JP2013135372A - ネットワークシステム及びネットワーク構築方法、端末 - Google Patents

Abstract

【課題】既に構築された環状ネットワークにおいて、他の経路による環状ネットワークの迂回経路を構成するネットワークシステムを提供する。
【解決手段】端末が、環状ネットワークのネットワークシステムを構成する端末の数ｎを特定し、ｎが示す値と互いに素である正の整数ｐを特定する。そして、端末は、環状ネットワークにおいて特定された整数ｐが示す数の接続先の端末との間で迂回経路を設定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、端末間のネットワークシステム及びそのネットワーク構築方法とそのネットワークシステムを構成する端末に関する。

近年、携帯電話やスマートフォン、ＰＤＡ、タブレットＰＣなどの携帯端末を利用した情報提供サービスが増加している。このような状況において、基地局を介さずに、端末間で直接、通信接続を行って構築された通信ネットワーク内で情報提供サービスを行うことが検討されている。そして、このような、端末間同士で直接に通信接続を行ってネットワークを構築する技術が、特許文献１、特許文献２に開示されている。

特開２００４−０８８６５７号公報 特開２００１−２６８１２８号公報

上述の特許文献１の技術では、動的に構成する端末の位置や数が変化するネットワークについて環状のメッセージ経路を用い、通信内容を秘匿する技術について記述されている。しかしながら、ネットワークを構成する端末間の通信状況の安定性に関する記述はなく、フェージング等による端末間の不安定な無線通信を安定化させることは困難である。
また上述の特許文献２の技術は、経路の複数化により通信品質の向上と安定化を図る技術であるが、主経路にも、代替経路にも、ネットワークを構成する全ての端末を通過する経路を構築することができない。

そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできるネットワークシステム及びネットワーク構築方法、端末を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、ｎ台の端末が環状に無線通信により通信接続され、当該環状に通信接続された各端末のうち隣接して接続される２つの端末のうちの一方の端末が他方の端末をデフォルトゲートウェイとして記憶しており、当該他方の端末は前記一方の端末とは異なる端末をデフォルトゲートウェイとして記憶するよう設定されるネットワークシステムであって、前記端末が、前記環状ネットワークの構築を制御するネットワーク管理部と、ネットワークシステムを構成する端末の数ｎを特定する構成端末数特定部と、前記ｎが示す値と互いに素である正の整数ｐを特定する接続先端末特定部と、前記環状ネットワークを構成する前記デフォルトゲートウェイへの無線による通信接続を行う第１無線通信部と、前記環状ネットワークにおいて特定された前記整数ｐが示す数の接続先の端末との間で迂回経路を設定する接続先設定部と、を備えることを特徴とするネットワークシステムである。

また本発明は、上述のネットワークシステムにおいて、前記端末の前記接続先設定部は、前記整数ｐが示す数の接続先の端末へ自端末の識別情報を含む迂回路先通知信号を、自端末を迂回経路の接続先とするために送信することを特徴とする。

また本発明は、上述のネットワークシステムにおいて、前記端末が、前記ｎが示す値と互いに素である正の整数ｐが特定できないと判定された場合に、自端末の処理をエミュレートするエミュレート部と、を備え、前記ネットワーク管理部は、前記エミュレートされた端末を含む前記環状ネットワークを構築し、前記構成端末数特定部と、前記接続先端末特定部と、前記接続先設定部との処理を再度行うよう制御する再処理制御部と、を備えることを特徴とする。

また本発明は、ｎ台の端末が環状に無線通信により通信接続され、当該環状に通信接続された各端末のうち隣接して接続される２つの端末のうちの一方の端末が他方の端末をデフォルトゲートウェイとして記憶しており、当該他方の端末は前記一方の端末とは異なる端末をデフォルトゲートウェイとして記憶するよう設定されるネットワークシステムのネットワーク構築方法であって、前記端末が、前記環状ネットワークの構築を制御し、ネットワークシステムを構成する端末の数ｎを特定し、前記ｎが示す値と互いに素である正の整数ｐを特定し、前記環状ネットワークを構成する前記デフォルトゲートウェイへの無線による通信接続を行い、前記環状ネットワークにおいて特定された前記整数ｐが示す数の接続先の端末との間で迂回経路を設定することを特徴とするネットワーク構築方法である。

また本発明は、ｎ台の端末が環状に無線通信により通信接続され、当該環状に通信接続された各端末のうち隣接して接続される２つの端末のうちの一方の端末が他方の端末をデフォルトゲートウェイとして記憶しており、当該他方の端末は前記一方の端末とは異なる端末をデフォルトゲートウェイとして記憶するよう設定されるネットワークシステムの前記端末であって、前記環状ネットワークの構築を制御するネットワーク管理部と、ネットワークシステムを構成する端末の数ｎを特定する構成端末数特定部と、前記ｎが示す値と互いに素である正の整数ｐを特定する接続先端末特定部と、前記環状ネットワークを構成する前記デフォルトゲートウェイへの無線による通信接続を行う第１無線通信部と、前記環状ネットワークにおいて特定された前記整数ｐが示す数の接続先の端末との間で迂回経路を設定する接続先設定部と、を備えることを特徴とする端末である。

