JP2007166644A - パケット通信網における近隣ルータの認識方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 特定のルータについての地理的近傍に存在する近隣ルータを自動的に認識する。
【解決手段】 時刻ｔ１において、基地局Ａ（ルータＡ）の担当エリアα内にいる携帯電話ｘからパケット通信のための接続が行われると、ルータＡのアドレスとその接続時刻とが、接続履歴として携帯電話ｘ内のメモリに記憶される。この携帯電話ｘが、時刻ｔ２に、基地局Ｂ（ルータＢ）の担当エリアβ内に移動し、再びパケット通信のための接続を行うと、基地局Ｂに対して、メモリ内の接続履歴が報告される。基地局Ｂは、多数の携帯電話から報告された接続履歴内のルータアドレスと接続時刻とを統計的に解析することにより、自己の近隣には、基地局Ａが存在することを認識する。携帯電話にＧＰＳを内蔵させ、位置情報を接続履歴として報告させると、より正確な認識ができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、パケット通信網における近隣ルータの認識方法に関し、特に、ネットワークを構成する多数のルータと、これらルータに接続して用いる多数の端末装置と、によって構成され、所定の端末装置間におけるパケット通信を行う機能を有するパケット通信網において、特定のルータについてその地理的近傍に存在する近隣ルータを認識する方法に関する。

インターネットに代表されるパケット通信網を利用する際には、端末装置を、ネットワーク上の任意のルータに直接もしくはハブ等の接続機器を介して間接的に接続し、当該ルータが管理するＬＡＮに組み込む必要がある。ルータへの接続方法としては、イーサネット（登録商標）などの規格を利用した有線接続による方法の他、種々の無線ＬＡＮ用の規格を利用した無線接続による方法も普及しはじめている。また、端末装置としては、種々のサーバ装置やパソコンをはじめ、携帯電話やＰＤＡ機器なども盛んに利用されるようになってきている。携帯電話などの移動体通信機器をインターネットに接続するには、通常、所定の担当エリア内の携帯電話等に対して、無線交信する機能をもった基地局がルータとしての機能を果たす。携帯電話等は、ルータとして機能する最寄りの基地局を介して、インターネットに接続されることになる。

インターネットの普及により、世界中の端末装置が相互にネットワーク接続される環境が整いつつあり、ＵＲＬを指定することにより、任意の端末装置に対して所望の情報パケットを届けることができる。また、世界中に散在する多数のルータについて、ネットワーク上でのトポロジー的な位置は、所定の経路探索ソフトウエアを用いることにより認識できる。たとえば、下記の特許文献１には、ネットワーク上でのトポロジー的な位置情報をダイナミックに決定する手法が開示されている。
特表平１１−５０４４９４号公報

上述したとおり、世界中に散在する多数のルータについて、ネットワーク上でのトポロジー的な位置は、所定の経路探索ソフトウエアを用いれば、理論的には、すべてを認識することができる。しかしながら、こうして認識した各ルータの位置は、あくまでもネットワーク上での接続状態に着目したトポロジー的な位置であり、これらルータについて、地理的位置を認識することは非常に困難である。

たとえば、所定のＩＰアドレスＡが付与されたルータＡと、別なＩＰアドレスＢが付与されたルータＢとを結ぶネットワーク上の経路は、膨大な数が存在するものの、その数は有限であり、経路探索ソフトウエアを用いれば、両者間のトポロジー的な位置は、自動的に認識することができる。ところが、ルータＡとルータＢとの地理的な位置は、このようなソフトウエアを用いた手法で解析することはできず、両ルータＡ，Ｂが、同じビル内に設置されているのか、同じ県内に存在するのか、太平洋を隔てて設置されているのか、自動的に認識する手法は確立されていない。このため、ある特定のルータＡについて、その地理的近傍に存在する近隣ルータを認識するには、人手で調べる必要があった。

具体的には、大都市のターミナル駅の構内に設置された全ルータのアドレスを認識する場合、人手を使って、当該駅の構内にテナントとして入居している個々の事業者のネットワーク管理者にアドレスを聞いてまわる作業を行う必要がある。個々のルータは、いずれもインターネットに接続されているものの、その地理的な設置位置までは登録されていないため、ネットワーク経由では、個々のルータが設置されている地理的情報まで収集することができないためである。

そこで本発明は、パケット通信網における特定のルータについて、その地理的近傍に存在する近隣ルータを自動的に認識することができる方法を提供することを目的とする。

(1) 本発明の第１の態様は、ネットワークを構成する多数のルータと、これら多数のルータに接続して用いる多数の端末装置と、によって構成され、所定の端末装置間におけるパケット通信を行う機能を有するパケット通信網において、特定のルータについてその地理的近傍に存在する近隣ルータを自動的に認識するために、地理的に移動する端末装置を、ルータの地理的情報の媒体として利用し、隣接するルータ間に地理的情報を伝達できるようにしたものである。具体的には、特定のルータに特定の端末装置が接続されたときに、この特定の端末装置に関する他のルータとの過去の接続履歴を、現在接続されている特定のルータに報告させるようにし、報告された接続履歴に基づいて、現在接続されている特定のルータについての近隣ルータに関する情報を認識できるようにしたものである。しかも、この場合、特定の端末装置に関して、過去に接続されていた認識対象ルータを特定する情報および当該ルータに対する過去の通信時刻を接続履歴として報告させるようにし、報告された過去の通信時刻から現在時刻までの時間に基づいて、認識対象ルータを近隣ルータとして認識するか否かの判定を行うようにしたものである。

