JP4375303B2 - 情報通信システム、情報通信方法、情報通信システムに含まれるノード装置、情報処理プログラムおよびノード装置のプログラム - Google Patents
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Description
また、ノード装置が記憶している各グループ群(例えば、ピアツーピア型の通信システムにおけるDHTのノードIDにおいて、桁数毎の領域をグループ群とし、各桁数の進数毎の領域を一グループとする)やこれに属するノード装置のノード情報(例えば、IPアドレス)、識別情報(例えば、ノードID)に従い、一のノード装置が主情報を送信したいグループに含まれる一のノード装置、すなわち当該グループの代表となるノード装置に主情報を送信することとなる。そして、上述のように主情報を転送できるため、あるノード装置が複数のノード装置に主情報を送信する際に、ルータや管理サーバ等を要さずにシステム全体の構成が簡易になるとともに、主情報を送信するノード装置等の負担を軽減することができる。また、ノード装置が主情報を送信するグループを決めておくことにより、そのグループのみ、または、全てのグループにおける全てのノード装置に同一の主情報を送信することができる。
また、あるノード装置は、送信グループ特定値(例えば、IDマスク)により送信先のグループ群の段階を特定して、主情報を送信することができ、当該主情報を受信したノード装置が送信グループ特定値により特定されるグループ群に主情報を転送することとなる。そのため、送信グループ特定値を用いることにより、所定の段階のグループ群や所定のグループのノード装置のみに対して主情報を送信することができるとともに、システムに含まれる全てのノード装置に対して主情報を送信することもできる。
また、ノード装置が記憶している各グループ群(例えば、ピアツーピア型の通信システムにおけるDHTのノードIDにおいて、桁数毎の領域をグループ群とし、各桁数の進数毎の領域を一グループとする)やこれに属するノード装置のノード情報(例えば、IPアドレス)、識別情報(例えば、ノードID)に従い、一のノード装置が主情報を送信したいグループに含まれる一のノード装置、すなわち当該グループの代表となるノード装置に主情報を送信することとなる。そして、上述のように主情報を転送できるため、あるノード装置が複数のノード装置に主情報を送信する際に、ルータや管理サーバ等を要さずにシステム全体の構成が簡易になるとともに、主情報を送信するノード装置等の負担を軽減することができる。また、ノード装置が主情報を送信するグループを決めておくことにより、そのグループのみ、または、全てのグループにおける全てのノード装置に同一の主情報を送信することができる。
また、あるノード装置は、送信グループ特定値(例えば、IDマスク)により送信先のグループ群の段階を特定して、主情報を送信することができ、当該主情報を受信したノード装置が送信グループ特定値により特定されるグループ群に主情報を転送することとなる。そのため、送信グループ特定値を用いることにより、所定の段階のグループ群や所定のグループのノード装置のみに対して主情報を送信することができるとともに、システムに含まれる全てのノード装置に対して主情報を送信することもできる。
上記課題を解決するために、請求項10に記載の発明は、通信経路を介して互いに接続された複数のノード装置の参加により形成された情報通信システムに含まれるノード装置に含まれるコンピュータに、前記複数のノード装置を所定の規則に従って複数のグループに分けて、当該グループからなる一の段階のグループ群を記憶し、前記段階の前記グループ群における自ノード装置が属する前記グループを前記所定の規則に従ってさらに複数のグループに分けて、当該グループからなる次段階のグループ群を記憶し、分けられた前記グループに応じて所定数の段階毎に前記グループ群を記憶し、前記自ノード装置及び他の前記ノード装置の宛先を示す宛先情報を前記グループと対応づけて記憶する記憶手段が記憶している前記グループ群の前記段階を示す送信グループ特定値を、送信すべき主情報に付し、前記記憶手段に記