本発明によれば、環状ネットワークを構成するネットワークシステムにおいて、他の経路による環状ネットワークの迂回経路を構成することができる。

ネットワークシステムの概要を示す図である。 環状ネットワークを構成する端末の機能ブロック図である。 迂回経路の特定処理時における端末の処理フローを示す図である。 ネットワークシステムにおける迂回経路を示す第１の図である。 ネットワークシステムにおける迂回経路を示す第２の図である。 ネットワークシステムにおける迂回経路を示す第３の図である。 ネットワークシステムにおける迂回経路を示す第４の図である。 ネットワークシステム構築処理時の端末の処理フローを示す図である。 ネットワークシステム構築処理のイメージ図である。

以下、本発明の一実施形態によるネットワークシステム及びネットワーク構築方法を図面を参照して説明する。
図１は本実施形態によるネットワークシステムの概要を示す図である。
この図において符号Ａは端末である。そしてネットワークシステムは複数の端末Ａにより構成されている。当該ネットワークシステムは、それら複数の端末Ａが無線を用いて環状に通信接続することにより、各端末Ａが一方向のみを通信可能方向とする環状ネットワークを構成している。当該一方向のみを通信可能方向とする通信接続とは、端末が行うデータ処理に必要な情報の送信を、通信制御において一方向のみに送信することが定義されている通信接続のことである。従って、例えば環状ネットワークの通信接続維持のための制御の通信については双方向であってよい。

より詳しく説明すると環状ネットワークは、３つ以上の端末Ａが環状に無線通信により通信接続され、当該環状に通信接続された各端末Ａのうち隣接して接続される２つの端末Ａのうちの一方の端末が他方の端末をデフォルトゲートウェイとして記憶しており、当該他方の端末は一方の端末とは異なる端末をデフォルトゲートウェイとして記憶するよう設定されるネットワークシステムである。各端末においては、送信先が特に指定されている場合を除き、データをデフォルトゲートウェイ宛に送信する。

図２は環状ネットワークを構成する端末の機能ブロック図である。
この図において符号Ａは端末である。端末Ａは、図２に示すように、ユーザインタフェース１１、制御部１２、端末特定通信部１３、第１無線通信部１４、ネットワーク管理部１５、記憶部１６、迂回経路管理部１７、第２無線通信部１８、エミュレート部１９を少なくとも含んで構成されている。
ユーザインタフェース１１は、端末Ａに備えられているテンキーや、タッチパネルディスプレイ等のインタフェースデバイスからの情報を入力する。
制御部１２は、端末Ａ内の各処理部を制御する。
端末特定通信部１３は、ＮＦＣ（Near Field Communication）や、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）の技術を利用したＩＣカード通信、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association）などを用いて、近距離にある他端末との無線通信に利用する通信技術による通信処理を行う処理部である。
第１無線通信部１４は、Bluetooth（登録商標）やＷｉＦｉ（wireless fidelity）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などの比較的距離の長い無線通信に利用する通信技術による通信処理を行う処理部である。
ネットワーク管理部１５は、環状ネットワーク構築のための各処理を行なう処理部である。
記憶部１６は、各処理に利用される情報を記憶する。
迂回経路管理部１７は、ネットワーク管理部１５が構築した環状ネットワークを構成する各端末Ａによる迂回経路である、第２の環状ネットワークを構築するための処理を行う処理部である。
第２無線通信部１８は、第１無線通信部１４同様に、比較的距離の長い無線通信に利用する通信技術による通信処理を行う処理部であり、迂回経路管理部１７が特定した迂回先の端末との通信接続時の通信処理を行う処理部である。
エミュレート部１９は、端末Ａの処理をエミュレートする処理部である。

またネットワーク管理部１５は、ネットワーク構築開始部１５１、接続要求通知部１５２、接続要求受信部１５３、通信接続部１５４、既接続端末切断制御部１５５、新参加端末切断制御部１５６の各処理部を備える。
ここで、ネットワーク構築開始部１５１は、他端末と、環状ネットワークの構築の開始の契機となる通信接続を行う処理部である。
また接続要求通知部１５２は、他端末との通信接続の完了に基づいて、自端末が通信接続している既接続端末への接続先情報を含む当該既接続端末との接続要求を他端末へ通知する処理部である。
また接続要求受信部１５３は、他端末が一方向の接続先として通信接続している既接続端末の接続先情報を含む当該既接続端末への接続要求を他端末より受信する処理部である。
また通信接続部１５４は、他端末が通信接続している既接続端末の接続先情報を用いて、当該既接続端末との通信接続を行う処理部である。
また既接続端末切断制御部１５５は、新たな環状ネットワークの構築の開始前に自端末または他端末が一方向の通信接続先として通信接続していた既接続端末との間の通信切断を制御する処理部である。
また新参加端末切断制御部１５６は、環状ネットワークに新たに参加する端末との間の、新たな環状ネットワークの構築の開始の契機となった通信接続の通信切断を制御する処理部である。

