JP2010178314A - ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 応答要求コマンドのマルチキャスト送信またはブロードキャスト送信に対する応答信号を確実に受信できるとともに、通信効率の低下を抑制可能なネットワークシステムを提供する。
【解決手段】 コントローラ１は、制御端末装置２に対してマルチキャストまたはブロードキャストで応答要求コマンドを送信する場合、最初に、確率情報を付加した第１の応答要求コマンドを送信し、制御端末装置２は、確率情報と乱数とを比較した結果に基づいて応答信号を返信するか否かを判断し、次に、コントローラ１は、第１の応答要求コマンドに対して応答信号を返信した制御端末装置２の台数と確率情報とから推定した制御端末装置２の台数に基づいて、制限時間情報を付加した第２の応答要求コマンドを送信し、制御端末装置２は、乱数に基づく制限時間内のタイミングで応答信号を返信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ネットワークシステムに関するものである。

ネットワークに接続されたコントローラ（マルチキャスト端末装置）が、ネットワーク上の複数の制御端末装置に対してマルチキャスト（またはブロードキャスト）で応答要求コマンドを送信するネットワークシステムがある。応答要求コマンドは、複数の制御端末装置に対する制御要求や、複数の制御端末装置の状態取得要求や、複数の制御端末装置の設定値変更要求等のマルチキャストパケットである。応答要求コマンドを受信した各制御端末装置は、当該コマンドを実行し、応答信号をコントローラへ返信する。応答信号は、制御が完了したことを示す制御完了応答や、状態データを含む状態通知応答や、設定値の変更が完了したことを示す設定値変更完了応答である。

しかし、マルチキャスト送信の場合、複数の制御端末装置が同時に応答信号を返信すると、ネットワークの通信トランスポートが低速の場合には応答信号のパケットが衝突してパケットロストが発生し、コントローラが応答信号を受信できない虞がある。

そこで、特許文献１に示すようなネットワークシステムが提案された。まず、コントローラが、マルチキャストパケットを複数の制御端末装置へマルチキャスト送信し、その後送信したマルチキャストパケットの応答信号を要求するＡＣＫ要求信号を各制御端末装置へ送信する。このＡＣＫ要求信号には、制御端末装置が応答信号を返信するまでの制限時間を示す制限時間情報が付加されており、制御端末装置は、ＡＣＫ要求信号を受信してから制限時間が経過するまでの範囲内で、乱数に基づくランダムなタイミングで応答信号を返信する。このようにして、複数の制御端末装置からの応答信号が衝突する確率を低減させて、パケットロストの発生抑制を図っている。

特開２００６−６０４０８号公報

しかしながら、上記特許文献１に示すようなネットワークシステムでは、制御端末装置が応答信号を返信するまでの制限時間が、制御端末装置の台数に関わらず設定されている。したがって、制御端末装置の台数に比べて制限時間が短い場合には、応答信号の衝突が発生しやすくなり、制御端末装置の台数に比べて制限時間が長い場合には、通信効率が低下してしまう。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、応答要求コマンドのマルチキャスト送信またはブロードキャスト送信に対する応答信号を確実に受信できるとともに、通信効率の低下を抑制可能なネットワークシステムを提供することにある。

請求項１の発明は、複数の端末装置が互いに通信を行うネットワークに接続されて、他の端末装置に対してマルチキャストまたはブロードキャストで応答要求コマンドを送信する１台以上の第１の端末装置と、ネットワークを介して受信した応答要求コマンドを実行し、第１の端末装置に対して応答信号を返信する複数の第２の端末装置とを備え、第１の端末装置は、第２の端末装置に対してマルチキャストまたはブロードキャストで応答要求コマンドを送信する場合、第２の端末装置が応答信号を返信する確率を示す確率情報を付加した第１の応答要求コマンドを送信し、第２の端末装置は、乱数を発生する乱数発生手段を具備して、第１の応答要求コマンドに付加された確率情報と乱数発生手段が発生した乱数とを比較した結果に基づいて応答信号を返信するか否かを判断し、第１の端末装置は、第１の応答要求コマンドに対して応答信号を返信した第２の端末装置の台数と、第１の応答要求コマンドに付加した確率情報とに基づいて、第２の端末装置の全台数を推定する台数推定手段を具備して、当該推定した全台数の第２の端末装置が返信した応答信号を第１の端末装置が受信するのに要する時間を、第２の端末装置が応答信号を返信するまでの制限時間に設定し、当該設定された制限時間情報を付加した第２の応答要求コマンドを送信し、第２の端末装置は、乱数発生手段が発生した乱数に基づく制限時間内のタイミングで応答信号を返信することを特徴とする。

この発明によれば、第１の端末装置からマルチキャスト送信またはブロードキャスト送信された応答要求コマンドに対して、第２の端末装置が応答信号を返信するタイミングは、第２の端末装置毎にランダムに設定され、ネットワークが低速の通信トランスポートを使用する場合でも、マルチキャスト送信またはブロードキャスト送信に対して返信された応答信号の衝突によるパケットロストが低減する。さらに、第２の端末装置からの応答信号は、第２の端末装置の台数に基づいて設定された制限時間内に全て返信されるので、第２の端末装置の台数に比べて制限時間が短い事態や、第２の端末装置の台数に比べて制限時間が長い事態が発生する可能性が抑制されている。したがって、応答要求コマンドのマルチキャスト送信またはブロードキャスト送信に対する応答信号を確実に受信できるとともに、通信効率の低下を抑制することができる。