憶された前記ノード装置であって、前記送信グループ特定値に対応する段階の前記グループ群の各前記グループに含まれる一の前記ノード装置を決定し、決定された前記ノード装置に向けて前記主情報を送信する情報送信ステップと、他の前記ノード装置から受信した前記主情報の前記送信グループ特定値が自ノード装置を含むグループ宛の場合には、受信した前記主情報に付された前記送信グループ特定値を次の段階を示す送信グループ特定値に変換し、変換後の前記送信グループ特定値を前記主情報に付し、前記記憶手段に記憶された前記ノード装置であって、変換後の前記送信グループ特定値に対応する段階の前記グループ群の各前記グループに含まれる一の前記ノード装置を決定し、決定された前記ノード装置に向けて前記主情報を送信する情報転送ステップと、を実行させることを特徴とするノード装置のプログラムである。
また、送信グループ特定値を用いることにより、所定の段階のグループ群や所定のグループのノード装置のみに対して主情報を送信することができるとともに、システムに含まれる全てのノード装置に対して主情報を送信することもできる。
始めに、図1を参照して、情報通信システムの概要構成等について説明する。
以下に、本実施形態に係る分散ハッシュテーブル(以下、DHT(Distributed Hash Table)という)を利用したアルゴリズムについて説明する。
図2を参照して、DHTで用いるルーティングテーブルの作成手法の一例について説明する。図2は、DHTによってルーティングテーブルが作成される様子の一例を示す図である。
まず、ID空間を4分割とすると、それぞれのエリアは4進数で表すと最大桁が異なる4つのエリア「0XXX」「1XXX」、「2XXX」、「3XXX」(Xは0から3の整数、以下同様。)で分けられる。ノード装置1Nは、当該ノード装置1N自身のノードIDが「1023」であるため、図中左下「1XXX」のエリアに存在することになる。そして、ノード装置1Nは、自分の存在するエリア(すなわち、「1XXX」のエリア)以外のエリアに存在するノード装置1を適当に選択し、当該ノードIDのIPアドレスをレベル1のテーブルに記憶する。図3(A)がレベル1のテーブルの一例である。2列目はノード装置1N自身を示しているため、IPアドレスを記憶する必要は無い。
次に、図2(B)に示す如く、上記ルーティングによって4分割したエリアのうち、自分の存在するエリアを更に4分割し、更に4つのエリア「10XX」「11XX」、「12XX」、「13XX」と分ける。そして、上記と同様に自分の存在するエリア以外のエリアに存在するノード装置1を適当に選択し、当該ノードIDのIPアドレスをレベル2のテーブルに記憶する。図3(B)がレベル2のテーブルの一例である。1列目はノード装置1N自身を示しているため、IPアドレスを記憶する必要は無い。
さらに、図2(C)に示す如く、上記ルーティングによって4分割したエリアのうち、自分の存在するエリアを更に4分割し、更に4つのエリア「100X」「101X」、「102X」、「103X」と分ける。そして、上記と同様に自分の存在するエリア以外のエリアに存在するノード装置1を適当に選択し、当該ノードIDのIPアドレスをレベル1のテーブルに記憶する。図3(C)がレベル3のテーブルの一例である。3列目はノード装置1N自身を示しているため、IPアドレスを記憶する必要は無く、2列目、4列目はそのエリアにノード装置が存在しないため空白となる。
次に、図4を参照して、ノード装置1の構成および機能について説明する。尚、各ノード装置1は、それぞれが行う処理によって初めに主情報を送信するノード装置1、受信した主情報を転送するノード装置1等として作用するが、その構成は同じである。
本実施形態の情報通信システムSの概略を説明する。本実施形態の情報通信システムSは、一のノード装置1が主情報をシステムS内の全てのノード装置1若しくは特定のグループのノード装置1に送信するものである。具体的に、一のノード装置1(X)が、ノードID空間を複数に分けた各グループの代表である各ノード装置1(IPアドレスを記憶しているノード装置)を決定し、当該ノード装置1に主情報を送信する(後述の図7乃至図10参照)。そして、当該主情報を受信した各ノード装置1がさらに自ノード装置が属するノードID空間(グループ)をさらに複数に分けた各グループの代表である各ノード装置1を決定し、当該ノード装置1に主情報を送信(転送)する(後述の図8乃至図10参照)。各ノード装置1がこのような動作を行うことにより、情報通信システムSに属する全てのノード装置に主情報を送信することができることとなる。
