JP3974590B2 - アドホックネットワークにおけるパスmtu発見システム及び方法 - Google Patents

アドホックネットワークにおけるパスmtu発見システム及び方法 Download PDF

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Description

本発明は、アドホックネットワークにおけるパスMTU(Maximum Transfer Unit)発見システム及び方法に関し、より詳しくは、送信ノードと受信ノード間でのパスMTUを発見できるようにするアドホックネットワークにおけるパスMTU発見システム及び方法に関する。
一般に、アドホック(Ad Hoc)ネットワークは、中央集中化された管理や標準化された支援サービス無しに、臨時網を構成する無線移動ホストの集合であって、バックボーンホストや他の移動ホストへの接続を提供するための固定された制御装置を持っておらず、各移動ホストがルーターとして動作して移動ホストからのパケットを他の移動ホストに伝達する。
図1に示すように、アドホックネットワークにおいては、様々な無線通信機能を持つ端末が通信しており、各端末は様々なMTU(Maximum Transfer Unit;端末で送受信できるデータの最大の大きさ)値を持つ。
そこで、アドホックネットワークにおいては、各端末が持つMTUが多様なので、送信ノードと受信ノード間でパケットの分割なしにデータを送受信できるパケットの最大の大きさを表すパス(Path)MTUを発見し、発見されたMTUを用いてパケットを伝送している。
ここで、ノードは、ネットワーク上に存在する端末機であって、ノートPC、 PDA(Personal Digital Assistance)、携帯電話などから具現化できる。
以下、図2〜図4を参照して従来のアドホックネットワークにおけるパスMTUの発見方法について説明する。
先ず、アドホックネットワークにA, B, C, Dの四つのノードが存在すると仮定し、それぞれの各ノードで送受信できるパケットの最大の大きさのMTUが、ノードAは6、ノードBは5、ノードCは4、ノードDは7であると仮定する。
このような仮定の下で、ノードAがノードDにデータを送信しようとする場合、ノードAは、MTU値が6であることから、図2に示すように、リーティングテーブルで決定された伝送経路によってノードDにデータを伝送するために、大きさ6のデータをノードBに伝送する。
しかし、ノードBでMTU値が、5であるため、ノードBは、ノードAから伝送されたデータを受信して処理することができない。 これにより、ノードBは、伝送されたデータの大きさが大きすぎて、受信して処理できないことをノードAに知らせるために、ICMPv6(Internet Control Message Protocol version 6)メッセージのうち、伝送パケットの大きさのお知らせ(Packet Too Big)メッセージにMTU値の5を書き込み、ノードAに伝送する。
このように、ノードBから伝送パケットの大きさのお知らせメッセージを受信したノードAは、伝送パケットの大きさのお知らせメッセージに含まれている MTU値によってデータ分割なしに受信ノードのノードDまでデータを伝送するためには、パスMTU値を5に小さくしなければならないことを認知する。
これにより、ノードAは、図3に示すように、伝送データの大きさを5に小さくして、ノードBに伝送し、ノードAから大きさ5のデータを受信したノードBは、ノードAから受信したデータをノードCに伝送する。
しかし、ノードCでMTU値が4であることから、ノードCは、ノードBから伝送されたデータを受信して処理することができない。
これにより、ノードCは、伝送されたデータの大きさが大きすぎて受信して処理できないことを送信ノードのノードAに知らせるために、MTU値4の書き込まれた伝送パケットの大きさのお知らせメッセージをノードBを介してノードAに伝送する。
このように、ノードBを介してノードCから伝送パケットの大きさのお知らせメッセージを受信したノードAは、伝送パケットの大きさのお知らせメッセージに含まれているMTU値によって受信ノードのノードDまでデータを伝送するためには、パスMTUを4に小さくしなければならないことを認知する。
その後、ノードAは、図4に示すように、伝送データの大きさを4に小さくしてノードBに伝送し、ノードAから大きさ4のデータを受信したノードBは、ノードAから伝送されたデータをノードCを介してノードDに伝送する。
以上説明したように、従来のアドホックネットワークにおいて、送信ノードから受信ノードにデータを伝送する際、伝送経路上に位置する各ノードは、自分の送受信できる最大の大きさのデータよりも大きいデータが伝送されると、ICMPv6メッセージの伝送パケットの大きさのお知らせメッセージを利用して送信ノードから伝送されたデータの大きさが大きすぎて送受信できないことを知らせる。