また迂回経路管理部１７は、構成端末数特定部１７１、接続先端末特定部１７２、再処理制御部１７３、接続先設定部１７４の各処理部を備える。
構成端末数特定部１７１は、ネットワークシステムを構成する端末の数ｎを特定する処理部である。
また接続先端末特定部１７２は、ネットワークシステムを構成する端末の数ｎが示す値と互いに素である最も小さい正の整数ｐを特定する。
また再処理制御部１７３は、構成端末数特定部１７１と、接続先端末特定部１７２と、接続先設定部１７４の処理を再度行うよう制御する処理部である。
また接続先設定部１７４は、環状ネットワークにおいて特定された整数ｐが示す数の接続先の端末の識別情報を記録する処理部である。

そして、上述のような各処理部を備えた端末を用いることにより、接続先の一方向のみを通信可能方向とする環状ネットワークにおいて、迂回経路などに用いる他の環状ネットワークを構築する。これにより環状ネットワークを構成するネットワークシステムの各端末間の通信接続の安定性を向上することができる。

図３は迂回経路の特定処理時における端末の処理フローを示す図である。
以下、ネットワークシステムにおけるネットワーク構築方法の詳細について、順を追って説明する。
まず、ネットワークシステムは、予め図１で示すような環状ネットワークを構成している。そしてそのような環状ネットワークの構築完了後、当該環状ネットワークを構成する端末Ａの制御部１２は、所定のタイミングで迂回経路の特定処理を開始する（ステップＳ１０１）。所定のタイミングは、例えば他の端末や管理サーバからの迂回路特定の要求信号を受信したタイミングでもよいし、環状ネットワークの構築完了後に所定の時刻が経過したタイミングでもよく、それ以外の方法によって決定したタイミングであってもよい。

そして迂回経路の特定処理を開始すると、構成端末数特定部１７１は、第１無線通信部１４を介して環状ネットワークにおける次に接続されている他の端末へ端末数確認情報を送信する（ステップＳ１０２）。端末数確認情報には、当該端末数確認情報を送信した端末Ａの識別情報が格納される。端末数確認情報は環状ネットワークを構成する各端末Ａをバケツリレー的に経由して、端末数確認情報の送信元の端末Ａが受信する（ステップＳ１０３）。ネットワークを構成する各端末Ａを端末数確認情報が経由する際、その端末数確認情報を受信した端末Ａの構成端末数特定部１７１は、自端末の識別情報を格納して次の接続先の端末Ａへ送信する。そして、端末数確認情報の送信元の端末Ａは、端末数確認情報を受信すると、端末数確認情報に含まれる各端末Ａの識別情報の数をカウントし、当該カウント結果を端末数ｎの値であると判定し、メモリ等に記録する（ステップＳ１０４）。

環状ネットワークを構成する端末数ｎの特定が終了すると、次に接続先端末特定部１７２は、環状ネットワークを構成する端末数ｎをメモリから読み取る。そして接続先端末特定部１７２は、端末数ｎが示す値と互いに素である最も小さい正の整数ｐを特定する。例えば端末数がｎである場合、接続先端末特定部１７２はｎが奇数か偶数かを判定し（ステップＳ１０５）、ｎが奇数であれば互いに素である最も小さい正の整数ｐをｐ＝２と特定する（ステップＳ１０６）。また接続先端末特定部１７２はｎが偶数であれば、ｎ÷ｍ（ｍは２以上の正の整数）を最も小さいｍの値から代入して順に算出し（ステップＳ１０７）、剰余を最初に出した計算に用いたｍの値が、ｎ÷２で得られる値より小さいかを判定する（ステップＳ１０８）。剰余を最初に出した計算に用いたｍの値が、ｎ÷２で得られる値より小さい場合には、当該ｍの値を、端末数ｎが示す値と互いに素である最も小さい正の整数ｐと特定する（ステップＳ１０９）。

