JP2008205890A - ルーティング方法およびノード - Google Patents
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Abstract
【解決手段】各ノードA11〜A14は、コンテンツの転送時に、各宛先ノードへの経路が登録されたルーティングテーブルA113を参照して、転送経路の候補となる経路を決定し、1つ以上の候補経路のうち、コンテンツの少なくとも一部がキャッシュ断片として蓄積されている次ホップノードを含む候補経路を転送経路として優先的に選択する経路選択部A112と、コンテンツを転送経路上の次ホップノードに転送するDTN転送部A111とを有する。
【選択図】 図1
Description
DTNにおけるルーティング方法の例としては、非特許文献1に記載された方法がある。非特許文献1においては、DTNにおける様々なルーティング方法を評価している。
第1の問題点は、断片化されたデータ単位で蓄積・転送を行う場合に、コンテンツ転送途中で転送経路が切り替わると、コンテンツの一部だけしかキャッシュされない場合があるということである。
例えば、図15のノードA5〜A9がリンクD5〜D9で接続されているネットワークにおいて、ノードA5からノードA7まで、あるコンテンツを転送する際に、最短のホップ数となるのは、ノードA5→ノードA6→ノードA7という経路である。この場合、該コンテンツのキャッシュは、ノードA6に残ることになる。
また、本発明のルーティング方法において、ソースノードは、コンテンツの転送時に、各宛先ノードへの経路が登録されたルーティングテーブルを参照して、転送経路の候補となる経路を決定する候補経路決定手順と、1つ以上の前記候補経路のうち、前記コンテンツの少なくとも一部がキャッシュ断片として蓄積されている中継ノードを含む候補経路を転送経路として優先的に選択する第1の転送経路選択手順と、前記コンテンツをソースノード内の転送部から前記転送経路上の次ホップノードに転送する第1の転送手順とを実行し、中継ノードは、前記ソースノードによって選択された経路を転送経路として選択する第2の転送経路選択手順と、受信したコンテンツを中継ノード内の転送部から前記転送経路上の次ホップノードに転送する第2の転送手順とを実行することを特徴とする。
また、本発明のルーティング方法において、各ノードは、コンテンツの転送開始時に、各宛先ノードへの経路が登録されたルーティングテーブルを参照して、転送経路の候補となる経路を決定する第1の候補経路決定手順と、1つ以上の前記候補経路のうち、前記コンテンツの少なくとも一部がキャッシュ断片として蓄積されているノードを含む候補経路を転送経路として優先的に選択する第1の転送経路選択手順と、前記コンテンツをノード内の転送部から前記転送経路上の次ホップノードに転送する転送手順と、前記コンテンツの転送途中で前記転送経路を変更する必要がある場合に、前記ルーティングテーブルを参照して候補経路を決定する第2の候補経路決定手順と、この第2の候補経路決定手順で決定された1つ以上の候補経路のうち、前記転送経路を変更する前の転送によって前記キャッシュ断片が蓄積されているノードを含む候補経路を転送経路として優先的に選択し、選択した転送経路へ前記コンテンツを転送するよう前記転送部に指示する第2の転送経路選択手順とを実行することを特徴とする。
また、本発明のノードは、ソースノードとして動作する場合に、コンテンツの転送時に、各宛先ノードへの経路が登録されたルーティングテーブルを参照して、転送経路の候補となる経路を決定する候補経路決定手段と、ソースノードとして動作する場合は、1つ以上の前記候補経路のうち、前記コンテンツの少なくとも一部がキャッシュ断片として蓄積されている中継ノードを含む候補経路を転送経路として優先的に選択し、中継ノードとして動作する場合は、前記ソースノードによって選択された経路を転送経路として選択する経路選択手段と、前記コンテンツを前記転送経路上の次ホップノードに転送する転送手段とを有するものである。