(2) 本発明の第２の態様は、上述の第１の態様に係る認識方法において、
過去の通信時刻から現在時刻までの時間に基づいて、時間が短いものほど、より近い位置にあるルータである、というような認識を行い、各近隣ルータについての近隣の程度を把握できるようにしたものである。

(3) 本発明の第３の態様は、上述の第１または第２の態様に係る認識方法において、
端末装置に、自己の地理的座標値を検出する機能をもたせておき、過去に接続されていた認識対象ルータを特定する情報および当該ルータへの接続時に検出された地理的座標値を接続履歴として報告させるようにし、報告された地理的座標値に基づいて、認識対象ルータを近隣ルータとして認識するか否かの判定を行うようにしたものである。

(4) 本発明の第４の態様は、上述の第３の態様に係る認識方法において、
報告された地理的座標値に基づいて、各近隣ルータについての近隣の程度を認識できるようにしたものである。

(5) 本発明の第５の態様は、上述の第３または第４の態様に係る認識方法において、
端末装置における自己の地理的座標値を検出する機能を、ＧＰＳを利用して実現するようにしたものである。

(6) 本発明の第６の態様は、上述の第１〜第５の態様に係る認識方法において、
ネットワーク経由で認識対象ルータへのホップ数およびトラヒック状況の少なくとも一方を調査し、得られた調査結果を考慮して、当該認識対象ルータを近隣ルータとして認識するか否かの判定を行うようにしたものである。

(7) 本発明の第７の態様は、上述の第１〜第６の態様に係る認識方法において、
多数の端末装置から報告された接続履歴を統計的に取り扱うことにより、より正確な認識を行うことができるようにしたものである。

(8) 本発明の第８の態様は、ネットワークを構成する多数のルータと、これら多数のルータに接続して用いる多数の端末装置と、によって構成され、所定の端末装置間におけるパケット通信を行う機能を有するパケット通信網に利用される端末装置において、
特定のルータに接続されたときに、過去に接続されていた別なルータを特定する情報および当該別なルータに対する過去の通信時刻を、この特定のルータに対して接続履歴として報告する機能をもたせるようにしたものである。

(9) 本発明の第９の態様は、ネットワークを構成する多数のルータと、これら多数のルータに接続して用いる多数の端末装置と、によって構成され、所定の端末装置間におけるパケット通信を行う機能を有するパケット通信網のルータを構成する装置において、
接続された特定の端末装置から、過去に接続されていた別なルータを特定する情報および当該別なルータに対する過去の通信時刻が接続履歴として報告された場合に、報告された接続履歴に基づいて、別なルータの地理的位置を認識する機能をもたせるようにしたものである。

以上のとおり本発明に係る近隣ルータの認識方法によれば、パケット通信網における特定のルータについて、その地理的近傍に存在する近隣ルータを自動的に認識することができるようになる。

以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。図１は、一般的なパケット通信網における各ルータの接続状態をトポロジー的に示すブロック図である。図において、大文字のアルファベットを囲む個々の円ブロックは、それぞれルータＡ〜Ｇであり、相互にネットワークで接続されており、任意のルータから別な任意のルータまで、少なくとも１つの経路を通じて情報パケットを送信することができる。図では、説明の便宜上、非常に単純なネットワーク構成を示すが、インターネットなどの実際のネットワークでは、膨大な数のルータが非常に複雑なネットワークによって相互に接続されており、任意の２つのルータ間の経路が多数用意されることになる。

図において、小文字のアルファベットもしくは数字を囲む個々の矩形ブロックは、それぞれが端末装置であり、いずれかのルータに接続して用いられる。なお、図では、すべての端末装置がルータに直接接続されている状態が示されているが、本願における「ルータに接続」とは、「ルータへの直接接続」だけを意味するものではなく、中間にハブ等の接続機器を介した接続、すなわち、「ルータへの間接接続」も含めた意味である。また、実際には、同一のルータに同時に複数の端末装置が接続されるのが一般的であり、これら同一のルータに接続された複数の端末装置によってＬＡＮが構成されることになる。たとえば、図１の場合、同一のルータＡに、２つの端末装置ａ１，ａ２が接続されている例が示されているが、これら２つの端末装置ａ１，ａ２は、ともにルータＡの管理下にあるＬＡＮに接続された端末装置ということになる。ルータＡは、自己の管理下にあるＬＡＮに接続された端末装置ａ１，ａ２間の情報パケットの交換処理を行うとともに、このＬＡＮに接続された個々の端末装置ａ１，ａ２について、より広域なＷＡＮ（図示の例では、ルータＢ，Ｃへの接続によって構成されるネットワーク、たとえば、インターネット）への接続窓口として機能する。

