JP2012095234A - Route control method and communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ゲートウェイ端末を根とするツリー状にマルチホップ・ネットワークが構築される通信システムにおける経路制御方法に関する。 The present invention relates to a route control method in a communication system in which a multihop network is built in a tree shape rooted at a gateway terminal.
近年の無線通信技術の進展と電子機器の小型化及び高度化に伴い、従来のインフラストラクチャ型の通信形態に対して既存ネットワーク・インフラを利用することなく通信端末間での通信を可能とするアドホック・ネットワークへの関心が高まっている。このアドホック・ネットワークは、従来の固定的なインフラストラクチャ型のネットワークとは異なり、(1)物やデバイス間の通信,(2)膨大な物やデバイスによる自律的なネットワークの構築,(3)既存の通信インフラに依存しないネットワーク構築,(4)手軽な及び一時的に利用するネットワークの構築といった特徴を持っている。また、アドホック・ネットワークは、トポロジーの変化に対しても自律的に対応が可能である。 Ad hoc that enables communication between communication terminals without using existing network infrastructure, compared to conventional infrastructure-type communication forms, as wireless communication technology progresses in recent years and electronic devices become smaller and more sophisticated. -Interest in networks is increasing. This ad hoc network is different from the conventional fixed infrastructure type network. (1) Communication between objects and devices, (2) Autonomous network construction with huge objects and devices, (3) Existing (4) Constructing a network that is easy and temporarily used. Ad hoc networks can also autonomously respond to topology changes.
現在、上記の特徴を実現するために、アドホック・ネットワークを形成するための多くのルーティング・プロトコル(アドホック・ルーティング・プロトコル)が提案されている。例えば、DSR(Dynamic Source Routing)(RFC(Request for Comments)4728、下記非特許文献1参照),AODV(Ad Hoc On Demand Distance Vector Routing)(RFC3561、下記非特許文献2参照),OLSR(Optimized Link State Routing)(RFC3626、下記非特許文献3参照)等がある。
Currently, many routing protocols (ad hoc routing protocols) for forming an ad hoc network have been proposed in order to realize the above features. For example, DSR (Dynamic Source Routing) (RFC (Request for Comments) 4728, see Non-Patent
DSRやAODVは、On-Demand型のルーティング・プロトコルであり、通信の要求が生じた際に送信元から送信先までの経路を求め通信を行うものである。一方、OLSRは、Proactive型のルーティング・プロトコルであり、常時経路情報を交換することによりトポロジー情報を管理しておき、通信の要求が生じた際に、保持している経路情報をもとに通信を開始することができる。 DSR and AODV are on-demand type routing protocols, and perform communication by obtaining a route from a transmission source to a transmission destination when a communication request occurs. OLSR, on the other hand, is a proactive routing protocol that manages topology information by exchanging route information at all times, and communicates based on the stored route information when a communication request occurs. Can start.
また、近年では、多数の無線端末を広域なエリアにまたがって設置し各無線端末から情報を収集する、或いは任意の無線端末に対して制御を実施する、といったセンサ・ネットワークまたはデータ収集・制御ネットワークにも関心が高まっている。このセンサ・ネットワークまたはデータ収集・制御ネットワークもアドホック・ネットワーク(またはマルチホップ・ネットワークやメッシュ・ネットワーク)の一種である。 In recent years, a sensor network or data collection / control network in which a large number of wireless terminals are installed over a wide area and information is collected from each wireless terminal or control is performed on an arbitrary wireless terminal. There is also growing interest. This sensor network or data collection / control network is also a kind of ad hoc network (or multi-hop network or mesh network).
データ収集・制御ネットワークなどでは、その通信パターンは、特定のノード(ゲートウェイ端末)と各無線端末間の通信が主であり、ゲートウェイ端末を根(ルート)とする木構造のネットワーク(ツリー型ネットワーク)が構築されている。ツリー型ネットワークの構築については各種の手法が提案されている。例えばOn-demand型のメッシュ・ルーティング・プロトコルを適用する場合には、ゲートウェイ端末が各端末に経路探索手法を実施することなどにより、ゲートウェイ端末と端末間で双方向の経路を構築している。なお、On-demand型のメッシュ・ルーティング・プロトコルでは、各端末は宛先端末に対する次端末を経路情報として保持している。 In data collection and control networks, etc., the communication pattern is mainly communication between a specific node (gateway terminal) and each wireless terminal, and a tree-structured network (tree type network) with the gateway terminal as the root (root) Has been built. Various methods have been proposed for building a tree-type network. For example, when an on-demand type mesh routing protocol is applied, a bidirectional route is constructed between the gateway terminal and the terminal by the gateway terminal implementing a route search method for each terminal. In the On-demand mesh routing protocol, each terminal holds the next terminal for the destination terminal as route information.
