JP2013239860A - Sink node device, storage server device, data collection system, data collection method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、条件によって通信路を介して送信するデータ量が変動するシンクノード装置、シンクノード装置からのデータを蓄積するストレージサーバ装置、これらを備えるデータ収集システム、そのデータ収集方法、及びこれらのプログラムに関する。 The present invention relates to a sink node device in which the amount of data transmitted via a communication path varies depending on conditions, a storage server device that accumulates data from the sink node device, a data collection system including these, a data collection method thereof, and these Regarding the program.
センサネットワーク技術の進展により、センサによる実世界の環境や状況のモニタリングが普及し始めている。センサネットワークによるモニタリングの適用分野は、地震モニタリング、建築物の構造モニタリング、血圧や心拍数の生体モニタリング、農場モニタリングなど、多岐に渡る。今後、より多くのセンサが配置されていくと考えられる。このようにネットワークを使用して複数のデータを一箇所に収集するようなシステム及び方法を、本明細書では、それぞれ「データ収集システム」及び「データ収集方法」と記載している。 With the advancement of sensor network technology, monitoring of real-world environments and situations using sensors has begun to spread. Sensor network monitoring can be applied in a wide range of fields, including earthquake monitoring, building structure monitoring, blood pressure and heart rate monitoring, and farm monitoring. It is considered that more sensors will be arranged in the future. In this specification, a system and a method for collecting a plurality of data in one place using a network are described as a “data collection system” and a “data collection method”, respectively.
センサネットワークによるモニタリングは、定常的にシンクノード装置がセンサデータを送信し続けるものと、ある条件下で送信するセンサデータの量を変化させるものとがある。後者の例として、加速度センサを搭載したシンクノード装置が、通常時は低いサンプリングレートでセンシングしてセンサデータを送信するが、地震を検知したときだけ高いサンプリングレートでセンシングしてセンサデータを送信するような地震モニタリングシステムが挙げられる。本発明は後者のようにシンクノード装置のデータ送信量が変動するものを対象とする。 There are two types of monitoring by the sensor network: one in which the sink node device continuously transmits sensor data, and the other in which the amount of sensor data to be transmitted is changed under certain conditions. As an example of the latter, a sink node device equipped with an acceleration sensor normally senses and transmits sensor data at a low sampling rate, but senses and transmits sensor data at a high sampling rate only when an earthquake is detected. Such an earthquake monitoring system. The present invention is intended for the latter in which the data transmission amount of the sink node device varies.
このようなシンクノード装置からのデータ送信量が変動する環境においては、取得したセンサデータをストレージサーバ装置に記憶させる際に、ストレージサーバ装置に対する書き込み要求のアクセスが集中して輻輳が起こりうる。先の地震モニタリングの例では、地震が起きた時の加速度は重要度が高いにも関わらず、輻輳によってデータ蓄積が遅延して、データを参照できるまでに時間を要することになる。 In such an environment where the data transmission amount from the sink node device fluctuates, when the acquired sensor data is stored in the storage server device, access of write requests to the storage server device is concentrated and congestion may occur. In the example of the previous earthquake monitoring, although the acceleration at the time of the earthquake is high in importance, data accumulation is delayed due to congestion, and it takes time until the data can be referred to.
輻輳を回避するための従来技術として、Random Early Detection(RED)(例えば非特許文献1を参照。)が挙げられる。REDは、確率に基づいてシンクノード装置からのパケットを破棄することでTCPの再送タイミングをずらすことができるが、送信要求の古いものから順に処理していくため最新のセンサデータへの参照に時間を要するという課題の解決は難しい。 Random Early Detection (RED) (for example, refer nonpatent literature 1) is mentioned as a prior art for avoiding congestion. The RED can shift the TCP retransmission timing by discarding the packet from the sink node device based on the probability. However, since processing is performed in order from the oldest transmission request, it takes time to refer to the latest sensor data. Is difficult to solve.
