JP2006050228A - 無線ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 ルーティングプロトコルの種類に関係なく、リンクの切断または新たなリンクの接続に応じて、ＴＣＰ通信を適切に制御可能な無線ネットワークシステムを提供する。
【解決手段】 送信元の無線装置１において、ＩＰモジュール１９は、ＴＣＰモジュール２１からデータを受けると、その受けたデータを送信するための経路が正常であるか否かをルーティングテーブル２０を参照して判定する。そして、ＩＰモジュール１９は、データを送信するための経路が異常であるときフリーズ信号ＥＬＥＮを生成してＴＣＰモジュール２１へ出力する。これにより、ＴＣＰモジュール２１は、フリーズする。ＴＣＰモジュール２１は、フリーズ後、プローブパケットを送信先の無線装置へ送信し、プローブパケットに対する確認応答を送信先の無線装置から受信すると、フリーズを解除する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、複数の無線装置を備える無線ネットワークシステムに関し、特に、複数の無線装置によって、自律的、かつ、即時的に構築されるアドホックネットワークシステムに関するものである。

アドホックネットワークは、複数の無線装置が相互に通信を行なうことによって自律的、かつ、即時的に構築されるネットワークである。アドホックネットワークでは、通信する２つの無線装置が互いの通信エリアに存在しない場合、２つの無線装置の中間に位置する無線装置がルータとして機能し、データパケットを中継するので、広範囲のマルチホップネットワークを形成することができる。

アドホックネットワークでは、中継する無線装置の移動などにより、リンクの切断が頻繁に生じる。そのため、迅速にルートを再構築することが必要となり、そのためのルーティングプロトコルが種々提案されている。

現在までに提案されているアドホックネットワークのルーティングプロトコルは、２つのグループに分けられる。

第１のグループは、オンデマンド型のルーティングプロトコルである。このグループのルーティングプロトコルは、通信要求が発生するたびに（オンデマンド）、宛先までのルートを探索する。代表的なプロトコルとして、Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｏｕｒｃｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ（ＤＳＲ）プロトコルがある。

第２のグループは、テーブル駆動型のルーティングプロトコルである。このグループのルーティングプロトコルは、各宛先へのルートを予めテーブルのエントリとして作成しておく。代表的なプロトコルとして、Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ−Ｓｅｑｕｅｎｃｅｄ−Ｄｉｓｔａｎｃｅ−Ｖｅｃｔｏｒ（ＤＳＤＶ）プロトコルがある（例えば、非特許文献１参照）。

ところで、有線ネットワーク上で運用されているアプリケーションの多くは、トランスポート層のプロトコルとしてＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いている。従って、アドホックネットワーク上でも既存のアプリケーションを動作させるためには、トランスポート層のプロトコルとしてＴＣＰを用いることが必要となる。

ＴＣＰ通信では、コネクションを確立したＴＣＰ通信の無線装置の間のどこかでリンクが切断されていても、ＴＣＰ通信が続行され、無駄なパケットの送信が行なわれるとともに、ＴＣＰ通信のスループットが低下する。

この問題に対処する方法として、非特許文献２では、オンデマンド型ルーティングプロトコルであるＤＳＲを対象に、リンクが切断されたときにＴＣＰ通信をフリーズし、新たにリンクが接続されたときにＴＣＰ通信のフリーズを解除するといったＴＣＰ通信の制御方式が記載されている。
C.E.Perkins and P.Bhagwat, "Destination sequenced distance-vector rooting (DSDV) for mobile computers", Proc.ACM/IEEE SIGCOM94, pp234-244,Aug.1994 G.Holland and N.H.Vaidya, "Analysis of TCP performance over middle ad hoc networks", Proc.ACM/IEEE MOBICOM'99, pp219-230, Aug.1999

しかし、上述の非特許文献２に記載されている方式は、オンデマンド型のルーティングプロトコルに特有の方式であり、テーブル駆動型のルーティングテーブルには、このような方式を用いることができない。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ルーティングプロトコルの種類に関係なく、リンクの切断または新たなリンクの接続に応じて、ＴＣＰ通信を適切に制御可能な無線ネットワークシステムを提供することである。

この発明によれば、無線ネットワークシステムは、送信元の無線装置と、送信先の無線装置と、送信元の無線装置と送信先の無線装置との間で無線通信を中継する複数の無線装置とを備え、自律的に構築される無線ネットワークシステムである。そして、送信元の無線装置は、ＴＣＰモジュールと、ＩＰモジュールとを備える。ＴＣＰモジュールは、ＴＣＰ通信を行なう。ＩＰモジュールは、送信先の無線装置までの経路情報を所定のプロトコルに従って検索し、その検索した経路情報に基づいてＴＣＰモジュールからのデータを送信先の無線装置へ送信する。そして、ＩＰモジュールは、ＴＣＰモジュールからデータを受けると、その受けたデータを送信先の無線装置へ送信するための経路が正常であるか否かを経路情報に基づいて判定し、データを送信するための経路が異常であるとき、ＴＣＰモジュールをフリーズするためのフリーズ信号を生成してＴＣＰモジュールへ出力する。また、ＴＣＰモジュールは、フリーズ信号に応じてフリーズする。

好ましくは、ＴＣＰモジュールは、フリーズ後、プローブパケットをＩＰモジュールへ定期的に出力し、送信先の無線装置から確認応答を受信するとフリーズを解除する。ＩＰモジュールは、ＴＣＰモジュールからプローブパケットを受けると、フリーズした経路が復帰したか否かを経路情報に基づいて判定し、フリーズした経路が復帰しているとき、プローブパケットを送信先の無線装置へ送信する。