請求項２の発明は、請求項１において、第１の端末装置は、第１の応答要求コマンドを送信し、当該第１の応答要求コマンドに対して応答信号を返信した第２の端末装置の台数と第１の応答要求コマンドに付加した確率情報とに基づいて前記台数推定手段が推定した第２の端末装置の全台数、または第２の端末装置の全台数に基づいて設定した制限時間情報を記憶手段に記憶し、以降のマルチキャストまたはブロードキャスト送信においては、第１の応答要求コマンドを送信することなく、前記記憶手段に記憶した第２の端末装置の全台数または制限時間情報に基づいて制限時間情報を設定した第２の応答要求コマンドを送信することを特徴とする
この発明によれば、第２の端末装置の全台数または制限時間情報を記憶すると、以降の所定期間は、第２の応答要求コマンドのみによるマルチキャストまたはブロードキャスト送信を行うので、通信トラフィックの低減化、送信処理の短縮化を図ることができ、特に制御端末装置２の参入・離脱が頻繁に行われないネットワークシステムに適する。

請求項３の発明は、請求項２において、第１の端末装置は、第１の応答要求コマンドを所定間隔で送信することによって前記記憶手段に記憶した第２の端末装置の全台数または制限時間情報を更新する処理を行うことを特徴とする。

この発明によれば、記憶手段に記憶した第２の端末装置の全台数または制限時間情報を所定間隔で更新するので、システム構成の変動にも対応可能となる。さらには、応答要求コマンド毎に制限時間を最適化することができる。

請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、前記確率情報は、ネットワークの通信トランスポートに基づいて、第１の応答要求コマンドに対して第２の端末装置が返信した全ての応答信号を第１の端末装置が受信可能な確率に設定されることを特徴とする。

この発明によれば、確率情報は、第１の応答要求コマンドのマルチキャスト送信に対する応答信号の返信時にパケットロストを発生することなく、返信された全ての応答信号を確実に受信することが可能な程度に十分小さい値に設定可能となる。

請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかにおいて、第２の端末装置の前記推定台数は、第１の応答要求コマンドに対して応答信号を返信した第２の端末装置の台数を、第１の応答要求コマンドに付加した確率情報の確率で除した値であることを特徴とする。

この発明によれば、第２の端末装置の台数を精度よく導出することができる。

請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれかにおいて、前記制限時間は、第２の端末装置の前記推定台数を、ネットワークが単位時間当たりに通信処理可能な最大台数で除した値であることを特徴とする。

この発明によれば、制限時間は、ネットワークで使用する通信トランスポートを考慮して、第２の端末装置の推定台数分の通信処理を行うために必要な最小時間に設定可能となる。

請求項７の発明は、複数の端末装置が互いに通信を行うネットワークに接続されて、他の端末装置に対してマルチキャストまたはブロードキャストで応答要求コマンドを送信する１台以上の第１の端末装置と、ネットワークを介して受信した応答要求コマンドを実行し、第１の端末装置に対して応答信号を返信する複数の第２の端末装置とを備え、第１の端末装置は、第２の端末装置に対してマルチキャストまたはブロードキャストで応答要求コマンドを送信する場合、第２の端末装置が応答信号を返信する確率を示す確率情報を付加した第１の応答要求コマンドを送信し、第２の端末装置は、乱数を発生する乱数発生手段を具備して、第１の応答要求コマンドに付加された確率情報と乱数発生手段が発生した乱数とを比較した結果に基づいて応答信号を返信するか否かを判断し、第１の端末装置は、第１の応答要求コマンドに対して応答信号を返信した第２の端末装置の台数と、第１の応答要求コマンドに付加した確率情報とに基づいて、第２の端末装置の全台数を推定する台数推定手段を具備して、当該推定した全台数の第２の端末装置のうち第１の応答要求コマンドに対して応答信号を返信した第２の端末装置を除いた第２の端末装置が返信した応答信号を第１の端末装置が受信するのに要する時間を、第２の端末装置が応答信号を返信するまでの制限時間に設定し、当該設定された制限時間情報を付加した第２の応答要求コマンドを送信し、第１の応答要求コマンドに対して応答信号を返信した第２の端末装置を除いた第２の端末装置は、乱数発生手段が発生した乱数に基づく制限時間内のタイミングで応答信号を返信し、第１の応答要求コマンドに対して応答信号を返信した第２の端末装置は、応答信号を返信しないことを特徴とする。

この発明によれば、第１の端末装置からマルチキャスト送信またはブロードキャスト送信された応答要求コマンドに対して、第２の端末装置が応答信号を返信するタイミングは、第２の端末装置毎にランダムに設定され、ネットワークが低速の通信トランスポートを使用する場合でも、マルチキャスト送信またはブロードキャスト送信に対して返信された応答信号の衝突によるパケットロストが低減する。さらに、第２の端末装置からの応答信号は、第２の端末装置の台数に基づいて設定された制限時間内に全て返信されるので、第２の端末装置の台数に比べて制限時間が短い事態や、第２の端末装置の台数に比べて制限時間が長い事態が発生する可能性が抑制されている。したがって、応答要求コマンドのマルチキャスト送信またはブロードキャスト送信に対する応答信号を確実に受信できるとともに、通信効率の低下を抑制することができる。さらに、第１の応答要求コマンドに対する応答と第２の応答要求コマンドに対する応答とが重複せず、通信効率が向上する。

以上説明したように、本発明では、応答要求コマンドのマルチキャスト送信またはブロードキャスト送信に対する応答信号を確実に受信できるとともに、通信効率の低下を抑制することができるという効果がある。

