JP4394537B2 - Data transmission method and terminal device in ad hoc network - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、ワークステーション、パーソナルコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、携帯電話、小型センサなどの複数の情報処理端末が、有線または無線よって接続されたマルチホップネットワークにおけるデータ転送方法および端末装置に関し、特に、複数の情報処理端末が周囲の状況に応じて動的に接続されるアドホックネットワークにおける大容量ストリーミングデータの送信に適したデータ送信方法および端末装置に関するものである。
The present invention relates to a data transfer method and a terminal device in a multi-hop network in which a plurality of information processing terminals such as a workstation, a personal computer, a handheld computer, a mobile phone, and a small sensor are connected by wire or wireless. The present invention relates to a data transmission method and a terminal device suitable for transmission of large-capacity streaming data in an ad hoc network in which a plurality of information processing terminals are dynamically connected according to surrounding conditions.
近年、携帯電話、PDA、カーナビゲーションシステムなど、小型の情報処理端末が普及している。また、これらの情報処理端末を随時に接続し、互いに連携動作させるための通信ネットワーク技術として、アドホックネットワークが注目されつつある。アドホックネットワークは、複数の端末にバケツリレー形式でパケットを中継させることにより、基地局やネットワークへのアクセスポイントとなるサーバ等の通信インフラストラクチャーを使用することなく、端末間を相互接続する通信方式である。 In recent years, small information processing terminals such as mobile phones, PDAs and car navigation systems have become widespread. Ad hoc networks are attracting attention as a communication network technology for connecting these information processing terminals as needed and operating them in cooperation with each other. An ad hoc network is a communication method that interconnects terminals without using a communication infrastructure such as a base station or a server serving as an access point to the network by relaying packets in a bucket relay format to multiple terminals. is there.
アドホックネットワークに適したアプリケーションとして、例えば、映像監視システムや音声通話システムなどがある。図1は、アドホックネットワークを用いた映像監視システムの1例を示す。 Examples of applications suitable for an ad hoc network include a video monitoring system and a voice call system. FIG. 1 shows an example of a video surveillance system using an ad hoc network.
ここに示した映像監視システムは、無線回線で接続された複数のカメラ付端末101(101−1〜101−9)と、モニタ端末102とからなる。監視範囲の周辺に位置したカメラ付端末101−1からの出力映像は、カメラ付端末101−5〜101−7を中継端末として、モニタ端末102に送信される。同様に、カメラ付端末101−2からの出力映像は、カメラ付端末101−8、101−6、101−7を中継端末として、モニタ端末102に送信され、カメラ付端末101−3からの出力映像は、カメラ付端末101−9と101−7を中継端末、カメラ付端末101−4からの出力映像は、カメラ付端末101−7を中継端末として、それぞれモニタ端末102に送信される。即ち、モニタ端末102は、無線マルチホップネットワークを介して、複数のカメラ付端末と接続されている。
The video monitoring system shown here includes a plurality of camera-equipped terminals 101 (101-1 to 101-9) and a
モニタ端末102では、カメラ付端末から送信された映像データを受信し、ディスプレイ103に複数サイトの画像の一覧できるように表示したり、特定サイトの画像のみを選択的に表示したりすることができる。この方式によれば、中継端末101−5〜101−9を経由して、モニタ端末102とカメラ付端末101−1〜101−4をマルチホップ接続することにより、モニタ端末102が、無線電波が直接届かない離間した位置にある端末からの映像を受信可能となるため、監視対象地域に複数のカメラ付端末を配置するだけで、容易に映像監視システムを構築することができる。
The
上述したアドホックネットワークでは、データの送信元端末(上記例ではカメラ付端末)と宛先端末(モニタ端末)との間に介在する中継端末の台数(ホップ数)や中継区間で発生する無線ノイズ等に応じて、データの伝送遅延時間やスループットにばらつきが発生するという問題がある。例えば、モニタ端末102から最も離間した位置にあるカメラ付端末101−1からの画像データは、比較的近い位置にあるカメラ付端末101−4からの画像データよりも、経由する中継端末の台数が多くなっているため、遅延時間が大きく、且つ、スループットも低下する。そのため、モニタ端末102のディスプレイ103に複数サイトの映像を一覧表示した場合、カメラ付端末101−1からの映像が、他のサイトの映像よりも時間的に遅れて表示されたり、中継区間でのスループットの低下によって、表示フレームに欠落が発生する可能性が大となる。即ち、アドホックネットワークを利用してストリーミングデータのような大容量のデータを送信する場合、限られたネットワーク帯域を効率的に利用するためのQoS制御が重要な課題となる。