上述のツリー型ネットワークにおいて、ゲートウェイ端末から無線端末に向けたパケットが転送途中でエラーとなる際には、送信元のゲートウェイ端末に経路エラー通知が通知され、ゲートウェイ端末より経路の再探索を行うこととなる。一方、無線端末からゲートウェイ端末に向けたパケットが転送途中でエラーとなる際には、送信元の無線端末に経路障害が通知され、当該端末より経路の再構築を行う。または、全ての端末がゲートウェイ端末に向けた経路を保持するといったツリー型ネットワークの特徴を利用し、障害を検出した端末が局所的にゲートウェイ端末に向けた経路を隣接端末に問合せることにより、部分的にゲートウェイ端末に向けた経路を修復(ローカル経路修復)することも考えられる。 In the above tree-type network, when a packet from a gateway terminal to a wireless terminal is in error during transfer, a route error notification is notified to the source gateway terminal and the route is re-searched by the gateway terminal. It becomes. On the other hand, when an error occurs during the transfer of a packet from the wireless terminal to the gateway terminal, a route failure is notified to the transmitting wireless terminal, and the route is reconstructed from the terminal. Alternatively, using the characteristics of a tree-type network in which all terminals hold a route toward the gateway terminal, the terminal that detected the failure locally queries the adjacent terminal for the route toward the gateway terminal. It is also conceivable to restore the route toward the gateway terminal (local route restoration).
しなしながら、上記従来のツリー型ネットワークでは、送信元の無線端末(送信元端末)へ経路障害が通知される場合には、送信元端末とゲートウェイ端末間の経路の再構築のみが行われる。このため、該当障害箇所を経由する他の経路においてもそれぞれ経路の再探索が行われることになり、大規模なネットワークでは経路の再探索回数が増大する、という問題がある。 However, in the conventional tree-type network, when a route failure is notified to the transmission source wireless terminal (transmission source terminal), only the reconstruction of the route between the transmission source terminal and the gateway terminal is performed. For this reason, a route re-search is performed for each of the other routes that pass through the corresponding failure location, and there is a problem that the number of route re-searches increases in a large-scale network.
また、ローカル経路修復によりゲートウェイ端末に向けた経路の再構築を行う場合にも、ゲートウェイ端末に向けた経路のみが修復される。このため、ゲートウェイ端末から該当障害ポイントを経由するネットワーク内の端末への経路(修復された経路と逆方向の通信のための経路)については修復されず、ゲートウェイ端末からのメッセージの送信の未達を検出した後に逆方向の経路について再検索が行われる。このように1つの障害箇所に対して複数回の経路の再探索が必要となる、という問題がある。 In addition, when the route toward the gateway terminal is reconstructed by local route restoration, only the route toward the gateway terminal is restored. For this reason, the route from the gateway terminal to the terminal in the network via the failure point (route for communication in the opposite direction to the repaired route) is not repaired, and the message transmission from the gateway terminal has not been achieved. After the detection, the search is performed again for the route in the reverse direction. As described above, there is a problem that it is necessary to re-search a plurality of routes for one failure location.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、障害発生時にネットワークの再構築に必要となる制御メッセージ量を抑制することができる経路制御方法および通信システムを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a path control method and a communication system that can suppress the amount of control messages required for network reconstruction when a failure occurs.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ゲートウェイ端末を根とするツリー型ネットワークを構成する通信システムにおける経路制御方法であって、前記ツリー型ネットワークを構成する無線端末が、自端末を経由する他の前記無線端末と前記ゲートウェイ端末との間の経路の経路情報を保持する経路保持ステップと、前記無線端末が、前記ゲートウェイ端末宛のパケットの転送時に前記ゲートウェイ端末へ向かう経路上の障害を検出した場合、自端末が保持する前記経路情報を障害経路情報として前記ゲートウェイ端末へ通知する障害経路通知ステップと、前記ゲートウェイ端末が、前記障害経路情報の通知元である前記無線端末までの経路を仮想トンネル経路として探索し、前記障害経路情報に含まれる経路を、前記仮想トンネル経路を経由する経路に更新する経路更新ステップと、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a path control method in a communication system that configures a tree-type network rooted in a gateway terminal, and the wireless terminal that configures the tree-type network includes: A route holding step for holding route information of a route between the other wireless terminal and the gateway terminal passing through the own terminal, and the wireless terminal heads for the gateway terminal when transferring a packet addressed to the gateway terminal. When a failure on the route is detected, a failure route notification step of notifying the gateway terminal of the route information held by the terminal as failure route information; and the wireless terminal that is the notification source of the failure route information The route to the terminal is searched as a virtual tunnel route, and the route included in the failure route information is Characterized in that it comprises a route update step of updating the path through virtual tunnel path, a.
本発明によれば、障害発生時にネットワークの再構築に必要となる制御メッセージ量を抑制することができる、という効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that it is possible to suppress the amount of control message necessary for network reconstruction when a failure occurs.