端末装置を用いて、インターネットなどのＷＡＮにアクセスするには、このネットワーク上の任意のルータに、端末装置を接続する必要がある。ルータへの接続は、イーサネット（登録商標）などの規格を利用した有線接続だけでなく、種々の無線ＬＡＮ用の規格を利用した無線接続を行うことも可能である。特に、端末装置として、携帯電話やＰＤＡ機器などを用いる場合は、通常、無線接続を行うことになる。また、最近では、いわゆるノート型パソコンなどでも、無線接続を行うことが一般的になってきている。このような無線接続を受け付けるルータは、無線交信のための機能を内蔵していることになる。携帯電話などからインターネットにアクセスする場合は、最寄りの基地局を介して、インターネットに接続することになるので、街中に設置された携帯電話用の基地局がルータとして機能することになる。このように、本願におけるルータとは、イーサネット（登録商標）などの有線ネットワーク用のルーティング装置、無線ＬＡＮ用のルーティング装置、携帯電話用の基地局など、ネットワーク上でのルーティング機能を有する機器を広く含むものである。

インターネットの場合、個々の端末装置には所定のＩＰアドレスが付与され、このＩＰアドレスを指定することにより、当該ＩＰアドレスが付与された特定の端末装置に所望の情報パケットを届けることができる。また、ＤＮＳシステムを利用すれば、特定のＵＲＬを指定することにより、特定の端末装置を指定することが可能である。たとえば、図１に示す端末装置ａ１から、端末装置ｄへ情報パケットを届けるのであれば、端末装置ｄに付与されたＩＰアドレスを宛先とした情報パケットをインターネット上に流せばよい。この情報パケットの宛先となるＩＰアドレスの上位部分は、ルータＤのアドレスを示すものになるので、図示の例の場合、端末装置ａ１→ルータＡ→ルータＢ→ルータＤ→端末装置ｄなる経路を通って、この情報パケットは端末装置ｄへと届けられる。

このように、インターネット上を流れる情報パケットは、ルータからルータへと転送されることになるので、このような情報パケットの転送経路を探索すれば、個々のルータについてのトポロジー的な位置を自動的に認識することができる。実際には、このような経路探索は、所定の経路探索用ソフトウエアを用いて行われている。したがって、たとえば、図１の例の場合、ルータＤを管理するオペレータは、経路探索用ソフトウエアを用いた探索作業を行うことにより、「ルータＢは近いが、ルータＦ，Ｇは遠い」という経路情報を入手することができる。別言すれば、端末装置ｄから端末装置ｂまでの経路は近いが、端末装置ｄから端末装置ｇまでの経路は遠い、ということを認識することができる。実際のインターネットは、非常に膨大な数のルータが複雑なネットワークで接続されており、しかも時々刻々とその実体が変化してゆくため、インターネットの全体像を把握することは現実的には不可能であるが、理論的には、インターネットを構成するすべてのルータのトポロジー的位置は、所定の経路探索ソフトウエアを用いることにより認識することができる。

しかし、上述したルータの位置は、あくまでもネットワーク上でのトポロジー的位置であり、近い／遠いという概念も、あくまでもトポロジー的位置に関する限りの遠近概念にすぎない。たとえば、図１の例において、ルータＤにとって、「ルータＢが近く、ルータＦ，Ｇが遠い」というのは、「ルータＢまでのホップ数が１であるのに対し、ルータＦ，Ｇまでのホップ数が４である」という事実に基づく判断にすぎず、あくまでもネットワーク経路上での遠近を議論しているにすぎない。したがって、ルータＡ〜Ｇの地理的な位置は、図１に示すトポロジー位置とは全く無関係であるようなケースも少なくない。たとえば、ルータＡ〜Ｇの実際の地理的な位置分布が、図２に示すようなものであったとすると、ルータＤにとっての地理的な遠近は、「ルータＦ，Ｇが近く、ルータＢは遠い」という結果になり、ルータＤに関しては、図１に示すトポロジー的位置における遠近と、図２に示す地理的位置における遠近とが全く逆転した結果となってしまっている。

このように、ルータＤの管理者にとって、トポロジー的に近いルータが、ルータＢであることは、経路探索用ソフトウエアを用いた探索により認識することができる。しかしながら、地理的近傍に設置されているルータが、ルータＧ，Ｆであることを認識するには、このようなネットワーク上の探索手法を採ることはできない。したがって、たとえば、図２に示すルータＤとルータＧとが、同一のターミナル駅の構内に設置されていたとしても、ルータＤの管理者が、ルータＧを近隣ルータとして認識するためには、人手による調査を行うしかない。もちろん、ルータＤとルータＧとが、同一管理者によって設置されたものである場合や、同一の事業者の管理下にあるような場合には、このような調査は比較的容易であるが、全く異なる事業者の管理下にあるような場合には、ルータＤの管理者が、ルータＧを近隣ルータとして認識することは非常に困難である。また、同一の事業者によって設置されたルータであっても、その数が多くなればなるほど、人手による調査は困難になる。

本発明の目的は、特定のルータについて、その地理的近傍に存在する近隣ルータを自動的に認識することができるようにすることにある。本発明の基本的な考え方は、地理的に移動する端末装置を、ルータの地理的情報の媒体として利用し、隣接するルータ間に地理的情報を伝達しよう、というものである。したがって、本発明を実施する上では、地理的に移動する端末装置が存在し、その端末装置が、過去に接続していたルータに関する接続履歴を、現在接続しているルータに報告する機能をもっている必要がある。