好ましくは、所定のプロトコルは、テーブル駆動型のルーティングプロトコルである。

好ましくは、ＩＰモジュールは、送信先アドレスと、隣接する無線装置のアドレスと、送信先の無線装置までの経路状態を示す経路指標とを相互に対応付けたルーティングテーブルを経路情報として保持しており、ＴＣＰモジュールからデータを受けると、その受けたデータのヘッダに含まれる送信先アドレスに基づいてルーティングテーブルを検索してＴＣＰモジュールから受けたデータを送信するための経路が正常であるか否かを判定する。

好ましくは、所定のプロトコルは、オンデマンド型のルーティングプロトコルである。

好ましくは、ＩＰモジュールは、ＴＣＰモジュールからデータを受けると、その受けたデータのソケット情報に基づいて送信先の無線装置までの経路を探索し、その探索した経路の状態を示す経路情報に基づいて、ＴＣＰモジュールから受けたデータを送信するための経路が正常であるか否かを判定する。

好ましくは、ＩＰモジュールは、暗号化プロトコルに従ってＴＣＰモジュールからのデータを自動的に暗号化して送信先の無線装置と通信する。

この発明による無線ネットワークシステムにおいては、送信元の無線装置においてＴＣＰ通信のフリーズおよびフリーズの解除が行なわれる。即ち、送信元の無線装置において、ＩＰモジュールは、ＴＣＰモジュールからのデータを送信するための経路が異常であるときフリーズ信号を生成してＴＣＰモジュールへ出力し、ＴＣＰモジュールは、フリーズ信号に応じてフリーズする。そして、ＴＣＰモジュールは、フリーズ後、プローブパケットに対する確認応答を送信先の無線装置から受信するとフリーズを解除する。

従って、この発明によれば、データを送信するための経路を探索するプロトコルの種類に関係なく、ＴＣＰモジュールをフリーズし、そのフリーズを解除できる。また、無線通信を中継する無線装置において経路を探索するためのプロトコルを変える必要がない。更に、ＩＰモジュールがデータを自動的に暗号化して送信先と送受信する場合にもフリーズおよびフリーズの解除を行なうことができる。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態による無線ネットワークシステムの概略図である。無線ネットワークシステム１０は、無線装置１〜９を備える。無線装置１〜９は、無線通信空間に配置され、自律的にネットワークを構成している。そして、無線装置１から無線装置３へデータを送信する場合、無線装置２、無線装置９および無線装置６は、無線装置１からのデータを中継して無線装置３へ届ける。

以下においては、図１に示す無線ネットワークシステム１０において、リンクの切断または新たなリンクの接続が生じた場合にＴＣＰ通信を適切に制御する点について説明する。

［実施の形態１］
図２は、図１に示す無線装置１の実施の形態１における構成を示す概略ブロック図である。無線装置１は、アンテナ１１と、入力部１２と、表示部１３と、電子メールアプリケーション１４と、通信制御部１５とを含む。

アンテナ１１は、無線通信空間を介して他の無線装置からデータを受信し、その受信したデータを通信制御部１５へ出力するとともに、通信制御部１５からのデータを無線通信空間を介して他の無線装置へ送信する。

入力部１２は、無線装置１の操作者が入力したメッセージおよびデータの宛先を受付け、その受付けたメッセージおよび宛先を電子メールアプリケーション１４へ出力する。表示部１３は、電子メールアプリケーション１４からの制御に従ってメッセージを表示する。

電子メールアプリケーション１４は、入力部１２からのメッセージおよび宛先に基づいてデータを生成して通信制御部１５へ出力する。

通信制御部１５は、ＡＲＰＡ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｊｅｃｔｓ Ａｇｅｎｃｙ）インターネット階層構造に従って、通信制御を行なう複数のモジュールからなる。即ち、通信制御部１５は、無線インターフェースモジュール１６と、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）モジュール１７と、ＬＬＣ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）モジュール１８と、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）モジュール１９と、ルーティングテーブル２０と、ＴＣＰモジュール２１と、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）モジュール２２と、ＳＭＴＰ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｍａｉｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）モジュール２３と、ルーティングデーモン２４とからなる。

無線インターフェースモジュール１６は、物理層に属し、所定の規定に従って送信信号または受信信号の変復調および周波数変換等を行なう。

ＭＡＣモジュール１７は、データリンク層の下位層に属し、ＭＡＣプロトコルを実行してデータ（パケット）の再送制御等を行なう。そして、ＭＡＣモジュール１７は、データ（パケット）の再送回数が所定値を超えるとリンクが切断されたことを検知し、リンクが切断されたことをルーティングデーモン２４に通知する。

ＬＬＣモジュール１８は、データリンク層の上位層に属し、ＬＬＣプロトコルを実行することによってインターネット層からのネットワーク媒体を意識せずに同じ手順で処理を行なう。

ＩＰモジュール１９は、インターネット層に属し、ＩＰパケットを生成する。ＩＰパケットは、ＩＰヘッダと、上位のプロトコルのパケットを格納するためのＩＰデータ部とからなる。また、ＩＰモジュール１９は、ＴＣＰモジュール２１からデータを受けると、その受けたデータをＩＰデータ部に格納してＩＰパケットを生成する。そして、ＩＰモジュール１９は、テーブル駆動型のルーティングプロトコルであるＤＳＤＶプロトコルに従ってルーティングテーブル２０を検索し、生成したＩＰパケットを送信するための経路が正常であるか否かを判定する。ＩＰモジュール１９は、データを送信するための経路が正常であるとき、生成したＩＰパケットを相手先へ送信する。

ＩＰモジュール１９は、ＩＰＳｅｃ（ＩＰ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を備えており、生成したＩＰパケットをＩＰＳｅｃによって自動的に暗号化して送信先の無線装置へ送信する。