そして、接続先端末特定部１７２は、算出した整数ｐの値をホップ数として格納し、また自端末の識別情報を格納した迂回路先通知信号を、第１無線通信部１４を介して環状ネットワークの次の接続先の端末へ送信する（ステップＳ１１０）。当該迂回路先通知信号は、各端末Ａを経由してバケツリレー的に環状ネットワーク内で転送される。この時、各端末Ａは迂回路先通知信号を受信すると、当該迂回路先通知信号に含まれるホップ数を「１」減じて値を更新する。そして、ホップ数が「１」である迂回路先通知信号を受信した端末Ａの接続先設定部１７４が、当該迂回路先通知信号に記録されている端末Ａの識別情報を、記憶部１６の迂回路先記憶領域に記録する。これにより、迂回路先通知信号を送信した端末Ａは、算出した整数ｐの値で示されるホップ数先に接続された環状ネットワーク内の端末に対して、自端末を迂回経路先として記録するよう指示することができる。

以降、端末Ａの制御部１２は環状ネットワークに障害が発生したことを検知した場合、ネットワーク管理部１５は、記憶部１６から迂回経路の端末Ａの識別情報を読み取って、当該識別情報の示す端末Ａを接続先として第２無線通信部１８を介して情報を送信する。これにより、ネットワークシステムの安定性が向上する。

図４はネットワークシステムにおける迂回経路を示す第１の図である。
環状ネットワークを構成する端末Ａが図１で示すように７台存在する場合、図４で示すように各端末Ａの符号を端末Ａ１，端末Ａ２，端末Ａ３，端末Ａ４，端末Ａ５，端末Ａ６，端末Ａ７とする。この場合、端末数ｎは奇数であるためｐ＝２となる。従って、端末Ａ１の接続先端末特定部１７２は、２つ先の接続先の端末Ａ３に迂回経路時の接続先として自端末（端末Ａ１）を記録するよう指示する迂回路先通知信号を送信する。これにより、端末Ａ３は、端末Ａ１を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。また同様に端末Ａ４は端末Ａ２を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。また同様に端末Ａ５は端末Ａ３を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。また同様に端末Ａ６は端末Ａ４を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。また同様に端末Ａ７は端末Ａ５を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。また同様に端末Ａ１は端末Ａ６を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。また同様に端末Ａ２は端末Ａ７を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。

図５はネットワークシステムにおける迂回経路を示す第２の図である。
なお、図５で示すように、算出した整数ｐの値で示される接続先の端末を、迂回経路先とするようにしてもよい。
この場合、接続先端末特定部１７２は、算出した整数ｐの値をホップ数として格納した識別情報要求信号を、第１無線通信部１４を介して環状ネットワークの次の接続先の端末へ送信する。当該識別情報要求信号は、各端末Ａを経由してバケツリレー的に環状ネットワーク内で転送される。この時、各端末Ａは識別情報要求信号を受信すると、当該識別情報要求信号に含まれるホップ数を「１」減じて値を更新する。そして、ホップ数が「１」である識別情報要求信号を受信した端末Ａが、当該識別情報要求信号に自端末の識別情報を格納して、ホップ数を「１」減じて「０」に更新し、次の接続先へ転送する。なお、ホップ数「０」の含まれる識別情報要求信号を受信した端末Ａは、その信号を単に次の接続先へ転送する。これにより、ホップ数で特定されている端末Ａの識別情報を格納した識別情報要求信号が、当該識別情報要求信号の送信元の端末Ａに送信されることとなる。

そして、識別情報要求信号の送信元の端末Ａが、識別情報を含む識別情報要求信号を受信する。すると送信元の端末Ａの接続先設定部１７４は、識別情報要求信号から識別情報を読み取って、記憶部１６の迂回路先記憶領域に記録する。この識別情報で示される端末Ａが迂回経路を示す端末となる。なお、識別情報は、環状ネットワークを構成する端末ＡのＩＰアドレスや、その他の環状ネットワークを構成するネットワークシステム内で端末を特定するための識別子であればどのような値であってもよい。これにより、迂回経路の特定処理を終了する。なお迂回経路の端末Ａの識別情報は、上述のステップＳ１０８以降の処理以外の方法によって取得するようにしてもよい。

図５の例の場合、端末数ｎは奇数であるためｐ＝２となる。従って、端末Ａ１は２つ先の接続先の端末Ａ３を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。また同様に端末Ａ２は端末Ａ４を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。また同様に端末Ａ３は端末Ａ５を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。また同様に端末Ａ４は端末Ａ６を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。また同様に端末Ａ５は端末Ａ７を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。また同様に端末Ａ６は端末Ａ１を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。また同様に端末Ａ７は端末Ａ２を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。

図６はネットワークシステムにおける迂回経路を示す第３の図である。
環状ネットワークを構成する端末Ａが、図５で示すように端末Ａ１，端末Ａ２，端末Ａ３，端末Ａ４，端末Ａ５，端末Ａ６，端末Ａ７，端末Ａ８の８台が存在するとする。この場合、端末数ｎは偶数であるため、端末数ｎが示す値と互いに素である最も小さい正の整数ｐはｐ＝３である。この値はｎ÷２で示す値４よりも小さい。従って、端末Ａ１の接続先端末特定部１７２は、３つ先の接続先の端末Ａ４に迂回経路時の接続先として自端末（端末Ａ１）を記録するよう指示する。これにより、端末Ａ４は、端末Ａ１を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。また同様に端末Ａ５は端末Ａ２を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。また同様に端末Ａ６は端末Ａ３を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。また同様に端末Ａ７は端末Ａ４を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。また同様に端末Ａ８は端末Ａ５を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。また同様に端末Ａ１は端末Ａ６を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。また同様に端末Ａ２は端末Ａ７を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。また同様に端末Ａ３は端末Ａ８を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。

