接ノードと、隣接ノードが隣接するノードとの親子関係を含み、隣接ノードに対して隣接ノードが隣接するノードが親の場合、リカバリー先ノード決定手段は、当該隣接ノードが隣接するノードを新しい接続先のノードの候補とするので、ネットワークを速やかに回復させることができ、かつ通信品質を保持することができるという効果が得られる。
前記リカバリー先ノード決定手段は、前記隣接ノードまでの平均メトリックスを計算する計算手段を備え、当該計算手段で計算された平均メトリックス値が最小のノードを前記新しい接続先のノードとすることを特徴とする。
この構成によれば、リカバリー先ノード決定手段は、隣接ノードまでの平均メトリックスを計算する計算手段を備え、当該計算手段で計算された平均メトリックス値が最小のノードをリカバリー先ノードに決定するので、ネットワーク遅延を最小に抑制することができ、データ転送の効率を向上させることができるという効果が得られる。
ネットワークに接続され互いに情報を送受可能なノードの少なくとも1ホップ先のノードのいずれかが離脱又は故障等して異常が発生した場合、前記ネットワークを復旧させるネットワークリカバリーシステムであって、
前記ノードの各々が、
当該異常が発生した隣接ノードを検出する隣接ノード異常検出手段と、
前記隣接ノード異常検出手段で検出された隣接ノードに代わる新しい接続先のノードを決定するリカバリー先ノード決定手段と、
前記少なくとも1ホップ先のノードが持っている隣接ノード情報を取得する隣接ノード情報取得手段と、
前記隣接ノード情報を所定の場所に格納する隣接ノード情報記憶手段と、
を備え、前記リカバリー先ノード決定手段は、前記隣接ノード異常検出手段で検出された隣接ノードについての前記隣接ノード情報を参照して、前記新しい接続先のノードを決定し、当該新しい接続先のノードとの接続を確立することを特徴とする。
ネットワークに接続され互いに情報を送受可能なノードの少なくとも1ホップ先のノードのいずれかが離脱又は故障等して異常が発生した場合、前記ネットワークを復旧させるネットワークリカバリー方法であって、
当該異常が発生した隣接ノードを検出する隣接ノード異常検出ステップと、
前記隣接ノード異常検出手段で検出された隣接ノードに代わる新しい接続先のノードを決定するリカバリー先ノード決定ステップと、
前記少なくとも1ホップ先のノードが持っている隣接ノード情報を取得する隣接ノード情報取得ステップと、
前記隣接ノード情報を所定の場所に格納する隣接ノード情報記憶ステップと、
を含み、前記リカバリー先ノード決定ステップにおいて、前記隣接ノード異常検出ステップで検出された隣接ノードについての前記隣接ノード情報を参照して、前記新しい接続先のノードを決定し、当該新しい接続先のノードとの接続を確立することを特徴とする。
例えば、P2P内の各ノードが自分の情報を2ホップ先の隣接ノードにブロードキャストし、隣接ノードはその情報をキャッシュする。隣接ノードの離脱や故障などが生じた場合、キャッシュした隣接ノード情報に基づいて、リカバリー先のノードを決定し、コネクションを接続し直すことによって、ネットワークの分断を速やかに回復することができる。
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態に係るノードの構成の一例を示すブロック図である。
このノード1は、隣接ノード情報取得部2,隣接ノード情報記憶部3,隣接ノード異常検出部4,リカバリー先ノード決定部5,コネクション確立部6で構成される。
隣接ノード情報取得部2は、隣接するノードとの親子関係等を含むノード情報を取得する。
隣接ノード情報記憶部3は、隣接ノード情報取得部2で取得した隣接ノードのノード情報を所定の場所に格納する。
隣接ノード異常検出部4は、隣接ノードが離脱したり故障したりして異常が発生した場合、その離脱又は故障した隣接ノードを検出する。
コネクション確立部6は、リカバリー先ノード決定部5で決定された隣接ノードとのコネクションを確立する。
ノード1は、隣接ノード情報取得部2より、ホップ先の隣接ノードに関するノード情報を獲得し、それを隣接ノード情報記憶部3に記憶する。隣接ノード異常検出部4で隣接ノードの離脱,故障等の異常を検出すると、隣接ノード情報記憶部3に保持されている隣接ノード情報を元に、リカバリー先ノード決定部4でリカバリー先のノードを検出し、コネクション確立部5でノード1とリカバリー先のノードとのコネクションを確立する。
まず、ノード1の隣接ノード異常検出部4が、隣接ノードの離脱,故障等の異常を検出する(ステップS1)。
次に、リカバリー先ノード決定部5が、隣接ノード異常検出部4が検出した離脱又は故障した隣接ノードと、隣接ノード情報記憶部3が持っている隣接ノード情報とを参照して、リカバリー先のノードを決定する(ステップS2)。