ＩＰＳｅｃは、ＩＫＥ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｋｅｙ Ｅｘｃｈａｎｇｅ）、ＥＳＰ（Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｎｇ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｐａｙｌｏａｄ）およびＡＨ（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｈｅａｄｅｒ）からなる。ＩＫＥは、暗号鍵の交換に使用されるプロトコルであり、ＥＳＰは、データの転送に利用されるプロトコルであり、ＡＨは、完全性の保証と認証のためのプロトコルである。ここで、完全性の保証とは、送信したデータが元のままであることを保証することを言う。

ＩＰＳｅｃは、これら３つのプロトコル（ＩＫＥ、ＥＳＰおよびＡＨ）によって自動的にパケットを暗号化し、その暗号化したパケットを送信先の無線装置と送受信する。

このように、ＩＰモジュール１９は、パケットを暗号化して送信先の無線装置と送受信する機能を有する。

一方、ＩＰモジュール１９は、データを送信するための経路が異常であるとき、ＴＣＰモジュール２１をフリーズするためのフリーズ信号ＥＬＦＮ（Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｌｉｎｋ Ｆａｉｌｕｒｅ Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を生成してＴＣＰモジュール２１へ出力する。そして、ＩＰモジュール１９は、フリーズ信号ＥＬＦＮをＴＣＰモジュール２１へ出力した後、ＴＣＰモジュール２１からプローブパケットを受けると、そのプローブパケットをＩＰデータ部に含むＩＰパケットを生成するとともに、異常であると判定した経路が再構築されたか否かをルーティングテーブル２０を参照して判定し、異常であると判定した経路が再構築されていないとき、プローブパケットをＩＰデータ部に含むＩＰパケットを送信せず、異常であると判定した経路が再構築されているとき、プローブパケットをＩＰデータ部に含むＩＰパケットを送信先へ送信する。

ルーティングテーブル２０は、インターネット層に属し、後述するように、各送信先アドレスに対応付けて経路情報を格納する。

ＴＣＰモジュール２１は、トランスポート層に属し、ＴＣＰパケットを生成する。ＴＣＰパケットは、ＴＣＰヘッダと、上位のプロトコルのデータを格納するためのＴＣＰデータ部とからなる。

また、ＴＣＰモジュール２１は、ＩＰモジュール１９からフリーズ信号ＥＬＦＮを受けると、フリーズし、そのフリーズ後、プローブパケットを定期的に生成してＩＰモジュール１９へ出力する。そして、ＴＣＰモジュール２１は、プローブパケットをＩＰモジュール１９へ出力後、送信先の無線装置から確認応答ＡＣＫを受信すると、フリーズを解除する。

ＵＤＰモジュール２２は、トランスポート層に属し、ルーティングデーモン２４によって作成されたＵｐｄａｔｅパケットをブロードキャストし、他の無線装置からブロードキャストされたＵｐｄａｔｅパケットを受信してルーティングデーモン２４へ出力する。

ＳＭＴＰモジュール２３は、プロセス／アプリケーション層に属し、電子メールアプリケーション１４から受け取ったデータに基づいて、全二重通信チャネルの確保およびメッセージの交換等を行なう。

ルーティングデーモン２４は、プロセス／アプリケーション層に属し、他の通信制御モジュールの実行状態を監視するとともに、他の通信制御モジュールからのリクエストを処理する。また、ルーティングデーモン２４は、ＤＳＤＶプロトコルに従って他の無線装置と経路情報を定期的に交換し合い、取得した経路情報に基づいて最適な経路を算出してインターネット層にルーティングテーブル２０を動的に作成する。

なお、図１に示す無線装置２〜９の各々も、図２に示す無線装置１の構成と同じ構成からなる。

図３は、ＩＰヘッダの構成図である。ＩＰヘッダは、バージョン、ヘッダ長、サービスタイプ、パケット長、識別番号、フラグ、フラグメントオフセット、生存時間、プロトコル、ヘッダチェックサム、送信元ＩＰアドレス、送信先ＩＰアドレス、およびオプションからなる。

図４は、ＴＣＰヘッダの構成図である。ＴＣＰヘッダは、送信元ポート番号、送信先ポート番号、シーケンス番号、確認応答（ＡＣＫ）番号、データオフセット、予約、フラグ、ウィンドサイズ、ヘッダチェックサムおよびアージェントポインタからなる。

送信元ポート番号は、送信元の無線装置で複数のアプリケーションが動作しているときに、このＴＣＰパケットを出力したアプリケーションを特定する番号である。また、送信先ポート番号は、送信先の無線装置で複数のアプリケーションが動作しているときに、このＴＣＰパケットを届けるアプリケーションを特定する番号である。

ＴＣＰ通信は、エンド・ツー・エンドのコネクション型通信プロトコルである。ＴＣＰ通信のコネクション接続を要求する無線装置（以下、「ＴＣＰ通信接続要求装置」という。）のＴＣＰモジュール２１は、コネクションの確立時に、ＴＣＰヘッダ内のＣｏｄｅ ＢｉｔにＳＹＮ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅ Ｆｌａｇ）を設定したコネクションの接続要求を示す第１パケットをＴＣＰ通信のコネクション接続を受理する端末（以下、「ＴＣＰ通信接続受理装置」という。）のＴＣＰモジュール２１へ送信する。これを受けて、ＴＣＰ通信接続受理装置のＴＣＰモジュール２１は、ＴＣＰヘッダ内のＣｏｄｅ ＢｉｔにＳＹＮおよびＡＣＫ（確認応答）を設定したコネクションの接続要求受理および接続完了を示す第２パケットをＴＣＰ通信接続要求装置のＴＣＰモジュール２１へ送信する。更に、これを受けて、ＴＣＰ通信接続要求装置のＴＣＰモジュール２１は、ＴＣＰヘッダ内のＣｏｄｅ ＢｉｔをＡＣＫ（確認応答）に設定したコネクションの接続完了を示す第３パケットをＴＣＰ通信接続受理装置のＴＣＰモジュール２１へ送信する。