また、本発明のノードは、コンテンツの転送を開始する場合又は前記コンテンツの転送途中で前記転送経路を変更する必要がある場合に、各宛先ノードへの経路が登録されたルーティングテーブルを参照して、転送経路の候補となる経路を決定する候補経路決定手段と、前記コンテンツの転送を開始する場合は、1つ以上の前記候補経路のうち、前記コンテンツの少なくとも一部がキャッシュ断片として蓄積されているノードを含む候補経路を転送経路として優先的に選択し、前記転送経路を変更する必要がある場合は、前記転送経路を変更する前の転送によって前記キャッシュ断片が蓄積されているノードを含む候補経路を転送経路として優先的に選択する経路選択手段と、前記コンテンツを前記転送経路上の次ホップノードに転送する転送手段とを有するものである。
次に、本発明の第1の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係るDTNの構成を示すブロック図である。
DTNは、ノードA11〜A14と、ノードA11とA12間を接続するリンクD12と、ノードA11とA14間を接続するリンクD14と、ノードA12とA13間を接続するリンクD23と、ノードA12とA14間を接続するリンクD24と、ノードA13とA14間を接続するリンクD34とから構成される。
リンクD12,D14,D23,D34は、図1に示すようにノードA11〜A14の各々を接続している。本実施の形態では、各リンクは、有線リンクのような安定した接続性をもつリンクではなく、無線リンクのような不安定な接続性をもつリンクであるとし、途中で切断したり、接続しているノードが動的に変化したりするものとする。
まず、ノードA11のDTN転送部A111は、中継ノードとしての転送時またはソースノードとしての送信時にコンテンツを送信する際(図5のステップS101)、経路選択部A112に経路を問い合わせる(ステップS102)。
まず、ノードA11のDTN転送部A111は、ソースノードとしての送信時にコンテンツを送信する際(図6のステップS201)、経路選択部A112に経路を問い合わせる(ステップS202)。
図6に示した動作では、転送しようとするコンテンツのキャッシュ断片が中継ノードに存在する場合に、各中継ノードにおける当該コンテンツのキャッシュ断片の合計サイズが最も大きい候補経路へコンテンツを優先的に転送する場合について説明したが、転送しようとするコンテンツのキャッシュ断片を持つノードの数が最も多い候補経路へコンテンツを優先的に転送するというアルゴリズムを採用してもよい。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態においても、DTN及びノードの構成は第1の実施の形態と同様であるので、図1の符号を用いて説明する。
第1の実施の形態では、経路選択部A112は、ルーティングテーブルA113を参照して、コンテンツの宛先までの経路を解決したが、必ずしもコンテンツの宛先までの経路を解決する必要はない。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。本実施の形態においても、DTN及びノードの構成は第1の実施の形態と同様であるので、図1の符号を用いて説明する。
DTNでは、転送途中でコンテンツを複製し、同一のコンテンツを途中で分岐させて転送することも可能である。そこで、キャッシュ断片を補うために転送途中でコンテンツを複製し、分岐した経路を用いてコンテンツを転送する方法が考えられる。例えば、図1のノードA11からノードA13までコンテンツを転送する際に、リンクD14とリンクD34が切断している場合、転送経路としてはノードA11からノードA12を経由してノードA13へ至る経路しか利用できない。このときに、転送しようとするコンテンツのキャッシュ断片がノードA14に存在している場合は、ノードA12を経由してノードA14にもコンテンツを転送し、ノードA14のキャッシュ断片を補完するようにしてもよい。
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。本実施の形態においても、DTN及びノードの構成は第1の実施の形態と同様であるので、図1の符号を用いて説明する。
DTNでは、コンテンツのセグメントごとに異なる経路を通って転送することも可能である。そこで、各候補経路上の中継ノードに、転送しようとするコンテンツのキャッシュ断片が存在し、候補経路ごとにキャッシュ断片を補完するために必要なセグメントが異なる場合に、候補経路ごとに不足したコンテンツのセグメントを最大限補えるように複数の経路を選択し、各経路へコンテンツのセグメントを振り分けるという転送方法をとることもできる。