以下に、本発明にかかる経路制御方法および通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a path control method and a communication system according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明にかかる通信システムの実施の形態1の構成例を示す図である。図1に示すように、本実施の形態の通信システムは、無線通信機能を有するゲートウェイ端末1と、無線通信機能を有する無線端末2−1〜2−N(Nは1以上の整数)と、で構成される。ゲートウェイ端末1と無線端末2−1〜2−N(Nは1以上の整数)とはゲートウェイ端末1を根(ルート)とするツリー状に構築されるマルチホップ・ネットワークであるツリー型ネットワーク4を構成する。また、ゲートウェイ端末1は、ネットワーク経由でサーバ3と接続されている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a first embodiment of a communication system according to the present invention. As shown in FIG. 1, the communication system of the present embodiment includes a
ゲートウェイ端末1は、広域にわたるエリアに設置される無線端末2−1〜2−Nより情報を収集し、また無線端末2−1〜2−Nへ制御情報等を通知する。無線端末2−1〜2−Nは、例えばスマートメータ等であり、計測結果や観測結果等を取得する端末である。
The
ツリー型ネットワーク4を構成する無線端末2−1〜2−Nとゲートウェイ端末1は、On-demand型のアドホック・ルーティング・プロトコルを実行することによりマルチホップ・ネットワークを構築している。ゲートウェイ端末1は、無線端末2−1〜2−Nの通信用の識別子などの情報を管理している。また、サーバ3は、全体の通信システムを管理するサーバである。
The wireless terminals 2-1 to 2-N and the
ここで、従来のツリー型ネットワークにおける障害発生時の経路際構築手順について説明する。図2〜4は、従来のツリー型ネットワークにおいて障害が発生した場合の経路再構築手順の一例を示す図である。図2〜4の例では、ゲートウェイ端末10と無線端末11〜16とがツリー型ネットワークを構成している。障害発生前は、無線端末14からゲートウェイ10への通信は、無線端末12および無線端末11を経由して行われているとし、その後、無線端末11と無線端末12の間のリンクで障害が発生したとする。
Here, a procedure for constructing a path when a fault occurs in a conventional tree network will be described. 2 to 4 are diagrams illustrating an example of a route restructuring procedure when a failure occurs in a conventional tree-type network. In the example of FIGS. 2 to 4, the
図2は、上述の障害が発生した後に、無線端末14からゲートウェイ端末10への転送時に転送失敗を検出した例を示している。無線端末14からゲートウェイ端末10へ向けたパケットの転送が行われている場合、無線端末12は無線端末14から送信されたパケットを転送する際に、無線端末11への転送が失敗したことを認識することにより障害を検出する(図2の(1))。無線端末12は、送信元の端末14へ経路障害を通知する(図2の(2))。そして、無線端末14が経路の再探索を実施する(図2の(3))。
FIG. 2 shows an example in which a transfer failure is detected during transfer from the
図3は、上述の障害が発生した後に、ローカル経路修復が行われる例を示している。図3の例では、図2の場合と同様に、無線端末12は無線端末14から送信されたパケットを転送する際に、無線端末11への転送が失敗したことを認識することにより障害を検出する(図3の(1))。図3の例では、無線端末12が、隣接端末からゲートウェイ宛て経路を学習しているとし(図3の(2))、学習したゲートウェイ端末10への経路を用いて、ローカル経路修復(Local repair)による迂回経路の確立を行う(図3の(3))。このようにして、無線端末14からゲートウェイ端末10への方向は、無線端末13を経由する迂回経路が設定される。
FIG. 3 shows an example in which local path repair is performed after the above-described failure has occurred. In the example of FIG. 3, as in the case of FIG. 2, when the
一方、ゲートウェイ端末10が無線端末15へパケットを転送する際に(図3の(4))、無線端末11と無線端末12の間のリンクを経由する経路を用いている。無線端末14からゲートウェイ端末10への経路は、上述のように迂回経路が設定されているが、ゲートウェイ端末10から無線端末15への経路は迂回経路が設定されていないため、無線端末11から無線端末12へ転送する際に転送の失敗が発生する(図3の(5))。そして、無線端末11は転送の失敗を検出すると、ローカル経路修復または送信元のゲートウェイ端末10への障害の通知により経路の再構築を行う。
On the other hand, when the
図4は、図2で説明した手順により無線端末14から経路の再探索が行われた場合(図4の(1)、(2)、(3))に、ゲートウェイ端末10が無線端末15へパケットを転送する例を示している。図2の手順により無線端末14からゲートウェイ端末10への経路の再探索は行われているが、ゲートウェイ端末10から無線端末15への経路は障害発生前の経路(無線端末11と無線端末12の間のリンクを経由する経路)のままである。したがって、ゲートウェイ端末10から無線端末15へ向けてパケットを転送する(図4の(4))と、無線端末11が転送の失敗を検出し(図4の(5))、無線端末11が送信元のゲートウェイ端末10へ経路エラーを通知する(図4の(6))。そして、ゲートウェイ端末10が、無線端末15への経路の再探索を行う(図4の(7))。
FIG. 4 shows that when the route is re-searched from the
以上説明した従来の手順では、図3,図4で説明したように、障害箇所が1箇所であっても、経路ごとに再探索が必要となり、大規模なネットワークでは経路の再探索回数が増大するという問題がある。 In the conventional procedure described above, as described with reference to FIGS. 3 and 4, even if there is only one fault location, a re-search is required for each route, and the number of route re-searches increases in a large-scale network. There is a problem of doing.
