JP2011061569A - 通信システム、ノード、通信制御方法、およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ノード100は、自グループ情報と、隣接ノードグループ情報と、を含む通信メッセージを作成するユニキャスト経路制御部111およびマルチキャスト経路制御部114と、通信メッセージを発信するメッセージ発信部116と、隣接ノードから受信した通信メッセージの自グループ情報と隣接ノードグループ情報に基づいて、自グループに属する2ホップ先の全ノードにパケットを転送可能なように、自グループの隣接ノード中からG−MPRを選択するノード選択部118と、を備え、ユニキャスト経路制御部111にG−MPRの情報を含む通信メッセージを作成させ、ノード100は、受信した通信メッセージのG−MPRの情報に基づいて、パケットをグループの隣接ノードに転送するパケット送信部148と、をさらに備える。
【選択図】図1
Description
複数のノード間のマルチホップネットワークを形成する通信システムにおいて、
前記ノードは、
自身が属するグループを示す第1グループ情報と、隣接する隣接ノードが属するグループを示す第2グループ情報と、を含む通信メッセージを作成する作成手段と、
作成された前記通信メッセージを発信する発信手段と、
前記隣接ノードから受信した前記通信メッセージを参照し、前記第1グループ情報および前記第2グループ情報に基づいて、自身が属する前記グループと同一のグループに属する少なくとも2ホップ先のノードにパケットを転送可能なように、前記同一のグループに属する前記隣接ノードの中からグループ用転送ノードを選択する転送ノード選択手段と、を備え、
前記ノードにおいて、
前記作成手段に、前記転送ノード選択手段により選択された前記グループ用転送ノードを転送先ノード情報として含む前記通信メッセージを作成させ、
前記発信手段に、前記作成手段により作成された前記通信メッセージを発信させ、
前記ノードは、
前記隣接ノードから受信した前記通信メッセージを参照し、前記転送先ノード情報に基づいて、マルチキャストするデータパケットを前記グループ用転送ノードに含まれる前記隣接ノードに転送する転送手段をさらに備える。
作成された前記通信メッセージを発信する発信手段と、
前記隣接ノードから受信した前記通信メッセージを参照し、前記第1グループ情報および前記第2グループ情報に基づいて、自身が属するグループと同一のグループに属する少なくとも2ホップ先のノードにパケットを転送可能なように、前記同一のグループに属する前記隣接ノードの中からグループ用転送ノードを選択する転送ノード選択手段と、を備え、
前記作成手段に、前記転送ノード選択手段により選択された前記グループ用転送ノードを転送先ノード情報として含む前記通信メッセージを作成させ、
前記発信手段に、前記作成手段により作成された前記通信メッセージを発信させる。
前記隣接ノードから受信した前記通信メッセージを参照し、前記転送先ノード情報に基づいて、自身がグループ用転送ノードであるか否かを判定する判定手段と、
自身が属する前記グループ宛のマルチキャストのデータパケットを受信するパケット受信手段と、
自身が前記グループ用転送ノードであると判定された場合、受信した前記データパケットを自身が属する前記グループの他の隣接ノードに転送する転送手段と、を備える。
前記ノードが、自身が属するグループを示す第1グループ情報と、隣接する隣接ノードが属するグループを示す第2グループ情報と、を含む通信メッセージを作成し、
前記ノードが、作成された前記通信メッセージを発信し、
前記ノードが、前記隣接ノードから受信した前記通信メッセージを参照し、前記第1グループ情報および前記第2グループ情報に基づいて、自身が属する前記グループと同一のグループに属する少なくとも2ホップ先のノードにパケットを転送可能なように、前記同一のグループに属する前記隣接ノードの中からグループ用転送ノードを選択し、
前記ノードが、選択された前記グループ用転送ノードを転送先ノード情報として含む前記通信メッセージを作成し、
前記ノードが、作成された前記通信メッセージを発信し、
前記ノードが、前記隣接ノードから受信した前記通信メッセージを参照し、前記転送先ノード情報に基づいて、マルチキャストするデータパケットを前記グループ用転送ノードに含まれる前記隣接ノードに転送する。
ノード自身が属するグループを示す第1グループ情報と、隣接する隣接ノードが属するグループを示す第2グループ情報と、を含む通信メッセージを作成する手順と、
作成された前記通信メッセージを発信する手順と、
前記隣接ノードから受信した前記通信メッセージを参照し、前記第1グループ情報および前記第2グループ情報に基づいて、前記ノード自身が属する前記グループと同一のグループに属する少なくとも2ホップ先のノードにパケットを転送可能なように、前記同一のグループに属する前記隣接ノードの中からグループ用転送ノードを選択する手順と、