センサネットワークによるモニタリングのアプリケーションでは、観測対象の状況をなるべく早く収集して把握できると望ましい。しかしながら、従来のデータ収集システムでは、シンクノード装置が送信要求の古いものから順に送信することを前提としているため、最新のセンサデータをストレージサーバ装置が収集するまでに時間を要する。従来のデータ収集システムで地震モニタリングを行う場合、広い範囲で地震が発生した際に輻輳が起きると、シンクノード装置は初期微動のセンサデータから順に送信するため、その後の主要動のセンサデータをストレージサーバ装置が収集するまでに大きな遅延が生じる。このように従来のデータ収集システムには、センサネットワークで観測目的とする事象がどの範囲にどの程度検知されたかを即時的に把握することが困難という課題があった。 For monitoring applications using sensor networks, it is desirable to collect and grasp the status of observation objects as soon as possible. However, in the conventional data collection system, since it is assumed that the sink node device transmits in order from the oldest transmission request, it takes time until the storage server device collects the latest sensor data. When performing seismic monitoring with a conventional data collection system, if congestion occurs when an earthquake occurs over a wide area, the sink node device transmits the sensor data of the main motion after that because the sink node device transmits in order from the initial tremor sensor data. There is a large delay before the server device collects. As described above, the conventional data collection system has a problem that it is difficult to immediately grasp to what extent an event targeted for observation is detected in the sensor network.
本発明は、このような事情を考慮し、上記の問題を解決すべくされたもので、その目的は、測定対象の全体的な傾向や特徴を即時的に把握することができるシンクノード装置、ストレージサーバ装置、データ収集システム、データ収集方法、及びプログラムを提供することにある。 In consideration of such circumstances, the present invention is intended to solve the above problem, and its purpose is a sink node device capable of immediately grasping the overall trend and characteristics of the measurement target, A storage server device, a data collection system, a data collection method, and a program are provided.
本発明は、上記課題を解決するために古いデータから新しいデータまでを満遍なく収集できるようなデータ送信順序を採用し、シンクノード装置から収集されるデータのリアルタイム性を向上することとした。具体的には、本発明は、分散配置されたシンクノード装置からストレージサーバ装置にデータを送信する際に、通信リソースの制約から送信すべきデータ量の送信に時間を要す場合に、最新のデータをランダムに間引いて送信して最新のデータがストレージサーバ装置に収集されるようにする。間引いたデータは帯域が空いたときに送信する。 In order to solve the above-described problems, the present invention adopts a data transmission order that allows even old data to new data to be collected evenly, and improves the real-time property of the data collected from the sink node device. Specifically, when transmitting data from a distributed sink node device to a storage server device, when the transmission of the amount of data to be transmitted is required due to communication resource restrictions, the present invention Data is thinned out at random and transmitted so that the latest data is collected in the storage server device. The thinned data is transmitted when the bandwidth is available.
本発明に係るデータ収集システムは、以下に説明するシンクノード装置と、ストレージサーバ装置と、これらを接続する通信路と、を備える。 A data collection system according to the present invention includes a sink node device described below, a storage server device, and a communication path connecting them.
本発明に係るシンクノード装置は、所定条件に応じて単位時間当たりの送信データ量が変動するシンクノード装置であって、
送信データを送信する通信部と、
送信データを一時保管する送信バッファ部と、
前記通信部から送信可能な単位時間当たりの送信データ量の上限が設定されており、
単位時間当たりの送信データ量が前記上限を超える場合、単位時間当たりの送信データ量が前記上限に収まるように送信データを間引いて前記送信部へ引渡し、間引かれた送信データを前記送信バッファ部に引渡し、
単位時間当たりの送信データ量が前記上限未満の場合、最新の送信データを前記送信部へ引渡すとともに、前記上限を超えないように前記送信バッファ部が保管する送信データを取り出し、前記送信部へ引渡す送信制御部と、
を備える。
A sink node device according to the present invention is a sink node device in which the amount of transmission data per unit time varies according to a predetermined condition,
A communication unit for transmitting transmission data;
A transmission buffer for temporarily storing transmission data;
An upper limit of transmission data amount per unit time that can be transmitted from the communication unit is set,
When the transmission data amount per unit time exceeds the upper limit, the transmission data is thinned out and delivered to the transmission unit so that the transmission data amount per unit time is within the upper limit, and the thinned transmission data is sent to the transmission buffer unit. Delivered to
When the amount of transmission data per unit time is less than the upper limit, the latest transmission data is delivered to the transmission unit, and the transmission data stored in the transmission buffer unit is extracted so as not to exceed the upper limit, and delivered to the transmission unit. A transmission control unit;
Is provided.