実施形態１のネットワークシステムの構成を示す図である。 同上の応答要求コマンドの概略構成を示す図である。 同上の応答信号の構成を示す図である。 同上の第１の応答要求コマンドの構成を示す図である。 同上の第２の応答要求コマンドの構成を示す図である。 同上のマルチキャスト通信の通信シーケンスを示す図である。 実施形態２のネットワークシステムの構成を示す図である。 同上の第２の応答要求コマンドの構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１は、本実施形態のネットワークシステムの構成を示し、ネットワークＮＴに接続された複数の端末装置が互いに通信を行う。端末装置には、１台のコントローラ１（マルチキャスト端末装置）と、複数の制御端末装置２（２１〜２ｎ）とがあり、コントローラ１が、制御端末装置２１〜２ｎの監視制御を行う。

すなわち、コントローラ１が、制御端末装置２１〜２ｎに対して応答要求コマンドを送信し、制御端末装置２１〜２ｎから応答要求コマンドに対する応答信号を受信する。応答要求コマンドは、制御端末装置２１〜２ｎに対する制御要求や、制御端末装置２１〜２ｎの状態取得要求や、制御端末装置２１〜２ｎの設定値変更要求等のマルチキャストパケットである。応答要求コマンドを受信した制御端末装置２１〜２ｎは、当該コマンドを実行し、応答信号をコントローラ１へ返信する。応答信号は、制御が完了したことを示す制御完了応答や、状態データを含む状態通知応答や、設定値の変更が完了したことを示す設定値変更完了応答等である。

コントローラ１は、ネットワークＩ／Ｆ部１ａと、情報処理部１ｂと、機能部１ｃと、確率設定部１ｄと、台数推定部１ｅと、制限時間設定部１ｆとを備え、ネットワークＩ／Ｆ部１ａは、コントローラ１に固有のアドレス情報（ＩＰアドレスおよび物理アドレス（ＭＡＣアドレス））を格納しており、このアドレス情報に基づいてネットワーク通信を行う。

コントローラ１において、機能部１ｃは、コントローラ１が提供するサービス（コントローラ１の機能）に応じて構成されており、例えば、コントローラ１では、ネットワークＮＴを介して情報を送受信して制御端末装置２を監視制御する手段で構成される。

一方、制御端末装置２は、照明機器をオン・オフ・調光する照明装置や、空調機器を動作させる空調装置等を構成する。そして、制御端末装置２は、ネットワークＩ／Ｆ部２ａと、情報処理部２ｂと、機能部２ｃと、乱数発生部２ｄと、応答判断部２ｅと、タイマ部２ｆとを備え、ネットワークＩ／Ｆ部２ａは、各制御端末装置２に固有のアドレス情報（ＩＰアドレスおよび物理アドレス（ＭＡＣアドレス））を格納しており、このアドレス情報に基づいてネットワーク通信を行う。

制御端末装置２において、機能部２ｃは、制御端末装置２が提供するサービス（制御端末装置２の機能）に応じて構成された監視対象または制御対象である。制御端末装置２が照明装置の場合、機能部２ｃは照明負荷の点灯、消灯や明るさを制御する機能を有した点灯手段で構成され、制御端末装置２が空調装置の場合、機能部２ｃは空調機器の温度制御を行う機能を有した空調制御手段で構成される。

情報処理部１ｂ，２ｂは、本実施形態のネットワークシステムにおけるオブジェクトサーバ機能を実現するために、オブジェクトが含まれたソフトモジュール（以下、ソフトウェアモジュールと称す）が組み込まれており、機能部１ｃ，２ｃに動作指示するための関数を与える処理、機能部１ｃ，２ｃの現在状態を示す変数を取得する処理、さらには機能部１ｃ，２ｃの状態変化が発生したことを示すイベント情報を取得する処理等を行う。

本実施形態のコントローラ１、制御端末装置２は、サービス提供のための処理を行う際に用いる１乃至複数のオブジェクトを、上記のように情報処理部１ｂ，２ｂ内に組み込まれたソフトウェアモジュールに具備しており、各オブジェクトは、機能部１ｃ，２ｃが提供するサービスに対応する制御情報または監視情報（変数、関数、イベント情報、またはその組み合わせ）を定義した入出力定義（以下、インターフェースと称す）を１乃至複数具備し、各オブジェクトには、当該オブジェクトに固有に付与されたオブジェクト固有識別子（以下、ＯＩＤと称す）と、当該オブジェクトが具備する各インターフェースに付与されたインターフェース識別子（以下、ＩＩＤと称す）とで構成された付与識別子［ＯＩＤ＋ＩＩＤ］を付与されている。

そして、情報処理部１ｂ，２ｂは、付与識別子を用いた応答要求コマンドを生成して送信するコマンド送信手段や、付与識別子を用いた応答要求コマンドを受け取った場合、応答要求コマンドに応じてオブジェクトを動作させて、制御情報を機能部１ｃ，２ｃへ与える処理や、監視情報を機能部１ｃ，２ｃから取得する処理や、オブジェクトに関する情報を取得する処理を実行するオブジェクト制御手段や、当該実行結果を応答信号として、応答要求コマンドの送信元に返信する応答信号返信手段を構成する。

応答要求コマンドＸは、図２に示すように、応答要求コマンドの種類を示すオペコードと、提供するサービス（機能）を示す上記ＩＩＤと、制御対象または監視対象を示す上記ＯＩＤと、さらにはオペコードの種類により必要に応じて付加されるパラメータとを少なくとも含んで構成される。