本実施の形態では、上述の問題を解消するために、以下に示す手順で経路制御を実施する。図5は、本実施の形態の障害検出時の経路制御手順の一例を示すシーケンス図である。図1に示した通信システムにおいて、無線端末2−5は、無線端末2−4、無線端末2−3、無線端末2−2および無線端末2−1を経由してゲートウェイ端末1へパケットを送信している(ステップS1)。無線端末2−5、無線端末2−4、無線端末2−3、無線端末2−2および無線端末2−1は、On-Demand型のルーティング・プロトコルにより、宛先をゲートウェイ端末1とするパケットの転送経路の往復の経路情報(次端末の情報)を保持しているとする。
In the present embodiment, in order to solve the above-described problem, route control is performed according to the following procedure. FIG. 5 is a sequence diagram illustrating an example of a path control procedure when a failure is detected according to the present embodiment. In the communication system shown in FIG. 1, the wireless terminal 2-5 transmits a packet to the
この状態で、無線端末2−3と無線端末2−2の間でリンク障害が生じたとする。その場合、無線端末2−5は、ステップS1と同様にパケットを送信し、無線端末2−4および無線端末2−3は、当該パケットの次端末への転送を実施する(ステップS2)。しかし、リンク障害により無線端末2−3から無線端末2−2へのパケットの転送は失敗し(ステップS3)、無線端末2−3は、この転送失敗によりリンク障害を検出する(ステップS4)。なお、無線端末2−3が、転送の失敗を検出する方法はどのような方法でもよいが、例えば転送したパケットに対する応答が所定の時間以上到着しない場合に転送を失敗したと検出する等の方法がある。 Assume that a link failure occurs between the wireless terminal 2-3 and the wireless terminal 2-2 in this state. In that case, the wireless terminal 2-5 transmits the packet in the same manner as in step S1, and the wireless terminal 2-4 and the wireless terminal 2-3 transfer the packet to the next terminal (step S2). However, the packet transfer from the wireless terminal 2-3 to the wireless terminal 2-2 fails due to the link failure (step S3), and the wireless terminal 2-3 detects the link failure due to this transfer failure (step S4). The wireless terminal 2-3 may use any method for detecting the transfer failure. For example, a method of detecting that the transfer has failed when a response to the transferred packet does not arrive for a predetermined time or more. There is.
次に、無線端末2−3は、リンク障害の検出に伴い、経路上に障害が発生したことを通知する経路エラー通知パケットを、転送に失敗したパケットの送信元である無線端末2−5へ向けて送信する(ステップS5)。なお、この経路エラー通知パケットには、経路エラー通知パケットの送信元端末(ここでは無線端末2−3)が保持する自端末を経由するゲートウェイ端末1への経路情報(無線端末2−5とゲートウェイ端末1間の経路情報だけでなく自端末が保持するゲートウェイ装置1を宛先とする経路情報に格納されている送信元端末)を格納する。すなわち、経路エラー通知パケットには、リンク障害を検出した端末を次端末とする経路の送信元端末の情報が格納されることになる。ここでは、例えば無線端末2−3を経由してゲートウェイ端末1へパケットを送信する無線端末2−6、2−7、2−8、2−9などが経路情報(送信元端末)として格納される。
Next, the wireless terminal 2-3 sends a route error notification packet for notifying that a failure has occurred on the route to the wireless terminal 2-5 that is the transmission source of the packet that has failed to be transferred in accordance with the detection of the link failure. It transmits to (step S5). The route error notification packet includes route information (wireless terminal 2-5 and gateway) to the
図6は、本実施の形態の経路エラー通知パケットに格納する情報の一例を示す図である。図6に示すように、本実施の形態の経路エラー通知パケットは、メッセージ種別(経路エラー通知パケットであることを示す値)と、情報フラグ(メッセージ種別で示されるパケットの状態を示す値)と、情報要素長(メッセージ種別で示されるパケットの大きさを示す値)と、送信元端末(経路エラー通知パケットの送信元端末)の通信用識別子と、エラー要因と、その他の情報と、経路エラー通知の送信元端末が保持する経路情報(以下、障害経路情報という)と、で構成される。なお、図6の構成例は一例であり、経路エラー通知の送信元端末が保持する経路情報が格納されかつ通信に必要な情報が格納されていればよく図6の構成例に限定されない。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of information stored in the route error notification packet according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, the route error notification packet of this embodiment includes a message type (a value indicating that it is a route error notification packet), an information flag (a value indicating the state of the packet indicated by the message type), and , The information element length (value indicating the size of the packet indicated by the message type), the communication identifier of the source terminal (source terminal of the path error notification packet), the error factor, other information, and the path error Route information (hereinafter referred to as failure route information) held by the notification source terminal. Note that the configuration example in FIG. 6 is an example, and it is not limited to the configuration example in FIG. 6 as long as the route information held by the route error notification transmission source terminal and the information necessary for communication are stored.