ここで、上述のステップＳ１０８において、ｎ÷ｍ（ｍは２以上の正の整数）を最も小さいｍの値から代入して順に算出し、剰余を最初に出した計算に用いたｍの値が、ｎ÷２で得られる値以上であると判定した場合、接続先端末特定部１７２は、エミュレート部１９に対して処理の開始を指示する。例えば環状ネットワークを構成する端末数ｎがｎ＝４である場合、ｍ＝３となる。この値（ｍ＝３）はｎ÷２で得られる値２よりも大きい。この場合、ｍの値を端末数ｎが示す値と互いに素である最も小さい正の整数ｐと特定すると、環状ネットワークを構成する各端末Ａによって異なる迂回経路を構成することができない。例えば、端末数ｎ＝４である場合、ｎが示す値と互いに素である最も小さい正の整数ｐ＝３であるため、元の環状ネットワークと逆向きの通信接続の環状ネットワークが迂回経路となり、迂回経路が接続方向を逆としただけのものとなってしまうため、迂回経路として適さない。従って、このような場合、エミュレート部１９は、接続先端末特定部１７２の指示によって、端末Ａのネットワーク管理部１５や迂回経路管理部１７の処理をエミュレートする（ステップＳ１１１）。そして、エミュレート部１９は、端末Ａ内に仮想的に２つの端末Ａが存在するように処理する。そして、端末Ａ３は、上述のステップＳ１０２からの処理を繰り返す。

図７はネットワークシステムにおける迂回経路を示す第４の図である。
図７の例では端末Ａ１〜端末Ａ４の４台が環状ネットワークを構成し、端末Ａ３が上述のステップＳ１０１迂回経路の特定処理を開始したとする。この場合、端末数ｎ＝４であるため、ｎが示す値と互いに素である最も小さい正の整数ｐ＝３である。またこのｐ＝３はｎ÷２で得られる値以上である。従って端末Ａ３は、エミュレート部１９を起動し、図７で示すように端末Ａ３内に、端末Ａ３の機能と、端末Ａ３’の機能を構成する。この場合、端末Ａ３は、端末Ａ３’を、自端末の接続先の端末Ａ４との間に入れて、新たな環状ネットワークを構成する。新たな環状ネットワークは、端末Ａ３→端末Ａ３’→端末Ａ４→端末Ａ１→端末Ａ２→端末Ａ３のように通信接続されて、構成される。そして、端末Ａ３は、このような端末数ｎ＝５の環状ネットワークにおいて、ステップＳ１０２からの処理を繰り返す。この時、端末数ｎは奇数であるため、ｎが示す値と互いに素である最も小さい正の整数ｐ＝２である。図７の破線で示すような迂回経路の環状ネットワークが構成される。

つまり、図７においては、端末Ａ３の接続先端末特定部１７２は、２つ先の接続先の端末Ａ４に迂回経路時の接続先として自端末（端末Ａ３）を記録するよう指示する迂回経路先通知信号を送信する。これにより、端末Ａ４は、端末Ａ３を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。また同様に端末Ａ１は端末Ａ３’を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。また同様に端末Ａ２は端末Ａ４を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。また同様に端末Ａ３は端末Ａ１を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。また同様に端末Ａ３’は端末Ａ２を迂回経路時の接続先として記憶部１６に記憶する。

なお、ステップＳ１０６において端末数ｎが偶数であると判定した場合には、ステップＳ１０７やステップＳ１０８の処理を行わずに、環状ネットワークを構成するいずれかの端末ＡがステップＳ１１１のエミュレート処理を直ちに行い、環状ネットワークを構成する端末数を仮想的に奇数にし、互いに素である最も小さい正の整数ｐをｐ＝２と特定するようにしてもよい。

上述した処理において、端末数ｎが示す値と互いに素である最も小さい正の整数ｐを特定する処理を行っているが、最も小さい正の整数ｐが示す数の接続先の端末との間で迂回経路を設定することにより、端末の距離が近くなることが期待され、迂回経路の接続先の通信品質が最もよくなると考えられる。しかしながら、端末数ｎが示す値と互いに素となる値であれば、最小でない値を、整数ｐと特定するようにしてもよい。