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。本実施の形態においても、DTN及びノードの構成は第1の実施の形態と同様であるので、図1の符号を用いて説明する。
第1の実施の形態では、複数の候補経路の中から最適な経路を選択する際に、候補経路上の次ホップノード又は中継ノードにおけるキャッシュ断片の有無や、キャッシュ断片のサイズに基づいて経路が選択されるものとして説明したが、その他、様々なパラメータに基づいて経路の選択を行うことができる。以下にその例を挙げる。
第1の実施の形態では、キャッシュ断片をできるだけ補完するという方針で転送経路を選択したが、本実施の形態では、できるだけ新しいキャッシュを生成するという方針で転送経路を選択する。
次に、本発明の第6の実施の形態について説明する。図7は本発明の第6の実施の形態に係るDTNの構成を示すブロック図である。本実施の形態では、経路選択に用いる第2のパラメータを説明する。第2のパラメータは、候補経路上の次ホップノード(ホップバイホップ型のルーティングの場合)あるいは候補経路上の1つ以上の中継ノード(ソースルート型のルーティングの場合)のネットワーク離脱率である。ネットワーク上の各ノードは、電源が切れたり、電波が届かなくなって全ての隣接ノードとのリンクが切断されたりして、ネットワークから離脱することがある。ノードのネットワーク離脱率とは、ネットワークの稼働時間に対して当該ノードがネットワークから離脱している時間の割合である。
次に、本発明の第7の実施の形態について説明する。図8は本発明の第7の実施の形態に係るDTNの構成を示すブロック図である。本実施の形態では、経路選択に用いる第3のパラメータを説明する。第3のパラメータは、候補経路上の次ホップノード(ホップバイホップ型のルーティングの場合)あるいは候補経路上の1つ以上の中継ノード(ソースルート型のルーティングの場合)に接続される隣接ノードの数(リンク数)である。
次に、本発明の第8の実施の形態について説明する。図9は本発明の第8の実施の形態に係るDTNの構成を示すブロック図である。本実施の形態では、経路選択に用いる第4のパラメータを説明する。第4のパラメータは、候補経路上の次ホップノードとその隣接ノード(ホップバイホップ型のルーティングの場合)、あるいは候補経路上の1つ以上の中継ノードとその隣接ノード(ソースルート型のルーティングの場合)からのコンテンツに対する要求頻度である。ここで、要求頻度とは、あるコンテンツに対する単位時間当たりの要求数としてもよいし、その他何らかの方法で正規化された値でもよい。
次に、本発明の第9の実施の形態について説明する。図10は本発明の第9の実施の形態に係るDTNの構成を示すブロック図である。本実施の形態では、経路選択に用いる第5のパラメータを説明する。第5のパラメータは、候補経路上の次ホップノード(ホップバイホップ型のルーティングの場合)あるいは候補経路上の1つ以上の中継ノード(ソースルート型のルーティングの場合)が持つリソース状態である。ここで、リソース状態の例としては、ノードの電池残量、記憶容量、CPU速度などが挙げられる。
次に、本発明の第10の実施の形態について説明する。図11は本発明の第10の実施の形態に係るDTNの構成を示すブロック図である。
DTNは、ノードA21〜A24と、ノードA21とA22間を接続するリンクD12と、ノードA21とA24間を接続するリンクD14と、ノードA22とA23間を接続するリンクD23と、ノードA22とA24間を接続するリンクD24と、ノードA23とA24間を接続するリンクD34とから構成される。
まず、ノードA21のDTN転送部A211は、中継ノードとしての転送時またはソースノードとしての送信時にコンテンツを送信する際(図13のステップS301)、経路選択部A212に経路を問い合わせる(ステップS302)。
以上で、ノードA21の動作が終了する。中継ノードであるノードA22やA24では、経路選択部A212は、受信したブロックのヘッダ情報を参照して次ホップノードを選択する。
Claims (22)
- コンテンツをノード内のストレージにキャッシュとして蓄積してから転送するネットワークシステムにおけるルーティング方法であって、