経路エラー通知パケットを受信した無線端末2−5は、ゲートウェイ端末1に対する経路の再探索を実施する(ステップS6)。すなわち、無線端末2−5は、経路探索要求パケットをフラッディングする。ここで、本実施の形態では、この経路探索要求パケットには、従来の経路探索要求パケットが有する情報に加えて、経路エラー通知パケットにより通知された経路エラー通知の送信元端末(経路エラーを検出した無線端末)の識別子および障害経路情報を格納することとする。 The wireless terminal 2-5 that has received the route error notification packet performs a route re-search for the gateway terminal 1 (step S6). That is, the wireless terminal 2-5 floods the route search request packet. In this embodiment, in this route search request packet, in addition to the information that the conventional route search request packet has, the route error notification source terminal (route error detected by the route error notification packet) is detected. And the failure path information are stored.
ステップS6の経路探索要求パケットにより、ゲートウェイ端末1は、無線端末2−5から送信された経路探索要求パケットを受信すると、経路エラーを検出した無線端末2−3までの経路の経路探索を実施する(ステップS7)。図5の例では、ゲートウェイ端末1から無線端末2−5への経路として、無線端末2−2を経由せず、無線端末2−1、無線端末2−3および無線端末2−4を経由する経路が探索される。
When the
経路探索を実施後、経路エラーを検出した無線端末(この場合は無線端末2−3)を介して無線端末2−5に対して経路探索応答パケットを返信する(ステップS8)。なお、経路探索応答パケットの返信時には、特定の無線端末(経路エラーを検出した無線端末)を介した経路となるように、一部の中継端末を指定する形態で通信を実施する。すなわち、ゲートウェイ端末1から無線端末2−5に向けたパケットは、特定の無線端末(経路エラーを検出した無線端末、ここでは無線端末2−3)を介して転送されるように仮想トンネルが構築される。
After performing the route search, a route search response packet is returned to the wireless terminal 2-5 via the wireless terminal (in this case, the wireless terminal 2-3) that has detected the route error (step S8). Note that when a route search response packet is returned, communication is performed in a form in which some relay terminals are designated so that the route is via a specific wireless terminal (wireless terminal that has detected a route error). That is, a virtual tunnel is constructed so that a packet from the
また、ゲートウェイ端末1は、無線端末2−5から受信した経路探索要求パケットに含まれる障害経路情報に基づいて、自身が保持する経路情報のうち経路探索要求メッセージの送信元端末(この例では無線端末2−5)への経路の経路情報を更新するとともに、当該障害経路情報に含まれる無線端末(図5の例では、例えば無線端末2−6、2−7、2−8、2−9等)へ向かう経路の経路情報の更新も併せて実施する(ステップS9)。その後、ゲートウェイ端末1から送信された無線端末2−5宛てのパケットは、無線端末2−3を経由するよう仮想トンネルが構築されて転送される(ステップS10)。同様に、ゲートウェイ端末1から送信された無線端末2−6宛てのパケットは、無線端末2−3までの仮想トンネル経由で転送される(ステップS11)。無線2−7、2−8、2−9等の障害経路情報に含まれる他の無線端末に対するパケットも同様に無線端末2−3までの仮想トンネル経由で転送される。
In addition, the
なお、ゲートウェイ端末1は、ゲートウェイ端末1と経路エラーを検出した無線端末との間で構築する仮想トンネルに含まれる無線端末に対して優先的にネットワーク全体に対する経路の再探索を実施する。
The
以上のように、本実施の形態では、ゲートウェイ端末1を根とするツリー型ネットワークにおいて、上り方向のパケット転送時に経路障害を検出した端末が、パケットの送信元の端末に対して経路障害を通知するために、自端末が保持する経路情報(自端末を次端末とするパケットの送信元の無線端末)を格納した経路エラー通知パケットを送信するようにした。そして、経路エラー通知パケットを受信した送信元の無線端末は、経路の再探索を実施する際に、経路エラー通知に格納された経路情報を経路再探索のための経路探索要求メッセージに付加する。さらに、経路探索要求メッセージを受信したゲートウェイ端末1が、経路障害を通知した無線端末までの仮想トンネルを構築し、経路探索要求メッセージの送信元の無線端末と当該メッセージに格納された経路情報に含まれる無線端末を宛先とする経路を構築した仮想トンネル経由で送信するようにした。このため、上り方向の経路障害検出により、障害箇所を経由する下り方向の経路について一括して経路再構築を実現することができ、ネットワークの再構築に必要となる制御メッセージ量を抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, in a tree-type network rooted at the
さらに、ゲートウェイ端末1と経路エラーを検出した無線端末間で構築する仮想トンネルに含まれる無線端末に対して優先的にネットワーク全体に対する経路の再探索を実施することにより、最適な経路の構築をはかれるという効果が得られる。
Furthermore, an optimum route can be constructed by pre-researching the route for the entire network with respect to the wireless terminal included in the virtual tunnel constructed between the
実施の形態2.