さらに、受信ノードにデータを伝送した後、中間のノードから伝送パケットの大きさのお知らせメッセージを受信した送信ノードは、伝送パケットの大きさのお知らせメッセージに含まれているMTU値にパスMTU値を変更し、変更されたパスMTU値によってデータを再び伝送する過程を、送信ノードから受信ノードに至るまでに、データ分割なしにデータを伝送できるまで繰り返して行わなければならない。
従って、従来技術においては、正確なパスMTUを認知するまでに、受信ノードへのデータ伝送が遅延され、伝送パケットの大きさのお知らせメッセージ及びデータの再伝送による無線資源の消費が増え、ネットワークの性能を低下させるという問題点があった。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、MTU情報の追加された ハロー(Hello)メッセージの交換により構成されたMTUテーブルから送信ノードと受信ノード間のパスMTUを発見できるようにするアドホックネットワークにおけるパスMTU発見システム及び方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明の一実施の形態のアドホックネットワークにおけるパスMTU発見システムは、ネットワーク上に存在する各ノードのMTU値で構成されたMTUテーブルから伝送経路に位置する各ノードのMTU値を抽出し、前記抽出されたMTU値の中からパスMTU値を決定するパスMTU決定部を備えることが好ましい。
さらに、周期的に受信される前記ハローメッセージに含まれている各ノードのアドレス及びMTU値によって前記MTUテーブルを更新するMTUテーブル管理部と、前記MTUテーブルに格納されている各ノードのアドレス及びMTU値を前記ハローメッセージに加えて周期的に伝送するハローメッセージ伝送部とを備えることが好ましい。
一方、本発明の一実施の形態のアドホックネットワークにおけるパスMTU 発見方法は、ネットワーク上に存在する各ノードのMTU値で構成されたMTUテーブルから伝送経路に位置する各ノードのMTU値を抽出し、前記抽出されたMTU値の中からパスMTU値を決定するパスMTU決定過程を含むことが好ましい。
さらに、周期的に受信される前記ハローメッセージに含まれている各ノードのアドレス及びMTU値によって前記MTUテーブルを更新するMTUテーブル更新過程と、前記 MTUテーブルに格納されている各ノードのアドレス及びMTU値を、前記ハローメッセージに加えて周期的に伝送するハローメッセージ伝送過程とを含むことが好ましい。
ここで、前記パスMTU決定過程は、伝送すべきデータがある場合、ルーティングテーブルで伝送経路を決定するステップと、前記MTUテーブルから前記伝送経路に位置する各ノードのMTU値を抽出するステップと、前記抽出されたMTU値の中から最も小さいMTU値を検出し、前記検出されたMTU値を送信ノードから受信ノードまでのパスMTU値として決定するステップとを含むことが好ましい。
また、前記MTUテーブル更新過程は、受信されたハローメッセージを分析して、前記ハローメッセージを伝送したノード及びネットワーク上に存在する各ノードのアドレス及びMTU値を抽出するステップと、前記抽出されたアドレス及びMTU値と、MTUテーブルに書き込まれている各ノードのアドレス及びMTU値とを比較して、追加または変更すべきノードのアドレス及びMTU値があるかを判断するステップと、 前記判断の結果、追加または変更すべきノードのアドレス及び MTU値がある場合には、前記抽出されたアドレス及びMTU値によって前記MTUテーブルを更新するステップとを含むことが好ましい。
さらに、前記ハローメッセージ伝送過程は、前記 ハローメッセージの送信ノードフィールドに前記ハローメッセージを伝送するノードのアドレス及びMTU値を書き込むステップと、前記MTUテーブルを参照して前記ノードフィールドにネットワーク上に存在する各ノードのアドレス及びMTU値を書き込むステップと、作成されたハローメッセージを周辺ノードに伝送するステップとを含むことが好ましい。
以上のとおり、本発明に係るアドホックネットワークにおけるパスMTU発見システム及び方法によれば、ネットワーク上に存在する各ノード間で周期的に交換するハローメッセージにより構成されたMTUテーブルを用いて、送信ノードでデータを伝送する前に、伝送経路に位置する各ノードのMTU値を抽出し、抽出されたMTU値の中で最も小さい値をパスMTUとして決定することにより、追加的な無線資源を使用することなく、データを伝送する前にパスMTUを発見することが可能となるという効果を有する。
上述したように、データを伝送する前にパスMTUを発見し、発見されたパスMTUによってデータを伝送することにより、従来のような伝送パケットの大きさのお知らせメッセージによるデータの再伝送が発生しなくなり、ネットワークの性能を向上できるという効果を有する。
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づいて詳しく説明する。