本発明に係るデータ収集方法は、所定条件に応じて単位時間当たりの送信データ量が変動するシンクノード装置を用いてストレージサーバ装置へデータを送信するデータ収集方法であって、
前記シンクノード装置には、前記ストレージサーバ装置へ送信可能な単位時間当たりの送信データ量の上限が設定されており、
前記シンクノード装置は、単位時間当たりの送信データ量が前記上限を超える場合、単位時間当たりの送信データ量が前記上限に収まるように送信データを間引いて送信し、間引かれた送信データを送信バッファ部に保管し、
単位時間当たりの送信データ量が前記上限未満の場合、前記上限を超えないように最新の送信データともに前記送信バッファ部が保管する送信データを取り出して送信する。
A data collection method according to the present invention is a data collection method for transmitting data to a storage server device using a sink node device in which a transmission data amount per unit time varies according to a predetermined condition,
In the sink node device, an upper limit of the amount of transmission data per unit time that can be transmitted to the storage server device is set,
When the amount of transmission data per unit time exceeds the upper limit, the sink node device transmits the thinned transmission data by thinning out the transmission data so that the amount of transmission data per unit time falls within the upper limit. Store in the buffer,
When the transmission data amount per unit time is less than the upper limit, the transmission data stored in the transmission buffer unit is extracted and transmitted together with the latest transmission data so as not to exceed the upper limit.
本シンクノード装置は、ストレージサーバ装置へ送信データを送信する際に、単位時間当たりの送信データ量が事前に設定された帯域幅を下回るように送信データを間引いて送信し、間引かれた送信データを帯域幅に余裕のあるときに送信する。本シンクノード装置は、このような送信方法を採用することで帯域幅に見合ったサンプリングレートで最新のデータを継続して送り続けること、及びバッファに溜まった間引かれたデータを安定して送信することを実現する。つまり、ストレージサーバ装置では、即時的に多くのシンクノード装置から大まかなデータを収集でき、帯域幅の余裕が生じてから詳細なデータを収集することが可能となる。 When transmitting the transmission data to the storage server device, the sink node device transmits the transmission data by thinning out the transmission data so that the transmission data amount per unit time falls below the preset bandwidth. Send data when bandwidth is available. By adopting such a transmission method, this sink node device continues to send the latest data at a sampling rate commensurate with the bandwidth, and stably transmits the thinned data accumulated in the buffer. Realize that. That is, the storage server device can collect rough data from many sink node devices instantly, and can collect detailed data after a sufficient bandwidth is generated.
従って、本発明は、測定対象の全体的な傾向や特徴を即時的に把握することができるシンクノード装置及びデータ収集方法を提供することができる。 Therefore, the present invention can provide a sink node device and a data collection method that can immediately grasp the overall trend and characteristics of the measurement target.
本発明に係るシンクノード装置の前記送信制御部は、間引く送信データをランダムに選抜することを特徴とする。また、本発明に係るデータ収集方法は、間引く送信データをランダムに選抜することを特徴とする。送信データをランダムに間引くことで送信されるデータの時間軸に対する偏りを緩和し、ストレージサーバ装置が把握する全体的な傾向の正確性を向上させることができる。 The transmission control unit of the sink node device according to the present invention is characterized in that transmission data to be thinned out is selected at random. Also, the data collection method according to the present invention is characterized in that the transmission data to be thinned out is selected at random. By randomly thinning out the transmission data, it is possible to alleviate the deviation of the transmitted data with respect to the time axis, and improve the accuracy of the overall tendency grasped by the storage server device.
本発明に係るシンクノード装置の前記送信制御部は、前記送信バッファ部から送信データをランダムに取り出すことを特徴とする。また、本発明に係るデータ収集方法は、前記送信バッファ部から送信データをランダムに取り出すことを特徴とする。本発明にあっては、シンクノード装置がバッファに蓄積されたデータをランダムな順序でストレージサーバ装置へ送信することで、古いデータから新しいデータまでを満遍なく収集して段階的にデータを詳細化できる。 The transmission control unit of the sink node device according to the present invention is characterized in that transmission data is randomly extracted from the transmission buffer unit. The data collection method according to the present invention is characterized in that transmission data is randomly extracted from the transmission buffer unit. In the present invention, the sink node device transmits the data stored in the buffer to the storage server device in a random order, so that old data to new data can be collected uniformly and the data can be refined step by step. .