図7は、本発明にかかる通信システムの実施の形態2の経路制御方法の一例を示すシーケンス図である。本実施の形態の通信システムの構成は実施の形態1と同様である。以下、実施の形態1と重複する説明は省略し、実施の形態1と異なる部分を説明する。
FIG. 7 is a sequence diagram showing an example of a route control method according to the second embodiment of the communication system according to the present invention. The configuration of the communication system of the present embodiment is the same as that of the first embodiment. Hereinafter, the description which overlaps with
実施の形態1では、ゲートウェイ端末1に向けたパケット転送において経路の途中で経路障害が検出したが端末が経路エラー通知パケットを送信元に通知し、送信元から経路の再探索を実施した。本実施の形態では、ゲートウェイ端末1に向けたパケット転送において経路の途中で経路障害を検出した無線端末が、隣接端末に対してゲートウェイ端末1宛の経路を問合せる。これにより、経路障害を検出した無線端末が、ゲートウェイ端末1までの代替経路を求め(ローカル経路修復)、代替経路を用いて自端末が保持する経路情報をゲートウェイ端末1へ通知する。ゲートウェイ端末1は、受信した経路情報に基づいて、ゲートウェイ端末1と経路情報の送信元の端末と間で仮想トンネルを構築することにより、下り方向の経路の再構築を実現する。
In the first embodiment, a path failure is detected in the middle of a route in packet transfer to the
図7に示すように、実施の形態1と同様に、障害発生前は、無線端末2−5は、無線端末2−4、無線端末2−3、無線端末2−2および無線端末2−1を経由してゲートウェイ端末1へパケットを送信している(ステップS21)。ステップS21〜ステップS24は、実施の形態1のステップS1〜ステップS4と同様である。
As illustrated in FIG. 7, as in the first embodiment, before the occurrence of a failure, the wireless terminal 2-5 is the wireless terminal 2-4, the wireless terminal 2-3, the wireless terminal 2-2, and the wireless terminal 2-1. The packet is transmitted to the
ステップS24の後、リンク障害を検出した無線端末2−3は、ローカル経路修復用の経路探索要求パケット(ゲートウェイ端末1への経路を問い合わせるパケット)を隣接端末に対してブロードキャストする(ステップS25)。ローカル経路修復用の経路探索要求パケットを受信したゲートウェイ端末1への経路を保持する無線端末2−1は、ゲートウェイ端末1までの経路を通知する経路探索応答パケットを経路探索要求パケットの送信元端末の無線端末2−3へ送信する(ステップS26)。
After step S24, the wireless terminal 2-3 that has detected the link failure broadcasts a route search request packet (packet that inquires about the route to the gateway terminal 1) for local route repair to the adjacent terminal (step S25). The wireless terminal 2-1 that holds the route to the
無線端末2−3は、自端末が保持するゲートウェイ端末1への経路情報を、経路探索応答パケットにより通知されたゲートウェイ端末1までの経路に更新し、ステップS23で転送に失敗したパケットを、更新した経路を用いてゲートウェイ端末1へ向けて送信する(ステップS27)。具体的には、この例では、更新した経路として、無線端末2−1経由でゲートウェイ端末1へパケットを送信する。
The wireless terminal 2-3 updates the route information to the
また、無線端末2−3は、自端末が保持する経路情報のうち、自端末を次端末とする送信元の端末(ここでは、例えば無線端末2−5、2−6、2−7、2−8、2−9等)の識別情報を格納した経路情報通知パケットをゲートウェイ端末1に対して送信する(ステップS28)。 In addition, the wireless terminal 2-3 includes the transmission source terminal (in this case, for example, the wireless terminals 2-5, 2-6, 2-7, 2-7) out of the route information held by the own terminal. -8, 2-9, etc.) are transmitted to the gateway terminal 1 (step S28).