図5は、本発明の一実施の形態のアドホックネットワークにおけるパスMTU 発見システムの構成を示す図である。図示のように、送信部10と、ハローメッセージ作成部20と、受信部30と、MTUテーブル管理部40と、MTUテーブル60と、パスMTU決定部50とを備えている。
このような構成において、前記送信部10は、伝送すべきデータを処理して該当のノードに伝送する。
ハローメッセージ作成部20は、周期的に作成されるハロー(Hello)メッセージに、MTUテーブル60に格納されている各ノードのアドレス及びMTU値を加えて送信部10を介して周辺ノードに伝送する。
受信部30は、ネットワーク上に存在するノードから伝送されるデータを受信する。
MTUテーブル管理部40は、受信部30を介して受信したハローメッセージに含まれている各ノードのアドレス及びMTU値と、MTUテーブル60に格納されている各ノードのアドレス及びMTU値とを比較し、比較の結果、追加または変更すべきノードのアドレス及びMTU値が存在する場合、受信したハローメッセージに含まれている各ノードのアドレス及びMTU値によってMTUテーブル60を更新する。
パスMTU決定部50は、送信すべきデータがある場合、ルーティングテーブル(図示せず)を参照して決定された伝送経路の上に位置する各ノードのMTU値をMTUテーブル60から抽出し、抽出されたMTU値の中で最も小さいMTU値をパスMTUとして決定する。
MTUテーブル60は、ネットワーク上に存在する全てのノードに備えられており、図6に示すように、ネットワーク上に存在する各ノードのアドレスと、それぞれのノードで送受信できるデータの最大の大きさのMTU値とが一対一にマッチングされて格納されている。
ここで、MTUテーブル60には、ノード自分のアドレス及びMTU値が含まれるか、または含まれないこともあるが、本発明の一実施の形態では、前記MTUテーブル60にノード自分のアドレス及びMTU値を含まないことにする。
一方、図7は、本発明に適用されるハローメッセージの構成を示す図である。
ハローメッセージは、通信網に存在する周辺ノード間で周期的に交換されるメッセージであり、それぞれのノードは、自分が通信網に接続されていることを知らせるために、周期的にハローメッセージを作成して周辺ノードに伝送する。
このようなハローメッセージを使用して本発明によるアドホックネットワークにおけるパスMTU発見方法を具現するために、本発明に適用されるハローメッセージは、図7に示すように、メッセージのタイプフィールド(a)、メッセージの長さフィールド(b)、送信ノードフィールド(c)、及びノードフィールド(d)を備えている。
このような構成において、メッセージのタイプフィールド(a)には、該当のメッセージがハローメッセージであることを示す情報が書き込まれ、メッセージの長さフィールド(b)には、該当のメッセージの長さ情報が書き込まれる。
送信ノードフィールド(c)には、ハローメッセージを伝送するノードのアドレス及びMTU値が書き込まれる。
一方、ノードフィールド(d)には、ネットワーク上に存在する各ノードのアドレスと、MTU値とが一対一にマッチングされて書き込まれる。
図8〜図11は、本発明の一実施の形態のアドホックネットワークにおける パスMTU発見方法を説明するためのフローチャートである。
先ず、本発明の一実施の形態のアドホックネットワークにおけるパスMTU発見方法は、図8に示すように、それぞれのノードで周期的に受信するハローメッセージに含まれているノードのアドレス及びMTU値によってMTUテーブルを更新するMTUテーブル更新過程(S100)と、MTUテーブルに格納されている各ノードのアドレス及びMTU値を含むハローメッセージを周期的に作成して伝送するハローメッセージ伝送過程(S200)と、データの伝送時にMTUテーブルから伝送経路上に位置した各ノードのMTU値を抽出し、抽出されたMTU値の中からパスMTU値を決定するパスMTU決定過程(S300)とを含んでいる。
前記MTUテーブル更新過程(S100)では、図9に示すように、周辺ノードからハローメッセージを受信すると、受信したハローメッセージに含まれた内容を分析して、ハローメッセージを伝送したノードやネットワーク上に存在するノードのアドレス及び MTU値を抽出する(S110, S120)。
その後、前記ステップS120で抽出された各ノードのアドレス及びMTU値と、ハローメッセージを受信したノードに備えれたMTUテーブルに書き込まれている各ノードのアドレス及びMTU値とを比較して、追加または変更すべきノードのアドレス及びMTU値があるかを判断する(S130,S140)。
前記ステップS140の判断の結果、追加または変更すべきノードのアドレス及び MTU値がある場合には(S140で「はい」)、前記ステップS120で抽出された各ノードのアドレス及びMTU値によってMTUテーブルを更新する(S150)。