オペコードとしては、コマンド内で指定したＯＩＤ，ＩＩＤを付与されたオブジェクトがネットワーク上に存在するか否かを検索するための検索要求に用いる「Ｗａｔｃｈ」、コマンド内で指定したＯＩＤ，ＩＩＤを付与されたオブジェクトの値を取得するための取得要求に用いる「Ｇｅｔ」、コマンド内で指定したＯＩＤ，ＩＩＤを付与されたオブジェクトに値を設定するための設定要求に用いる「Ｓｅｔ」、コマンド内で指定したＯＩＤ，ＩＩＤを付与されたオブジェクトの機能を動作させて、制御情報を機能部２ｃへ与える動作要求に用いる「Ｉｎｖｏｋｅ」等がある。

また、応答要求コマンドＸ内のＯＩＤ，ＩＩＤは、全てのＯＩＤ，ＩＩＤを示す「＊（Ｗｉｌｄｃａｒｄ）」を設定可能であり、例えば、コマンド内のＯＩＤ，ＩＩＤともに「Ｗｉｌｄｃａｒｄ」を指定し、オペコード「Ｗａｔｃｈ」を指定した検索要求を送信した場合、ネットワーク上に存在する全てのオブジェクトのＯＩＤ，ＩＩＤの組を含む応答信号が返信される。

また、コマンド内のＩＩＤのみに「Ｗｉｌｄｃａｒｄ」を指定し、オペコード「Ｗａｔｃｈ」を指定した検索要求を送信した場合、ネットワーク上に存在する全てのオブジェクトのうち指定したＯＩＤを付与されたオブジェクトについて、指定したＯＩＤと、当該指定したＯＩＤに組み合わされたＩＩＤとの組を含む応答信号が返信される。

また、コマンド内のＯＩＤのみに「Ｗｉｌｄｃａｒｄ」を指定し、オペコード「Ｗａｔｃｈ」を指定した検索要求を送信した場合、ネットワーク上に存在する全てのオブジェクトのうち指定したＩＩＤを付与されたオブジェクトについて、指定したＩＩＤと、当該指定したＩＩＤに組み合わされたＯＩＤとの組を含む応答信号が返信される。

そして、本ネットワークシステムでは、コマンド内のＯＩＤ，ＩＩＤのうち、少なくともＯＩＤに「Ｗｉｌｄｃａｒｄ」を指定した場合に、応答要求コマンドＸをマルチキャストで送信したものとして扱う。

次に、応答信号Ｙは、図３に示すように、応答信号の種類を示すオペコードと、応答信号の返信元である制御端末装置２の識別情報（本実施形態では返信元の制御端末装置２のアドレス）を示す応答制御端末ＩＤと、さらにはオペコードの種類により必要に応じて付加されるパラメータとを含んで構成される。例えば、「Ｗａｔｃｈ」を用いた応答要求コマンド（検索要求）に対する応答信号Ｙの場合、「Ｐｒｏｖｉｄｅ」をオペコードに設定し、検索対象のオブジェクトのＯＩＤ，ＩＩＤの組をパラメータに設定する。

なお、提供サービスに対応する定義内容が同一のインターフェース、つまり同じＩＩＤを付与したインターフェースは複数のオブジェクト下に割り当てることが許されるものである。

また、本実施形態のネットワークシステムにおけるプロトコルには、ＯＳＩ７階層モデルを用い、最上位階層のアプリケーション層としては、コントローラ１、制御端末装置２の情報処理部１ｂ，２ｂのソフトウェアモジュールが他の端末装置との間で変数、イベント情報、関数の各情報の授受を行うための独自のオブジェクトアクセスプロトコル（Object Access Protocol＝ＯＡＰ）を用いている。

そして、コントローラ１は、応答要求コマンドＸを送信する際に、アドレスを指定して特定の制御端末装置２にのみ送信するユニキャスト送信や、複数の制御端末装置２に同時に送信するマルチキャスト送信を行うことができる。複数の制御端末装置２に対して互いに異なる応答要求コマンドＸをそれぞれ送信する場合は、ユニキャスト送信を用いる必要がある。一方、同じ応答要求コマンドＸを複数の制御端末装置２へ送信する場合は、１つの応答要求コマンドＸをマルチキャスト送信することによって、１回のコマンド送信で複数の制御端末装置２を監視制御することができるので効率がよい。

しかし、マルチキャスト送信の場合、応答要求コマンドＸで指定されたオブジェクトを具備する複数の制御端末装置２が同時に応答信号Ｙを返信すると、ネットワークＮＴの通信トランスポートが低速の場合には応答信号Ｙのパケットが衝突してパケットロストが発生し、コントローラ１が応答信号Ｙを受信できない虞がある。なお、パケットロストを発生することなく応答信号Ｙを同時に送信可能な制御端末装置２の台数は、ネットワークＮＴが使用するトランスポートによって異なる。

そこで本実施形態では、マルチキャスト送信に対して返信された応答信号Ｙの衝突によるパケットロストを低減するために、コントローラ１−制御端末装置２間のマルチキャスト通信を以下のように行う。

コントローラ１は、応答要求コマンドをマルチキャスト送信する場合、最初に図４に示すフォーマットで応答要求コマンドＸ１（第１の応答要求コマンド）を生成する。生成された応答要求コマンドＸ１は、応答要求コマンドの種類を示す上記オペコードと、提供するサービス（機能）を示す上記ＩＩＤと、制御対象または監視対象を示す上記ＯＩＤと、制御端末装置２が応答信号を返信する確率を示す確率情報と、さらにはオペコードの種類により必要に応じて付加されるパラメータとで構成される。