図8は、経路情報通知パケットに格納する情報の一例を示す図である。メッセージ種別、情報フラグ、情報要素長、送信元端末の通信用の識別子は、実施の形態1の経路エラー通知パケットに格納される情報と同様である。本実施の形態では、これらの情報に加え、経路情報通知パケットを送信する無線端末が保持する経路情報のうち自端末を次端末とする送信元の端末の通信用識別子(以下、障害経路情報という)を含む。なお、図8は一例であり、障害経路情報を含むようにすればよく、経路情報通知パケットが格納する情報は図8の例に限定されない。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of information stored in the route information notification packet. The message type, information flag, information element length, and identifier for communication of the transmission source terminal are the same as the information stored in the route error notification packet of the first embodiment. In the present embodiment, in addition to these pieces of information, among the route information held by the wireless terminal that transmits the route information notification packet, a communication identifier (hereinafter referred to as failure route information) of the transmission source terminal that uses the own terminal as the next terminal. )including. Note that FIG. 8 is an example, and it is sufficient to include failure path information, and the information stored in the path information notification packet is not limited to the example of FIG.
経路情報通知パケットを受信したゲートウェイ端末1は、経路情報通知パケットの送信元の無線端末2−3への経路探索を実施する(ステップS29)。そして、ゲートウェイ端末1は、経路情報通知パケットに格納された障害経路情報に含まれる無線端末への経路を、経路情報通知パケットの送信元の無線端末2−3までの仮想トンネルを経由した経路とするよう経路情報の更新を行う(ステップS30)。
The
以降、実施の形態1と同様に、ゲートウェイ端末1から送信される無線端末2−5宛てのパケットは、無線端末2−3までの仮想トンネルを経由して送信され(ステップS31)、同様にゲートウェイ端末1から送信される無線端末2−6宛てのパケットは、無線端末2−3までの仮想トンネルを経由して送信され(ステップS32)。以上述べた以外の本実施の形態の動作は実施の形態1と同様である。
Thereafter, as in the first embodiment, a packet addressed to the wireless terminal 2-5 transmitted from the
なお、ゲートウェイ端末1は、ゲートウェイ端末1と経路エラーを検出した無線端末との間で構築する仮想トンネルに含まれる無線端末に対して優先的にネットワーク全体に対する経路の再探索を実施する。
The
なお、本実施の形態では、障害を検出した無線端末2−3からゲートウェイ端末1に対して経路情報通知パケットを用いて経路情報(障害経路情報)を通知する例について示したが、これに限らず、例えば、ゲートウェイ端末1から各無線端末への経路をグループ化して管理する手順(例えば,特許第4335945号で規定される手順)を用いている場合には、経路情報通知パケットのかわり当該プロトコルで規定される経路の変更を通知するためのメッセージを使用することも可能である。
In the present embodiment, the example in which the route information (failure route information) is notified from the wireless terminal 2-3 that detects the failure to the
なお、実施の形態1では、障害を検出した無線端末2−3が経路エラー通知パケットにより無線端末2−5へ障害経路情報を通知し、無線端末2−5から経路探索要求パケットにより障害経路情報をゲートウェイ端末1へ通知するようにした。すなわち、無線端末2−3から、無線端末2−5経由でゲートウェイ端末1へ障害経路情報を通知した。また、本実施の形態では、無線端末2−3が経路情報通知パケットを用いて直接ゲートウウェイ端末1へ向けて障害経路情報を通知している。これら2つの実施の形態は、無線端末2−3が障害経路情報(無線端末2−3が保持する経路情報)をゲートウェイ端末1へ通知するための例を示しており、無線端末2−3が障害経路情報(無線端末2−3が保持する経路情報)をゲートウェイ端末1へ通知できれば、上述の2つの実施の形態で示した方法に限らずどのような方法で通知してもよい。
In the first embodiment, the wireless terminal 2-3 that has detected the failure notifies the wireless terminal 2-5 of the failure route information by the route error notification packet, and the failure route information is transmitted from the wireless terminal 2-5 by the route search request packet. Is notified to the
以上のように、本実施の形態では、ゲートウェイ端末1を根とするツリー型ネットワークにおいて、上り方向(ゲートウェイ端末1へ向かう方向)のパケット転送時に経路障害を検出した端末が、ローカルにゲートウェイ端末1宛の経路の再探索を実施し、再検索した経路を用いて転送パケットをゲートウェイ端末1へ再送し、また再検索した経路を用いて自ノードが保持する経路情報をゲートウェイ端末1に通知する。そして、ゲートウェイ端末1が、経路障害を検出した端末までの経路を探索して経路障害を検出した端末までの仮想トンネルを構築し、経路障害を検出した無線端末から通知された経路情報に基づいて自身が保持する経路情報を更新するようにした。このため、上り方向の経路障害検出により、障害箇所を経由する下り方向の経路について一括して経路再構築を実現することができ、ネットワークの再構築に必要となる制御メッセージ量を抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, in a tree-type network rooted at the
さらに、ゲートウェイ端末1と経路エラーを検出した無線端末間で構築する仮想トンネルに含まれる無線端末に対して優先的にネットワーク全体に対する経路の再探索を実施することにより、最適な経路の構築をはかれるという効果が得られる。
Furthermore, an optimum route can be constructed by pre-researching the route for the entire network with respect to the wireless terminal included in the virtual tunnel constructed between the
以上のように、本発明にかかる経路制御方法および通信システムは、ゲートウェイ端末を根とするツリー状にマルチホップ・ネットワークが構築される通信システムに有用であり、特に、On-demand型のメッシュ・ルーティング・プロトコルを用いる通信システムに適している。 As described above, the route control method and the communication system according to the present invention are useful for a communication system in which a multi-hop network is constructed in a tree shape rooted at a gateway terminal, and in particular, an on-demand type mesh Suitable for communication systems using routing protocols.