ここでは、移動端末としての典型例である携帯電話を、媒体となる端末装置として利用した例について、本発明の基本概念を説明しよう。図３は、このような基本概念を説明する模式図である。携帯電話の基地局Ａは、領域αを担当エリアとし、この領域α内に存在する携帯電話と無線交信を行う機能を有しており、同様に、基地局Ｂは、領域βを担当エリアとし、この領域β内に存在する携帯電話と無線交信を行う機能を有している。実際には、領域α，βは、その境界部分で重なりをもっており、携帯電話はこの境界部分では、その時点でより良好な通信環境を維持できる基地局を選択して交信することになる。携帯電話と基地局との間で情報パケットの交換が行われる場合、個々の基地局はルータとして機能することになり、領域αに存在する携帯電話はルータＡに接続された端末装置となり、領域βに存在する携帯電話はルータＢに接続された端末装置となる。

さて、携帯電話は、刻々と位置を変える端末装置であり、パケット通信網において、接続先のルータを転々と変える端末装置として機能する。したがって、本発明において、過去に接続されていたルータの地理的情報を、新たに接続されるルータに伝達するための情報媒体としては、非常に好都合である。たとえば、ある時刻ｔ１において、端末装置ｘとして機能する携帯電話が領域α内におり、何らかのパケット通信を行っていたとしよう。ここでは、この時刻ｔ１における携帯電話を、端末装置ｘ（ｔ１）と呼ぶことにする。ところが、次のある時刻ｔ２において、この携帯電話が領域β内からパケット通信を行ったとする。すなわち、時刻ｔ１からｔ２にかけて、この携帯電話は領域αからβへと移動したことになる。

このような通信形態としては、次の２とおりのケースが考えられる。第１のケースは、携帯電話のユーザが、時刻ｔ１からｔ２にかけて、継続的にパケット通信を行っていたケースである。たとえば、列車に乗車中のユーザが、携帯電話からインターネットにアクセスしていたような場合、列車が領域αから領域βへと移動することにより、ルータＡに接続されていた端末装置ｘ（ｔ１）は、ルータＢへの接続に切り換えられ、端末装置ｘ（ｔ２）として機能することになる。第２のケースは、携帯電話のユーザが、時刻ｔ１で第１回目のパケット通信を実行した後、一度終了し、再び時刻ｔ２で第２回目のパケット通信を実行したケースである。たとえば、領域α内の勤務先で携帯電話からインターネットにアクセスし、アクセスを一旦終了し、昼食をとるために隣接する領域β内のレストランまで歩き、このレストランから再びインターネットにアクセスしたような場合、この携帯電話は、第１回目のアクセス時は、ルータＡに接続された端末装置ｘ（ｔ１）として機能し、第２回目のアクセス時は、ルータＢに接続された端末装置ｘ（ｔ２）として機能することになる。

いずれの場合も、時刻ｔ２の時点では、この携帯電話は基地局Ｂ（ルータＢ）と無線交信を行っていることになるが、その直前には、基地局Ａ（ルータＡ）と無線交信を行っていたことになる。そこで、この携帯電話に、過去の接続履歴を記憶させておき、新たなルータに接続されたときに、この過去の接続履歴を報告させるようにすれば、この接続履歴に基づいて、近隣ルータに関する情報認識を行うことができる。たとえば、図３の例では、時刻ｔ１において、端末装置ｘ（ｔ１）はルータＡに接続された状態になっているので、その事実を接続履歴として、端末装置ｘ（ｔ１）としての携帯電話内のメモリに記憶させておくようにする。続いて、時刻ｔ２において、端末装置ｘ（ｔ２）として、ルータＢに接続された状態になったら、この携帯電話内のメモリに記憶されていた接続履歴を、ルータＢに報告する処理を行うようにすればよい。ルータＢは、このような接続履歴を報告してもらうことにより、当該携帯電話が、直前にはルータＡに接続されていた事実を認識することができるので、ルータＡを近隣ルータとして認識することが可能になる。

なお、本発明において、過去の接続履歴を伝達するための媒体として利用可能な端末装置としては、上述したように、携帯電話が最も代表的な端末装置と言うことができるが、もちろん、ＰＤＡ機器やノート型パソコンなどを利用することも可能である。また、ルータに対して無線接続される端末装置だけではなく、イーサネット（登録商標）などを利用して有線接続される端末装置を媒体として利用することも可能である。たとえば、現実的には少ないケースであると思われるが、所定のハブを介してルータに対してイーサネット（登録商標）で接続されていたデスクトップパソコンを、近隣の別な建物に移設したような場合にも、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて接続先ルータが切り換えられることになるので、時刻ｔ１において接続されていたルータに関する情報を、時刻ｔ２において新たに接続されたルータに報告することにより、接続履歴を伝達することが可能である。

結局、本発明の基本概念は、特定のルータに特定の端末装置が接続されたときに、この特定の端末装置に関する他のルータとの過去の接続履歴を、現在接続されている特定のルータに報告させるようにし、報告された接続履歴に基づいて、現在接続されている特定のルータについての近隣ルータに関する情報を認識できるようにする、という点にあり、移動によるルータ接続に変更が生じるような端末装置であれば、どのような端末装置を利用して、接続履歴を伝達するようにしてもかまわない。ただ、このような端末装置を本発明に利用するためには、当該端末装置内に、特定のルータに接続されたときに、別なルータに対する過去の接続履歴を報告する機能を付加しておく必要がある。また、このような機能をもった端末装置から報告された接続履歴を利用して、自己の近隣ルータを自動認識するためには、ルータ側にも、報告された接続履歴を解析して、報告対象となった別なルータの地理的位置を認識し、近隣に存在するルータであるか否かを判断する機能を付加しておく必要がある。