コネクションの切断要求は、ＴＣＰ通信要求装置およびＴＣＰ通信受理装置のいずれの側からでも行なうことができる。ＴＣＰ通信のコネクション切断を要求する無線装置（以下、「ＴＣＰ通信切断要求装置」という。）のＴＣＰモジュール２１は、コネクションの切断時に、ＴＣＰヘッダ内のＣｏｄｅ ＢｉｔをＦＩＮ（Ｆｉｎｉｓｈ Ｆｌａｇ）に設定したコネクションの切断要求を示す第１パケットをＴＣＰ通信のコネクション切断を受理する無線装置（以下、「ＴＣＰ通信切断受理装置」という。）へ送信する。これを受けて、ＴＣＰ通信切断受理装置のＴＣＰモジュール２１は、ＴＣＰヘッダ内のＣｏｄｅ ＢｉｔをＡＣＫ(確認応答)に設定したコネクションの切断要求受理を示す第２パケットと、ＴＣＰヘッダ内のＣｏｄｅ ＢｉｔをＦＩＮに設定したコネクションの切断完了を示す第３パケットをＴＣＰ通信切断要求装置のＴＣＰモジュール２１へ送信する。更に、これを受けて、ＴＣＰ通信切断要求装置のＴＣＰモジュール２１は、ＴＣＰヘッダ内のＣｏｄｅ ＢｉｔをＡＣＫ(確認応答)に設定したコネクションの切断完了を示す第４パケットをＴＣＰ通信切断受理装置のＴＣＰモジュール２１へ送信する。

図５は、図２に示すルーティングテーブル２０の例を示す図である。ルーティングテーブル２０は、送信先アドレスと、隣接する無線装置のアドレス（ＮｅｘｔＨｏｐアドレス）と、メトリック（Ｍｅｔｒｉｃ）と、シーケンス番号（ＳｅｑＮｕｍ）とからなる。そして、送信先アドレス、ＮｅｘｔＨｏｐアドレス、Ｍｅｔｒｉｃ、およびＳｅｑＮｕｍは、相互に対応付けられている。

送信先アドレスは、送信先の無線装置のＩＰアドレスを表す。ＮｅｘｔＨｏｐアドレスは、次にホップする無線装置のＩＰアドレスを表す。Ｍｅｔｒｉｃは、送信元の無線装置と送信先の無線装置との間の経路状態を示す経路指標を表す。そして、Ｍｅｔｒｉｃは、送信元の無線装置と送信先の無線装置との間の経路が正常であるとき、送信元の無線装置から送信先の無線装置までのホップ数が格納され、送信元の無線装置と送信先の無線装置との間の経路が異常であるとき、無限大（∞）が格納される。ＳｅｑＮｕｍは、経路情報が生成された順番を表す。

図５に示すルーティングテーブル２０の例では、第１の経路は、送信元の無線装置を無線装置１とし、送信先の無線装置を無線装置３とする経路であり、無線装置１が送信したパケットを最初に中継する端末が無線装置２であり、無線装置１が送信したパケットは、Ｍｅｔｒｉｃが４であるので、３つの無線装置によって中継されて無線装置３に届くことを示している。

また、第２の経路は、送信元の無線装置を無線装置１とし、送信先の無線装置を無線装置７とする経路であり、無線装置１が送信したパケットを最初に中継する無線装置が無線装置５であり、無線装置１が送信したパケットは、Ｍｅｔｒｉｃが２であるので、１つの無線装置によって中継されて無線装置７に届くことを示している。

更に、第３の経路は、送信元の無線装置を無線装置１とし、送信先の無線装置を無線装置４とする経路であり、無線装置１が送信したパケットを最初に中継する無線装置が無線装置２であり、無線装置１が送信したパケットは、Ｍｅｔｒｉｃが２であるので、１つの無線装置によって中継されて無線装置４に届くことを示している。

ＩＰモジュール１９は、ＴＣＰモジュール２１からデータ（ＴＣＰパケット）を受けると、ＴＣＰパケットをＩＰパケットのＩＰデータ部に格納し、ＩＰヘッダを作成する。そして、ＩＰモジュール１９は、その作成したＩＰヘッダに含まれる送信先ＩＰアドレスと同じ送信先アドレスに対応するＭｅｔｒｉｃに無限大（∞）が格納されているか否かをルーティングテーブル２０を参照して検索する。

ＩＰモジュール１９は、そのＭｅｔｒｉｃに無限大（∞）が格納されているとき、ＴＣＰモジュール２１から受けたＴＣＰパケットを送信するための経路が異常であると判定し、フリーズ信号ＥＬＦＮを生成する。そして、ＩＰモジュール１９は、ＴＣＰヘッドに含まれる送信元ポート番号を取得し、その取得した送信元ポート番号によって指定されるＴＣＰモジュール２１へフリーズ信号ＥＬＦＮを出力する。

また、ＩＰモジュール１９は、そのＭｅｔｒｉｃに無限大（∞）以外の数値が格納されているとき、ＴＣＰモジュール２１から受けたＴＣＰパケットを送信するための経路が正常であると判定し、作成したＩＰパケットをＬＬＣモジュール１８へ出力し、送信先の無線装置へ送信する。

フリーズ信号ＥＬＦＮをＴＣＰモジュール２１へ出力した場合、ＩＰモジュール１９は、ＴＣＰモジュール２１からプローブパケットを受けると、プローブパケットをＩＰパケットのＩＰデータ部に格納し、ＩＰヘッダを作成する。そして、ＩＰモジュール１９は、その作成したＩＰヘッダに含まれる送信先ＩＰアドレスと同じ送信先アドレスに対応するＭｅｔｒｉｃに無限大（∞）が格納されているか否かをルーティングテーブル２０を参照して検索する。

