JP2018174511A - 通信経路最適化装置、通信経路最適化方法及び通信経路最適化プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】アドホックネットワークにおける最適な経路を探索することができる、通信経路最適化装置、通信経路最適化方法及び通信経路最適化プログラムを提供する。【解決手段】通信経路最適化装置は、通信端末が自律的にルーティングを行って形成されるアドホックネットワークにおいてメッセージの受け渡しを行うストリーム処理基盤から、メッセージの通信経路に係る経路情報を取得する経路情報取得部と、取得された経路情報をデータベースに保存する経路情報保存部と、保存された複数の経路情報をデータのセットとして取得して、取得したセットに基づき通信経路が最適となる最適経路を探索する最適経路探索部と、探索された最適経路に係る最適経路情報を、通信端末が読み取り可能なデータベースに保存する最適経路保存部とを備える。【選択図】図1
Description
本発明は、通信経路最適化装置、通信経路最適化方法及び通信経路最適化プログラムに関する。
近年、通信端末同士が直接接続して通信を行うアドホック通信を利用してネットワーク(アドホックネットワーク)を構築する技術が注目されている。アドホックネットワークにおいて、それぞれの通信端末は、無線の基地局等のインフラストラクチャに依存しないで自律的にルーティングを行って通信端末間でメッセージを転送することができる。このため、アドホックネットワークにおいては、例えば、災害時にインフラストラクチャが使用できなくなった場合においても、通信端末によってネットワークをいち早く回復させることが可能となるレジリエントなネットワークを構築することができる。
アドホックネットワークは、複数の通信端末をそれぞれノードとした通信経路によって構成される。従って、通信端末が移動すると、通信可能な通信経路が変更されて、ネットワークの構成(以下、「トポロジー」という。)が変更される。アドホック通信においては、それぞれの通信端末が自律的なルーティングを行うために、例えばOLSR(Optimized Link State Routing)等のルーティングプロトコルを使用して、通信経路の変更を検出し、ルーティングを行う。
また、アドホックネットワークにおいてトポロジーが変更されたときに、変更後のトポロジーをオペレータが把握しやすいように、ノード間の通信経路をツリー構造で表示する技術がある(例えば、特許文献1を参照)。
しかしながら、ルーティングにおいて、最適な通信経路を選択するためには、ネットワーク全体のトポロジーを把握して、複数の通信経路を比較して最適な通信経路を探索する必要がある。最適な通信経路を探索するには、例えば、移動する通信端末間で送受信される膨大な通信データを取得して、通信経路の情報から最適経路を探索する探索処理を行う。最適経路の探索は通信端末の移動に応じて更新する必要がある。更新頻度が低いと、最新のトポロジーが把握できなくなり、最適な通信経路を探索できなくなる場合があった。一方、更新頻度が高いと最適経路を探索するための負荷が高くなり、通信端末の処理能力によっては、最適な経路を探索することができない場合があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、アドホックネットワークにおける最適な経路を探索することができる、通信経路最適化装置、通信経路最適化方法及び通信経路最適化プログラムを提供することを目的とする。
(1)本発明の一態様において、通信経路最適化装置は、通信端末が自律的にルーティングを行って形成されるアドホックネットワークにおいてメッセージの受け渡しを行うストリーム処理基盤から、前記メッセージの通信経路に係る経路情報を取得する経路情報取得部と、取得された前記経路情報をデータベースに保存する経路情報保存部と、保存された複数の前記経路情報をデータのセットとして取得して、取得した前記セットに基づき前記通信経路が最適となる最適経路を探索する最適経路探索部と、探索された前記最適経路に係る最適経路情報を、前記通信端末が読み取り可能なデータベースに保存する最適経路保存部とを備える。
(2)本発明の一態様の通信経路最適化装置において、前記経路情報取得部は、前記ストリーム処理基盤に対して、取得する前記経路情報を指定するための指定情報を予め設定して、前記指定情報に基づきストリーム処理基盤が配信する前記経路情報を取得する。