図８はネットワークシステム構築処理時の端末の処理フローを示す図である。
図９はネットワークシステム構築処理のイメージ図である。
次に、上述のネットワークシステムにおける環状ネットワークの構築処理について説明する。つまり、図１の環状ネットワークがどのように構築されたのかについて以下に説明する。
なお、環状ネットワークの構築処理は以下に説明する処理以外の手法を用いてもよい。

図９で示すように、まず、端末Ａａ，端末Ａｂ，端末Ａｃの３台の端末によって環状ネットワークが構築されている。環状ネットワークは、端末Ａａが、端末Ａｂに対する一方向のみを通信可能方向とする通信接続を端末Ａｂに対して行い、端末Ａｂが、端末Ａｃに対する一方向のみを通信可能方向とする通信接続を端末Ａｃに対して行っている。また当該環状ネットワークにおいて、端末Ａｃは、端末Ａａに対する一方向のみを通信可能方向とする通信接続を端末Ａａに対して行っている。環状ネットワークを構築する各端末Ａは、第１無線通信部１４を用いて一方向の接続先の他端末（既接続端末）と通信接続をしている。

このような状況において、端末Ａａ（第１端末；一方の端末）と、環状ネットワークには参加していない端末Ａｄ（第２端末；他方の端末）とが、端末Ａａ，端末Ａｄの各端末のユーザの操作に基づいて、新たな環状ネットワークの構築の開始の契機となる通信接続を行う。例えば、図４（Ａ）で示すように、端末Ａａのユーザと、端末Ａｄのユーザとがそれら端末同士を近接させ、他方の端末との通信接続を行う操作を行う。

端末Ａａの制御部１２は、新たな環状ネットワークの構築の開始の契機となる通信接続の操作を検知すると（ステップＳ２０１）、ネットワーク管理部１５へその旨を通知する。なお、ステップＳ２０１の処理においては、制御部１２が端末特定通信部１３を制御して、定期的に他の端末と通信できたかを判断し、通信できた場合には自動的に以降の処理を行うようにしてもよい。この時、接続可否入力画面を出力して、ユーザからの接続可否を入力させることで、期待しない他の端末との接続を確実に避けることができる。ステップＳ２０１の後、ネットワーク管理部１５内のネットワーク構築開始部１５１が記憶部１６に記録されている端末固有の端末ＩＤを読み取って、端末Ａｄへ送信するよう制御部１２へ要求する。すると、制御部１２は、端末特定通信部１３を介して端末ＩＤを端末Ａｄへ送信する（ステップＳ２０２）。同様に、端末Ａｄからも当該端末Ａｄの端末ＩＤが送信され、端末特定通信部１３が受信する（ステップＳ２０３）。そして端末Ａａのネットワーク構築開始部１５１は端末Ａｄから送信された端末ＩＤを記憶部１６に記録する。

また端末Ａａのネットワーク構築開始部１５１は、環状ネットワークでの通信に使用しているＰＩＮ（Personal identification number）を、記憶部１６で記憶しているかを判定する。そして、ＰＩＮを記憶している場合、ネットワーク構築開始部１５１は、そのＰＩＮを読み取って送信するよう制御部１２へ要求する。そして、制御部１２は、端末特定通信部１３を介してＰＩＮを端末Ａｄへ送信する（ステップＳ２０４）。他方、端末Ａｄが図４に示していない他の端末と環状ネットワークを構成している場合には、端末Ａａは端末Ａｄからも、当該端末Ａｄによって構成される環状ネットワークのＰＩＮを受信することとなる。図４の例では、端末Ａｄは、他の端末と共に環状ネットワークを構成していないため、端末ＡａでＰＩＮを受信することはない。そして、ネットワーク構築開始部１５１は、自端末である端末Ａａと端末Ａｄとの間のＰＩＮの送受信終了を検知する（ステップＳ２０５）。これにより、端末Ａａと端末Ａｄのネットワーク構築開始部１５１は、端末特定通信部１３を介した通信接続が行われたと判定し（ステップＳ２０６）、図４（Ｂ）で示すような状態となる。なお、この通信接続はネットワーク構築完了まで維持される。

次にネットワーク構築開始部１５１は、接続要求通知部１５２へ処理開始指示を通知する。すると、接続要求通知部１５２は、記憶部１６に既接続端末への接続先情報が記録されているかを判定する。接続要求通知部１５２は、既接続端末への接続先情報が記録されている場合には、当該接続先情報を読み取って、当該接続先情報を含む接続要求を端末Ａｄへ送信するよう制御部１２へ要求する。すると制御部１２は、端末特定通信部１３を介して既接続端末への接続先情報を含む接続要求を、端末Ａｄへ送信する（ステップＳ２０７）。ここで、既接続端末とは、環状ネットワークの構築の開始の契機となる通信接続を行う前から、端末Ａａが通信接続している端末Ａｂである。従って、端末Ａｄに送信される接続先情報は、端末Ａｂの接続先情報であり、例えば、端末ＡｂのＩＰアドレスやマックアドレス等である。または環状ネットワーク特有の、当該端末Ａｂを特定するための識別子であってよい。