選択された前記グループ用転送ノードを転送先ノード情報として含む前記通信メッセージを作成する手順と、
作成された前記通信メッセージを発信する手順と、
前記隣接ノードから受信した前記通信メッセージを参照し、前記転送先ノード情報に基づいて、マルチキャストするデータパケットを前記グループ用転送ノードに含まれる前記隣接ノードに転送する手順と、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
これに限定されないが、本実施形態では、ユニキャストの経路制御は非特許文献1に開示されたOLSRで制御されているとし、本発明のマルチキャスト経路制御方式はOLSRプロトコルをベースとして拡張する。
本実施形態の通信システムは、複数のノード間のマルチホップネットワークを形成する通信システムにおいて、ノード100は、自身が属するグループを示す第1グループ情報と、隣接ノードが属するグループを示す第2グループ情報と、を含むユニキャスト経路制御の通信メッセージを作成する作成部(ユニキャスト経路制御部111およびマルチキャスト経路制御部114)と、作成された通信メッセージを発信する発信部(Helloメッセージ発信部116)と、隣接ノードから受信した通信メッセージを参照し、第1グループ情報および第2グループ情報に基づいて、自身が属するグループと同一のグループに属する少なくとも2ホップ先のノードにパケットを転送可能なように、同一のグループに属する隣接ノードの中からグループ用転送ノードを選択する転送ノード選択部(G−MPRノード選択部118)と、を備え、ノード100において、作成部に、転送ノード選択部により選択されたグループ用転送ノードを転送先ノード情報として含む通信メッセージを作成させ、発信部に、作成部により作成された通信メッセージを発信させ、ノード100は、隣接ノードから受信した通信メッセージを参照し、転送先ノード情報に基づいて、マルチキャストするデータパケットをグループ用転送ノードに含まれる隣接ノードに転送する転送部(パケット送信部148)と、をさらに備える。
なお、以下の各図において、本発明の本質に関わらない部分の構成については省略してあり、図示されていない。
たとえば、図7の例では、ノード12からグループ1のG−MPRに選択されたノード13とノード15は、下記の転送エントリをマルチキャスト転送テーブル146に登録する。
転送エントリ:<Group 239.192.0.1,Upstream Node 10.0.0.12>
図9は、本実施形態の通信システムの動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、本実施形態の通信システムのノードのマルチキャスト経路構築処理の手順の一例を示している。
本発明の実施の形態に係るコンピュータプログラムは、ノード自身が属するグループを示す第1グループ情報と、隣接ノードが属するグループを示す第2グループ情報と、を含む通信メッセージを作成する手順と、作成された通信メッセージを発信する手順と、隣接ノードから受信した通信メッセージを参照し、第1グループ情報および第2グループ情報に基づいて、ノード自身が属するグループと同一のグループに属する少なくとも2ホップ先のノードにパケットを転送可能なように、同一のグループに属する隣接ノードの中からグループ用転送ノードを選択する手順と、選択されたグループ用転送ノードを転送先ノード情報として含む通信メッセージを作成する手順と、作成された通信メッセージを発信する手順と、隣接ノードから受信した通信メッセージを参照し、転送先ノード情報に基づいて、マルチキャストするデータパケットをグループ用転送ノードに含まれる隣接ノードに転送する手順と、をコンピュータに実行させるように記述されている。
まず、本実施形態のノード100は、起動すると、ユニキャスト経路制御部111が作成した初期のHelloメッセージとして、図3のHelloメッセージ200をHelloメッセージ発信部116がインタフェース部102を介して発信する。そして、他のノードからのHelloメッセージをインタフェース部102を介してHelloメッセージ受信部120が受信することとなる(ステップS701)。
(1) 隣接ノードの中から同一グループのノードを抽出し、グループ隣接ノード(以下、「G−NGB」と記す)とする
(2) G−NGBの隣接ノードの中から、G−NGBに属しておらず同一グループのノードを抽出し、グループ2ホップ先ノード(G−2hop)とする
そのため、図10ではノード81のG−NGBはノード82、G−2hopはノード83となる。
また、ユニキャスト経路制御メッセージであるHelloメッセージを使って、マルチキャスト情報を送信するので、マルチキャスト経路制御のための特別なメッセージが不要であり、マルチキャストのための制御メッセージ負荷を削減できる。これにより、VHF(Very High Frequency)やUHF(Ultra High Frequency)などの帯域が狭い無線インタフェースを用いた無線マルチホップネットワークにも利用可能となる。