例えば、ノードBに備えられたMTUテーブルにノードAのMTU値が6、ノードCのMTU値が4に書き込まれている状態で、ノードCから送信ノードのノードCのMTU値が4、ノードAのMTU値が5、ノードBのMTU値が5、ノードDのMTU値が7に書き込まれているハローメッセージを受信した場合、ノードBは、MTUテーブルにノードDのアドレス及びMTU値を追加し、ノードAのMTU値を、受信したハローメッセージに含まれているノードAのMTU値の5に変更する。
一方、ハローメッセージ伝送過程(S200)は、図10に示すように、送信しようとすハローメッセージの送信ノードフィールド30に自分のアドレス及びMTU値を書き込み、MTUテーブルによってノードフィールド40にネットワーク上に存在するノードのアドレス及びMTU値を書き込む(S210,S220)。
その後、前記ステップS210及びS220により作成されたハローメッセージを周辺ノードに伝送する(S230)。
一方、パスMTU決定過程(S300)は、図11に示すように、伝送すべきデータがあるかを判断し、データがある場合(S310で「はい」)、送信ノードは、ルーティングテーブルで送信ノードから受信ノードに至るまでの伝送経路を決定する(S310,S320)。
その後、MTUテーブルから前記ステップS320で決定された伝送経路に位置する各ノードのMTU値を抽出する(S330)。
次に、抽出されたMTU値の中から最も小さいMTU値を検出し、検出されたMTU値を送信ノードから受信ノードまでのパスMTU値として決定する(S340,S350)。
このように、パスMTU値が決定されると、送信ノードは、決定されたパスMTU値によってデータを伝送する。
以下、図12及び図13を参照して、本発明の実施の形態のアドホックネットワークにおけるパスMTU発見方法について説明する。
先ず、図12に示すように、アドホックネットワークにA、B、C、D、E、Fの六つのノードが存在すると仮定し、MTUは、ノードAが6、ノードBが7、ノードCが8、ノードDが5、ノードEが5、ノードFが4と仮定する。
このような仮定の下で、ハローメッセージ伝送過程(S200)で作成された ハローメッセージの交換が行われると、ノードAのMTUテーブルには、図13に示すように、ノードA自分を除いたネットワーク上に存在する各ノードB、C、D、E、Fのアドレスと、MTU値とが一対一に対応して書き込まれる。
その後、ノードAからノードFに伝送すべきデータがある場合、ノードAは、ルーティングテーブルを用いてノードFまでの伝送経路を決定する。
ルーティングテーブルにより伝送経路がA-B-C-E-Fに決定された場合、 ノードAは、MTUテーブルから伝送経路に位置する各ノード(A-B-C-E-F)のMTU値の6、7、8、5、4を抽出する。
さらに、抽出されたMTU値の6、7、8、5、4のうち、最も小さい値の4をパスMTU値として決定する。
その後、ノードAは、決定されたパスMTU値の4によってデータの大きさを4にした後、ノードB、C、Eを経てノードFに伝送する。
以上のように、添付図面に基づいて本発明の実施の形態を説明してきたが、このような本発明の基本的な技術的思想を逸脱しない範囲内で、当業界の通常の知識を有する者にとっては、他の多くの変更が可能であろう。また、本発明は、添付の特許請求の範囲により解釈されるべきであることは言うまでもない。
アドホックネットワークの構成の一例を示す図である。 従来のアドホックネットワークにおけるパスMTU発見方法を説明するための図である。 従来のアドホックネットワークにおけるパスMTU発見方法を説明するための図である。 従来のアドホックネットワークにおけるパスMTU発見方法を説明するための図である。 本発明の一実施の形態のアドホックネットワークにおけるパスMTU発見システムの構成図である。 本発明に適用されるMTUテーブルの構成図である。 本発明に適用されるハローメッセージの構成図である。 本発明の一実施の形態のアドホックネットワークにおけるパスMTU発見方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施の形態のアドホックネットワークにおけるパスMTU発見方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施の形態のアドホックネットワークにおけるパスMTU発見方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施の形態のアドホックネットワークにおけるパスMTU発見方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の具体的な実施の形態のアドホックネットワークにおけるパスMTU発見方法を説明するための図である。 本発明の具体的な実施の形態のアドホックネットワークにおけるパスMTU発見方法を説明するための図である。
符号の説明
10 送信部
20 ハローメッセージ作成部
30 受信部
40 MTUテーブル管理部,
50 パスMTU決定部
60 MTUテーブル
a メッセージタイプフィールド
b メッセージ長さフィールド
c 送信ノードフィールド
d ノードフィールド

Claims (11)