次に、第一実施形態の情報通信システムSの動作について図5乃至図12を用いて説明する。
以下に、図5乃至図10を参照して、第一実施形態の情報通信システム全体の動作について説明する。
まず、ノードXは、情報通信システムSに参加する全てのノード装置1に主情報を送信したいため、主情報のヘッダ部分に、ターゲットノードIDとして自ノード装置のノードID「3102」を付し、IDマスクとして「0」の値を付して、パケットを生成する。そして、図7(A)、(B)に示すように、ノードXが図5のルーティングテーブルを参照し、IDマスクの値「0」に1を足したレベル「1」のグループに属する各ノード装置1(ノードA,B,C)にパケットを送信する。
次いで、ノードXは、送信したパケットの主情報に付したIDマスクの値「0」を、1を足した「1」に変換し、変換後のIDマスクを主情報に付してパケットを生成する。なお、ターゲットノードIDは、自ノード装置のノードIDであるため、変更しない。そして、ノードXが図5のルーティングテーブルを参照し、図8(A)のノードID空間の右上及び図8(B)に示すように、IDマスクの値「1」に1を足したレベル「2」のグループに属する各ノード装置1(ノードD,E,F)に生成したパケットを送信する。
次いで、ノードXは、送信したパケットの主情報に付したIDマスクの値「1」を、1を足した「2」に変換し、変換後のIDマスクを主情報に付してパケットを生成する。なお、ターゲットノードIDは、自ノード装置のノードIDであるため、変更しない。そして、ノードXが図5のルーティングテーブルを参照し、図9(A)のノードID空間の右上及び図9(B)に示すように、IDマスクの値「2」に1を足したレベル「3」のグループに属する各ノード装置1(ノードG,H)に生成したパケットを送信する。
次いで、ノードXは、送信したパケットの主情報に付したIDマスクの値「2」を、1を足した「3」に変換し、変換後のIDマスクを主情報に付してパケットを生成する。なお、ターゲットノードIDは、自ノード装置のノードIDであるため、変更しない。そして、ノードXが図5のルーティングテーブルを参照し、図10(A)のノードID空間の右上及び図10(B)に示すように、IDマスクの値「3」に1を足したレベル「4」のグループに属するノード装置1(ノードI)に主情報を送信する。
次いで、ノードXは、送信したパケットの主情報に付したIDマスクの値「3」を、1を足した「4」に変換し、変換後のIDマスクを主情報に付してパケットを生成する。なお、ターゲットノードIDは、自ノード装置のノードIDであるため、変更しない。そうすると、ターゲットノードIDとIDマスクから、当該パケットが自ノード装置宛であることを認識し、送信処理を終了する。
次に、(1)一のノード装置1(上述のノードX)が主情報をシステムS内の全てのノード装置1に送信しようとする際の当該ノードXで行われる処理(以下、情報送信処理という。)、及び、(2)当該ノードXから主情報を含むパケットを受信した他のノード装置1(例えば、上述のノードA)で行われる処理(以下、情報転送処理という。)について図11及び図12を用いて詳細に説明する。
図11を参照してノードXの情報送信処理について説明する。なお、ノードXは、上述のように、図5に示すルーティングテーブルを保持(記憶)しているものとする。
図12を参照してノードAの情報転送処理について説明する。なお、ノードAの保持(記憶)するルーティングテーブルは、図示しない。
次に、第二実施形態の情報通信システムSの動作について図13乃至図16を用いて説明する。