In the ad hoc network described above, the number of relay terminals (the number of hops) interposed between the data transmission source terminal (camera-equipped terminal in the above example) and the destination terminal (monitor terminal), radio noise generated in the relay section, etc. Accordingly, there is a problem that variations occur in the data transmission delay time and throughput. For example, the number of relay terminals through which the image data from the camera-equipped terminal 101-1 located at the position farthest from the
この問題を解決するために、例えば、特開2003−273788号公報(特許文献1)では、ホップ数の大きい通信区間の送信パケットを複数パケットに分割して送信したり、高い優先度で中継処理することを提案している。また、ストリーミングデータの品質調整が可能な伝送プロトコルとして、RTP(Real-time Transport Protocol)がある。RTPについては、RFC1889の「RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications」、http://www.ietf.org/rfc/rfc1889.txt(第3−5頁)(非特許文献1)に記載されている。RTPでは、各送信パケットに付加されたタイムスタンプ情報やシーケンス番号に基づいて遅延時間を検出し、これをRTCP(RTP Control Protocol)によってデータ送信元サーバに報告し、サーバがパケットの通信状態に応じて送信データの優先度指定値を調節することによって、伝送遅延を軽減できるようにしている。 In order to solve this problem, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-273788 (Patent Document 1), a transmission packet in a communication section having a large number of hops is divided into a plurality of packets and transmitted, or relay processing is performed with high priority. Propose to do. Further, as a transmission protocol capable of adjusting the quality of streaming data, there is RTP (Real-time Transport Protocol). RTP is described in RFC 1889 “RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications”, http://www.ietf.org/rfc/rfc1889.txt (page 3-5) (Non-patent Document 1). ing. In RTP, the delay time is detected based on the time stamp information and sequence number added to each transmission packet, and this is reported to the data transmission source server by RTCP (RTP Control Protocol), and the server responds to the communication state of the packet. The transmission delay can be reduced by adjusting the priority specification value of the transmission data.
無線アドホックネットワークにおいては、各中継端末は、他の端末からの送信データを宛先端末に転送する動作の他に、中継端末自身が送信元となってデータを送信したり、端末独自のアプリケーション処理を実行する可能性がある。図1に示したネットワーク構成において、例えば、中継端末101−6は、カメラ付端末101−1と101−2からの送信データを別の中継端末101−7に転送する動作と並行して、自分がカメラで撮影した映像データの録画、あるいは他の端末への送信のためのデータ処理を実行する場合がある。 In a wireless ad hoc network, each relay terminal transmits data from the relay terminal itself as a transmission source in addition to the operation of transferring transmission data from other terminals to the destination terminal, or performs application processing unique to the terminal. There is a possibility to execute. In the network configuration shown in FIG. 1, for example, the relay terminal 101-6, in parallel with the operation of transferring the transmission data from the camera-equipped terminals 101-1 and 101-2 to another relay terminal 101-7, May execute data processing for recording video data captured by a camera or transmitting it to another terminal.