以上が本発明の基本的な動作であるが、ネットワークの状況によっては図13のノード81のようにグループから孤立してしまうことがありうる。この場合、基本動作ではノード81はグループ宛パケットの送受信ができなくなる。以下は、そうした孤立ノードを救済する方法について説明する。なお、ノードとグループの構成は図10と同じとする。
<Group=239.192.0.8,Upstream Node=10.0.0.81>
<Group=239.192.0.8,Upstream Node=10.0.0.85>
ノード85:
<Group=239.192.0.8,Upstream Node=10.0.0.91>
101 アプリケーション
102 インタフェース部
110 経路制御部
111 ユニキャスト経路制御部
112 グループ登録情報記憶部
114 マルチキャスト経路制御部
116 Helloメッセージ発信部
118 G−MPRノード選択部
120 Helloメッセージ受信部
140 パケット処理部
142 パケット受信部
144 パケット転送判定部
146 マルチキャスト転送テーブル
148 パケット送信部
149 マルチキャスト重複判定テーブル
200 Helloメッセージ
202 自身グループ情報
204 隣接ノードIPアドレス
206 隣接ノードグループ情報
214 隣接ノードIPアドレス
216 隣接ノードグループ情報
224 隣接ノードIPアドレス
Claims (11)
- 複数のノード間のマルチホップネットワークを形成する通信システムにおいて、
前記ノードは、
自身が属するグループを示す第1グループ情報と、隣接する隣接ノードが属するグループを示す第2グループ情報と、を含む通信メッセージを作成する作成手段と、
作成された前記通信メッセージを発信する発信手段と、
前記隣接ノードから受信した前記通信メッセージを参照し、前記第1グループ情報および前記第2グループ情報に基づいて、自身が属する前記グループと同一のグループに属する少なくとも2ホップ先のノードにパケットを転送可能なように、前記同一のグループに属する前記隣接ノードの中からグループ用転送ノードを選択する転送ノード選択手段と、を備え、
前記ノードにおいて、
前記作成手段に、前記転送ノード選択手段により選択された前記グループ用転送ノードを転送先ノード情報として含む前記通信メッセージを作成させ、
前記発信手段に、前記作成手段により作成された前記通信メッセージを発信させ、
前記ノードは、
前記隣接ノードから受信した前記通信メッセージを参照し、前記転送先ノード情報に基づいて、マルチキャストするデータパケットを前記グループ用転送ノードに含まれる前記隣接ノードに転送する転送手段をさらに備える通信システム。 - 請求項1に記載の通信システムにおいて、
前記ノードは、
マルチキャストの転送エントリを登録するマルチキャスト転送テーブルを記憶する転送テーブル記憶手段と、
前記隣接ノードから受信した前記通信メッセージに基づいて、前記隣接ノードから自身が前記グループ用転送ノードに指定されたか否かを判定するグループ用転送ノード判定手段と、
自身が前記グループ用転送ノードに指定されたと判定されたとき、前記マルチキャスト転送テーブルに、前記通信メッセージの送信元の前記隣接ノードを前記転送エントリに設定する設定手段と、をさらに備える通信システム。 - 請求項2に記載の通信システムにおいて、
前記ノードは、
前記マルチキャスト転送テーブルを参照し、マルチキャストされたマルチキャストパケットの送信元のノードが前記転送エントリに含まれるか否か判定するエントリ判定手段を備え、
前記ノードの前記転送手段は、
前記マルチキャストパケットの送信元のノードが前記転送エントリに含まれない場合、受信した前記マルチキャストパケットを破棄し、
前記マルチキャストパケットの送信元のノードが前記転送エントリに含まれる場合、受信した前記マルチキャストパケットを前記同一のグループの隣接ノードに転送する通信システム。 - 請求項1乃至3いずれかに記載の通信システムにおいて、
前記転送ノード選択手段は、重複する2ホップ先のノードが少ない隣接ノードを優先して前記グループ用転送ノードに選択する通信システム。 - 請求項2乃至4いずれかに記載の通信システムにおいて、
前記同一のグループに属する前記隣接ノードが存在しない場合、異なるグループの前記隣接ノードを前記グループ用転送ノードに選択する第1選択手段と、
自身が属していないグループの前記グループ用転送ノードに選択されたノードにおいて、該グループの前記隣接ノードを前記グループ用転送ノードとして選択する第2選択手段と、
前記異なるグループの前記隣接ノードから、その隣接ノードが属する前記グループの前記グループ用転送ノードに選択された場合、その隣接ノードを前記転送エントリとして前記マルチキャスト転送テーブルに登録する登録手段と、をさらに備える通信システム。 - 請求項1乃至5いずれかに記載の通信システムにおいて、
前記通信メッセージは、隣接ノード発見メッセージである通信システム。 - 請求項1乃至6いずれかに記載の通信システムにおいて、