まず、第二実施形態の情報通信システム全体の動作は、図7乃至図10を参照して説明した第一実施形態とほぼ同様であり、一のノード装置1(上述のノードX)のルーティングテーブルにおいて、他のノード装置1のIPアドレスを記憶していないノードID「311*」、「3100」、「3101」に向けても、当該ノードXがパケットを送信する点で異なる。なお、パケットの直接の送信先は、送信元のノード装置1がIPアドレスを記憶している他のノード装置1である。ルーティングテーブルにIPアドレスを記憶していないノード装置1にパケットを送信する場合には、当該パケットが転送され続けてしまう可能性があるため、転送回数上限値をパケットのヘッダ部分に含ませることとする。
第二実施形態におけるノード装置1の動作について、図13乃至図16の四つのフローチャートを用いて詳細に説明する。
一のノード装置1(上述のノードX)が、主情報を含むパケットを指定するノードIDのノード装置1に送信しようとする際の当該ノードXで行われる処理を通常の情報送信処理として、以下に説明する。
一のノード装置1(上述のノードX)が主情報を含むパケットをシステムSに参加している全てのノード装置1に送信しようとする際の当該ノードXで行われる処理をシステム内全てのノード装置への情報送信処理として、以下に説明する。
上述のノードXから主情報を含むパケットを受信した他のノード装置1(例えば、上述のノードA)で行われる処理を情報受信処理として、以下に説明する。
(1)〜(3)の各処理において行われるパケット送信処理について、ノード装置1(例えば、上述のノードX)で行われる処理として図16を用いて説明する。
上述の各実施形態においては、送信グループ特定値(IDマスク)及び識別情報(ターゲットノードID)を用いて送信先のノード装置1を特定し、各グループの代表に主情報を送信することとしているが、この実施形態に限定されない。ノード装置1は、システムSに含まれるノード装置1を所定の規則に従って複数のグループに分けて、当該各グループに含まれる一のノード装置1を決定し、決定された全てのノード装置1に向けて主情報を送信するとともに、他のノード装置1から主情報を受信した場合に、当該主情報が自ノード装置を含むグループ宛の場合には、自ノード装置が属するグループを上記所定の規則に従ってさらに複数のグループに分けて、当該各グループに含まれる一のノード装置1を決定し、決定された全てのノード装置1に向けて受信した主情報を送信できればよい。
8 ネットワーク
9 オーバレイネットワーク
11 制御部
12 記憶部
13 バッファメモリ
14 デコーダ部
15 映像処理部
16 表示部
17 音声処理部
18 スピーカ
20 通信部
21 入力部
22 バス
S 情報通信システム
Claims (10)
- 通信経路を介して互いに接続された複数のノード装置の参加により形成された情報通信システムであって、
前記複数のノード装置に含まれる一のノード装置は、
前記複数のノード装置を所定の規則に従って複数のグループに分けて、複数に分けられたグループからなる一の段階のグループ群を記憶し、前記一の段階のグループ群における自ノード装置が属するグループを、前記所定の規則に従ってさらに複数のグループに分けて、前記所定の規則に従ってさらに複数に分けられたグループからなる次段階のグループ群を記憶し、
分けられた前記グループに応じて所定数の段階毎に前記グループ群を記憶し、前記自ノード装置及び他の前記ノード装置の宛先を示す宛先情報を前記グループと対応づけて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶している前記グループ群の前記段階を示す送信グループ特定値を、送信すべき主情報に付し、前記記憶手段に記憶された前記ノード装置であって、前記送信グループ特定値に対応する段階の前記グループ群の各前記グループに含まれる一の前記ノード装置を決定し、決定された前記ノード装置に向けて前記主情報を送信する情報送信手段と、
他の前記ノード装置から受信した前記主情報の前記送信グループ特定値が自ノード装置を含むグループ宛の場合には、受信した前記主情報に付された前記送信グループ特定値を次の段階を示す送信グループ特定値に変換し、変換後の前記送信グループ特定値を前記主情報に付し、前記記憶手段に記憶された前記ノード装置であって、変換後の前記送信グループ特定値に対応する段階の前記グループ群の各前記グループに含まれる一の前記ノード装置を決定し、決定された前記ノード装置に向けて前記主情報を送信する情報転送手段と、