本発明に係るシンクノード装置の前記送信バッファ部は、複数の書き込み領域を有しており、前記送信制御部で間引かれた送信データをランダムに選択した前記書き込み領域に書き込み、前記送信制御部は、前記送信バッファ部の前記書き込み領域をシーケンシャルに選択して送信データを取り出すことを特徴とする。また、本発明に係るデータ収集方法は、前記送信バッファ部が複数の書き込み領域を有しており、間引かれた送信データをランダムに選択した前記書き込み領域に書き込み、前記送信バッファ部の前記書き込み領域をシーケンシャルに選択して送信データを取り出すことを特徴とする。 The transmission buffer unit of the sink node device according to the present invention has a plurality of write areas, writes the transmission data thinned out by the transmission control unit to the write area selected at random, and the transmission control unit Is characterized by sequentially selecting the write area of the transmission buffer unit to extract transmission data. Further, in the data collection method according to the present invention, the transmission buffer unit has a plurality of write areas, the thinned transmission data is written in the randomly selected write area, and the write of the transmission buffer unit is performed. It is characterized in that the transmission data is extracted by selecting the areas sequentially.
複数の書き込み領域に間引いた送信データをランダムに書き込んでおき、書き込み領域から所定の順で入力データを送信することで、シンクノード装置からストレージサーバ装置へ段階的に詳細なデータを送信する際のランダムな順序のデータ送信が可能となる。さらに、複数のバッファ書き込み領域のうちランダムに選んだ領域にデータを書き込んでおき、データの送信単位をバッファ書き込み領域のサイズにすることで、ディスク内のデータの断片化を防ぐことができる。 When sending transmission data thinned out to multiple write areas at random, and sending input data in a predetermined order from the write area, when sending detailed data step by step from the sink node device to the storage server device Data transmission in a random order is possible. Further, by writing data to a randomly selected area among a plurality of buffer writing areas and setting the data transmission unit to the size of the buffer writing area, fragmentation of data in the disk can be prevented.
本発明に係るストレージサーバ装置は、前記シンクノード装置から送信データを受信する受信部と、前記受信部が受信した送信データを蓄積するストレージ部と、前記シンクノード装置が送信データを間引いているときに、前記シンクノード装置の前記送信バッファ部が一時保管している送信データを前記受信部が受信した送信データに基づいて推定する推定部と、を備える。また、本発明に係るデータ収集方法は、前記シンクノード装置が送信データを間引いているときに、前記シンクノード装置の前記送信バッファ部が一時保管している送信データを前記ストレージサーバ装置が受信した送信データに基づいて推定することを特徴とする。 The storage server device according to the present invention includes a receiving unit that receives transmission data from the sink node device, a storage unit that accumulates transmission data received by the receiving unit, and the sink node device thins out transmission data. And an estimation unit that estimates transmission data temporarily stored in the transmission buffer unit of the sink node device based on transmission data received by the reception unit. In the data collection method according to the present invention, when the sink node device is thinning out the transmission data, the storage server device receives the transmission data temporarily stored in the transmission buffer unit of the sink node device. The estimation is based on transmission data.
本ストレージサーバ装置は、受信済の送信データに基づいて前記推定部が間引かれている送信データを推定することで、全体的な傾向や特徴を即時的に把握することができる。従って、本発明は、測定対象の全体的な傾向や特徴を即時的に把握することができるストレージサーバ装置を提供することができる。 The storage server device can immediately grasp the overall trend and characteristics by estimating the transmission data from which the estimation unit is thinned based on the received transmission data. Therefore, the present invention can provide a storage server device that can immediately grasp the overall trend and characteristics of the measurement target.
本発明に係るプログラムは、コンピュータを前記シンクノード装置又は前記ストレージサーバ装置として機能させることができる。 The program according to the present invention can cause a computer to function as the sink node device or the storage server device.
本発明は、測定対象の全体的な傾向や特徴を即時的に把握することができるシンクノード装置、ストレージサーバ装置、データ収集システム、データ収集方法、及びプログラムを提供することができる。 The present invention can provide a sink node device, a storage server device, a data collection system, a data collection method, and a program that can immediately grasp the overall trend and characteristics of the measurement target.
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.