他方、環状ネットワークへ参加する端末Ａｄは、同様に、端末Ａａに対して送信先情報を含む接続要求の送信処理を行う。しかしながら、端末Ａｄは他端末との間で環状ネットワークを構成していない。従って、端末Ａｄの接続要求通知部１５２は、記憶部１６に既接続端末への接続先情報が記録されていないと判定する。この場合、端末Ａｄの接続要求通知部１５２は、記憶部１６から自端末を接続先とする場合の接続先情報を読み取って、当該接続先情報を含む接続要求を、端末Ａａへ送信する。そして、端末Ａａの接続要求受信部１５３は、端末特定通信部１３を介して、端末Ａｄを接続先とする接続先情報を含む接続要求を受信する（ステップＳ２０８）。

端末Ａａの接続要求受信部１５３は、端末Ａｄからの接続要求を受信すると、当該接続要求に含まれる接続先情報を通信接続部１５４へ通知する。すると、通信接続部１５４は、当該接続先情報で示される接続先への通信接続を、第１無線通信部１４を介して行う。端末Ａｄから送信された接続要求は、端末Ａｄを接続先とする接続先情報を含むものである。従って、端末Ａａは第１無線通信部１４を介して端末Ａｄと通信接続する（ステップＳ２０９）。これにより、図４（Ｃ）で示すように、端末Ａｄと端末Ａａとは、端末特定通信部１３を介した通信接続と、第１無線通信部１４を介した通信接続の、２つの通信接続が行われていることとなる。

他方、端末Ａｄも同様に、端末Ａａから受信した接続要求に基づいて、当該接続要求に含まれる接続先情報を接続先とする通信接続を行う。端末Ａａから端末Ａｄに対して送信された接続要求に含まれる接続先情報は端末Ａｂを示す。従って、図４（Ｃ）で示すように、端末Ａｄは、第１無線通信部１４を介して端末Ａｂと通信接続を行う。これにより端末Ａｄは、端末特定通信部１３を介して端末Ａａと通信接続し、第１無線通信部１４を介して端末Ａｂと通信接続した状態となる。

そして、端末Ａａの通信接続部１５４は、通信要求された接続先情報を用いた通信接続が完了すると、通信接続完了を、端末特定通信部１３を介して端末Ａｄへ通知する（ステップＳ２１０）。他方、端末Ａｄの通信接続部１５４も同様に、通信要求された接続先情報を用いた通信接続が完了すると、通信接続完了を、端末特定通信部１３を介して端末Ａａへ通知する。端末Ａａの通信接続部１５４は、端末Ａｄから送信された通信接続完了を受信する（ステップＳ２１１）。これにより、端末Ａａ、端末Ａｄが行った通信要求に基づく通信が完了したことを互いに検知することができる。

そして、端末Ａａの通信接続部１５４は、端末Ａｄから受けた通信要求に基づく通信接続と、端末Ａｄに対して行った通信要求に基づく通信接続が完了したことを検知すると、その旨を既接続端末切断制御部１５５へ通知する。すると、既接続端末切断制御部１５５は、ネットワークの再構築を開始する前から通信接続していた既接続端末に対する方向の通信接続の切断制御を行う（ステップＳ２１２）。ここで、端末Ａａがネットワーク再構築を開始する前から通信接続していた通信接続先の既接続端末は端末Ａｂである。従って、端末Ａａの既接続端末切断制御部１５５は、端末Ａｂとの通信接続を切断する。

他方、端末Ａｄも同様に、既接続端末との通信接続の切断制御を行う。しかしながら、端末Ａｄは他端末と環状ネットワークを構築していない。従って、端末Ａｄにおいて、既接続端末は、仮想的に自端末の端末Ａｄとして記憶部１６に記録されている。端末Ａｄの既接続端末切断制御部１５５は、既接続端末との通信接続の切断制御において、既接続端末が自端末であることを認識すると、その制御を終了する。

そして、端末Ａａは、既接続端末との通信接続の切断を終了すると、端末特定通信部１３を介して切断完了を端末Ａｄへ通知する（ステップＳ２１３）。また、端末Ａａは、端末Ａｂから切断完了を受信する（ステップＳ２１４）。端末Ａａの既接続端末切断制御部１５５は端末Ａｄから切断完了を受信すると、新参加端末切断制御部１５６へその旨を通知する。これにより、端末Ａａの新参加端末切断制御部１５６は、端末特定通信部１３を用いて端末Ａｄと接続している通信の切断の制御を行う（ステップＳ２１５）。同様に端末Ａｄも、端末特定通信部１３を用いて端末Ａａとの間で接続している通信の切断の制御を行う。この結果、端末Ａａは、端末Ａｄを一方向の接続先とする第１無線通信部１４を用いた通信接続を行う。また端末Ａｄは、端末Ａｂを一方向の接続先とする第１無線通信部１４を用いた通信接続を行う。これにより、図４（Ｄ）で示すような、新たな環状ネットワークが構築される。