確率情報は、コントローラ１の確率設定部１ｄによって設定され、制御端末装置２が受信した応答要求コマンドＸ１を実行して応答信号Ｙを返信する確率［％］を決定するものであり、０〜１００［％］の値が用いられる。例えば、確率情報が１００［％］であれば、制御端末装置２は必ず当該応答要求コマンドを実行して応答信号Ｙを返信し、確率情報が５０［％］であれば、制御端末装置２は５０［％］の確率で応答要求コマンドＸ１を実行して応答信号Ｙを返信する。本実施形態で確率設定部１ｄが設定する確率情報は、ネットワークＮＴの通信トランスポートを考慮して、応答要求コマンドＸ１のマルチキャスト送信に対する応答信号Ｙの返信時にパケットロストを発生することなく、返信された全ての応答信号Ｙを確実に受信することが可能な程度に十分小さい値（例えば１０％）に設定される。

そして、コントローラ１が応答要求コマンドＸ１をマルチキャスト送信すると、応答要求コマンドＸ１で指定されたオブジェクトを具備した制御端末装置２では、乱数発生部２ｄが０〜１００の範囲で乱数を発生する。応答判断部２ｅは、応答要求コマンドＸ１に設定された確率情報と、乱数発生部２ｄが発生した乱数とを比較し、発生した乱数が確率情報より小さければ、応答要求コマンドＸ１を実行すると判断し、発生した乱数が確率情報以上であれば、応答要求コマンドＸ１を実行しないと判断する。情報処理部２ｂは、応答判断部２ｅが応答要求コマンドＸ１を実行すると判断した場合に、応答要求コマンドＸ１で指定されたオブジェクトを動作させて、応答信号Ｙをコントローラ１へ返信する。応答判断部２ｅが応答要求コマンドＸ１を実行しないと判断した場合は、応答要求コマンドＸ１で指定されたオブジェクトを動作させることなく、応答信号Ｙをコントローラ１へ返信することもない。

コントローラ１は、マルチキャスト送信した応答要求コマンドＸ１に対して１乃至複数の制御端末装置２から応答信号Ｙを受信すると、台数推定部１ｅが、受信した応答信号Ｙの数から、この応答要求コマンドを実行可能な制御端末装置２の全台数を推定する。例えば、マルチキャスト送信した応答要求コマンドＸ１に設定した確率情報が１０［％］であって、返信された応答信号Ｙが１０個の場合、システム全体としては１００台の制御端末装置２がこの応答要求コマンドを実行可能であると推定する。

そして、台数推定部１ｅの上記推定処理後、コントローラ１は図５に示す応答要求コマンドＸ２（第２の応答要求コマンド）を生成する。生成された応答要求コマンドＸ２は、応答要求コマンドの種類を示す上記オペコードと、提供するサービス（機能）を示す上記ＩＩＤと、制御対象または監視対象を示す上記ＯＩＤと、制御端末装置２が応答信号を返信するまでの制限時間を示す制限時間情報と、さらにはオペコードの種類により必要に応じて付加されるパラメータとで構成され、応答要求コマンドＸ２のオペコード、ＩＩＤ，ＯＩＤは、応答要求コマンドＸ１と同一内容に設定される。

制限時間情報は、コントローラ１の制限時間設定部１ｆによって設定され、台数推定部１ｅによって推定された台数分の制御端末装置２が応答信号Ｙを返信するまでの最大時間である制限時間［秒］を決定するものである。応答要求コマンドＸ２に設定される制限時間情報は、台数推定部１ｅが推定した全台数の制御端末装置２が返信した全ての応答信号Ｙをコントローラ１が受信するのに要する時間であり、ネットワークＮＴが使用するトランスポートに基づいて設定される。

そして、コントローラ１が応答要求コマンドＸ２をマルチキャスト送信すると、応答要求コマンドＸ２で指定されたオブジェクトを具備した制御端末装置２では、乱数発生部２ｄが０〜１００の範囲で乱数を発生する。応答判断部２ｅは、乱数発生部２ｄが発生した乱数に応答要求コマンドＸ２で設定された制限時間を乗じた値を１００で除し、この値を応答時間に設定する。すなわち、応答時間は、０〜制限時間［秒］までの範囲でランダムに設定される。

次にタイマ部２ｆは計時処理を開始し、情報処理部２ｂは、タイマ部２ｆによる計時結果が応答時間に一致したタイミングで、応答要求コマンドＸ２によって指定されたオブジェクトを動作させて、応答信号Ｙをコントローラ１へ返信する。すなわち、応答要求コマンドＸ２で指定されたオブジェクトを具備した複数の制御端末装置２が応答信号Ｙを返信するタイミングは、制御端末装置２毎にランダムに設定され、理想的には０〜制限時間［秒］までの範囲で均等に分散する。したがって、ネットワークＮＴが低速の通信トランスポートを使用する場合でも、マルチキャスト送信に対して返信された応答信号Ｙの衝突によるパケットロストが低減する。