ここで、中継端末101−6は、端末101−1や101−2で発生した送信データの転送によって無線通信帯域の多くが消費されていた場合、自分がカメラで撮影した映像データを送信しようとしても、必要な帯域を確保できないという問題が発生する。また、他の端末からの受信データの転送処理によって、端末ハードウェアリソース、例えば、CPUの処理能力やメモリ容量が消費され、自分自身のためのアプリケーションの実行に必要なCPU処理や空きメモリが不足するという問題が発生する。 Here, the relay terminal 101-6 tries to transmit the video data taken by the camera when the wireless communication band is consumed by the transmission of the transmission data generated in the terminals 101-1 and 101-2. However, there arises a problem that a necessary bandwidth cannot be secured. In addition, transfer processing of received data from other terminals consumes terminal hardware resources such as CPU processing capacity and memory capacity, and CPU processing and free memory necessary for executing applications for itself are insufficient. Problem occurs.
上記特許文献1や非特許文献1の方法は、宛先装置での受信データの品質を確保するために、送信端末のデータ送信タイミングを指定したり、中継端末におけるパケット転送順序を変更するものであり、中継端末自身が必要とするリソースを随時に確保可能とするものではない。従って、無線アドホックネットワークでは、各中継端末にとっては、他端末から利用されるだけで自端末の処理が満足に実行できないという問題があり、送信端末にとっては、中継端末が独自の端末動作を実行し始めると中継区間のデータスループットが変動するという問題があった。 The methods described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 are for specifying the data transmission timing of the transmission terminal and changing the packet transfer order in the relay terminal in order to ensure the quality of the received data at the destination device. However, the resources required by the relay terminal itself cannot be secured at any time. Therefore, in a wireless ad hoc network, there is a problem that each relay terminal cannot be satisfactorily executed by processing from its own terminal simply by being used from another terminal, and for the transmitting terminal, the relay terminal performs its own terminal operation. When started, there was a problem that the data throughput of the relay section fluctuated.
本発明の目的は、アドホックネットワークのように各端末が送信端末、受信端末、中継端末になり得るネットワークシステムにおいて、端末のリソースを有効に利用できるデータ送信方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、複数の端末がマルチホップ接続されたアドホックネットワークにおいて、特に動画や音声などの大容量のデータを送信するときに、中継端末の状態に応じて、中継データの量を制御することにより、中継端末のリソースを有効利用できるようにしたデータ送信方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a data transmission method capable of effectively using terminal resources in a network system in which each terminal can be a transmission terminal, a reception terminal, and a relay terminal as in an ad hoc network.
Another object of the present invention is to reduce the amount of relay data according to the state of the relay terminal, particularly when transmitting a large amount of data such as video and voice in an ad hoc network in which a plurality of terminals are connected in a multi-hop manner. An object of the present invention is to provide a data transmission method capable of effectively using resources of a relay terminal by controlling.
上記目的を達成するために、本発明は、複数の端末がマルチホップ接続されたネットワークシステムにおけるデータ送信方法において、第1端末から第2端末に、少なくとも1つの他の端末をデータ中継端末として、データ送信する第1ステップと、上記データ中継端末から第1端末に、中継データの送信量を制御するための制御メッセージを送信する第2ステップと、第1端末が、上記制御メッセージの内容に従って、第2端末宛のデータの送信モードを変更する第3ステップとからなることを特徴とする。 To achieve the above object, according to the present invention, in a data transmission method in a network system in which a plurality of terminals are connected in a multihop manner, at least one other terminal is used as a data relay terminal from the first terminal to the second terminal. A first step of transmitting data, a second step of transmitting a control message for controlling the transmission amount of relay data from the data relay terminal to the first terminal, and the first terminal according to the content of the control message, And a third step of changing a transmission mode of data addressed to the second terminal.
本発明の1実施例では、データ中継端末が、データ処理種別と所要リソース量と送信データ抑制内容との関係を定義した管理テーブルを有し、現在の空きリソース量が、実行しようとするデータ処理の種別と対応して上記管理テーブルが示す所要リソース量に満たない時、上記管理テーブルが示す送信データ抑制内容に従って生成した制御メッセージを第1端末に送信する。 In one embodiment of the present invention, the data relay terminal has a management table that defines the relationship between the data processing type, the required resource amount, and the transmission data suppression content, and the current free resource amount is the data processing to be executed. When the required resource amount indicated by the management table is less than the corresponding type, a control message generated according to the transmission data suppression content indicated by the management table is transmitted to the first terminal.