(3)本発明の一態様の通信経路最適化装置において、前記最適経路探索部は、前記経路情報が取得されたときに、前記最適経路を探索し、前記最適経路保存部は、保存された前記最適経路情報を更新する。
(4)本発明の一態様の通信経路最適化装置において、前記最適経路探索部は、ホップ数が最小となる前記通信経路を最適経路として探索する。
(5)本発明の一態様の通信経路最適化装置において、保存された前記最適経路情報に基づき、前記経路情報を表示装置にグラフィカルに表示するための表示データを生成する表示データ生成部をさらに備える。
(6)本発明の一態様において、通信経路最適化方法は、通信端末が自律的にルーティングを行って形成されるアドホックネットワークにおいてメッセージの受け渡しを行うストリーム処理基盤から、前記メッセージの通信経路に係る経路情報を取得する経路情報取得ステップと、取得された前記経路情報をデータベースに保存する経路情報保存ステップと、保存された複数の前記経路情報をデータのセットとして取得して、取得した前記セットに基づき前記通信経路が最適となる最適経路を探索する最適経路探索ステップと、探索された前記最適経路に係る最適経路情報を、前記通信端末が読み取り可能なデータベースに保存する最適経路保存ステップとを含む。
(7)本発明の一態様において、通信経路最適化プログラムは、通信端末が自律的にルーティングを行って形成されるアドホックネットワークにおいてメッセージの受け渡しを行うストリーム処理基盤から、前記メッセージの通信経路に係る経路情報を取得する経路情報取得処理と、取得された前記経路情報をデータベースに保存する経路情報保存処理と、保存された複数の前記経路情報をデータのセットとして取得して、取得した前記セットに基づき前記通信経路が最適となる最適経路を探索する最適経路探索処理と、探索された前記最適経路に係る最適経路情報を、前記通信端末が読み取り可能なデータベースに保存する最適経路保存処理とをコンピュータに実行させる。
本発明によれば、アドホックネットワークにおける最適な経路を探索することができる、通信経路最適化装置、通信経路最適化方法及び通信経路最適化プログラムを提供することができる。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態における、通信経路最適化装置、通信経路最適化方法及び通信経路最適化プログラムについて詳細に説明する。なお、以下に示す各図において、同一構成については同一の符号を付す。
先ず、図1を用いて、実施形態の通信経路最適化装置のソフトウェア構成を説明する。
図1において、通信経路最適化装置10は、経路情報取得部101、経路情報保存部102、最適経路探索部103、最適経路保存部104及び表示データ生成部105の機能を有する。通信経路最適化装置10が有する、経路情報取得部101、経路情報保存部102、最適経路探索部103、最適経路保存部104及び表示データ生成部105の各機能は、通信経路最適化装置10を制御する通信経路最適化プログラム(ソフトウェア)で実現することができる。すなわち、図1に示した通信経路最適化装置10の構成は、通信経路最適化プログラムの構成によって実現することができる。
経路情報取得部101は、通信端末が自律的にルーティングを行って形成されるアドホックネットワークにおいてメッセージの受け渡しを行うストリーム処理基盤から、メッセージの通信経路に係る経路情報を取得する。通信端末が自律的にルーティングを行って形成されるアドホックネットワークとは、複数の通信端末がそれぞれ隣接した他の通信端末と通信し、自らルーティング(中継)を行うアドホックモードの通信によって形成されるネットワークである。アドホック通信においては、各通信端末がOLSR等のルーティングプロトコルを用いてメッセージを中継する。アドホックモードは、例えば、IEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.)802.11において、無線LANの動作モードとして規定されている。アドホックモードにおいては、それぞれの通信端末が自律的にルーティングを行ってネットワーク(アドホックネットワーク)を形成して、通信端末間でメッセージを転送することができる。図1ではメッセージを中継する通信端末として、端末A、端末B、端末C、端末D及び端末Gを図示している。端末A〜端末Gが、それぞれが通信のノードとなり、メッセージを中継してアドホックネットワークを形成する。