各ノードは、コンテンツの転送時に、各宛先ノードへの経路が登録されたルーティングテーブルを参照して、転送経路の候補となる経路を決定する候補経路決定手順と、
1つ以上の前記候補経路のうち、前記コンテンツの少なくとも一部がキャッシュ断片として蓄積されている次ホップノードを含む候補経路を転送経路として優先的に選択する転送経路選択手順と、
前記コンテンツをノード内の転送部から前記転送経路上の次ホップノードに転送する転送手順とを実行することを特徴とするルーティング方法。 - 請求項1に記載のルーティング方法において、
前記転送経路選択手順は、複数の前記候補経路上の次ホップノードに前記キャッシュ断片が蓄積されている場合に、前記キャッシュ断片のサイズに基づいて転送経路を選択する手順を含むことを特徴とするルーティング方法。 - 請求項1又は2に記載のルーティング方法において、
前記転送経路選択手順は、前記コンテンツの宛先ノード以外の他のノードへ転送した方が良いか否かを判断する手順と、前記他のノードへ転送した方が良いと判断した場合に、前記宛先ノードへの候補経路の中から転送経路を選択する代わりに、前記他のノードへの転送経路を選択する手順とを含むことを特徴とするルーティング方法。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のルーティング方法において、
前記転送経路選択手順は、前記選択した転送経路に含まれない隣接ノードのキャッシュ断片を補完できると判断した場合に、前記転送部に対して前記選択した転送経路に前記コンテンツを転送するよう指示すると同時に、前記コンテンツを複製して前記隣接ノードに転送するよう指示する手順を含むことを特徴とするルーティング方法。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のルーティング方法において、
前記転送経路選択手順は、前記候補経路が複数存在し、候補経路ごとに前記キャッシュ断片の補完に必要なセグメントが異なる場合に、複数の転送経路を選択し、選択した各転送経路へ前記コンテンツの異なるセグメントを振り分けて転送するよう前記転送部に指示する手順を含むことを特徴とするルーティング方法。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載のルーティング方法において、
前記転送経路選択手順は、(1)前記候補経路上の次ホップノードにおける前記コンテンツのキャッシュの有無、(2)前記候補経路上の次ホップノードが前記ネットワークシステムから離脱した時間の割合であるネットワーク離脱率、(3)前記候補経路上の次ホップノードに接続された隣接ノードの数、(4)前記候補経路上の次ホップノードからの前記コンテンツに対する要求頻度およびこの次ホップノードの隣接ノードからの前記コンテンツに対する要求頻度、(5)前記候補経路上の次ホップノードのリソース状態の5つのパラメータのうち、少なくとも1つのパラメータに基づいて、前記候補経路の中から前記転送経路を選択することを特徴とするルーティング方法。 - コンテンツをノード内のストレージにキャッシュとして蓄積してから転送するネットワークシステムにおけるルーティング方法であって、
ソースノードは、コンテンツの転送時に、各宛先ノードへの経路が登録されたルーティングテーブルを参照して、転送経路の候補となる経路を決定する候補経路決定手順と、
1つ以上の前記候補経路のうち、前記コンテンツの少なくとも一部がキャッシュ断片として蓄積されている中継ノードを含む候補経路を転送経路として優先的に選択する第1の転送経路選択手順と、
前記コンテンツをソースノード内の転送部から前記転送経路上の次ホップノードに転送する第1の転送手順とを実行し、
中継ノードは、前記ソースノードによって選択された経路を転送経路として選択する第2の転送経路選択手順と、
受信したコンテンツを中継ノード内の転送部から前記転送経路上の次ホップノードに転送する第2の転送手順とを実行することを特徴とするルーティング方法。 - 請求項7に記載のルーティング方法において、
前記第1の転送経路選択手順は、複数の前記候補経路上の中継ノードに前記キャッシュ断片が蓄積されている場合に、1つ以上の前記中継ノードに蓄積されている前記キャッシュ断片の合計サイズを候補経路ごとに求め、この合計サイズに基づいて前記候補経路の中から転送経路を選択する手順を含むことを特徴とするルーティング方法。 - 請求項7又は8に記載のルーティング方法において、