本発明において、データ中継端末は、例えば、該端末で実行するデータ処理に要するリソースに不足が生じた時、上記制御メッセージを送信する。但し、データ中継端末から第1端末に、該データ中継端末のリソースの状態を示す制御メッセージを定期的に送信しておき、第1端末が、上記制御メッセージの内容に従って、第2端末宛のデータ送信モードを変更するようにしてもよい。また、データ中継端末から第2端末に、該データ中継端末のリソースの状態を示す制御メッセージを定期的に送信しておき、第2端末が、上記制御メッセージの内容に従って、第1端末から該第2端末宛の送信データ量を制御するようにしてもよい。この場合、第2端末は、例えば、第1端末からのデータの取得間隔を変更することによって、データ中継端末を経由するデータ量を制御できる。 In the present invention, the data relay terminal transmits the control message when, for example, a shortage occurs in resources required for data processing executed by the terminal. However, a control message indicating the state of the resource of the data relay terminal is periodically transmitted from the data relay terminal to the first terminal, and the first terminal transmits data addressed to the second terminal according to the content of the control message. The transmission mode may be changed. Further, a control message indicating the state of the resource of the data relay terminal is periodically transmitted from the data relay terminal to the second terminal, and the second terminal transmits the control message from the first terminal to the second terminal according to the content of the control message. The amount of transmission data addressed to two terminals may be controlled. In this case, the second terminal can control the amount of data passing through the data relay terminal, for example, by changing the data acquisition interval from the first terminal.
本発明によれば、アドホックネットワークにおける端末リソースが、他端末からの送信データの中継サービスのために消費され、該端末自身のデータ処理を実行する時、CPU能力、メモリ容量、ネットワーク帯域などのリソースが不足して、満足な動作を実行できないという不都合を解決できる。また、データ送信端末またはデータ受信端末として動作中の端末にとっては、通信中に中継端末が何の前触れも無く独自のデータ処理を開始したため、通信データの転送処理が急に遅くなるといった問題の発生を回避して、通信環境に適合したデータ通信ができるという利点がある。 According to the present invention, terminal resources in an ad hoc network are consumed for a relay service of transmission data from other terminals, and resources such as CPU capacity, memory capacity, and network bandwidth are used when executing data processing of the terminal itself. Can solve the inconvenience that a satisfactory operation cannot be executed due to a lack of In addition, for a terminal operating as a data transmission terminal or data reception terminal, a problem that the communication data transfer process suddenly slows because the relay terminal starts its own data processing without any prior notice during communication. There is an advantage that data communication suitable for the communication environment can be performed.