通信経路とは、複数の通信端末(ノード)によって形成されるアドホックネットワークにおいて、メッセージが転送される始点から終点までの通信経路である。例えば、端末Aは、端末B及び端末Cと双方向に通信が可能であることを示している。すなわち、アドホックネットワークにおいて、端末Aのノードは、端末B及び端末Cのノードと隣接している。同様に、端末Bのノードは、端末A、端末C及び端末Dのノードと隣接している。端末Cのノードは、端末A、端末B、端末D及び端末Gのノードと隣接している。端末Dのノードは、端末B、端末C及び端末Gのノードと隣接している。また、端末Gのノードは、端末C及び端末Dのノードと隣接している。端末経路は、隣接したノードを組み合わせて決定される。例えば、端末Aを始点、端末Gを終点とする場合、端末B、端末C及び端末Dを中継点とした通信経路が通信可能な通信経路となる。すなわち、端末Aを始点、端末Gを終点とする場合、以下の通信経路1〜4が存在する。
通信経路1:端末A→端末B→端末C→端末D→端末G(ホップ数=4)
通信経路2:端末A→端末B→端末C→端末G(ホップ数=3)
通信経路3:端末A→端末B→端末D→端末G(ホップ数=3)
通信経路4:端末A→端末C→端末G(ホップ数=2)
通信経路1:端末A→端末B→端末C→端末D→端末G(ホップ数=4)
通信経路2:端末A→端末B→端末C→端末G(ホップ数=3)
通信経路3:端末A→端末B→端末D→端末G(ホップ数=3)
通信経路4:端末A→端末C→端末G(ホップ数=2)
通信経路に係る経路情報とは、通信経路における通信状況を示す情報であり、例えば、隣接するノード、トポロジー、通信の始点となるノードから終点までのホップ数(中継数)、ノード間の通信帯域等の情報、又はこれらの情報得るためのOLSR等の制御メッセージである。例えば、上記通信経路におけるホップ数は、()内に示した数値となる。
移動可能なノードによって形成されるアドホックネットワークは上述のように、それぞれのノードが移動することによってトポロジーが変化する。従って、経路情報は、例えば、OLSR等における制御メッセージをノード間において定期的に送信することにより取得することができる。制御メッセージは、1つのノードから隣接した(通信可能な)全てのノードに配信される。アドホックネットワークにおいては、ノード間において制御メッセージを送受信することによってトポロジーの変化を各ノードが認識することが可能となる。
制御メッセージは、それぞれのノードから送信されるため、ノード数が増えると制御メッセージ数が増加することになる。特に、アドホックネットワークでは、トポロジーの変化をリアルタイムで把握するために、制御メッセージの送信間隔を短くする必要があり、大量の制御メッセージがネットワーク内で送受信されることになる。ノードである通信端末は、例えばノートPCやタブレットPC等の処理能力の低いデバイスである可能性があり、アプリケーションの処理に加えてアドホックネットワークの中継処理(ルーティング)を行う場合、大量の制御メッセージの処理は大きな負担となる場合がある。
本実施形態において、経路情報取得部101は、アドホックネットワークで大量に送受信される制御メッセージを、ストリーム処理基盤から取得する。ストリーム処理基盤とは、分散されたメッセージが送受信される分散メッセージングシステム30におけるメッセージ(分散メッセージ)を(バッチ処理ではなく)リアルタイム処理するための処理基盤(プラットフォーム)である。ストリーム処理基盤は、メッセージの送信元と送信先の間でクラスタを構成してメッセージの受け渡しのキューとして動作する。ストリーム処理基盤は、予め与えられたカテゴリ名(トピック名)によって受け渡しを行うキューを分類して保存しておくことができる。経路情報取得部101は、ストリーム処理基盤に対して、経路情報の取得に必要なデータをカテゴリ名として指定した指定情報を予めストリーム処理基盤に設定しておく。経路情報の取得に必要な指定情報としては、例えば、通信端末を識別するための「端末ID」、通信先の通信端末を識別するための「通信先端末IDリスト」、ノードが隣接する通信端末を識別するための「隣接端末ID」等である。経路情報取得部101は、指定情報を、例えば、JSON(JavaScript Object Notation)(登録商標)等のデータ形式としてストリーム処理基盤に送信して設定する。ストリーム処理基盤は受け渡しを行った制御メッセージを指定情報で予め指定されたカテゴリ名で保存しておく。ストリーム処理基盤は、経路情報取得部101から受信するカテゴリ名による要求に応じて、保存しておいた制御メッセージを経路情報取得部101に対して配信(ストリーミング)する。これにより、経路情報取得部101は、ストリーム処理基盤から経路情報(制御メッセージ)をリアルタイムで逐次取得することが可能となる。