図７で示した、端末Ａ３のエミュレート部１９は、ステップＳ１１１においてネットワーク管理部１５や迂回経路管理部１７の処理をエミュレートし、端末Ａ３’を構成した場合、当該端末Ａ３と端末Ａ３’との間で、ステップＳ２０１以降の処理と同様の処理をエミュレートし、新たな環状ネットワークを構築する。

なお上述の各端末は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

Ａ・・・端末
１１・・・ユーザインタフェース
１２・・・制御部
１３・・・端末特定通信部
１４・・・第１無線通信部
１５・・・ネットワーク管理部
１６・・・記憶部
１７・・・迂回経路管理部
１８・・・第２無線通信部
１９・・・エミュレート部
１５１・・・ネットワーク構築開始部
１５２・・・接続要求通知部
１５３・・・接続要求受信部
１５４・・・通信接続部
１５５・・・既接続端末切断制御部
１５６・・・新参加端末切断制御部
１７１・・・構成端末数特定部
１７２・・・接続先端末特定部
１７３・・・再処理制御部
１７４・・・接続先設定部

Claims (5)

1. ｎ台の端末が環状に無線通信により通信接続され、当該環状に通信接続された各端末のうち隣接して接続される２つの端末のうちの一方の端末が他方の端末をデフォルトゲートウェイとして記憶しており、当該他方の端末は前記一方の端末とは異なる端末をデフォルトゲートウェイとして記憶するよう設定されるネットワークシステムであって、
   前記端末が、
   環状ネットワークの構築を制御するネットワーク管理部と、
   ネットワークシステムを構成する端末の数ｎを特定する構成端末数特定部と、
   前記ｎが示す値と互いに素である正の整数ｐを特定する接続先端末特定部と、
   前記環状ネットワークを構成する前記デフォルトゲートウェイへの無線による通信接続を行う第１無線通信部と、
   前記環状ネットワークにおいて特定された前記整数ｐが示す数の接続先の端末との間で迂回経路を設定する接続先設定部と、
   を備えることを特徴とするネットワークシステム。
2. 前記接続先設定部は、前記整数ｐが示す数の接続先の端末へ自端末の識別情報を含む迂回路先通知信号を、自端末を迂回経路の接続先とするために送信する
   ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
3. 前記ｎが示す値と互いに素である正の整数ｐが特定できないと判定された場合に、自端末の処理をエミュレートするエミュレート部と、を備え、
   前記ネットワーク管理部は、前記エミュレートされた端末を含む前記環状ネットワークを構築し、
   前記構成端末数特定部と、前記接続先端末特定部と、前記接続先設定部との処理を再度行うよう制御する再処理制御部と、
   を備えることを特徴とする請求項２に記載のネットワークシステム。
4. ｎ台の端末が環状に無線通信により通信接続され、当該環状に通信接続された各端末のうち隣接して接続される２つの端末のうちの一方の端末が他方の端末をデフォルトゲートウェイとして記憶しており、当該他方の端末は前記一方の端末とは異なる端末をデフォルトゲートウェイとして記憶するよう設定されるネットワークシステムのネットワーク構築方法であって、
   前記端末が、
   環状ネットワークの構築を制御し、
   ネットワークシステムを構成する端末の数ｎを特定し、
   前記ｎが示す値と互いに素である正の整数ｐを特定し、
   前記環状ネットワークを構成する前記デフォルトゲートウェイへの無線による通信接続を行い、
   前記環状ネットワークにおいて特定された前記整数ｐが示す数の接続先の端末との間で迂回経路を設定する
   ことを特徴とするネットワーク構築方法。
5. ｎ台の端末が環状に無線通信により通信接続され、当該環状に通信接続された各端末のうち隣接して接続される２つの端末のうちの一方の端末が他方の端末をデフォルトゲートウェイとして記憶しており、当該他方の端末は前記一方の端末とは異なる端末をデフォルトゲートウェイとして記憶するよう設定されるネットワークシステムの前記端末であって、
   環状ネットワークの構築を制御するネットワーク管理部と、
   ネットワークシステムを構成する端末の数ｎを特定する構成端末数特定部と、
   前記ｎが示す値と互いに素である正の整数ｐを特定する接続先端末特定部と、
   前記環状ネットワークを構成する前記デフォルトゲートウェイへの無線による通信接続を行う第１無線通信部と、
   前記環状ネットワークにおいて特定された前記整数ｐが示す数の接続先の端末との間で迂回経路を設定する接続先設定部と、
   を備えることを特徴とする端末。

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