なお、実用上は、直前に接続されていたルータに関する情報だけでなく、何回か遡った過去の接続履歴を端末装置内に蓄積しておき、これをルータに報告するようにするのが好ましい。たとえば、図４(a) に示す接続履歴は、前回はルータＡに接続されていたが、２回前はルータＣに接続されており、３回前はルータＤに接続されており、…といった経緯が示されている。別言すれば、この図４(a) に示すような接続履歴が蓄積されている端末装置は、ルータＤの担当エリアから、ルータＣの担当エリアへと移動し、更に、ルータＡの担当エリアへ移動した後、現在のルータ（この接続履歴を報告する対象となるルータ）の担当エリアへと移動してきたことになる。このように複数回にわたる接続履歴を報告するようにすれば、近隣度を示すより詳細な情報を得ることが可能になる。たとえば、図４(a) に示すような接続履歴が、１端末装置からルータＸ（現在接続中のルータ）に対して報告された場合、この報告内容に基づいて、当該端末装置が直線的に移動してきたと仮定すれば、一応、ルータＸに関しては、ルータＡが最も近隣に存在し、ルータＣはそれより遠く、ルータＤは更に遠い、という段階をつけた近隣度の把握が可能になる。

もちろん、実用上は、このような１端末装置から報告された接続履歴のみに基づいて、ルータＸに関する近隣ルータの認識を行っても、正確な認識を行うことは困難である。なぜなら、図４(a) に示すような接続履歴が報告されたとしても、報告主である端末装置を所持したユーザが近隣を不規則に歩きまわっていたような場合には、ルータＡとルータＤとは実際には同じ距離にある可能性もある。したがって、本発明を利用して、近隣ルータをできるだけ正確に認識するには、多数の端末装置から報告された接続履歴を統計的に取り扱うようにするのが好ましい。実用上は、携帯電話などを利用して、過去の接続履歴を報告させるような形態を採れば、各ルータ（基地局）には、膨大な数の接続履歴が報告されることになる。そこで、これら多数の端末装置からの接続履歴の統計をとれば、近隣ルータに関する情報をかなり正確に得ることが可能になる。

たとえば、あるルータＸに対して、図４(b) に示すような接続履歴の統計が得られたとしよう。この例では、ルータＸの直前に接続されていたルータがＡであるようなケースが１５０００件報告されており、ルータＣであるようなケースが３０００件報告されている。したがって、ルータＡがルータＸの近隣にある可能性は極めて高く、また、ルータＣもルータＸの比較的近傍にある可能性が高いと考えられる。これに対して、ルータＸの直前（前回）に接続されていたルータがＢであるようなケースは０件であり、ルータＤであるようなケースがわずか１０件であることを考えると、ルータＢやルータＤがルータＸの近傍にある可能性は非常に低いと考えられる。２回前，３回前に接続されていたルータに関する統計も参照するようにすれば、より細かな解析が可能になる。

もっとも、ルータＸの「近隣ルータ」と言っても、「近隣」には程度があり、どの程度までを「近隣ルータ」として認識するかは、その利用目的に応じて適宜決定されるべき事項である。したがって、実用上は、報告された接続履歴のデータに基づいて何らかの基準を設定し、この基準を満たすルータのみを「近隣ルータ」として認識するようにすればよい。もちろん、複数段階の基準を設定し、同じ「近隣ルータ」の中でも近隣の程度を認識できるようにしてもよい。たとえば、図４(b) に示すような統計結果を解析し、「前回／２回前／３回前の接続ルータ」として報告された件数の合計が１０００件以上のものを、すべて「近隣ルータ」として認識すれば、ルータＡ，Ｃ，Ｅが「近隣ルータ」として認識されることになる。ここで更に、同じ「近隣ルータ」を近隣の程度に応じて分類するために、「前回接続されていたルータ」として報告された件数が１００００件以上のものを高近隣ルータとし、それ以外のルータではあるが、「前回／２回前の接続ルータ」として報告された件数の合計が５０００件以上のものを中近隣ルータとし、それ以外のルータを低近隣ルータとする分類を行えば、ルータＡは高近隣ルータ、ルータＣは中近隣ルータ、ルータＥは低近隣ルータ、との認識がなされることになる。

これまで述べてきた実施形態では、個々の端末装置が、前回あるいは数回前に、どのルータに接続されていたかを示す情報を過去の接続履歴として報告するようにしていたが、このような情報だけでは、近隣ルータの認識を必ずしも十分に行うことができない場合もある。たとえば、ルータＸに対して、図４(a) に示すような接続履歴が報告された場合、一般的には、ルータＡは、ルータＸの近隣ルータであるとの認識を行うことが可能である。もちろん、端末装置としての携帯電話を所持したユーザが、徒歩で、ルータＡの担当エリアからルータＸの担当エリアへと移動したような場合には、このような認識に誤りはない。しかしながら、ルータＡが大阪に設置され、ルータＸが東京に設置されており、携帯電話を所持したユーザが、大阪でパケット通信を行った後に、一旦、接続を切り、新幹線で東京へ移動した後、再びパケット通信を行った場合も、やはり図４(a) に示すような接続履歴がルータＸに対して報告されることになる。この場合、この接続履歴に報告されているルータＡ，Ｃ，Ｄがすべて大阪に設置されていたルータであったとしても、東京に設置されたルータＸの近隣ルータとして誤認識されてしまうおそれがある。