ストリーム処理基盤は、経路情報取得部101からの取得要求に応じて、必要な経路情報を配信する。すなわち、配信とは、経路情報取得部101が主体となってプル動作で経路情報を取得するものである。配信を行うことにより、経路情報取得部101の処理能力をストリーム処理基盤側で把握する必要がなく、経路情報取得部101の処理能力の応じた通信速度で経路情報を送信することができる。また、経路情報取得部101の要求に応じて、任意のタイミングで、任意のデータ位置の経路情報を送信することができる。
経路情報保存部102は、経路情報取得部101が取得した経路情報を分散DB20の経路情報DB21にデータセットとして保存する。経路情報DB21は、分散DB20の一部であって、経路情報を保存するデータベースである。分散DB20は、分散データベース形態のデータベースである。分散データベースは、大量に記憶されたデータ(データセット)を複数の処理装置(CPU)から分散処理されるのに適したアーキテクチャを有するデータベースであり、例えば、データベース内のデータをレプリケーションし又は分散して、分散処理における透過性を有している。経路情報保存部102は、分散データベースである経路情報DB21に経路情報をデータセットとして保存することによって、最適経路探索部103が経路情報を分散処理することを可能にする。なお、データセットは、例えば、RDD(Resilient Distributed Dataset)であり、不変(イミュータブル)で並列実行可能な(分割された)データコレクションである。
最適経路探索部103は、分散データベースである経路情報DB21に保存された経路情報のデータセットを読出して、通信端末間の通信経路が最適となる最適経路を探索する。通信端末間の通信経路とは、アドホックネットワークにおける通信の始点、終点、及び中継点で表されるメッセージの転送経路である。通信経路が最適となる最適経路とは、例えば、始点から終点までの通信におけるメトリックが最小となる通信経路である。メトリックは、例えば、ホップ数、インターフェイスの帯域幅、遅延、信頼性(AD:Administrative Distance)、負荷状況、MTU(Maximum Transmission Unit)等の基準値によって算出することが可能となる。メトリックはルーティングプロトコルによって基準値が異なる。例えば、本実施形態では、ホップ数を基準値とするメトリックを用いるものとする。最適経路探索部103は、経路情報DB21に保存された大量の経路情報を分散処理してホップ数を算出することにより、最適経路を探索することができる。
最適経路探索部103は、例えば、経路情報のデータセットに含まれる通信端末の情報に基づき、通信端末にユニークはIDを割振る。最適経路探索部103は、通信の始点となる通信端末のIDと終点となる通信端末のIDから、複数の通信経路におけるそれぞれのホップ数を算出することができる。最適経路探索部103は、通信経路の中でホップ数が最小の通信経路を最適経路とすることにより、最適経路を探索することができる。
最適経路探索部103は、最適経路の探索を分散処理によって実行することができる。上述のように、経路情報のデータセットには大量のデータが含まれる場合がある。最適経路探索部103は、経路情報のデータセットを複数のプロセッサで平行して処理することにより、経路情報の探索を、遅延の少ないリアルタイム処理で処理することができる。最適経路探索部103は、例えば、外部においてスケジューリングされたタイミングにおいて定期的に経路情報を取得して平行処理をしてもよい。
最適経路保存部104は、最適経路探索部103において探索された最適経路を、最適経路情報DB22に保存する。最適経路情報DB22も分散DB20の一部として実施される。最適経路保存部104に保存された最適経路と常に更新するように保存する。保存された経路情報は端末A〜端末Gから読出されてルーティングに使用される。これにより、各通信端末におけるルーティングの経路探索の負荷を軽減することが可能となる。