図1は、データ収集システム301の全体図である。データ収集システム301は、シンクノード装置20と、ストレージサーバ装置10と、シンクノード装置20とストレージサーバ装置10とを接続する通信路30と、を備える。シンクノード装置20は入力機器40と接続され、入力機器40から入力されたデータをストレージサーバ装置10へ送信する。ストレージサーバ装置10は1つ以上のシンクノード装置20から送られる送信データを収集する。データ収集システム301では、この収集過程における輻輳の制御をシンクノード装置20が主に行っている。
FIG. 1 is an overall view of the
図2はシンクノード装置20の構成図である。シンクノード装置20は、所定条件に応じて単位時間当たりの送信データ量が変動するシンクノード装置である。シンクノード装置20は、送信データを送信する通信部21と、送信データを一時保管する送信バッファ部22と、通信部21から送信可能な単位時間当たりの送信データ量の上限が設定されており、単位時間当たりの送信データ量が前記上限を超える場合、単位時間当たりの送信データ量が前記上限に収まるように送信データを間引いて送信部21へ引渡し、間引かれた送信データを送信バッファ部22に引渡し、単位時間当たりの送信データ量が前記上限未満の場合、最新の送信データを送信部21へ引渡すとともに、前記上限を超えないように送信バッファ部22が保管する送信データを取り出し、送信部21へ引渡す送信制御部23と、を備える。
FIG. 2 is a configuration diagram of the
データ収集システム301は、所定条件に応じて単位時間当たりの送信データ量が変動するシンクノード装置20を用いてストレージサーバ装置10へデータを送信するデータ収集方法を行う。図6は、当該データ収集方法を説明する、シンクノード装置とストレージサーバ装置間の信号授受を示す図である。当該データ収集方法は、シンクノード装置20に、ストレージサーバ装置10へ送信可能な単位時間当たりの送信データ量の上限を設定しておき、単位時間当たりの送信データ量が前記上限を超える場合、単位時間当たりの送信データ量が前記上限に収まるように送信データを間引いて送信し、間引かれた送信データを送信バッファ部22に保管し、単位時間当たりの送信データ量が前記上限未満の場合、前記上限を超えないように最新の送信データともに送信バッファ部22が保管する送信データを取り出して送信する方法である。
The
本実施形態において入力機器40からシンクノード装置20に入力される入力データとは、条件によってデータ量が変動するようなデータである。特に、本実施形態においては、値の測定頻度を変更できるセンサから取得したデータとする。図4に入力データの例を示す。なお、入力データとは、上記特徴を満たす様々なデータがその対象となるものであって、センサデータに限られない。具体的に一例を挙げると、温度や湿度、電流あるいは電圧値、流体の流量、物質の濃度、明度、騒音、位置、加速度、画像、動画などを含むセンサデバイスが計測した値を取り扱ってよく、またそれに限らず、センサ以外の例えばWebやインターネットを経由して取得した情報であってもよい。さらにそれら値に加えて、センサの特性や状態、計測日時等を示すメタデータを含む情報であってもよい。
In the present embodiment, the input data input from the
シンクノード装置20には、ストレージサーバ装置10までの通信路30とストレージサーバ装置10のデータ蓄積性能の両方を考慮して、輻輳が生じない送信帯域幅の上限値が事前に設定されている。
Considering both the
送信制御部23は、即送信決定部23aと遅送信決定部23bを有する。即送信決定部23aは、入力機器40から入力される入力データを設定された帯域幅の上限値を下回る量で送信できる場合は、入力データを間引いたり送信バッファ部22に蓄積することなく、ストレージサーバ装置10へ送信データとして送信する。
The
送信制御部23の即送信決定部23aは、間引く送信データをランダムに選抜する。即送信決定部23aは、入力機器40からの入力データが増大し、これを送信すれば設定された帯域幅の上限値を超過してしまうような場合は、ランダムに送信データを間引いて送信する。具体的には、図4に示すように、即送信決定部23aは、入力機器40からの入力データの中からランダムにデータを間引いて送信バッファ部22へ蓄積させ、間引かなかったデータを直ちに通信部21から送信させる。データをランダムに間引く割合は、例えば、ストレージサーバ装置10からシンクノード装置20に割り当てられた帯域幅を下回る量を基準に決定することができる。このように、シンクノード装置20は、入力データをランダムに間引くことによって、古いデータから新しいデータまでを満遍なくストレージサーバ装置10へ送信することができる。
The immediate
図3はストレージサーバ装置10の構成図である。ストレージサーバ装置10は、シンクノード装置20から送信データを受信する受信部11と、受信部11が受信した送信データを蓄積するストレージ部12と、シンクノード装置20が送信データを間引いているときに、シンクノード装置20の送信バッファ部22が一時保管している送信データを受信部11が受信した送信データに基づいて推定する推定部13と、を備える。
FIG. 3 is a configuration diagram of the
データ収集システム301が行うデータ収集方法では、シンクノード装置20が送信データを間引いているときに、シンクノード装置20の送信バッファ部22が一時保管している送信データを受信部11が受信した送信データに基づいて推定部13が推定する。
In the data collection method performed by the