もちろん、図４(b) に示すように、多数の端末装置からの接続履歴の統計に基づいて、近隣ルータか否かの判断を行うようにすれば、このような誤認識は統計的な手法により除去できる可能性が高い。しかしながら、より正確な認識を行うようにするためには、各端末装置から、過去に接続されていたルータを示す情報とともに、当該ルータに対する過去の通信時刻を接続履歴として報告させるようにし、報告された過去の通信時刻から現在時刻までの時間に基づいて、認識対象となる各ルータを近隣ルータとして認識するか否かの判定を行うようにすればよい。

たとえば、図５に示す接続履歴は、図４(a) に示す接続履歴に、更に、個々のルータに対する通信時刻を組み入れたものである。通信時刻は、通信開始時刻であっても、通信終了時刻であってもよいし、その両方を組み入れるようにしてもよい。あるいは、通信中に特定の処理を実行したときの時刻でもかまわない。たとえば、携帯電話などでは、外部エージェントとなる基地局の管轄領域へ移動した場合、この外部エージェントから所定の気付アドレスの通知を受けることになるが、このような気付アドレスの通知があった時刻を通信時刻として、接続履歴に組み入れるようにしてもよい。また、図示の例では、通信時刻として、時間のデータのみを報告しているが、実用上は、年月日などを含めたデータを通信時刻として報告するのが好ましい。

このように、過去の通信時刻を接続履歴として報告させるようにすれば、報告を受けたルータは、報告された過去の通信時刻から現在時刻までの時間を考慮して、接続履歴の取り扱いに差をつけることができる。ここでは、たとえば、ルータＸが、１１：２２の時点で、図５に示すような接続履歴の報告を受けたとすると、直前に接続されていたルータＡについては、通信時刻が１１：１２であり、ルータＡに対する通信時刻から、ルータＸに接続した現在時刻までに至る時間はわずか１０分であり、２回前に接続されていたルータＣについては、通信時刻が１１：０８であり、ルータＣに対する通信時刻から、ルータＸに接続した現在時刻までに至る時間は１４分である。これに対して、ルータＤに対する通信時刻からは４時間以上も経過していることが認識できる。これは、図５に示す接続履歴には列挙されているものの、ルータＤは、ルータＸの近隣に存在しない可能性が高いことを示している。したがって、図４(b) に示すような統計的な手法を採る場合であっても、たとえば、「報告時よりも３０分以内の接続履歴のみを採用する」というような手法を採れば、より正確な認識が可能になる。

また、過去の通信時刻を接続履歴として報告させるようにすれば、過去の通信時刻から現在時刻までの時間に基づいて、各近隣ルータについての近隣の程度を認識することが可能になる。たとえば、図５に示す例の場合、ルータＣ→Ｘ間の通信時刻の差は１４分、ルータＡ→Ｘ間の通信時刻の差は１０分であるから、もし、この端末装置を所持したユーザが、徒歩、自動車、列車などの移動手段を用いて、ほぼ同じ速度で、ルータＣ→Ａ→Ｘという直線経路上を移動している、という前提をおけば、ルータＡ・Ｘ間の距離と、ルータＣ・Ｘ間の距離との比は、１０対１４ということになる。もちろん、実際には、このような前提が成り立たないケースも多いが、このような時間差に基づいて距離を推定する手法を、統計的な手法に組み合わせるようにすれば、個々の近隣ルータについての近隣の程度を認識することが可能になる。

近隣ルータについての地理的な位置をより正確に認識するには、各端末装置に、自己の地理的座標値を検出する機能をもたせておき、過去に接続されていたルータを特定する情報とともに、当該ルータへの接続時に検出された地理的座標値を接続履歴として報告させるようにすればよい。自己の地理的座標値を検出する機能は、たとえば、ＧＰＳ（Global Positioning System ）を利用して実現することができる。端末装置として利用する携帯電話、ＰＤＡ機器、ノート型パソコンなどに、ＧＰＳを内蔵させておき、常に、自己の地理的座標値を、たとえば、緯度／経度の情報として把握することができるようにしておけばよい。

図３に示す例の場合、端末装置ｘにＧＰＳを組み込んでおけば、時刻ｔ１において領域α内でルータＡと通信した時点における自己の地理的座標値Ｐ（ｔ１）を認識することができるので、これを接続履歴の一部としてメモリに記憶させておくようにする。そして、端末装置ｘが、領域β内へ移動して、時刻ｔ２においてルータＢとの通信を開始したときに、この接続履歴をルータＢへ報告するようにすれば、ルータＢは、端末装置ｘが直前にルータＡと地理的座標値Ｐ（ｔ１）なる位置で通信していたことを知ることができる。したがって、ルータＢは、この地理的座標値Ｐ（ｔ１）に基づいて、ルータＡを近隣ルータとして認識するか否かの判定を行うことができる。