表示データ生成部105は、最適経路保存部104に保存された最適経路情報に基づき、経路情報を表示装置にグラフィカルに表示するための表示データを生成する。表示データ生成部105が生成した表示データは、端末H40のWebブラウザ41によって表示される。表示データ生成部105は、例えば、Webブラウザの表示データを生成するWebサーバである。表示データ生成部105が経路情報をグラフィカルに表示するための表示データを生成することによって、ユーザは、アドホックネットワークのトポロジーを容易に視認することが可能となる。表示データ生成部105が表示データを生成する経路情報のグラフィカルな表示については図5を用いて後述する。
なお、通信経路最適化装置10が有する、経路情報取得部101、経路情報保存部102、最適経路探索部103、最適経路保存部104及び表示データ生成部105の各機能は、上述の通り、ソフトウェアによって実現されるものとして説明した。しかし、通信経路最適化装置10が有する上記機能の中で少なくとも1つ以上の機能は、ハードウェアによって実現されるものであっても良い。
また、通信経路最適化装置10が有する上記何れかの機能は、1つの機能を複数の機能に分割して実施してもよい。また、通信経路最適化装置10が有する上記何れか2つ以上の機能を1つの機能に集約して実施してもよい。
また、通信経路最適化装置10は、1つの筐体によって実現される装置であっても、ネットワーク等を介して接続された複数の装置から実現されるシステムであってもよい。例えば、通信経路最適化装置10は、クラウドコンピューティングシステムによって提供されるクラウドサービス等、仮想的な装置であってもよい。また、通信経路最適化装置10は、サーバ装置等の汎用のコンピュータであってもよく、あるいは機能が限定された専用の装置であってもよい。
また、通信経路最適化装置10の上記各機能のうち、少なくとも1以上の機能を他の装置において実現するようにしてもよい。すなわち、通信経路最適化装置10は上記全ての機能を有している必要はなく、一部の機能を有するものであってもよい。
例えば、図1においては、通信経路最適化装置10と分散DB20をそれぞれ1つの装置として説明したが、分散DB20の機能は通信経路最適化装置10に含まれるものであってもよい。
次に、図2を用いて、実施形態の通信経路最適化装置10のハードウェア構成を説明する。
図2において、通信経路最適化装置10は、CPU11、RAM(Random Access Memory)12、ROM(Read Only Memory)13、HDD(Hard Disk Drive)14、操作部15、表示部16、通信I/F17及び通信I/F18を有する。
通信経路最適化装置10には、デスクトップ型PC、サーバ装置等の汎用のコンピュータを用いることができる。また、通信経路最適化装置10は、通信経路最適化装置10の機能を実現するソフトウェア(通信経路最適化プログラム)を実行することができる。
CPU11は、RAM12、ROM13又はHDD14に記憶された通信経路最適化プログラムを実行することにより、通信経路最適化装置10の機能を実現する。通信経路最適化プログラムは、例えば、プログラムを記録した記録媒体、又はネットワークを介してプログラムを提供するサーバ等から取得されて、HDD14にインストールされ、RAM12にCPU11から読出し可能に記憶される。
操作部15は、通信経路最適化装置10のオペレータによる操作入力を可能にする、例えば、キーボード、マウス、又はスイッチ等である。表示部16は、オペレータに情報を表示する表示機能を有する、例えば、液晶ディスプレイ、又はランプ等である。なお、操作部15及び表示部16は、操作表示機能を有する、例えばタッチパネル等であってもよい。
通信I/F17は、ネットワークを介した他の装置との通信を制御する。通信I/F17は、例えば、有線LAN通信を介して他の装置との通信を制御する。また、通信I/F18は、通信I/F17と異なる通信プロトコルにおける通信を制御する。通信I/F18は、例えば、無線LAN通信、赤外線通信又は近距離無線通信を制御する。図1で説明した、分散メッセージングシステム30、端末A〜端末G、分散DB20、又は端末Hは、通信I/F27又は通信I/F28によって通信経路最適化装置10と通信を行うことができる。
次に、図3を用いて、実施形態の通信経路最適化装置の動作を説明する。図3のフローチャートに示した各処理は、図1で示した通信経路最適化装置10の各機能によって実行される。以下の説明では、通信経路最適化装置10が各処理を実行するものとして説明する。