図5は、受信部11が受信した送信データに基づいて、シンクノード装置20に入力されたセンサデータの波形を推定部13が補間処理する例を示す。つまり、ストレージサーバ装置10が受信した送信データから、リアルタイムにデータの全体的な傾向や特徴を即時的に把握できる。なお、全体的な傾向や特徴とは、間引かれたデータの解析結果がその対象となるものであって波形の補間に限られない。具体的な例を挙げると、平均値、分散値、周波数成分、頻出パターン抽出、及び類似パターン検索などを含む解析であってもよい。
FIG. 5 illustrates an example in which the
送信制御部23は、送信バッファ部22から送信データをランダムに取り出す。図6に示すように、シンクノード装置20は、入力機器40からの入力データの量が減少し、帯域幅に余裕が生じた後、遅送信決定部23bが送信バッファ部22に蓄積された送信データをランダムな順序で取り出し通信部21から送信する。ランダムな順序で蓄積されている送信データを送信することで、ストレージサーバ装置10は、古いデータから新しいデータまでを満遍なく収集して段階的にデータを詳細化できる。
The
通常このようなランダムな送信をするとディスクの断片化を引き起こす。このため、送信バッファ部22は、複数の書き込み領域を有しており、送信制御部23で間引かれた送信データをランダムに選択した書き込み領域に書き込み、送信制御部23は、送信バッファ部22の書き込み領域をシーケンシャルに選択して送信データを取り出す。図7に示すように、送信バッファ部22は、N個の書き込み領域を有しており(図7ではN=3)、間引きされた送信データをランダムに選んだ書き込み領域の系列の末尾に格納する。これら格納された送信データは、帯域幅に余裕が生じた後に遅送信決定部23bによって書き込み領域毎に取り出される。すなわち、遅送信決定部23bは送信データの送信単位を書き込み領域のサイズとし、送信可能な帯域幅に応じて段階的に送信単位を変化させて送信データを取り出す。例えば、送信バッファ部22に蓄積されたデータ量をXとすると送信単位はX/Nとなる。
Such random transmission usually causes disk fragmentation. For this reason, the
以上の説明のように、データ収集システム301は、条件によって通信路30を介して送信するデータ量が変動するノードにおいて輻輳を回避しつつリアルタイムで段階的に詳細なデータを収集することができる。
As described above, the
データ収集システム301は、コンピュータを使用して実現することが可能である。具体的には、コンピュータ間を通信路で接続し、一のコンピュータにプログラムを実行させてストレージサーバ装置10として機能させ、他のコンピュータにプログラムを実行させてシンクノード装置20として機能させることができる。
The
以下は、本実施形態のデータ収集システムをまとめたものである。
(課題)
条件によって通信路を介して送信するデータ量が変動するノードが1つ以上存在する環境においては、突発的なデータ送信量の増大による通信路の輻輳が課題である。従来の輻輳制御技術では、各ノードは古いデータから順に送信するため、すべてのノードから最新のデータを受信して蓄積し終えるまで時間を要した。つまり、すべてのノードから送られるデータの全体的な傾向や特徴を即時的に把握することは難しかった。
The following is a summary of the data collection system of this embodiment.
(Task)
In an environment where there are one or more nodes in which the amount of data transmitted via a communication path varies depending on conditions, congestion of the communication path due to a sudden increase in the amount of data transmission is a problem. In the conventional congestion control technique, since each node transmits in order from the oldest data, it takes time to receive and accumulate the latest data from all nodes. That is, it was difficult to immediately grasp the overall trend and characteristics of data sent from all nodes.
(構成)
そこで、本実施形態のデータ収集システムは以下のような構成としている。
(1)
条件によって送信データ量が変動するシンクノード装置が1つ以上存在し、それらがストレージサーバ装置とネットワークで接続され、ネットワークを介してストレージサーバ装置がシンクノード装置からデータを収集するデータ収集システムであって、
ストレージサーバ装置は、
前記シンクノード装置からデータを受信する通信部と、
受信したデータを蓄積するストレージ部と、
を備え、
シンクノード装置は、
利用可能な帯域幅をもとに設定された値を下回る帯域幅で前記ネットワークを介して前記ストレージサーバ装置にデータを送信する通信部と、
データを帯域幅の制約の範囲内で送ることができる量にまで最新のデータを優先的に間引いて直ちに送信するデータを決定する即送信決定部と、
間引かれたデータを記憶する送信バッファ部と、
送信バッファ部に記憶したデータの送信を決定する遅送信決定部と、
を備えることを特徴とするデータ収集システム。
(Constitution)
Therefore, the data collection system of this embodiment has the following configuration.