を有することを特徴とする情報通信システム。 - 通信経路を介して互いに接続された複数のノード装置の参加により形成された情報通信システムにおける情報通信方法であって、
前記ノード装置が、前記複数のノード装置を所定の規則に従って複数のグループに分けて、複数に分けられたグループからなる一の段階のグループ群を記憶し、前記一の段階のグループ群における自ノード装置が属するグループを前記所定の規則に従ってさらに複数のグループに分けて、前記所定の規則に従ってさらに複数に分けられたグループからなる次段階のグループ群を記憶し、
分けられた前記グループに応じて所定数の段階毎に前記グループ群を記憶し、前記自ノード装置及び他の前記ノード装置の宛先を示す宛先情報を前記グループと対応づけて記憶する記憶手段を備え、
前記複数のノード装置に含まれる一のノード装置が、前記記憶手段が記憶している前記グループ群の前記段階を示す送信グループ特定値を、送信すべき主情報に付し、前記記憶手段に記憶された前記ノード装置であって、前記送信グループ特定値に対応する段階の前記グループ群の各前記グループに含まれる一の前記ノード装置を決定し、決定された前記ノード装置に向けて前記主情報を送信する工程と、
前記記憶手段が記憶している前記グループ群の前記段階を示す送信グループ特定値を、送信すべき主情報に付し、前記記憶手段に記憶された前記ノード装置であって、前記送信グループ特定値に対応する段階の前記グループ群の各前記グループに含まれる一の前記ノード装置を決定し、決定された前記ノード装置に向けて前記主情報を送信する工程と、
を有することを特徴とする情報通信方法。 - 通信経路を介して互いに接続された複数のノード装置の参加により形成された情報通信システムに含まれるノード装置であって、
前記複数のノード装置を所定の規則に従って複数のグループに分けて、複数に分けられたグループからなる一の段階のグループ群を記憶し、前記一の段階のグループ群における自ノード装置が属するグループを前記所定の規則に従ってさらに複数のグループに分けて、前記所定の規則に従ってさらに複数に分けられたグループからなる次段階のグループ群を記憶し、
分けられた前記グループに応じて所定数の段階毎に前記グループ群を記憶し、前記自ノード装置及び他の前記ノード装置の宛先を示す宛先情報を前記グループと対応づけて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶している前記グループ群の前記段階を示す送信グループ特定値を、送信すべき主情報に付し、前記記憶手段に記憶された前記ノード装置であって、前記送信グループ特定値に対応する段階の前記グループ群の各前記グループに含まれる一の前記ノード装置を決定し、決定された前記ノード装置に向けて前記主情報を送信する情報送信手段と、
他の前記ノード装置から受信した前記主情報の前記送信グループ特定値が自ノード装置を含むグループ宛の場合には、受信した前記主情報に付された前記送信グループ特定値を次の段階を示す送信グループ特定値に変換し、変換後の前記送信グループ特定値を前記主情報に付し、前記記憶手段に記憶された前記ノード装置であって、変換後の前記送信グループ特定値に対応する段階の前記グループ群の各前記グループに含まれる一の前記ノード装置を決定し、決定された前記ノード装置に向けて前記主情報を送信する情報転送手段と、
を有することを特徴とするノード装置。 - 請求項3に記載のノード装置であって、
前記情報転送手段は、前記記憶手段に記憶された前記ノード装置であって、自ノード装置が属する前記グループの段階の次段階よりも下位の段階の前記グループ群の各前記グループに含まれる一の前記ノード装置を決定し、決定された前記ノード装置に向けて受信した前記主情報を送信することを特徴とするノード装置。 - 請求項3又は4に記載のノード装置であって、