そして、リカバリー先ノード決定部5からコネクション確立部6にリカバリー先のノードが通知され、ノード1からそのノードに対してコネクションを確立する(ステップS3)。
このように、ノード1にリカバリー機能を導入することにより、ノードの離脱,故障等の異常によって分断されたネットワークを回復し、ノード間の通信品質の向上を図ることができる。
ここで、記憶媒体とは、RAM、ROM等の半導体記憶媒体、FD、HD等の磁気記憶型記憶媒体、CD、CDV、LD、DVD等の光学的読取方式記憶媒体、MO等の磁気記憶型/光学的読取方式記憶媒体であって、電子的、磁気的、光学的等の読み取り方法のいかんにかかわらず、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体であれば、あらゆる記憶媒体を含むものである。
ここで、自己のノードをノードXとし、ノードXがブロードキャストするノード情報は、ノードID(Node ID)11、ノードアドレス(Node Address)12、隣接ノードID(Neighbor ID)13、及び隣接ノードとの間の親子関係(Relation)14である。
この例では、ノードID11は「X」、ノードアドレス12は「xxxx」、隣接ノードIDは「A」,「B」,「C」、隣接ノードとの親子関係は、隣接ノードAはノードXに対して「親(Parent)」、隣接ノードBはノードXに対して「子(Child)」、隣接ノードCはノードXに対して「子(Child)」である。これらが、ノードXが1ホップ先の隣接ノードA,B,Cにブロードキャストする自己のノード情報を示す。
この例では、ノードXを中心に配置し、ノードXの周囲には、隣接するノードA,B,Cが配置されている。隣接ノードBはノードXに対して「子(Child)」であるので、図の矢印bで示すように隣接ノードBからノードXの方向へ、隣接ノードCはノードXに対して「子(Child)」であるので、図の矢印cで示すように隣接ノードCからノードXの方向へ、隣接ノードAはノードXに対して「親(Parent)」であるので、図の矢印aで示すようにノードXから隣接ノードAの方向へ情報が移動する。
この例では、隣接ノードAに隣接するノードをA1,A2、隣接ノードBに隣接するノードをB1,B2,B3、隣接ノードCに隣接するノードをC1,C2としている。また、ブロードキャストするノード情報は、図1と同様に、ノードID21、ノードアドレス22、隣接ノードID23、及び隣接ノードとの間の親子関係24である。
第3段,第4段のノードID「A1」,「A2」の場合は、3ホップ先の隣接ノードが様々であるので省略する。
第6段,第7段,第8段のノードID「B1」,「B2」,「B3」の場合は、3ホップ先の隣接ノードが様々であるので省略する。
第10段,第11段のノードID「C1」,「C2」の場合は、3ホップ先の隣接ノードが様々であるので省略する。
この例では、ノードXを中心に配置し、ノードXの周囲には、隣接するノードA,B,Cが配置され、隣接ノードAに隣接するノードとして、A1,A2、隣接ノードBに隣接するノードとして、B1,B2,B3、隣接ノードCに隣接するノードとして、C1,C2が配置されている。隣接ノードBはノードXに対して「子(Child)」であるので、図の矢印bで示すように隣接ノードBからノードXの方向へ、隣接ノードCはノードXに対して「子(Child)」であるので、図の矢印cで示すように隣接ノードCからノードXの方向へ、隣接ノードAはノードXに対して「親(Parent)」であるので図の矢印aで示すように、ノードXから隣接ノードAの方向へ情報が移動する。
また、隣接ノードB1は隣接ノードBに対して「子(Child)」であるので、図の矢印b1で示すように隣接ノードB1から隣接ノードBへ、隣接ノードB2は隣接ノードBに対して「子(Child)」であるので、図の矢印b2で示すように隣接ノードB2から隣接ノードBへ、隣接ノードB3はノードBに対して「子(Child)」であるので、図の矢印b3で示すように隣接ノードB3から隣接ノードBへ、ノードXは隣接ノードBに対して「親(Parent)」であるので、図の矢印bで示すように隣接ノードBからノードXの方向へ情報が移動する。
以上のようにして、ノード間の情報を交換することによって、2ホップ先のノードのノード情報を入手することになる。
なお、ノードXは、2ホップ先の隣接ノードA1,A2,B1,B2,B3,C1,C2のノードID、ノードアドレス、及び隣接ノードとの間の親子関係をキャッシュメモリに記憶しておく。
ブロードキャストするノード情報は、ノードID31,ノードアドレス32,隣接ノードID33,隣接ノードとの間の親子関係34である。