  1. ハローメッセージを使用してネットワーク上に存在する各ノードのMTU値で構成されたMTUテーブルから伝送経路に位置する各ノードのMTU値を抽出し、前記抽出されたMTU値の中からパスMTU値を決定するパスMTU決定部を備え、
    前記ハローメッセージは、メッセージタイプについての情報が書き込まれるメッセージタイプフィールドと、メッセージの長さについての情報が書き込まれるメッセージ長さフィールドと、ネットワーク上に存在する各ノードのアドレス及びMTU値が書き込まれるノードフィールドとを備えていることを特徴とするアドホックネットワークにおけるパスMTU発見システム。
  2. 前記ノードフィールドは、ハローメッセージを伝送するノードのアドレス及びMTU値が書き込まれる送信ノードフィールドを備えることを特徴とする請求項に記載のアドホックネットワークにおけるパスMTU発見システム。
  3. 前記MTUテーブルには、ネットワーク上に存在する各ノードのアドレス及びMTU値が格納されることを特徴とする請求項1に記載のアドホックネットワークにおけるパスMTU発見システム。
  4. 周期的に受信される前記ハローメッセージに含まれている各ノードのアドレス及びMTU値によって前記 MTUテーブルを更新するMTUテーブル管理部と、
    前記MTUテーブルに格納されている各ノードのアドレス及びMTU値を前記ハローメッセージに加えて周期的に伝送するハローメッセージ伝送部とを備えることを特徴とする請求項1に記載のアドホックネットワークにおけるパスMTU発見システム。
  5. ハローメッセージを使用してネットワーク上に存在する各ノードのMTU値で構成されたMTUテーブルから伝送経路に位置する各ノードのMTU値を抽出し、前記抽出されたMTU値の中からパスMTU値を決定するパスMTU決定過程を含み、
    前記ハローメッセージは、メッセージタイプについての情報が書き込まれるメッセージタイプフィールドと、メッセージの長さについての情報が書き込まれるメッセージ長さフィールドと、ネットワーク上に存在する各ノードのアドレス及びMTU値が書き込まれるノードフィールドとを含むことを特徴とするアドホックネットワークにおけるパスMTU発見方法。
  6. 前記ノードフィールドは、ハローメッセージを伝送するノードのアドレス及びMTU値が書き込まれる送信ノードフィールドを含むことを特徴とする請求項に記載のアドホックネットワークにおけるパスMTU発見方法。
  7. 前記MTUテーブルには、ネットワーク上に存在する各ノードのアドレス及びMTU値が格納されることを特徴とする請求項に記載のアドホックネットワークにおけるパスMTU発見方法。
  8. 周期的に受信される前記ハローメッセージに含まれている各ノードのアドレス及びMTU値によって前記MTUテーブルを更新するMTUテーブル更新過程と、
    前記MTUテーブルに格納されている各ノードのアドレス及びMTU値を前記ハローメッセージに加えて周期的に伝送するハローメッセージ伝送過程とを含むことを特徴とする請求項に記載のアドホックネットワークにおけるパスMTU発見方法。
  9. 前記パスMTU決定過程は、
    伝送すべきデータがある場合、ルーティングテーブルで伝送経路を決定するステップと、
    前記MTUテーブルから前記伝送経路に位置する各ノードのMTU値を抽出するステップと、
    前記抽出されたMTU値の中で最も小さいMTU値を検出し、前記検出されたMTU値を送信ノードから受信ノードまでのパスMTU値として決定するステップとを含むことを特徴とする請求項に記載のアドホックネットワークにおけるパスMTU発見方法。
  10. 前記MTUテーブル更新過程は、
    受信されたハローメッセージを分析して、前記ハローメッセージを伝送したノードやネットワーク上に存在する各ノードのアドレス及びMTU値を抽出するステップと、
    前記抽出されたアドレス及びMTU値と、MTUテーブルに書き込まれている各ノードのアドレス及びMTU値とを比較して、追加または変更すべきノードのアドレス及びMTU値があるかを判断するステップと、
    前記判断の結果、追加または変更すべきノードのアドレス及びMTU値がある場合には、前記抽出されたアドレス及びMTU値によって前記MTUテーブルを更新するステップとを含むことを特徴とする請求項に記載のアドホックネットワークにおけるパスMTU発見方法。
  11. 前記ハローメッセージ伝送過程は、
    前記ハローメッセージの送信ノードフィールドに前記ハローメッセージを伝送するノードのアドレス及びMTU値を書き込むステップと、
    前記MTUテーブルを参照して、前記ノードフィールドにネットワーク上に存在する各ノードのアドレス及びMTU値を書き込むステップと、
    生成されたハローメッセージを周辺ノードに伝送するステップとを含むことを特徴とする請求項に記載のアドホックネットワークにおけるパスMTU発見方法。
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