もちろん、地理的座標値Ｐ（ｔ１）は、ルータＡの設置場所の座標値そのものを示すものではなく、あくまでも、端末装置ｘがルータＡと通信していた時点における端末装置ｘ自身の位置を示す座標値である。しかしながら、地理的座標値Ｐ（ｔ１）は、ルータＡの担当エリアである領域α内のいずれかの位置を示す座標値であり、多数の端末装置から同様の座標値を報告してもらうことにすれば、統計的な手法を採ることにより、ルータＡ自身の設置場所をある程度の精度で予想することが可能になる。したがって、ＧＰＳを内蔵した端末装置から報告された地理的座標値は、近隣ルータの正確な地理的位置を推定する上で、非常に貴重な情報になり、報告された地理的座標値に基づいて、各近隣ルータについての近隣の程度を認識することが可能になる。すなわち、個々のルータに、それぞれ自己の地理的座標値を知らせておくようにすれば、上述した統計的手法により求めた近隣ルータの設置場所と自己の設置場所との正確な距離までを認識することが可能になる。

図６は、過去の通信時刻および地理的座標値を含む接続履歴の一例を示す図である。この例では、古い履歴から新しい履歴の順に、上から下へと記録がなされており、通信時刻、接続されていたルータのアドレス、通信時における端末装置の物理的座標値（緯度／経度データ）が、履歴として残されている。個々の端末装置から、図示のような過去の接続履歴の報告を受けるようにし、多数の端末装置から受けた同様の報告を統計的手法で解析すれば、通信時刻および地理的座標値の情報を利用して、報告対象となった個々のルータについての地理的位置を、かなり正確に推定することが可能になる。このように、個々のルータの地理的位置を正確に推定できれば、たとえば、「半径１ｋｍ以内に存在するルータを近隣ルータとして認識する」というような判断により、容易に「近隣ルータ」の認識が可能になる。

なお、これまで述べた実施形態では、いずれも地理的位置のみに基づいて、「近隣ルータ」であるか否かの判断を行っていたが、ネットワーク経由で認識対象ルータへのホップ数やトラヒック状況を調査し、得られたホップ数が所定の基準値を越えたり、得られたトラヒック状況が所定の基準以上の混雑を示していたりするルータについては、「近隣ルータ」から除外するような処理を行うことも可能である。

図７は、このような処理に基づいて、所定のルータＸに関して、その近隣ルータの認識を行う手順を示した流れ図である。まず、ステップＳ１において、端末装置から接続履歴を取得する。実用上は、多数の端末装置から多数の接続履歴を取得するようにする。そして、続くステップＳ２では、ステップＳ１で取得した接続履歴に含まれる判断対象ルータの１つを選択し（ここでは、便宜上、ルータＹが選択されたものとする）、ルータＸからの地理的距離の認識を行う。具体的には、上述したように、報告された個々の通信時刻や地理的座標値に基づいて、統計的な手法により、ルータＸ・Ｙ間の地理的距離が決定される。そして、ステップＳ３において、この地理的距離を所定の基準値と比較して遠いか近いかを判断する。近いと判断された場合には、ステップＳ４へと進み、当該判断対象ルータＹについて，ルータＸからのトポロジー的距離の認識を行う。このトポロジー的距離の認識は、既に述べたように、所定の経路探索ソフトウエアを用いた自動処理によって実行可能である。そして、ステップＳ５において、このトポロジー的距離（ホップ数やトラヒック状況）が所定の基準値と比較して遠いか近いか（ホップ数や混雑度が大きいか小さいか）を判断する。近いと判断された場合には、ステップＳ６へと進み、当該判断対象ルータＹを、ルータＸについての「近隣ルータ」として登録する。このような処理を、ステップＳ７を介して繰り返し実行し、すべての判断対象ルータに対する判断が完了したら、すべての手順は終了である。

このような手順によって「近隣ルータ」として登録されたルータは、ルータＸに対して、地理的距離もトポロジー的距離も所定範囲内にある近いルータということになる。地理的距離が近くても、トポロジー的距離が遠い場合には、これを「近隣ルータ」の定義から除外するような取り扱いを行うのは、トポロジー的距離があまり遠いルータ（ホップ数や混雑度の大きなルータ）については、情報パケットを送信したとしても、到達時間が非常に長くかかったり、事故により届かなかったりする可能性が高くなると思われるためである。

以上、述べてきたように、本発明の目的は、特定のルータに関して、地理的近傍に存在する「近隣ルータ」を自動的に認識することであるが、このように「近隣ルータ」を認識することによる産業上の１つのメリットは、特定の地域に特化した地域限定情報を、当該特定の地域に存在する端末装置に対して選択的に提供することが可能になる、という点である。たとえば、大都市のターミナル駅の構内中心部に設置されたルータＸについて、半径１００ｍ以内に存在するルータを「近隣ルータ」と定義し、上述の手法により、ルータＹ１，Ｙ２，Ｙ３が「近隣ルータ」と認識された場合、近隣ルータＹ１，Ｙ２，Ｙ３に接続されている端末装置は、いずれも当該ターミナル駅の構内もしくはその近傍に存在すると予想することができる。したがって、この近隣ルータＹ１，Ｙ２，Ｙ３の管理下にあるＬＡＮに接続されている端末装置に対して、地域限定の情報パケットを配信すれば、当該ターミナル駅の構内もしくはその近傍に存在すると予想される端末装置のみに対しての選択的なパケット配信が可能になる。