図６は、コントローラ１がマルチキャスト送信した応答要求コマンドに対して、制御端末装置２が応答信号Ｙを返信する通信シーケンスを例示しており、この通信シーケンスについて以下説明する。なお、本例では、制御端末装置２１が、ＯＩＤに「ＯＩＤ１」、ＩＩＤに「ＩＩＤ６」「ＩＩＤ７」を割り当てられたオブジェクトを具備し、制御端末装置２２が、ＯＩＤに「ＯＩＤ２」、ＩＩＤに「ＩＩＤ３」「ＩＩＤ７」を割り当てられたオブジェクトを具備しており、他の制御端末２３〜２ｎもＯＩＤ，ＩＩＤを割り当てられたオブジェクトを各々具備している。

まず、コントローラ１が、確率情報を含んだ応答要求コマンドＸ１をマルチキャスト送信する（Ｓ１）。応答要求コマンドＸ１は、オペコードに「Ｗａｔｃｈ」を設定した検索要求であり、検索対象のオブジェクトとして、ＯＩＤに「Ｗｉｌｄｃａｒｄ」を指定し、ＩＩＤに「ＩＩＤ７」を指定し、確率情報には１０［％］が設定される。そして、「ＩＩＤ７」を付与されたオブジェクトを具備する制御端末装置２のうち、乱数発生部２ｄが発生した乱数が確率情報より小さい制御端末装置２のみが応答信号Ｙを返信する（Ｓ２）。

この応答信号Ｙは、オペコードに「Ｐｒｏｖｉｄｅ」を設定し、返信元の制御端末装置２のアドレスを識別情報として応答制御端末ＩＤに設定し、「ＩＩＤ７」と「ＩＩＤ７」に組み合わされたＯＩＤとの組をパラメータに設定して構成される。図６に示す本例では、制御端末装置２１から「ＯＩＤ１」「ＩＩＤ７」の組をパラメータに設定した応答信号Ｙが返信され、制御端末装置２２から「ＯＩＤ２」「ＩＩＤ７」の組をパラメータに設定した応答信号Ｙが返信され、「ＩＩＤ７」を付与されたオブジェクトを具備する他の制御端末装置２からの返信も含めて、１０台の制御端末装置２から応答信号Ｙが各々返信されるものとする。

そして、コントローラ１は、マルチキャスト送信した応答要求コマンドＸ１に対して制御端末装置２から応答信号Ｙを受信すると、台数推定部１ｅが、受信した応答信号Ｙの数および確率情報に基づいて、「ＩＩＤ７」を付与されたオブジェクトを具備する制御端末装置２の台数を推定し、応答要求コマンドＸ２を生成してマルチキャスト送信する（Ｓ３）。本例では、受信した応答信号Ｙの数が「１０」であり、応答要求コマンドＸ１に設定された確率情報が１０［％］であることから、受信した応答信号Ｙの数「１０」を０．１で除した値「１００」を、「ＩＩＤ７」を付与されたオブジェクトを具備する制御端末装置２の台数であると推定し、台数を精度よく導出している。

応答要求コマンドＸ２は、応答要求コマンドＸ１と同様にオペコードに「Ｗａｔｃｈ」を設定した検索要求であり、検索対象のオブジェクトとして、ＯＩＤに「Ｗｉｌｄｃａｒｄ」を指定し、ＩＩＤに「ＩＩＤ７」を指定する。

さらに、応答要求コマンドＸ２には制限時間設定部１ｆによって制限時間情報が設定されるのであるが、本例では、ネットワークＮＴで使用する通信トランスポートの通信処理が１秒当たり最大１０台まで可能であり、「ＩＩＤ７」を付与されたオブジェクトを具備する制御端末装置２の推定台数「１００」を、１秒当たりに通信処理可能な最大台数「１０」で除した値である１０［秒］が制限時間Ｔａに設定される。すなわち、制限時間Ｔａは、ネットワークＮＴで使用する通信トランスポートを考慮して、「ＩＩＤ７」を付与されたオブジェクトを具備する制御端末装置２の推定台数分の全ての応答信号Ｙをコントローラ１が受信するために必要な最小時間に設定されている。

また、推定台数と制限時間Ｔａとを互いに対応付けた制限時間テーブルを予め備えておいて、制限時間設定部１ｆは、「ＩＩＤ７」を付与されたオブジェクトを具備する制御端末装置２の推定台数に対応する制限時間Ｔａを制限時間テーブルから読み出して、制限時間情報として設定してもよい。

そして、「ＩＩＤ７」を付与されたオブジェクトを具備する制御端末装置２では、応答判断部２ｅが、乱数発生部２ｄで発生した乱数に応答要求コマンドＸ２で設定された制限時間Ｔａを乗じた値を１００で除して応答時間を設定し、この制御端末２によってランダムに設定された応答時間が経過したタイミングで、応答要求コマンドＸ２によって指定されたオブジェクトを動作させて、応答信号Ｙをコントローラ１へ返信する（Ｓ４）。

このように、コントローラ１からマルチキャスト送信された応答要求コマンドＸ２に対して、１０台の制御端末装置２が応答信号Ｙを返信するタイミングは、制御端末装置２毎にランダムに設定され、理想的には０〜１０［秒］までの範囲で均等に分散しており、ネットワークＮＴが低速の通信トランスポートを使用する場合でも、マルチキャスト送信に対して返信された応答信号Ｙの衝突によるパケットロストが低減する。さらに、制御端末２からの応答信号Ｙは、「ＩＩＤ７」を付与されたオブジェクトを具備して応答要求コマンドを実行可能な制御端末装置２の台数に基づいて設定された制限時間Ｔａ＝１０［秒］内に全て返信されるので、制御端末装置２の台数に比べて制限時間が短い事態や、制御端末装置２の台数に比べて制限時間が長い事態が発生する可能性が抑制されている。したがって、応答要求コマンドのマルチキャスト送信に対する応答信号を、制御端末装置２から確実に受信できるとともに、通信効率の低下を抑制することができる。