この例では、ノードIDは「B」,「A」,「X」,「C」であり、ノードアドレス12は全て「xxx」、ノードID「B」の隣接ノードIDは「X」、ノードID「A」の隣接ノードIDは「X」、ノードID「X」の隣接ノードのIDは「A」、ノードID「C」の隣接ノードのIDは「X」であり、隣接ノードとの親子関係は、隣接ノードID「X」はノードID「B」に対して「親(Parent)」、隣接ノードID「X」はノードID「A」に対して「子(Child)」、隣接ノードID「A」はノードID「X」に対して「親(Parent)」、隣接ノードID「X」はノードID「C」に対して「親(Parent)」である。
図8(a)に示すように、離脱するノード(Departure Node)はノードXであり、離脱前は、ノードXを中心にしてノードXの周囲に隣接ノードA,B,Cが配置されている。隣接ノードBはノードXに対して「子(Child)」であるので、図の矢印bで示すように隣接ノードBからノードXの方向へ、隣接ノードCはノードXに対して「子(Child)」であるので、図の矢印cで示すように、隣接ノードCからノードXの方向へ、ノードXは隣接ノードAに対しては「子(Child)」であるので、図の矢印aで示すように、ノードXから隣接ノードAの方向へ、情報が移動するように構成されている。
すなわち、ノードXが離脱すると、ノードXの子ノードB,Cは、ノード情報獲得によって獲得したノードの親ノードのノードアドレスを用いて、矢印baで示すようにノードBからノードAに、矢印caで示すようにノードCからノードAに情報を移動させ、ノードB及びノードCとノードAとの間のコネクションを確立する。
ネットワークトポロジーを生成する際、新規ノードは、バーチャルコネクションを確立している隣接ノードまでの物理層のネットワーク状況を考慮している平均メトリックス値を比較し、平均メトリックス値の最小のノードにコネクションを張り、ネットワークトポロジーを生成することによって、各隣接ノードまでのネットワーク遅延を平均的に最小限に抑制することができる。すなわち、(1)物理層ネットワーク状況を反映するメトリックス値を持つネットワーク構成管理装置と、(2)隣接ノードまでの平均メトリックスを計算する機能を持つネットワーク構成管理装置と、(3)隣接ノードの中から平均メトリックス値の最小のコネクションを「張る」ことを特徴とするネットワークトポロジー生成装置とによって達成できる。
図9及び図10は、本発明の第2実施形態に係るノード間の関係を示す図である。
図9は、ノード離脱前のノード間の関係(離脱ノードがルートノードである場合)を示す図である。この図は、ノードABCX間の関係を示す図である。
ノードID41は「B」「A」「X」「C」、ノードアドレス42は全て「xxx」、ノードID「B」の隣接ノードIDは「X」、ノードID「A」の隣接ノードIDは「X」、ノードID「X」の隣接ノードIDは「A,B,C」、ノードID「C」の隣接ノードIDは「X」である。隣接ノードID「X」はノードID「B」に対して「親」の関係にあり、ノードID「A」に対しても「親」の関係にあり、ノードID「C」に対しても「親」の関係にある。また、隣接ノードID「A,B,C」は、ノードID「X」に対して「子」の関係にある。
図10(a)に示すように、離脱するノード(Departure Node)はノードXであり、離脱前は、ノードXを中心にしてノードXの周囲に隣接ノードA,B,Cが配置されている。このように、離脱ノードXがルートノードである場合、その離脱ノードXの子ノードA,B,Cの間で処理応力に応じて新しい親ノードを決定し、お互いにコネクションを設立することによって、ネットワークの分断をリカバリーすることができる。この例では、ルートノードをノード「X」とし、ノード「X」は隣接ノードに「A」,「B」,「C」に対して「親」であるので、隣接ノード「A」,「B」,「C」からノードXへ情報が集中している。
これにより、あるルートノードに異常が発生し、ネットワークが中断した場合にも、ノード間の情報によりその異常が発生したノードを介さずに新しいノードと情報を送受可能になり、隣接ノードまでのネットワーク遅延を極力抑制することができ、ネットワークを速やかに回復させることができる。
図11及び図12は、本発明の第3実施形態に係るノード間の関係を示す図である。
図11は、ノード離脱前のノード間の関係(離脱ノードが複数の親ノードが存在する場合)を示す図である。
離脱ノードXが複数の親ノードB,C,A1,A2を持つ場合、そのノードの子ノードは保持している2ホップ先のノード情報を参照し、離脱ノードXの全ての親ノードB,C,A1,A2に対してコネクションを設立し、ネットワークの分断およびリカバリーを行う。
図12(a)に示すように、ノード「X」は、隣接ノード「A1」,「A2」に対しては親ノードで、矢印b,cで示すように情報が移動するが、隣接ノード「B」,「C」に対しては子ノードであるため、矢印xa1,xa2で示すように情報が移動する。