1,10 ゲートウェイ端末
2−1〜2−N,11〜16 無線端末
3 サーバ
4 ツリー型ネットワーク
1,10 Gateway terminal 2-1 to 2-N, 11 to 16 Wireless terminal 3 Server 4 Tree-type network
Claims (6)
前記ツリー型ネットワークを構成する無線端末が、自端末を経由する他の前記無線端末と前記ゲートウェイ端末との間の経路の経路情報を保持する経路保持ステップと、
前記無線端末が、前記ゲートウェイ端末宛のパケットの転送時に前記ゲートウェイ端末へ向かう経路上の障害を検出した場合、自端末が保持する前記経路情報を障害経路情報として前記ゲートウェイ端末へ通知する障害経路通知ステップと、
前記ゲートウェイ端末が、前記障害経路情報の通知元である前記無線端末までの経路を仮想トンネル経路として探索し、前記障害経路情報に含まれる経路を、前記仮想トンネル経路を経由する経路に更新する経路更新ステップと、
を含むことを特徴とする経路制御方法。 A route control method in a communication system constituting a tree-type network rooted at a gateway terminal,
A route holding step in which a wireless terminal constituting the tree-type network holds route information of a route between another wireless terminal and the gateway terminal that pass through the terminal;
When the wireless terminal detects a failure on the route to the gateway terminal when transferring a packet addressed to the gateway terminal, a failure route notification that notifies the gateway terminal of the route information held by the terminal as failure route information Steps,
A route in which the gateway terminal searches for a route to the wireless terminal that is a notification source of the failure route information as a virtual tunnel route, and updates a route included in the failure route information to a route that passes through the virtual tunnel route. An update step;
A path control method comprising:
前記障害経路情報の通知元の前記無線端末である障害検出端末が、障害を通知する経路エラー通知に前記障害経路情報を格納し、格納後の経路エラー通知を前記パケットの送信元である送信元端末へ向けて送信するエラー通知ステップと、
前記送信元端末が、前記ゲートウェイ端末への経路の再探索を行なうための経路探索要求に前記障害経路情報を格納し、格納後の経路探索要求を送信する探索要求ステップと、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の経路制御方法。 The failure route notification step includes:
The failure detection terminal that is the wireless terminal that is the notification source of the failure route information stores the failure route information in a route error notification that notifies the failure, and the route error notification after the storage is the transmission source that is the transmission source of the packet An error notification step to send to the device,
A search request step in which the transmission source terminal stores the failure route information in a route search request for re-searching a route to the gateway terminal, and transmits the stored route search request;
The path control method according to claim 1, comprising:
前記無線端末が、自端末を経由する他の前記無線端末と前記ゲートウェイ端末との間の経路の経路情報を保持し、
前記無線端末が、前記ゲートウェイ端末宛のパケットの転送時に前記ゲートウェイ端末へ向かう経路上の障害を検出した場合、自端末が保持する前記経路情報を障害経路情報として前記ゲートウェイ端末へ通知し、
前記ゲートウェイ端末が、前記障害経路情報の通知元である前記無線端末までの経路を仮想トンネル経路として探索し、前記障害経路情報に含まれる経路を、前記仮想トンネル経路を経由する経路に更新する、ことを特徴とする通信システム。 A communication system comprising a gateway terminal and a wireless terminal, and constituting a tree-type network rooted in the gateway terminal,
The wireless terminal holds route information of a route between the other wireless terminal and the gateway terminal via the own terminal;
When the wireless terminal detects a failure on the route to the gateway terminal when transferring a packet addressed to the gateway terminal, the route information held by the terminal is notified to the gateway terminal as failure route information,
The gateway terminal searches for a route to the wireless terminal that is a notification source of the failure route information as a virtual tunnel route, and updates a route included in the failure route information to a route via the virtual tunnel route. A communication system characterized by the above.
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