前記記憶手段は、前記所定の規則として分散ハッシュテーブルを利用して、前記グループ群と、前記自ノード装置及び他の前記ノード装置の前記宛先情報と、を記憶することを特徴とするノード装置。 - 請求項3乃至5のいずれか一項に記載のノード装置であって、
前記情報転送手段は、自ノード装置が属する前記グループの段階の次段階よりも下位の段階の前記グループ群の各前記グループに含まれる一の前記ノード装置に向けて受信した前記主情報を送信する場合には、受信した前記主情報の前記送信グループ特定値を前記次段階よりも下位の段階を示す送信グループ特定値に変換し、変換後の前記送信グループ特定値を前記主情報に付し、変換後の前記送信グループ特定値に対応する段階の前記グループ群に属する他の前記ノード装置に前記主情報を送信することを特徴とするノード装置。 - 請求項3乃至6のいずれか一項に記載のノード装置であって、
前記情報送信手段は、前記送信グループ特定値に対応する識別情報であって、特定の前記ノード装置に固有の前記識別情報又はこれと同等の前記識別情報を前記主情報に付して前記主情報を送信し、
前記情報転送手段は、受信した前記主情報に付された前記識別情報を自ノード装置の前記識別情報に変換し、変換後の前記識別情報を、変換後の前記送信グループ特定値とともに前記主情報に付して前記主情報を送信することを特徴とするノード装置。 - 請求項7に記載のノード装置であって、
前記情報送信手段又は前記情報転送手段の少なくともいずれか一は、前記主情報の転送回数の上限値を示す転送回数上限情報を前記主情報に付し、前記記憶手段が他の前記ノード情報の前記宛先情報を記憶していない前記グループに属する他の前記ノード装置に向けて前記主情報を送信し、
さらに、他の前記ノード装置から受信した前記主情報の前記送信グループ特定値に対応する段階のグループが自ノード装置を含む場合に、前記主情報に対する処理を行う処理手段と、
前記転送回数上限情報が付された前記主情報を受信し、かつ、当該主情報が自ノード装置に向けたものでない場合には、受信した前記主情報の転送された回数を認定し、認定した前記転送された回数が前記転送回数上限情報に対応する上限値以下である場合には、当該他の前記ノード装置に向けて前記主情報を送信する転送回数制限手段と、
を有することを特徴とするノード装置。 - コンピュータを、請求項3乃至8のいずれか一項に記載のノード装置として機能させることを特徴とする情報処理プログラム。
- 通信経路を介して互いに接続された複数のノード装置の参加により形成された情報通信システムに含まれるノード装置に含まれるコンピュータに、
前記複数のノード装置を所定の規則に従って複数のグループに分けて、当該グループからなる一の段階のグループ群を記憶し、前記段階の前記グループ群における自ノード装置が属する前記グループを前記所定の規則に従ってさらに複数のグループに分けて、当該グループからなる次段階のグループ群を記憶し、分けられた前記グループに応じて所定数の段階毎に前記グループ群を記憶し、前記自ノード装置及び他の前記ノード装置の宛先を示す宛先情報を前記グループと対応づけて記憶する記憶手段が記憶している前記グループ群の前記段階を示す送信グループ特定値を、送信すべき主情報に付し、前記記憶手段に記憶された前記ノード装置であって、前記送信グループ特定値に対応する段階の前記グループ群の各前記グループに含まれる一の前記ノード装置を決定し、決定された前記ノード装置に向けて前記主情報を送信する情報送信ステップと、
他の前記ノード装置から受信した前記主情報の前記送信グループ特定値が自ノード装置を含むグループ宛の場合には、受信した前記主情報に付された前記送信グループ特定値を次の段階を示す送信グループ特定値に変換し、変換後の前記送信グループ特定値を前記主情報に付し、前記記憶手段に記憶された前記ノード装置であって、変換後の前記送信グループ特定値に対応する段階の前記グループ群の各前記グループに含まれる一の前記ノード装置を決定し、決定された前記ノード装置に向けて前記主情報を送信する情報転送ステップと、
を実行させることを特徴とするノード装置のプログラム。
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