具体的には、当該ターミナル駅内の百貨店におけるバーゲンセールの情報などを、当該ターミナル駅周辺にいるユーザに流したい場合には、このような方法は非常に有効である。ターミナル駅構内には、複数の携帯電話会社の基地局として機能するルータが随所に設置されており、また、インターネットカフェなどの別な運営母体が提供する無線ＬＡＮ用ルータも設置されており、更には、種々の企業のイーサネット（登録商標）用ルータも設置されている。このように、多数の運営母体がそれぞれ独自に設置したルータの存在は、それらが同一の駅構内に設置されていたとしても、従来の方法では認識することが困難である。本発明に係る方法によれば、このような異なる運営母体が混在する環境に設置された複数の近隣ルータの存在を、携帯電話などの移動する端末装置を情報伝達媒体として利用することにより、自動的に認識することが可能になる。

一般的なパケット通信網における各ルータの接続状態をトポロジー的に示すブロック図である。 図１に示す各ルータの地理的位置を示すブロック図である。 本発明の基本概念を説明する模式図である。 本発明における端末装置から報告される接続履歴の一例、およびこのような接続履歴に基づいて作成された統計結果の一例を示す図である。 接続履歴として、過去に接続されていたルータに関して、その通信時刻を盛り込んだ例を示す図である。 接続履歴として、過去に接続されていたルータに関して、その通信時刻および通信時に検出された物理的座標値を盛り込んだ例を示す図である。 本発明に係る方法において近隣ルータを認識する手順の一例を示す流れ図である。

符号の説明

Ａ〜Ｇ，Ｘ：ルータ（基地局）
ａ１，ａ２，ｂ，ｄ，ｇ，ｘ：端末装置
ｘ（ｔ１），ｘ（ｔ２）：時刻ｔ１，ｔ２における端末装置ｘの位置
α，β：各ルータの担当エリアとなる領域

Claims (9)

1. ネットワークを構成する多数のルータと、これらルータに接続して用いる多数の端末装置と、によって構成され、所定の端末装置間におけるパケット通信を行う機能を有するパケット通信網において、特定のルータについてその地理的近傍に存在する近隣ルータを認識する方法であって、
   前記特定のルータに特定の端末装置が接続されたときに、前記特定の端末装置に関して過去に接続されていた認識対象ルータを特定する情報および当該認識対象ルータに対する過去の通信時刻を、前記特定の端末装置から前記特定のルータに対して接続履歴として報告させるようにし、前記過去の通信時刻から現在時刻までの時間に基づいて、前記認識対象ルータを前記特定のルータについての近隣ルータと認識するか否かの判定を行うことを特徴とするパケット通信網における近隣ルータの認識方法。
2. 請求項１に記載の認識方法において、
   過去の通信時刻から現在時刻までの時間に基づいて、各近隣ルータについての近隣の程度を認識することを特徴とするパケット通信網における近隣ルータの認識方法。
3. 請求項１または２に記載の認識方法において、
   端末装置に、自己の地理的座標値を検出する機能をもたせておき、過去に接続されていた認識対象ルータへの接続時に検出された地理的座標値を含む接続履歴を報告させるようにし、前記地理的座標値を考慮して、前記認識対象ルータを近隣ルータとして認識するか否かの判定を行うことを特徴とするパケット通信網における近隣ルータの認識方法。
4. 請求項３に記載の認識方法において、
   報告された地理的座標値に基づいて、各近隣ルータについての近隣の程度を認識することを特徴とするパケット通信網における近隣ルータの認識方法。
5. 請求項３または４に記載の認識方法において、
   端末装置における自己の地理的座標値を検出する機能を、ＧＰＳを利用して実現したことを特徴とするパケット通信網における近隣ルータの認識方法。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の認識方法において、
   ネットワーク経由で認識対象ルータへのホップ数およびトラヒック状況の少なくとも一方を調査し、得られた調査結果を考慮して、当該認識対象ルータを近隣ルータとして認識するか否かの判定を行うことを特徴とするパケット通信網における近隣ルータの認識方法。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の認識方法において、
   多数の端末装置から報告された接続履歴を統計的に取り扱うことにより、近隣ルータの認識を行うことを特徴とするパケット通信網における近隣ルータの認識方法。
8. ネットワークを構成する多数のルータと、これらルータに接続して用いる多数の端末装置と、によって構成され、所定の端末装置間におけるパケット通信を行う機能を有するパケット通信網に利用される端末装置であって、
   特定のルータに接続されたときに、過去に接続されていた別なルータを特定する情報および当該別なルータに対する過去の通信時刻を、前記特定のルータに対して接続履歴として報告する機能を有するパケット通信網に利用される端末装置。
9. ネットワークを構成する多数のルータと、これらルータに接続して用いる多数の端末装置と、によって構成され、所定の端末装置間におけるパケット通信を行う機能を有するパケット通信網のルータを構成する装置であって、
   接続された特定の端末装置から、過去に接続されていた別なルータを特定する情報および当該別なルータに対する過去の通信時刻が接続履歴として報告された場合に、報告された前記接続履歴に基づいて、前記別なルータの地理的位置を認識する機能を有することを特徴とするパケット通信網におけるルータを構成する装置。