自身が送信するマルチキャストパケットに一意に識別可能な識別番号を設定する識別番号設定手段と、
前記自身が送信したマルチキャストパケットおよび前記隣接ノードから受信したマルチキャストパケットの前記識別情報をマルチキャスト重複判定テーブルに登録する識別番号登録手段と、
受信した前記マルチキャストパケットの前記識別情報が前記マルチキャスト重複判定テーブルに存在するかを判別する判別手段と、
受信した前記マルチキャストパケットの前記識別情報が前記マルチキャスト重複判定テーブルに存在すると判別されたとき、受信した前記マルチキャストパケットを破棄する破棄手段と、
をさらに備える通信システム。 - 複数のノード間で形成されるマルチホップネットワーク内で、自身が属するグループを示す第1グループ情報と、隣接する隣接ノードが属するグループを示す第2グループ情報と、を含む通信メッセージを作成する作成手段と、
作成された前記通信メッセージを発信する発信手段と、
前記隣接ノードから受信した前記通信メッセージを参照し、前記第1グループ情報および前記第2グループ情報に基づいて、自身が属するグループと同一のグループに属する少なくとも2ホップ先のノードにパケットを転送可能なように、前記同一のグループに属する前記隣接ノードの中からグループ用転送ノードを選択する転送ノード選択手段と、を備え、
前記作成手段に、前記転送ノード選択手段により選択された前記グループ用転送ノードを転送先ノード情報として含む前記通信メッセージを作成させ、
前記発信手段に、前記作成手段により作成された前記通信メッセージを発信させるノード。 - 複数のノード間で形成されるマルチホップネットワーク内で、自身が属するグループを示す第1グループ情報と、隣接する隣接ノードが属するグループを示す第2グループ情報と、自身が属するグループと同一のグループに属する前記隣接ノードの中から転送先として選択されたグループ用転送ノードを示す転送先ノード情報を含む通信メッセージを、前記隣接ノードから受信するメッセージ受信手段と、
前記隣接ノードから受信した前記通信メッセージを参照し、前記転送先ノード情報に基づいて、自身がグループ用転送ノードであるか否かを判定する判定手段と、
自身が属する前記グループ宛のマルチキャストのデータパケットを受信するパケット受信手段と、
自身が前記グループ用転送ノードであると判定された場合、受信した前記データパケットを自身が属する前記グループの他の隣接ノードに転送する転送手段と、を備えるノード。 - 複数のノード間のマルチホップネットワークを形成する通信システムにおいて、
前記ノードが、自身が属するグループを示す第1グループ情報と、隣接する隣接ノードが属するグループを示す第2グループ情報と、を含む通信メッセージを作成し、
前記ノードが、作成された前記通信メッセージを発信し、
前記ノードが、前記隣接ノードから受信した前記通信メッセージを参照し、前記第1グループ情報および前記第2グループ情報に基づいて、自身が属する前記グループと同一のグループに属する少なくとも2ホップ先のノードにパケットを転送可能なように、前記同一のグループに属する前記隣接ノードの中からグループ用転送ノードを選択し、
前記ノードが、選択された前記グループ用転送ノードを転送先ノード情報として含む前記通信メッセージを作成し、
前記ノードが、作成された前記通信メッセージを発信し、
前記ノードが、前記隣接ノードから受信した前記通信メッセージを参照し、前記転送先ノード情報に基づいて、マルチキャストするデータパケットを前記グループ用転送ノードに含まれる前記隣接ノードに転送する通信制御方法。 - 複数のノード間のマルチホップネットワークを形成する通信システムにおいて、コンピュータに前記ノードを実現するためのプログラムであって、
ノード自身が属するグループを示す第1グループ情報と、隣接する隣接ノードが属するグループを示す第2グループ情報と、を含む通信メッセージを作成する手順と、
作成された前記通信メッセージを発信する手順と、
前記隣接ノードから受信した前記通信メッセージを参照し、前記第1グループ情報および前記第2グループ情報に基づいて、前記ノード自身が属する前記グループと同一のグループに属する少なくとも2ホップ先のノードにパケットを転送可能なように、前記同一のグループに属する前記隣接ノードの中からグループ用転送ノードを選択する手順と、
選択された前記グループ用転送ノードを転送先ノード情報として含む前記通信メッセージを作成する手順と、
作成された前記通信メッセージを発信する手順と、
前記隣接ノードから受信した前記通信メッセージを参照し、前記転送先ノード情報に基づいて、マルチキャストするデータパケットを前記グループ用転送ノードに含まれる前記隣接ノードに転送する手順と、をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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