ＩＰモジュール１９は、そのＭｅｔｒｉｃに無線大（∞）が格納されているとき、異常であると判定した経路が再構築されていないと判定し、プローブパケットの送信を中止する。また、ＩＰモジュール１９は、そのＭｅｔｒｉｃに無限大（∞）以外の数値が格納されているとき、異常であると判定した経路が再構築されたと判定し、プローブパケットをＩＰデータ部に含むＩＰパケットをＬＬＣモジュール１８へ出力し、送信先の無線装置へ送信する。

以下、（１）無線ネットワークシステム１０におけるルーティング、（２）リンクの切断および通知、（３）フリーズ移行制御、および（４）フリーズ解除制御について説明する。

（１）無線ネットワークシステムにおけるルーティング
無線装置１のルーティングデーモン２４は、次の方法によって、経路探索を定期的に行なう。ルーティングデーモン２４は、自己の経路情報のＳｅｑＮｕｍをインクリメントする。これによって、この経路情報は、他の無線装置（無線装置２〜９）が持つルーティングテーブル２０内の経路情報よりも新しいことを表す。

ルーティングデーモン２４は、Ｕｐｄａｔｅパケットに最新のルーティングテーブル２０内の経路情報の全てを登録し、ＵｐｄａｔｅパケットをＵＤＰモジュール２２によってブロードキャストする。

他の無線装置、例えば、無線装置２が無線装置１から送信されたＵｐｄａｔｅパケットを受信すると、無線装置２のルーティングデーモン２４は、その受信したＵｐｄａｔｅパケット内の経路情報に基づいて、無線装置２のルーティングテーブル２０内の経路情報を更新するとともに、必要に応じて、無線装置２のルーティングテーブル２０内の経路情報の全てを登録したＵｐｄａｔｅパケットをＵＤＰモジュール２２によってブロードキャストする。

無線装置１のルーティングデーモン２４は、無線装置２からのＵｐｄａｔｅパケットを受信すると、その受信したＵｐｄａｔｅパケットに含まれる経路情報に基づいて、無線装置１のルーティングテーブル２０内の経路情報を更新するとともに、必要に応じて、無線装置１のルーティングテーブル２０内の経路情報の全てを登録したＵｐｄａｔｅパケットをＵＤＰモジュール２２によってブロードキャストする。

このように、各無線装置１〜９のルーティングデーモン２４は、ＤＳＤＶプロトコルに従って、自己のルーティングテーブル２０内の経路情報をＵｐｄａｔｅパケットに登録してブロードキャストし、経路情報を相互に送受信することによってパケットを送信する経路を定期的に探索する。

（２）リンク切断の検知および通知
ルーティングデーモン２４は、ＭＡＣモジュール１７からリンクが切断された旨の通知を受けたとき、または他の無線装置からリンクが切断された旨の通知を受けたとき、上述した定期的な経路の探索処理によらずに、自己の無線装置のルーティングテーブル２０を更新するとともに、即座にＵＤＰモジュール２２によってＵｐｄａｔｅパケットをブロードキャストして、リンクが切断されたことを他の無線装置へ通知する。

図６は、リンク切断の検知および通知処理の動作を説明するためのフローチャートである。一連の動作が開始されると、いずれかの無線装置のＭＡＣモジュール１７が、キャリアセンスによって、パケットの再送回数が所定回数を越えたことを検知することによって、リンクが切断されていることを検知して、リンクが切断されたことをルーティングデーモン２４に通知する（ステップＳ１）。

ルーティングデーモン２４は、転送されなかったパケットのＩＰヘッダの送信先アドレスがルーティングテーブル２０内に存在するか否かを判定する（ステップＳ２）。そして、送信先アドレスがルーティングテーブル２０内に存在していない場合、一連の動作は終了する。一方、ルーティングデーモン２４は、送信先アドレスがルーティングテーブル２０内に存在している場合には、ルーティングテーブル２０内のその送信先アドレスが含まれる経路情報のＭｅｔｒｉｃを無限大（∞）に更新する（ステップＳ３）。

ルーティングデーモン２４は、変更した経路情報を含むＵｐｄａｔｅパケットを作成して、そのＵｐｄａｔｅパケットをＵＤＰモジュール２２に送り、ブロードキャストさせる（ステップＳ４）。

他の無線装置のルーティングデーモン２４は、ＵＤＰモジュール２２が受信したＵｐｄａｔｅパケットを受信する（ステップＳ５）。

他の無線装置のルーティングデーモン２４は、Ｕｐｄａｔｅパケットに含まれる経路情報の送信先アドレスが自己のルーティングテーブル２０内に存在し、かつ、そのＭｅｔｒｉｃが無限大（∞）でないか否かを判定する（ステップＳ６）。そして、Ｕｐｄａｔｅパケットに含まれる経路情報の送信先アドレスが自己のルーティングテーブル２０内に存在しないか、または、Ｕｐｄａｔｅパケットに含まれる経路情報の送信先アドレスが自己のルーティングテーブル２０内に存在するが、そのＭｅｔｒｉｃが無限大（∞）である場合には、一連の動作は終了する。

一方、Ｕｐｄａｔｅパケットに含まれる経路情報の送信先アドレスが自己のルーティングテーブル２０内に存在し、かつ、そのＭｅｔｒｉｃが無限大（∞）でない場合には、ルーティングテーブル２０内のその送信先アドレスが含まれる経路情報のＭｅｔｒｉｃを無限大（∞）に更新する（ステップＳ７）。

他の無線装置のルーティングデーモン２４は、変更した経路情報を含むＵｐｄａｔｅパケットを作成して、そのＵｐｄａｔｅパケットをＵＤＰモジュール２２に送り、ブロードキャストさせる（ステップＳ８）。

そして、ステップＳ２おいて”ＮＯ”である場合、ステップＳ６において”ＮＯ”である場合、およびステップＳ８のいずれかの後、一連の動作は終了する。

（３）フリーズ移行制御
図７は、ＴＣＰ通信のフリーズ移行制御の動作を説明するためのフローチャートである。一連の動作が開始されると、ＩＰモジュール１９は、ＴＣＰモジュール２１から受けたＴＣＰパケットの送信先アドレスの経路が異常であるか否かをルーティングテーブル２０を参照して判定する（ステップＳ１１）。