これにより、離脱ノードに複数の親ノードが存在する場合にも、あるノードに異常が発生し、ネットワークが中断した場合、ノード間の情報によりその異常が発生したノードを介さずに新しいノードと情報を送受可能になり、隣接ノードまでのネットワーク遅延を極力抑制することができ、ネットワークを速やかに回復させることができる。
例えば、上述の実施形態では、隣接ノード情報記憶部3は、2ホップ先のノード情報を記憶するとしたが、これに限定されず、3ホップ先、4ホップ先等の情報を記憶しておくこともできる。
また、上述の実施形態では、ネットワークに新規参入するノードが、バーチャルコネクションを確立している隣接ノードまでの平均メトリックスを比較し、平均メトリックスの最小のノードにコネクションを張り、ネットワークトポロジーを生成する方法について説明したが、平均メトリックスの最小のノードに限定されず、次に小さいノードにコネクションを張ることができる。
また、上述の実施形態では、隣接ノード異常検出部4は、隣接ノードの離脱,故障等の異常を検出するとしたが、これ限定されず、経路の不良,切断等の異常も検出するように構成することができる。
Claims (6)
- ネットワークに接続され互いに情報を送受可能なノードであって、
少なくとも1ホップ先のノードのいずれかが離脱又は故障等して異常が発生した場合、その異常が発生した隣接ノードを検出する隣接ノード異常検出手段と、
前記ネットワークを復旧させるために、前記隣接ノード異常検出手段で検出された隣接ノードに代わる新しい接続先のノードを決定するリカバリー先ノード決定手段と、
前記リカバリー先ノード決定手段で決定された前記新しい接続先のノードとの接続を確立するコネクション確立手段と、
を備えたことを特徴とするノード。 - 請求項1のノードにおいて、
前記少なくとも1ホップ先のノードが持っている隣接ノード情報を取得する隣接ノード情報取得手段と、前記隣接ノード情報を所定の場所に格納する隣接ノード情報記憶手段と、をさらに備え、前記リカバリー先ノード決定手段は、前記隣接ノード異常検出手段で検出された隣接ノードについての前記隣接ノード情報を参照して、前記新しい接続先のノードを決定することを特徴とするノード。 - 請求項2のノードにおいて、
前記隣接ノード情報は、前記隣接ノードと、当該隣接ノードが隣接するノードとの親子関係を含み、当該隣接ノードに対して当該隣接ノードが隣接ずるノードが親の場合、前記リカバリー先ノード決定手段は、当該隣接ノードが隣接するノードを前記新しい接続先のノードの候補とすることを特徴とするノード。 - 請求項1〜3のいずれか1項のノードにおいて、
前記リカバリー先ノード決定手段は、前記隣接ノードまでの平均メトリックスを計算する計算手段を備え、当該計算手段で計算された平均メトリックス値が最小のノードを前記新しい接続先のノードとすることを特徴とするノード。 - ネットワークに接続され互いに情報を送受可能なノードの少なくとも1ホップ先のノードのいずれかが離脱又は故障等して異常が発生した場合、前記ネットワークを復旧させるネットワークリカバリーシステムであって、
前記ノードの各々が、
当該異常が発生した隣接ノードを検出する隣接ノード異常検出手段と、
前記隣接ノード異常検出手段で検出された隣接ノードに代わる新しい接続先のノードを決定するリカバリー先ノード決定手段と、
前記少なくとも1ホップ先のノードが持っている隣接ノード情報を取得する隣接ノード情報取得手段と、
前記隣接ノード情報を所定の場所に格納する隣接ノード情報記憶手段と、
を備え、前記リカバリー先ノード決定手段は、前記隣接ノード異常検出手段で検出された隣接ノードについての前記隣接ノード情報を参照して、前記新しい接続先のノードを決定し、当該新しい接続先のノードとの接続を確立することを特徴とするネットワークリカバリーシステム。 - ネットワークに接続され互いに情報を送受可能なノードの少なくとも1ホップ先のノードのいずれかが離脱又は故障等して異常が発生した場合、前記ネットワークを復旧させるネットワークリカバリー方法であって、
当該異常が発生した隣接ノードを検出する隣接ノード異常検出ステップと、
前記隣接ノード異常検出手段で検出された隣接ノードに代わる新しい接続先のノードを決定するリカバリー先ノード決定ステップと、
前記少なくとも1ホップ先のノードが持っている隣接ノード情報を取得する隣接ノード情報取得ステップと、
前記隣接ノード情報を所定の場所に格納する隣接ノード情報記憶ステップと、
を含み、前記リカバリー先ノード決定ステップにおいて、前記隣接ノード異常検出ステップで検出された隣接ノードについての前記隣接ノード情報を参照して、前記新しい接続先のノードを決定し、当該新しい接続先のノードとの接続を確立することを特徴とするネットワークリカバリー方法。
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