前記第1の転送経路選択手順は、複数の前記候補経路上の中継ノードに前記キャッシュ断片が蓄積されている場合に、前記キャッシュ断片を蓄積している中継ノードの数を候補経路ごとに求め、この中継ノードの数に基づいて前記候補経路の中から転送経路を選択する手順を含むことを特徴とするルーティング方法。 - 請求項7乃至9のいずれか1項に記載のルーティング方法において、
前記第1の転送経路選択手順は、前記コンテンツの宛先ノード以外の他のノードへ転送した方が良いか否かを判断する手順と、前記他のノードへ転送した方が良いと判断した場合に、前記宛先ノードへの候補経路の中から転送経路を選択する代わりに、前記他のノードへの転送経路を選択する手順とを含むことを特徴とするルーティング方法。 - 請求項7乃至10のいずれか1項に記載のルーティング方法において、
前記第1の転送経路選択手順又は前記第2の転送経路選択手順は、前記転送経路に含まれない隣接ノードのキャッシュ断片を補完できると判断した場合に、自ノードの前記転送部に対して前記転送経路に前記コンテンツを転送するよう指示すると同時に、前記コンテンツを複製して前記隣接ノードに転送するよう指示する手順を含むことを特徴とするルーティング方法。 - 請求項7乃至11のいずれか1項に記載のルーティング方法において、
前記第1の転送経路選択手順は、前記候補経路が複数存在し、候補経路ごとに前記キャッシュ断片の補完に必要なセグメントが異なる場合に、複数の転送経路を選択し、選択した各転送経路へ前記コンテンツの異なるセグメントを振り分けて転送するよう自ノードの前記転送部に指示する手順を含むことを特徴とするルーティング方法。 - 請求項7乃至12のいずれか1項に記載のルーティング方法において、
前記第1の転送経路選択手順は、(1)前記候補経路上の中継ノードにおける前記コンテンツのキャッシュの有無、(2)前記候補経路上の中継ノードが前記ネットワークシステムから離脱した時間の割合であるネットワーク離脱率、(3)前記候補経路上の中継ノードに接続された隣接ノードの数、(4)前記候補経路上の中継ノードからの前記コンテンツに対する要求頻度およびこの中継ノードの隣接ノードからの前記コンテンツに対する要求頻度、(5)前記候補経路上の中継ノードのリソース状態の5つのパラメータのうち、少なくとも1つのパラメータに基づいて、前記候補経路の中から前記転送経路を選択することを特徴とするルーティング方法。 - コンテンツをノード内のストレージにキャッシュとして蓄積してから転送するネットワークシステムにおけるルーティング方法であって、
各ノードは、コンテンツの転送開始時に、各宛先ノードへの経路が登録されたルーティングテーブルを参照して、転送経路の候補となる経路を決定する第1の候補経路決定手順と、
1つ以上の前記候補経路のうち、前記コンテンツの少なくとも一部がキャッシュ断片として蓄積されているノードを含む候補経路を転送経路として優先的に選択する第1の転送経路選択手順と、
前記コンテンツをノード内の転送部から前記転送経路上の次ホップノードに転送する転送手順と、
前記コンテンツの転送途中で前記転送経路を変更する必要がある場合に、前記ルーティングテーブルを参照して候補経路を決定する第2の候補経路決定手順と、
この第2の候補経路決定手順で決定された1つ以上の候補経路のうち、前記転送経路を変更する前の転送によって前記キャッシュ断片が蓄積されているノードを含む候補経路を転送経路として優先的に選択し、選択した転送経路へ前記コンテンツを転送するよう前記転送部に指示する第2の転送経路選択手順とを実行することを特徴とするルーティング方法。 - 請求項14に記載のルーティング方法において、
前記第2の転送経路選択手順は、複数の前記候補経路上のノードに前記転送経路を変更する前の転送によって前記キャッシュ断片が蓄積されている場合に、1つ以上のノードに蓄積されている前記キャッシュ断片の合計サイズを候補経路ごとに求め、この合計サイズに基づいて前記候補経路の中から転送経路を選択する手順を含むことを特徴とするルーティング方法。 - 請求項14又は15に記載のルーティング方法において、