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図2は、本発明のアドホックネットワークの構成要素となる情報処理端末のブロック構成図を示す。図2(A)は、データ送信元となる情報処理端末101−Tx、図2(B)は、中継端末となる情報処理端末101−R、図2(C)は、データ受信端末となる情報処理端末102の構成を示している。これらの情報処理端末としては、例えば、ワークステーション、パーソナルコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、携帯電話、小型センサなどが適用される。これら情報処理端末(以下、単に端末と言う)は、有線チャネル、無線チャネル、あるいはこれらのチャネルが混在したアドホックネットワークを介して、マルチホップ接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 2 shows a block diagram of an information processing terminal which is a component of the ad hoc network of the present invention. 2A is an information processing terminal 101-Tx that is a data transmission source, FIG. 2B is an information processing terminal 101-R that is a relay terminal, and FIG. 2C is information that is a data reception terminal. The configuration of the
データ送信元端末101−Txは、図1のネットワークシステムにおけるカメラ付端末101−1〜101−4のうちの1つに対応し、中継端末101−Rは、図1の中継端末101−5〜101−9のうちの1つに対応する。端末101−Tx、101−R、102は、それぞれプロセッサ110と、カメラやマイクなどの入力装置111と、ディスプレイやLEDなどの表示装置112と、無線LANなどのネットワークに接続するための通信インタフェース113と、プログラムメモリ114と、データメモリ115からなり、これらの要素はバス116によって相互接続されている。
The data transmission source terminal 101-Tx corresponds to one of the camera-equipped terminals 101-1 to 101-4 in the network system of FIG. 1, and the relay terminal 101-R is the relay terminal 101-5 of FIG. Corresponds to one of 101-9. Each of the terminals 101-Tx, 101-R, 102 includes a
中継端末101−Rは、状況によっては、データ送信元端末101−Txとして機能する。また、データ送信元端末101−Txも、状況によっては、中継端末101−Rとして機能する。従って、実際の応用において、各端末は、データ送信元端末101−Txと中継端末101−Rの両方の機能を備えたものとして提供されるが、ここでは、発明の理解を容易にするため、図2(A)には、データ送信元端末101−Txとして必要な機能を示し、図2(B)には、中継端末101−Rとして必要な機能を示してある。但し、送信端末101−Txと中継端末101−Rにとって、表示装置112は必須の構成要件ではない。
The relay terminal 101-R functions as the data transmission source terminal 101-Tx depending on the situation. Further, the data transmission source terminal 101-Tx also functions as the relay terminal 101-R depending on the situation. Therefore, in actual application, each terminal is provided as having both functions of the data transmission source terminal 101-Tx and the relay terminal 101-R. Here, in order to facilitate understanding of the invention, 2A shows functions necessary for the data transmission source terminal 101-Tx, and FIG. 2B shows functions necessary for the relay terminal 101-R. However, the
本実施例では、中継端末101−Rのデータメモリ115には、自端末から特定の端末までのネットワーク経路を示す経路情報テーブル300と、中継サービス中のデータパケットの送信元と宛先との関係を示す中継管理テーブル310と、リソースが不足した時、中継サービス中のデータの送信端末に対して送信すべき送信データ抑制要求メッセージの発行条件を示す送信抑制要求条件テーブル320が格納されている。また、中継端末101−Rのプログラムメモリ114には、近隣に存在する端末群を検出して経路情報テーブル231を更新するための経路管理ルーチン200と、経路情報テーブル300に従って受信パケットを適切な他の端末に転送するデータ転送ルーチン220と、中継管理テーブル232を更新するための中継管理ルーチン240と、入力装置111からの入力データを他の特定端末に送信するためのデータ送信ルーチン260が用意されている。
In this embodiment, the
送信端末101−Txのデータメモリ115には、経路情報テーブル300と、中継端末からの送信データ抑制要求に応じて更新される送信モードテーブル330が格納されている。また、送信端末101−Txのプログラムメモリ114には、経路管理ルーチン200と、データ送信ルーチン260が用意されている。
The
受信端末102のデータメモリ115には、経路情報テーブル300が格納され、プログラムメモリ114には、経路管理ルーチン200と、他端末からの受信データを表示装置112に出力するためのデータ受信/表示ルーチン280が用意されている。
A route information table 300 is stored in the
図3は、中継管理テーブル310の1実施例を示す。
中継管理テーブル310には、中継端末101−Rが中継サービスを適用中のデータパケットの送信元IPアドレス311と、宛先IPアドレス312と、最後の中継パケットの処理時刻(最終サービス時刻)313との関係を示す複数のエントリ31−1、31−2、…が登録されている。
FIG. 3 shows an example of the relay management table 310.