(1)
This is a data collection system in which one or more sink node devices whose transmission data amount varies depending on conditions are connected to the storage server device via a network, and the storage server device collects data from the sink node device via the network. And
The storage server device
A communication unit for receiving data from the sink node device;
A storage unit for storing received data;
With
The sink node device
A communication unit that transmits data to the storage server device via the network with a bandwidth lower than a value set based on an available bandwidth;
An immediate transmission determining unit that preferentially thins out the latest data to an amount that can send data within the bandwidth constraint, and determines data to be transmitted immediately;
A transmission buffer unit for storing the thinned data;
A slow transmission determining unit that determines transmission of data stored in the transmission buffer unit;
A data collection system comprising:
(2)
シンクノード装置は、前記即送信決定部が直ちに送信するデータをランダムに選ぶ機能とを備えることを特徴とする上記(1)に記載のデータ収集システム。
(2)
The sink node device has a function of randomly selecting data to be transmitted immediately by the immediate transmission determination unit, according to (1) above.
(3)
シンクノード装置は、前記遅送信決定部が前記送信バッファ部から送信するデータをランダムに選ぶ機能とを備えることを特徴とする上記(1)または(2)に記載のデータ収集システム。
(3)
The sink node device has a function of randomly selecting data to be transmitted from the transmission buffer unit by the slow transmission determination unit, wherein the data collection system according to (1) or (2) above.
(4)
シンクノード装置は、前記送信バッファ部に複数のバッファ書き込み領域のうちいずれかをランダムに選んで書き込む機能と、前記遅送信決定部が送信を決定した際にいずれかのバッファ書き込み領域をシーケンシャルに読み出すことでランダムにデータを選ぶ機能とを備えることを特徴とする上記(3)に記載のデータ収集システム。
(4)
The sync node device randomly selects and writes one of a plurality of buffer write areas to the transmission buffer unit, and sequentially reads one of the buffer write areas when the slow transmission determination unit determines transmission The data collection system according to (3), further including a function of selecting data at random.
ストレージサーバ装置は各シンクノード装置に通信路の帯域幅の上限を割り当てる。ノードがデータの送信に必要な帯域幅が上限を超えた場合は、割り当てられた帯域幅に収まるようにランダムに間引いたデータを送信する。データの送信量が減少して帯域幅に余裕がでてから、間引かれたデータをランダムな順序で送信する。このような送信手順によって、データを受信するサーバでは、データの到着順序の逆転やデータのサンプリングは起こるが、輻輳の回避とリアルタイムで段階的な詳細データの収集が可能となる。 The storage server device assigns an upper limit of the bandwidth of the communication path to each sink node device. When the bandwidth required for data transmission by the node exceeds the upper limit, data which is thinned out at random so as to be within the allocated bandwidth is transmitted. After the amount of data transmission is reduced and there is room in bandwidth, the thinned data is transmitted in a random order. With such a transmission procedure, in the server that receives the data, the data arrival order is reversed and the data sampling occurs, but congestion can be avoided and detailed data can be collected in stages in real time.
(効果)
本実施形態のデータ収集システムは、条件によって通信路を介して送信するデータ量が変動するノードが1つ以上存在する環境において、輻輳の回避とリアルタイムで段階的な詳細データの収集を実現し、すべてのノードから送られるデータの全体的な傾向や特徴を即時的に把握できるという効果がある。
(effect)
The data collection system of the present embodiment realizes congestion avoidance and real-time detailed data collection in an environment where one or more nodes where the amount of data transmitted via a communication path varies depending on conditions, There is an effect that the overall tendency and characteristics of data sent from all nodes can be immediately grasped.