図3において、通信経路最適化装置10は、経路情報を取得したか否かを判断する(ステップS11)。経路情報を取得したか否かは、例えば、経路情報取得部101がストリーム処理基盤から経路情報を取得したか否かによって判断することができる。ストリーム処理基盤からの経路情報の取得は、上述のように、経路情報取得部101がストリーム処理基盤に対して制御メッセージを配信するためのカテゴリ名による要求をすることにより行うことができる。経路情報を取得していないと判断した場合(ステップS11:NO)、通信経路最適化装置10は、ステップS11の処理を繰返して、経路情報の取得を待機する。
一方、経路情報を取得したと判断した場合(ステップS11:YES)、通信経路最適化装置10は、取得した経路情報を保存する(ステップS12)。経路情報の保存は、例えば、経路情報保存部102が、取得された経路情報をデータセットとして経路情報DB21に保存することによって行うことができる。
ステップS12の処理を実行した後、通信経路最適化装置10は、最適な通信経路を探索する(ステップS13)。最適な通信経路の探索は、例えば、最適経路探索部103が、取得された通信経路のホップ数を算出し、算出したホップ数が最小となる通信経路を選択することにより実行することができる。
ステップS13の処理を実行した後、通信経路最適化装置10は、探索した最適経路の情報を保存する(ステップS14)。最適経路情報の保存は、例えば、最適経路保存部104が、探索された最適経路の情報を最適経路情報DB22に保存することにより実行することができる。
ステップS14の処理を実行した後、通信経路最適化装置10は、最適化処理を終了するか否かを判断する(ステップS15)。最適化処理とは、ステップS11〜ステップS14で説明した処理であり、最適化処理を終了するか否かは、例えば、通信経路最適化装置10のオペレータからの処理終了の明示的な指示があったか否かで判断することができる。最適化処理は、アドホックネットワークが運用されているときに常に実行されることにより、トポロジーの変化に対応した最新の最適経路を更新することができる。従って、最適化処理の終了は、例えば、アドホックネットワークの運用を中止する等のときに行われる。
最適化処理を終了しないと判断した場合(ステップS15:NO)、通信経路最適化装置10は、ステップS11の処理に戻って最適化処理を繰返して実行する。一方、最適化処理を終了すると判断した場合(ステップS15:YES)、通信経路最適化装置10は、フローチャートに示した動作を終了する。
次に、図4を用いて、実施形態の通信経路最適化装置が保存する最適経路情報について説明する。
図4において、図示する表は、「始点」、「終点」、「中継点」、「ホップ数」、「通信帯域」及び「最適経路」のデータ項目を有している。図4に示す最適経路を含む最適経路情報は、例えば、最適経路情報DB22に保存される。「始点」、「終点」、「中継点」及び「通信帯域」のデータ項目は、経路情報取得部101が取得する経路情報から取得される情報である。「ホップ数」と「最適経路」のデータ項目は、最適経路探索部103によって算出(決定)される。
「始点」、「終点」、「中継点」は図1で示した端末A〜端末Gによって構成されるアドホックネットワークにおける始点等を示している。図4は、「始点」を端末Aとしたときの通信経路の組み合わせを例示している。「ホップ数」は、始点から終点までの中継数である。「通信帯域」は始点から終点までの通信帯域である。「最適経路」は、複数の通信経路が存在する場合に決定された最適経路を「○」で示している。
例えば、端末B又は端末Cを終点とする通信経路は、中継点を経由しない隣接した経路であるため、端末Aをルータとして1をカウントし、ホップ数=1となる。このときの通信帯域は、それぞれ数値となり、また、それぞれが最適経路として決定される。
また、端末Dを終点とする場合、中継点を端末Bとする通信経路と、中継点を端末Cとする通信経路が存在する。ホップ数はそれぞれ2であるため、ホップ数のみで最適経路を選択する場合、いずれの通信経路を最適経路としてもよい。但し、最適経路の決定において通信帯域を考慮することもできる。ここで、通信帯域が「ccc.c」<「ddd.d」である場合、より帯域が広い端末Cを中継点とした通信経路を最適経路として決定するようにしてもよい。
また、端末Gを終点とする場合、中継点を端末B、端末C及び端末Dの組み合わせとする4つの通信経路が存在する。端末B、端末C及び端末Dを中継点とする通信経路のホップ数は4である。端末B及び端末Cを中継点とする通信経路のホップ数は3である。端末B及び端末Dを中継点とする通信経路のホップ数は3である。さらに、端末C及を中継点とする通信経路のホップ数は2である。4つの通信経路において、ホップ数が2の通信経路を最適経路として決定する。但し、ホップ数による通信速度への影響より通信帯域による通信速度の影響が大きいときには、通信帯域によって最適経路を決定するようにしてもよい。