より具体的には、ＩＰモジュール１９は、ＴＣＰモジュール２１から受けたＴＣＰパケットの送信先アドレスと同じ送信先アドレスがルーティングテーブル２０に存在するか否かを検索することによって経路が異常であるか否かを判定する。そして、ＩＰモジュール１９は、送信先アドレスがルーティングテーブル２０に存在しないとき、経路が異常であると判定する。

また、ＩＰモジュール１９は、ＴＣＰモジュール２１から受けたＴＣＰパケットの送信先アドレスと同じ送信先アドレスが存在する場合、その送信先アドレスに対応するＭｅｔｒｉｃが無限大（∞）であるか否かを検索することによって経路が異常であるか否かを判定する。そして、ＩＰモジュール１９は、Ｍｅｔｒｉｃが無限大（∞）である場合、経路が異常であると判定し、Ｍｅｔｒｉｃが無限大（∞）でない場合、経路が正常であると判定する。

ステップＳ１１において、経路が異常であると判定されると、一連の動作は終了する。一方、ステップＳ１１において、経路が異常であると判定されると、ＩＰモジュール１９は、ＴＣＰヘッダから送信元ポート番号を取得する（ステップＳ１２）。そして、ＩＰモジュール１９は、フリーズ信号ＥＬＦＮを生成し、その生成したフリーズ信号ＥＬＦＮをステップＳ１２において取得した送信元ポート番号によって特定されるＴＣＰモジュール２１へ出力する。即ち、送信元ポート番号によって指定されたＴＣＰモジュール２１へフリーズが要求される（ステップＳ１３）。

そして、フリーズを要求されたＴＣＰモジュール２１がフリーズしているか否かが判定され（ステップＳ１４）、ＴＣＰモジュール２１がフリーズしているとき、一連の動作は終了する。

一方、ステップＳ１４において、ＴＣＰモジュール２１がフリーズしていないと判定されたとき、複数のＴＣＰモジュール２１のうち、ステップＳ１２において取得された送信元ポート番号によって特定されるＴＣＰモジュール２１は、フリーズ信号ＥＬＦＮに応じてフリーズする（ステップＳ１５）。

これによって、フリーズ移行制御の動作が終了する。

このように、この発明においては、ＩＰモジュール１９は、ＴＣＰモジュール２１からＴＣＰパケットを受け取るごとに、即ち、ＴＣＰモジュール２１からデータを受け取るごとに、その受け取ったデータを送信するための経路が正常であるか否かを判定し（ステップＳ１１参照）、その経路が異常であるとき、フリーズ要求が送信元ポート番号によって特定されるＴＣＰモジュールへ出力され（ステップＳ１３参照）、送信元ポート番号によって特定されるＴＣＰモジュールの状態が判定される（ステップＳ１４参照）。そして、そのＴＣＰモジュールがフリーズしているとき（ステップＳ１４において“Ｙｅｓ”の場合）、一連の動作は終了し、そのＴＣＰモジュールがフリーズしていないとき（ステップＳ１４において“Ｎｏ”の場合）、複数のＴＣＰモジュール２１のうち、そのデータを送信先の無線装置へ送信しようとするＴＣＰモジュール２１をフリーズする（ステップＳ１５参照）。

従って、この発明によれば、データを送信しようとする経路が異常であると判定されるごとにＴＣＰモジュール２１の状態を判定できる。

そして、ＴＣＰモジュール２１がフリーズしていないときにデータごとにＴＣＰモジュール２１をフリーズできる。

（４）フリーズ解除制御
図８は、ＴＣＰ通信フリーズ解除制御の動作を説明するためのフローチャートである。一連の動作が開始されると、フリーズ移行制御によってフリーズされたＴＣＰモジュール２１は、プローブパケットを定期的にＩＰモジュール１９へ出力する。そして、ＩＰモジュール１９は、ＴＣＰモジュール２１からプローブパケットを受けると、その受けたプローブパケットをＩＰデータ部に格納してＩＰパケットを作成するとともに、その作成したＩＰパケットを送信する経路が再構築されたか否かをルーティングテーブル２０を参照して判定する。

ＴＣＰパケットを送信先へ送信するための経路が存在しないことに起因してフリーズが生じている場合には、ＩＰモジュール１９は、プローブパケットを送信先へ送信するための経路が存在するか否かをルーティングテーブル２０を参照して判定する。そして、プローブパケットを送信するための経路が存在するとき、ＩＰモジュール１９は、経路が再構築されたと判定し、プローブパケットをＩＰデータ部に含むＩＰパケットを送信先の無線装置へ送信する。また、プローブパケットを送信するための経路が存在しないとき、ＩＰモジュール１９は、経路が再構築されていないと判定し、そのプローブパケットを送信先の無線装置へ送信しない。

また、ＴＣＰパケットを送信先へ送信するための経路のＭｅｔｒｉｃが無限大（∞）であることに起因してフリーズが生じている場合には、ＩＰモジュール１９は、プローブパケットを送信するための経路のＭｅｔｒｉｃが無限大（∞）であるか否かをルーティングテーブル２０を参照して判定する。そして、Ｍｅｔｒｉｃが無限大（∞）以外の値であるとき、ＩＰモジュール１９は、経路が再構築されたと判定し、プローブパケットをＩＰデータ部に含むＩＰパケットを送信先の無線装置へ送信する。また、プローブパケットを送信するための経路のＭｅｔｒｉｃが無限大（∞）であるとき、ＩＰモジュール１９は、経路が再構築されていないと判定し、プローブパケットをＩＰデータ部に含むＩＰパケットを送信先の無線装置へ送信しない。