さらに、台数推定部１ｅは、上記推定台数を格納する推定台数メモリＭ１を具備しており、応答要求コマンドＸ１に応答可能な制御端末装置２の台数が格納される。そして以降、コントローラ１が、「ＩＩＤ７」を設定した応答要求コマンドをマルチキャスト送信する場合には、確率情報を含んだ応答要求コマンドＸ１をマルチキャスト送信することなく、制限時間設定部１ｆが、推定台数メモリＭ１から読み出した推定台数に基づいて制限時間Ｔａを設定し、この制限時間情報を含んだ応答要求コマンドＸ２のみをマルチキャスト送信する。

また、推定台数メモリＭ１には、例えばＩＩＤ１：Ｎ１台、ＩＩＤ２：Ｎ２台、ＩＩＤ３：Ｎ３台、ＩＩＤ４：Ｎ４台等のように、オブジェクトのＩＩＤの種類毎に、当該ＩＩＤを用いた応答要求コマンドに応答可能な推定台数が格納されている。すなわち、実行内容が互いに異なる応答要求コマンドの夫々に対応して推定台数が推定台数メモリＭ１に記憶されており、制限時間設定部１ｆは、この応答要求コマンドの夫々に対応する推定台数に基づいて、実行内容が異なる応答要求コマンド毎に制限時間Ｔａを最適化することができるのである。

そして、応答要求コマンドＸ１，Ｘ２の両方を用いたマルチキャスト送信を、所定時間間隔で行い（または、マルチキャスト送信の所定回数毎に行い）、推定台数メモリＭ１内に格納した推定台数の更新を行う。

したがって、応答要求コマンドＸ１を用いて、応答可能な制御端末装置２の台数を一度推定すれば、以降は、この推定台数に基づく制限時間情報を設定した応答要求コマンドＸ２を用いてマルチキャスト送信するので、通信トラフィックの低減化、送信処理の短縮化を図ることができ、特に、制御端末装置２の参入・離脱が頻繁に行われないネットワークシステムに適する。さらに推定台数メモリＭ１に記憶した推定台数は所定間隔で更新するので、システム構成の変動にも対応可能となる。

なお、推定台数を推定台数メモリＭ１に格納する代わりに、この推定台数に基づいて設定した制限時間Ｔａを、制限時間設定部１ｆに設けた制限時間メモリＭ２に格納し、制限時間設定部１ｆが、制限時間メモリＭ２から制限時間Ｔａを読み出し、この制限時間情報を含んだ応答要求コマンドＸ２のみをマルチキャスト送信する構成でもよい。この場合も、応答要求コマンドＸ１，Ｘ２の両方を用いたマルチキャスト送信を、所定時間間隔で行い（または、マルチキャスト送信の所定回数毎に行い）、制限時間メモリＭ２内に格納した制限時間Ｔａの更新を行う。

また、コントローラ１の台数は１台に限定されず、複数台であっても上記同様に各コントローラ１によるマルチキャスト送信が可能となる。

また、コントローラ１が複数の制御端末装置２へ同一の応答要求コマンドを送信する方法は、マルチキャスト送信以外に、ブロードキャスト送信であってもよい。

また、本実施形態では、低速の通信トランスポートを用いたネットワークＮＴを想定しており、有線通信、無線通信を問わず、同時通信許容度が低い通信トランスポートを用いる場合に有効である。

（実施形態２）
図７は、本実施形態のネットワークシステムの構成を示し、コントローラ１にリスト記憶部１ｇを設けた点が実施形態１とは異なる。なお、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

そして、マルチキャスト送信に対して返信された応答信号Ｙの衝突によるパケットロストを低減するために、コントローラ１−制御端末装置２間のマルチキャスト通信を以下のように行う。

コントローラ１は、応答要求コマンドＸ２を送信する場合、図８に示すフォーマットで応答要求コマンドＸ２を生成する。生成された応答要求コマンドＸ２は、実施形態１の応答要求コマンドＸ２に応答端末ＩＤリストを付加して構成される。

応答端末ＩＤリストは、コントローラ１が送信した応答要求コマンドＸ１に対して制御端末装置２から返信された応答信号Ｙに基づいて作成され、コントローラ１が送信した応答要求コマンドＸ１に対して応答のあった制御端末装置２の応答制御端末ＩＤ（制御端末装置２のアドレス）を格納したリストであり、リスト記憶部１ｇに格納されている。そして、応答要求コマンドＸ２の送信時に、コントローラ１が応答要求コマンドＸ２に応答端末ＩＤリストを付加して送信することで、制御端末装置２に対して応答済であるか否かを通知する。

応答要求コマンドＸ２を受信した制御端末装置２は、応答要求コマンドＸ２内の応答端末ＩＤリストを参照して、自己のアドレスが含まれているか否かを判定する。制御端末装置２は、自己のアドレスが応答端末ＩＤリストに含まれていなければ、未応答であるとして、応答要求コマンドＸ２に対して応答信号Ｙを返信し、自己のアドレスが応答端末ＩＤリストに含まれていれば、応答済として、応答要求コマンドＸ２に対して応答信号Ｙの返信を行わない。