次に、図5を用いて、実施形態の通信経路最適化装置が生成する表示データを説明する。図5は、表示データ生成部105が生成した表示データをWebブラウザ41において表示した表示画面を示している。
図5(A)において、表示画面100は、例えば、端末H40の表示装置における表示画面である。表示画面100は、トポロジー表示部110と通信状態表示部120を有する。通信状態表示部120は、通信帯域表示部121、ホップ数表示部122及び更新日時表示部123を有する。
トポロジー表示部110は、アドホックネットワークのトポロジーを表示する。端末A〜端末Gは、ネットワークのノードを示している。ノード間の矢印は、隣接している通信可能なノードを表している。図5(A)は、始点を端末A、終点を端末Dに設定したときの最適経路を示している。始点となる端末Aと終点となる端末Dは太字で表されている。始点と終点は、例えばユーザが表示画面をマウス等でクリックすることにより選択するようにしてもよい。始点と終点が選択されると、トポロジー表示部110には、最適経路が太線の矢印で示される。図5(A)は、端末Cを中継点とする通信経路が最適経路として決定されたことを示している。トポロジー表示部110は、端末A〜端末Gによって構成されるアドホックネットワークのトポロジーと最適ルートをユーザが視認容易に表示することができる。
通信状態表示部120において、通信帯域表示部121は、始点から終点までの通信帯域を表示する。通信帯域の表示は、通信帯域表示部121に数値を表示する他に例えば、トポロジー表示部110に表示する矢印の形状(太さや色)を変化させることによって表示してもよい。これにより、通信経路におけるボトルネックを視認用にすることができる。ホップ数表示部122は、トポロジー表示部110に表示された最適経路におけるホップ数を表示する。端末A〜端末Dは、端末Cを中継するホップ数2の通信経路である。更新日時表示部123は、表示画面100の表示が更新された日時である。アドホックネットワークのトポロジーは変化するため、更新日時を表示することにより古いトポロジーの可能性を警告することができる。
図5(B)は、通信経路の終点を端末Gとしたときの画面表示である。表示画面100における表示機能は図5(A)と同一であるため、説明を省略する。図5(B)においては、終点が端末Gに設定されたことにより、最適経路の表示が変更されて、端末Cと端末Gの間の矢印が太線表示となっている。
ところで、本実施形態においては、最適経路探索部103が始点と終点を結ぶ通信経路の中から最適経路を決定する場合を示したが、決定された最適経路が変更された場合、各ノードが最適経路の情報を取得してルーティング先を変更するまでに所定のタイムラグが発生する。例えば、最適経路の中継点のノードの通信端末が通信を終了した場合、中継点を通過する通信経路における通信は不通となってしまう。最適経路探索部103は、例えば、最適経路とともに代替となる通信経路である代替経路を最適経路とともに算出して保存しておくようにしてもよい。代替経路は、例えば、今までの実績において継続した中継を行っているノードの優先順位を高くすることにより決定してもよい。各中継点の通信端末は、予め代替経路を取得しておくことにより、ネットワークにおける可用性を高くすることができる。
なお、図5において図示した表示画面100は、表示画面の一例であって、表示画面の構成はこれに限定されるものではない。例えば、トポロジー表示部110は、最適経路以外のノードを表示しないようにしてもよい。また、トポロジーが変化した場合、変化の前後のトポロジーを表示する等、トポロジーの変化が視認できるようにしてもよい。
以上、説明した、通信経路最適化装置は、通信端末が自律的にルーティングを行って形成されるアドホックネットワークにおいてメッセージの受け渡しを行うストリーム処理基盤から、メッセージの通信経路に係る経路情報を取得する経路情報取得部と、取得された経路情報をデータベースに保存する経路情報保存部と、保存された複数の経路情報をデータのセットとして取得して、取得したセットに基づき通信経路が最適となる最適経路を探索する最適経路探索部と、探索された最適経路に係る最適経路情報を、通信端末が読み取り可能なデータベースに保存する最適経路保存部とを備える。この構成によって、アドホックネットワークにおける最適な経路を探索することができる。