10:ストレージサーバ装置
11:受信部
12:ストレージ部
13:推定部
20:シンクノード装置
21:送信部
22:送信バッファ部
23:送信制御部
23a:即送信決定部
23b:遅送信決定部
30:通信路
40:入力機器
301:データ収集システム
10: Storage server device 11: Receiving unit 12: Storage unit 13: Estimating unit 20: Sink node device 21: Transmitting unit 22: Transmission buffer unit 23:
Claims (13)
送信データを送信する通信部と、
送信データを一時保管する送信バッファ部と、
前記通信部から送信可能な単位時間当たりの送信データ量の上限が設定されており、
単位時間当たりの送信データ量が前記上限を超える場合、単位時間当たりの送信データ量が前記上限に収まるように送信データを間引いて前記送信部へ引渡し、間引かれた送信データを前記送信バッファ部に引渡し、
単位時間当たりの送信データ量が前記上限未満の場合、最新の送信データを前記送信部へ引渡すとともに、前記上限を超えないように前記送信バッファ部が保管する送信データを取り出し、前記送信部へ引渡す送信制御部と、
を備えるシンクノード装置。 A sink node device in which the amount of transmission data per unit time varies according to a predetermined condition,
A communication unit for transmitting transmission data;
A transmission buffer for temporarily storing transmission data;
An upper limit of transmission data amount per unit time that can be transmitted from the communication unit is set,
When the transmission data amount per unit time exceeds the upper limit, the transmission data is thinned out and delivered to the transmission unit so that the transmission data amount per unit time is within the upper limit, and the thinned transmission data is sent to the transmission buffer unit. Delivered to
When the amount of transmission data per unit time is less than the upper limit, the latest transmission data is delivered to the transmission unit, and the transmission data stored in the transmission buffer unit is extracted so as not to exceed the upper limit, and delivered to the transmission unit. A transmission control unit;
A sink node device comprising:
前記送信制御部は、前記送信バッファ部の前記書き込み領域をシーケンシャルに選択して送信データを取り出すことを特徴とする請求項3に記載のシンクノード装置。 The transmission buffer unit has a plurality of write areas, writes the transmission data thinned out by the transmission control unit to the write area selected at random,
The sink node apparatus according to claim 3, wherein the transmission control unit sequentially selects the write area of the transmission buffer unit and extracts transmission data.
前記受信部が受信した送信データを蓄積するストレージ部と、
前記シンクノード装置が送信データを間引いているときに、前記シンクノード装置の前記送信バッファ部が一時保管している送信データを前記受信部が受信した送信データに基づいて推定する推定部と、
を備えるストレージサーバ装置。 A receiving unit for receiving transmission data from the sink node device according to any one of claims 1 to 4;
A storage unit for accumulating transmission data received by the receiving unit;
An estimation unit that estimates transmission data temporarily stored in the transmission buffer unit of the sink node device based on transmission data received by the reception unit when the sink node device is thinning out transmission data;
A storage server device comprising:
請求項5に記載のストレージサーバ装置と、
前記シンクノード装置と前記ストレージサーバ装置とを接続する通信路と、
を備えるデータ収集システム。 A sink node device according to any one of claims 1 to 4;
A storage server device according to claim 5;
A communication path connecting the sink node device and the storage server device;
A data collection system comprising:
前記シンクノード装置には、前記ストレージサーバ装置へ送信可能な単位時間当たりの送信データ量の上限が設定されており、
前記シンクノード装置は、単位時間当たりの送信データ量が前記上限を超える場合、単位時間当たりの送信データ量が前記上限に収まるように送信データを間引いて送信し、間引かれた送信データを送信バッファ部に保管し、
単位時間当たりの送信データ量が前記上限未満の場合、前記上限を超えないように最新の送信データともに前記送信バッファ部が保管する送信データを取り出して送信するデータ収集方法。 A data collection method for transmitting data to a storage server device using a sink node device in which a transmission data amount per unit time varies according to a predetermined condition,
In the sink node device, an upper limit of the amount of transmission data per unit time that can be transmitted to the storage server device is set,
When the amount of transmission data per unit time exceeds the upper limit, the sink node device transmits the thinned transmission data by thinning out the transmission data so that the amount of transmission data per unit time falls within the upper limit. Store in the buffer,
A data collection method for extracting and transmitting transmission data stored in the transmission buffer unit together with the latest transmission data so as not to exceed the upper limit when the transmission data amount per unit time is less than the upper limit.
前記送信バッファ部の前記書き込み領域をシーケンシャルに選択して送信データを取り出すことを特徴とする請求項9に記載のデータ収集方法。 The transmission buffer unit has a plurality of write areas, and the thinned transmission data is written in the randomly selected write area,
The data collection method according to claim 9, wherein transmission data is extracted by sequentially selecting the write area of the transmission buffer unit.
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