したがって、応答要求コマンドＸ１に対する応答と応答要求コマンドＸ２に対する応答とが重複せず、通信効率が向上する。

また、制限時間設定部１ｆが応答要求コマンドＸ２に設定する制限時間情報は、台数推定部１ｅによって推定された台数から応答要求コマンドＸ１に対する応答台数を引いた台数分の制御端末装置２が応答信号Ｙを返信するまでの最大時間である制限時間［秒］となる。すなわち、制限時間Ｔａは、応答要求コマンドＸ１に対する応答台数分だけ短い時間となる。

１ コントローラ
１ｄ 確率設定部
１ｅ 台数推定部
１ｆ 制限時間設定部
２ 制御端末装置
２ａ ネットワークＩ／Ｆ部
２ｄ 乱数発生部
２ｅ 応答判断部
２ｆ タイマ部
ＮＴ ネットワーク

Claims (7)

1. 複数の端末装置が互いに通信を行うネットワークに接続されて、他の端末装置に対してマルチキャストまたはブロードキャストで応答要求コマンドを送信する１台以上の第１の端末装置と、ネットワークを介して受信した応答要求コマンドを実行し、第１の端末装置に対して応答信号を返信する複数の第２の端末装置とを備え、
   第１の端末装置は、第２の端末装置に対してマルチキャストまたはブロードキャストで応答要求コマンドを送信する場合、第２の端末装置が応答信号を返信する確率を示す確率情報を付加した第１の応答要求コマンドを送信し、第２の端末装置は、乱数を発生する乱数発生手段を具備して、第１の応答要求コマンドに付加された確率情報と乱数発生手段が発生した乱数とを比較した結果に基づいて応答信号を返信するか否かを判断し、
   第１の端末装置は、第１の応答要求コマンドに対して応答信号を返信した第２の端末装置の台数と、第１の応答要求コマンドに付加した確率情報とに基づいて、第２の端末装置の全台数を推定する台数推定手段を具備して、当該推定した全台数の第２の端末装置が返信した応答信号を第１の端末装置が受信するのに要する時間を、第２の端末装置が応答信号を返信するまでの制限時間に設定し、当該設定された制限時間情報を付加した第２の応答要求コマンドを送信し、第２の端末装置は、乱数発生手段が発生した乱数に基づく制限時間内のタイミングで応答信号を返信する
   ことを特徴とするネットワークシステム。
2. 第１の端末装置は、
   第１の応答要求コマンドを送信し、当該第１の応答要求コマンドに対して応答信号を返信した第２の端末装置の台数と第１の応答要求コマンドに付加した確率情報とに基づいて前記台数推定手段が推定した第２の端末装置の全台数、または第２の端末装置の全台数に基づいて設定した制限時間情報を記憶手段に記憶し、
   以降のマルチキャストまたはブロードキャスト送信においては、第１の応答要求コマンドを送信することなく、前記記憶手段に記憶した第２の端末装置の全台数または制限時間情報に基づいて制限時間情報を設定した第２の応答要求コマンドを送信する
   ことを特徴とする請求項１記載のネットワークシステム。
3. 第１の端末装置は、第１の応答要求コマンドを所定間隔で送信することによって前記記憶手段に記憶した第２の端末装置の全台数または制限時間情報を更新する処理を行うことを特徴とする請求項２記載のネットワークシステム。
4. 前記確率情報は、ネットワークの通信トランスポートに基づいて、第１の応答要求コマンドに対して第２の端末装置が返信した全ての応答信号を第１の端末装置が受信可能な確率に設定されることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載のネットワークシステム。
5. 第２の端末装置の前記推定台数は、第１の応答要求コマンドに対して応答信号を返信した第２の端末装置の台数を、第１の応答要求コマンドに付加した確率情報の確率で除した値であることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載のネットワークシステム。
6. 前記制限時間は、第２の端末装置の前記推定台数を、ネットワークが単位時間当たりに通信処理可能な最大台数で除した値であることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載のネットワークシステム。
7. 複数の端末装置が互いに通信を行うネットワークに接続されて、他の端末装置に対してマルチキャストまたはブロードキャストで応答要求コマンドを送信する１台以上の第１の端末装置と、ネットワークを介して受信した応答要求コマンドを実行し、第１の端末装置に対して応答信号を返信する複数の第２の端末装置とを備え、
   第１の端末装置は、第２の端末装置に対してマルチキャストまたはブロードキャストで応答要求コマンドを送信する場合、第２の端末装置が応答信号を返信する確率を示す確率情報を付加した第１の応答要求コマンドを送信し、第２の端末装置は、乱数を発生する乱数発生手段を具備して、第１の応答要求コマンドに付加された確率情報と乱数発生手段が発生した乱数とを比較した結果に基づいて応答信号を返信するか否かを判断し、
   第１の端末装置は、第１の応答要求コマンドに対して応答信号を返信した第２の端末装置の台数と、第１の応答要求コマンドに付加した確率情報とに基づいて、第２の端末装置の全台数を推定する台数推定手段を具備して、当該推定した全台数の第２の端末装置のうち第１の応答要求コマンドに対して応答信号を返信した第２の端末装置を除いた第２の端末装置が返信した応答信号を第１の端末装置が受信するのに要する時間を、第２の端末装置が応答信号を返信するまでの制限時間に設定し、当該設定された制限時間情報を付加した第２の応答要求コマンドを送信し、第１の応答要求コマンドに対して応答信号を返信した第２の端末装置を除いた第２の端末装置は、乱数発生手段が発生した乱数に基づく制限時間内のタイミングで応答信号を返信し、第１の応答要求コマンドに対して応答信号を返信した第２の端末装置は、応答信号を返信しない
   ことを特徴とするネットワークシステム。

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