前記第2の転送経路選択手順は、複数の前記候補経路上のノードに前記転送経路を変更する前の転送によって前記キャッシュ断片が蓄積されている場合に、前記キャッシュ断片を蓄積しているノードの数を候補経路ごとに求め、このノードの数に基づいて前記候補経路の中から転送経路を選択する手順を含むことを特徴とするルーティング方法。 - 請求項14乃至16のいずれか1項に記載のルーティング方法において、
前記第2の転送経路選択手順は、前記コンテンツの宛先ノード以外の他のノードへ転送した方が良いか否かを判断する手順と、前記他のノードへ転送した方が良いと判断した場合に、前記宛先ノードへの候補経路の中から転送経路を選択する代わりに、前記他のノードへの転送経路を選択する手順とを含むことを特徴とするルーティング方法。 - 請求項14乃至17のいずれか1項に記載のルーティング方法において、
前記第2の転送経路選択手順は、前記転送経路に含まれない隣接ノードのキャッシュ断片を補完できると判断した場合に、自ノードの前記転送部に対して前記転送経路に前記コンテンツを転送するよう指示すると同時に、前記コンテンツを複製して前記隣接ノードに転送するよう指示する手順を含むことを特徴とするルーティング方法。 - 請求項14乃至18のいずれか1項に記載のルーティング方法において、
前記第2の転送経路選択手順は、(1)前記候補経路上のノードにおける前記コンテンツのキャッシュの有無、(2)前記候補経路上のノードが前記ネットワークシステムから離脱した時間の割合であるネットワーク離脱率、(3)前記候補経路上のノードに接続された隣接ノードの数、(4)前記候補経路上のノードからの前記コンテンツに対する要求頻度およびこのノードの隣接ノードからの前記コンテンツに対する要求頻度、(5)前記候補経路上のノードのリソース状態の5つのパラメータのうち、少なくとも1つのパラメータに基づいて、前記候補経路の中から前記転送経路を選択することを特徴とするルーティング方法。 - コンテンツをストレージにキャッシュとして蓄積してから転送するネットワークシステムにおけるノードであって、
コンテンツの転送時に、各宛先ノードへの経路が登録されたルーティングテーブルを参照して、転送経路の候補となる経路を決定する候補経路決定手段と、
1つ以上の前記候補経路のうち、前記コンテンツの少なくとも一部がキャッシュ断片として蓄積されている次ホップノードを含む候補経路を転送経路として優先的に選択する経路選択手段と、
前記コンテンツを前記転送経路上の次ホップノードに転送する転送手段とを有することを特徴とするノード。 - コンテンツをストレージにキャッシュとして蓄積してから転送するネットワークシステムにおけるノードであって、
ソースノードとして動作する場合に、コンテンツの転送時に、各宛先ノードへの経路が登録されたルーティングテーブルを参照して、転送経路の候補となる経路を決定する候補経路決定手段と、
ソースノードとして動作する場合は、1つ以上の前記候補経路のうち、前記コンテンツの少なくとも一部がキャッシュ断片として蓄積されている中継ノードを含む候補経路を転送経路として優先的に選択し、中継ノードとして動作する場合は、前記ソースノードによって選択された経路を転送経路として選択する経路選択手段と、
前記コンテンツを前記転送経路上の次ホップノードに転送する転送手段とを有することを特徴とするノード。 - コンテンツをストレージにキャッシュとして蓄積してから転送するネットワークシステムにおけるノードであって、
コンテンツの転送を開始する場合又は前記コンテンツの転送途中で前記転送経路を変更する必要がある場合に、各宛先ノードへの経路が登録されたルーティングテーブルを参照して、転送経路の候補となる経路を決定する候補経路決定手段と、
前記コンテンツの転送を開始する場合は、1つ以上の前記候補経路のうち、前記コンテンツの少なくとも一部がキャッシュ断片として蓄積されているノードを含む候補経路を転送経路として優先的に選択し、前記転送経路を変更する必要がある場合は、前記転送経路を変更する前の転送によって前記キャッシュ断片が蓄積されているノードを含む候補経路を転送経路として優先的に選択する経路選択手段と、
前記コンテンツを前記転送経路上の次ホップノードに転送する転送手段とを有することを特徴とするノード。
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