なお、本実施形態で説明した装置を構成する機能を実現するためのプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、本実施形態の上述した種々の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。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合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
以上、本発明の実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においての種々の変更も含まれる。
10…通信経路最適化装置、101…経路情報取得部、102…経路情報保存部、103…最適経路探索部、104…最適経路保存部、105…表示データ生成部、20…分散DB、21…経路情報DB、22…最適経路情報DB、30…分散メッセージングシステム、40…端末H、41…Webブラウザ
Claims (7)
- 通信端末が自律的にルーティングを行って形成されるアドホックネットワークにおいてメッセージの受け渡しを行うストリーム処理基盤から、前記メッセージの通信経路に係る経路情報を取得する経路情報取得部と、
取得された前記経路情報をデータベースに保存する経路情報保存部と、
保存された複数の前記経路情報をデータのセットとして取得して、取得した前記セットに基づき前記通信経路が最適となる最適経路を探索する最適経路探索部と、
探索された前記最適経路に係る最適経路情報を、前記通信端末が読み取り可能なデータベースに保存する最適経路保存部と
を備える、通信経路最適化装置。 - 前記経路情報取得部は、前記ストリーム処理基盤に対して、取得する前記経路情報を指定するための指定情報を予め設定して、前記指定情報に基づきストリーム処理基盤が配信する前記経路情報を取得する、請求項1に記載の通信経路最適化装置。
- 前記最適経路探索部は、前記経路情報が取得されたときに、前記最適経路を探索し、
前記最適経路保存部は、保存された前記最適経路情報を更新する、請求項1又は2に記載の通信経路最適化装置。 - 前記最適経路探索部は、ホップ数が最小となる前記通信経路を最適経路として探索する、請求項1から3のいずれか一項に記載の通信経路最適化装置。
- 保存された前記最適経路情報に基づき、前記経路情報を表示装置にグラフィカルに表示するための表示データを生成する表示データ生成部をさらに備える、請求項1から4のいずれか一項に記載の通信経路最適化装置。
- 通信端末が自律的にルーティングを行って形成されるアドホックネットワークにおいてメッセージの受け渡しを行うストリーム処理基盤から、前記メッセージの通信経路に係る経路情報を取得する経路情報取得ステップと、
取得された前記経路情報をデータベースに保存する経路情報保存ステップと、
保存された複数の前記経路情報をデータのセットとして取得して、取得した前記セットに基づき前記通信経路が最適となる最適経路を探索する最適経路探索ステップと、
探索された前記最適経路に係る最適経路情報を、前記通信端末が読み取り可能なデータベースに保存する最適経路保存ステップと
を含む、通信経路最適化方法。 - 通信端末が自律的にルーティングを行って形成されるアドホックネットワークにおいてメッセージの受け渡しを行うストリーム処理基盤から、前記メッセージの通信経路に係る経路情報を取得する経路情報取得処理と、
取得された前記経路情報をデータベースに保存する経路情報保存処理と、
保存された複数の前記経路情報をデータのセットとして取得して、取得した前記セットに基づき前記通信経路が最適となる最適経路を探索する最適経路探索処理と、
探索された前記最適経路に係る最適経路情報を、前記通信端末が読み取り可能なデータベースに保存する最適経路保存処理と
をコンピュータに実行させる、通信経路最適化プログラム。
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- 2017-03-31 JP JP2017073132A patent/JP2018174511A/ja active Pending
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