ＩＰモジュール１９がプローブパケットをＩＰデータ部に含むＩＰパケットを送信先の無線装置へ送信した後、ＴＣＰモジュール２１は、送信先の無線装置から確認応答ＡＣＫを受信したか否かを判定する（ステップＳ２１）。そして、送信先の無線装置からＡＣＫを受信していないとき、ＴＣＰモジュール２１のフリーズを解除する動作は終了する。

一方、送信先の無線装置からＡＣＫを受信しているとき、ＴＣＰモジュール２１がフリーズしているか否かが更に判定され（ステップＳ２２）、ＴＣＰモジュール２１がフリーズしていないとき、ＴＣＰモジュール２１のフリーズを解除する動作は終了する。

一方、ステップＳ２２において、ＴＣＰモジュール２１がフリーズしていると判定されたとき、ＴＣＰモジュール２１は、送信先の無線装置からの確認応答ＡＣＫに応じて、ＴＣＰ通信のフリーズを解除する（ステップＳ２３）。これによって、フリーズ解除制御の動作が終了する。

このように、ＴＣＰモジュール２１は、フリーズした後、プローブパケットをＩＰモジュール１９へ出力し、プローブパケットに対する確認応答ＡＣＫを送信先の無線装置から受信すると、ＴＣＰモジュール２１の状態が判定され（ステップＳ２２参照）、ＴＣＰモジュール２１がフリーズしている場合にフリーズが解除される（ステップＳ２３参照）。従って、この発明においては、ＴＣＰモジュール２１は、フリーズを解除するための手段を備えることを特徴とする。

そして、上述したようにフリーズはデータごとに生じ、ＴＣＰモジュール２１は、フリーズが生じたことに起因して、フリーズを解除するためのプローブパケットをＩＰモジュール１９へ出力し、プローブパケットに対する確認応答ＡＣＫを送信先の無線装置から受信すると、ＴＣＰモジュール２１がフリーズしているか否かを判定するとともに、ＴＣＰモジュール２１がフリーズしている場合にフリーズを解除する（ステップＳ２１〜Ｓ２３参照）ので、送信先の無線装置から確認応答ＡＣＫを受けるごとにＴＣＰモジュール２１の状態を判定できるとともに、データごとに生じたフリーズをデータごとに解除できる。

［実施の形態２］
図９は、図１に示す無線装置１〜９の実施の形態２における構成を示す概略ブロック図である。実施の形態２においては、無線装置１〜９の各々は、図９に示す無線装置１Ａからなる。無線装置１Ａは、図２に示す無線装置１の通信制御部１５を通信制御部１５Ａに代えたものであり、その他は、無線装置１と同じである。

通信制御部１５Ａは、通信制御部１５のルーティングテーブル２０を削除し、ＩＰモジュール１９をＩＰモジュール１９Ａに代えたものであり、その他は、通信制御部１５と同じである。

ＩＰモジュール１９Ａは、データ（ＴＣＰパケット）を送信するための経路をオンデマンド型のルーティングプロトコルであるＤＳＲプロトコルに従ってパケットの送信時に探索し、その探索した経路に関する経路情報を保持する。そして、ＩＰモジュール１９Ａは、ＴＣＰモジュール２１からデータ（ＴＣＰパケット）を受けると、その受けたデータ（ＴＣＰパケット）をＩＰデータ部に含むＩＰパケットを作成するとともに、その作成したＩＰパケットを送信するための経路が存在するか否かを、保持している経路情報に基づいて判定する。

ＴＣＰモジュール２１から受けたデータを送信するための経路が存在しないとき、ＩＰモジュール１９Ａは、フリーズ信号ＥＬＦＮを生成して送信元ポート番号によって特定されるＴＣＰモジュール２１へ出力する。また、ＩＰモジュール１９Ａは、ＴＣＰモジュール２１から受けたデータを送信するための経路が存在しているとき、作成したＩＰパケットを送信先の無線装置へ送信する。

ＩＰモジュール１９Ａは、フリーズ信号ＥＬＦＮをＴＣＰモジュール２１へ出力した後、ＴＣＰモジュール２１からプローブパケットを受けると、その受けたプローブパケットをＩＰデータ部に含むＩＰパケットを作成する。そして、ＩＰモジュール１９Ａは、プローブパケットをＩＰデータ部に含むＩＰパケットを送信するための経路が再構築されたか否かを、保持している経路情報に基づいて判定する。

プローブパケットを送信する経路が再構築されたと判定されたとき、ＩＰモジュール１９Ａは、プローブパケットをＩＰデータ部に含むＩＰパケットを送信先の無線装置へ送信し、プローブパケットを送信する経路が再構築されていないと判定したとき、プローブパケットをＩＰデータ部に含むＩＰパケットの送信を停止する。

ＩＰモジュール１９Ａは、その他、ＩＰモジュール１９と同じ機能を果たす。

このように、実施の形態２においては、無線装置１〜９は、オンデマンド型のルーティングプロトコルに従ってデータを送信するための経路を探索するＩＰモジュール１９Ａを備える無線装置１Ａからなり、実施の形態１において説明したフリーズ移行制御（図７参照）およびフリーズ解除制御（図８参照）と同じ制御に従ってフリーズ移行制御およびフリーズ解除制御を行なう。

従って、実施の形態２においても、データごとにフリーズでき、データごとにフリーズを解除できる。

その他は、実施の形態１と同じである。

上述した実施の形態１，２におけるフリーズ移行制御およびフリーズ解除制御は、無線ネットワークシステム１０における送信元の無線装置において実行される。

実施の形態１，２において説明したように、この発明においては、データを送信するための経路がテーブル駆動型のルーティングプロトコル（ＤＳＤＶプロトコル）に従って探索される場合（実施の形態１）、およびデータを送信するための経路がオンデマンド型のルーティングプロトコル（ＤＳＲプロトコル）に従って探索される場合（実施の形態２）の両方において、データごとにＴＣＰモジュール２１をフリーズし、データごとにＴＣＰモジュール２１のフリーズを解除できる。

つまり、この発明においては、ＩＰモジュール１９，１９ＡがＴＣＰモジュール２１からデータを受けるとごとに、その受けたデータを送信する経路が正常であるか否かを経路情報に基づいて判定し、データを送信する経路が異常であるとき、フリーズ信号ＥＬＦＮを生成してＴＣＰモジュール２１へ出力し、ＴＣＰモジュール２１は、フリーズ信号ＥＬＦＮに応じてフリーズすることを特徴とするので、データを送信するための経路を探索するプロトコルの種類に関係なく、ＴＣＰモジュール２１のフリーズおよびフリーズの解除を行なうことができる。

また、上述したフリーズ移行制御およびフリーズ解除制御は、無線ネットワークシステム１０における送信元の無線装置において実行されるので、送信元の無線装置と送信先の無線装置との間で無線通信を中継する無線装置のルーティングプロトコルを変更しなくてもよい。

更に、ＩＰモジュール１９，１９ＡがＩＰＳｅｃに従ってネットワークのセキュリティを確保しながら送信先の無線装置と無線通信する場合にもフリーズ移行制御およびフリーズ解除制御を容易に行なうことができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、ルーティングプロトコルの種類に関係なく、リンクの切断または新たなリンクの接続に応じて、ＴＣＰ通信を適切に制御可能な無線ネットワークシステムに適用される。

この発明の実施の形態による無線ネットワークシステムの概略図である。 図１に示す無線装置の実施の形態１における構成を示す概略ブロック図である。 ＩＰヘッダの構成図である。 ＴＣＰヘッダの構成図である。 図２に示すルーティングテーブルの例を示す図である。 リンク切断の検知および通知処理の動作を説明するためのフローチャートである。 ＴＣＰ通信のフリーズ移行制御の動作を説明するためのフローチャートである。 ＴＣＰ通信フリーズ解除制御の動作を説明するためのフローチャートである。 図１に示す無線装置の実施の形態２における構成を示す概略ブロック図である。

符号の説明

１〜９，１Ａ 無線装置、１０ 無線ネットワークシステム、１１ アンテナ、１２ 入力部、１３ 表示部、１４ 電子メールアプリケーション、１５，１５Ａ 通信制御部、１６ 無線インターフェースモジュール、１７ ＭＡＣモジュール、１８ ＬＬＣモジュール、１９，１９Ａ ＩＰモジュール、２０ ルーティングテーブル、２１ ＴＣＰモジュール、２２ ＵＤＰモジュール、２３ ＳＭＴＰモジュール、２４ ルーティングデーモン。

Claims (7)

1. 送信元の無線装置と、送信先の無線装置と、前記送信元の無線装置と前記送信先の無線装置との間で無線通信を中継する複数の無線装置とを備え、自律的に構築される無線ネットワークシステムであって、
   前記送信元の無線装置は、
   ＴＣＰ通信を行なうＴＣＰモジュールと、
   前記送信先の無線装置までの経路情報を所定のプロトコルに従って検索し、その検索した経路情報に基づいて前記ＴＣＰモジュールからのデータを前記送信先の無線装置へ送信するＩＰモジュールとを備え、
   前記ＩＰモジュールは、前記ＴＣＰモジュールからデータを受けると、その受けたデータを前記送信先の無線装置へ送信するための経路が正常であるか否かを前記経路情報に基づいて判定し、前記データを送信するための経路が異常であるとき、前記ＴＣＰモジュールをフリーズするためのフリーズ信号を生成して前記ＴＣＰモジュールへ出力し、
   前記ＴＣＰモジュールは、前記フリーズ信号に応じてフリーズする、無線ネットワークシステム。
2. 前記ＴＣＰモジュールは、前記フリーズ後、プローブパケットを前記ＩＰモジュールへ定期的に出力し、前記送信先の無線装置から確認応答を受信するとフリーズを解除し、
   前記ＩＰモジュールは、前記ＴＣＰモジュールから前記プローブパケットを受けると、前記フリーズした経路が復帰したか否かを前記経路情報に基づいて判定し、前記フリーズした経路が復帰しているとき、前記プローブパケットを前記送信先の無線装置へ送信する、請求項１に記載の無線ネットワークシステム。
3. 前記所定のプロトコルは、テーブル駆動型のルーティングプロトコルである、請求項１または請求項２に記載の無線ネットワークシステム。
4. 前記ＩＰモジュールは、送信先アドレスと、隣接する無線装置のアドレスと、前記送信先の無線装置までの経路状態を示す経路指標とを相互に対応付けたルーティングテーブルを前記経路情報として保持しており、前記ＴＣＰモジュールからデータを受けると、その受けたデータのヘッダに含まれる送信先アドレスに基づいて前記ルーティングテーブルを検索して前記ＴＣＰモジュールから受けたデータを送信するための経路が正常であるか否かを判定する、請求項３に記載の無線ネットワークシステム。
5. 前記所定のプロトコルは、オンデマンド型のルーティングプロトコルである、請求項１または請求項２に記載の無線ネットワークシステム。
6. 前記ＩＰモジュールは、前記ＴＣＰモジュールからデータを受けると、その受けたデータのソケット情報に基づいて前記送信先の無線装置までの経路を探索し、その探索した経路の状態を示す経路情報に基づいて、前記ＴＣＰモジュールから受けたデータを送信するための経路が正常であるか否かを判定する、請求項５に記載の無線ネットワークシステム。
7. 前記ＩＰモジュールは、暗号化プロトコルに従って前記ＴＣＰモジュールからのデータを自動的に暗号化して送信先の無線装置と通信する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の無線ネットワークシステム。

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