In the relay management table 310, the
図4は、送信抑制要求条件テーブル320の1実施例を示す。
送信抑制要求条件テーブル320は、アプリケーション種別321と対応して用意された複数のエントリ32−1、32−2、32−3、…からなり、各エントリは、アプリケーション種別321で指定されたアプリケーションプログラムの実行時に必要となるリソース量322と、リソース量322で指定されたリソースを確保できない場合に、中継サービス中のデータ(パケット)の送信元端末に対して送信すべき送信データ抑制要求の内容323を示している。送信データ抑制要求は、実行すべきアプリケーションの種別によって異なっており、例えば、映像配信や音声配信のように、リアルタイム情報を扱うアプリケーションの実行時にリソース不足が発生した場合は、中継パケットの送信元に対して、データ送信の中止や送信データ量の削減を求め、テキストデータを扱うアプリケーションの実行時にリソース不足が発生した場合は、中継パケットの送信元に、送信データの優先度ダウンを求める内容となっている。
FIG. 4 shows an example of the transmission suppression request condition table 320.
The transmission suppression request condition table 320 includes a plurality of entries 32-1, 32-2, 32-3,... Prepared corresponding to the
図5は、送信モードテーブル330の1実施例を示す。
送信モードテーブル330は、データ送信端末101−Txにおいて実行されるアプリケーションの種別331と対応して、中継端末から受ける送信データ抑制要求の内容332と、送信データ抑制のためにデータ送信端末で実行すべき送信動作モード333とを示す複数のエントリ33−1、33−2、…からなっている。
FIG. 5 shows an embodiment of the transmission mode table 330.
The transmission mode table 330 corresponds to the
尚、経路情報テーブル300は、受信パケットの宛先アドレスと次ホップ先との関係を示しており、その内容は経路管理ルーチン200によって管理されている。経路管理ルーチン200は、例えば、AODV(Ad hoc On-Demand Distance Vector)やOLSR(Optimized Link State Routing)などのプロトコルを実装したアドホックルーティングソフトにより構成される。また、データ転送ルーチン220は、OSのIPルーティング機能により、データ受信/表示ルーチン280は、Microsoft社のWindows Media Playerなどのクライアントソフトにより構成される。
The route information table 300 shows the relationship between the destination address of the received packet and the next hop destination, and the contents are managed by the
図6は、本発明によるアドホックネットワークシステムの全体的な動作シーケンスを示す。ここでは、端末装置Dと端末装置Eが送信端末となって、中継端末Cを経由して、受信端末Aにデータを送信している(S1)。この状態で、中継端末Cにデータ送信要求が発生し(S2)、中継端末Cから受信端末B宛にデータ送信を開始する必要に迫られた場合、本発明では、中継端末Cのデータ送信ルーチン260が、空き状態にあるリソースの量をチェックし、もし、データ送信に必要な量の空きリソースがないと判った時、中継サービス中のデータの送信端末(ここでは、送信端末DとE)に対して、送信データ抑制要求メッセージを発行する(S3)。 FIG. 6 shows an overall operation sequence of the ad hoc network system according to the present invention. Here, the terminal device D and the terminal device E are transmitting terminals and transmit data to the receiving terminal A via the relay terminal C (S1). In this state, when a data transmission request is generated in the relay terminal C (S2), and when it is necessary to start data transmission from the relay terminal C to the receiving terminal B, in the present invention, the data transmission routine of the relay terminal C is performed. 260 checks the amount of free resources, and if it finds that there is not enough free resources necessary for data transmission, the data transmission terminals in the relay service (here, transmission terminals D and E) In response to this, a transmission data suppression request message is issued (S3).
送信端末D、Eは、中継端末Cから送信データ抑制要求メッセージを受信すると、受信メッセージが示す要求内容に従って、受信端末A宛の送信データ量を削減する(S4)。中継端末Cは、送信端末D、Eからの送信データ量の削減によって、受信端末B宛のデータ送信に必要なリソースを確保できた状態で、データ送信を開始する(S5)。尚、中継端末Cから受信端末B宛のデータ送信は、送信データ抑制要求メッセージに対する送信端末D、Eからの応答メッセージの受信を待って、開始するようにしても良い。 When receiving the transmission data suppression request message from the relay terminal C, the transmission terminals D and E reduce the amount of transmission data addressed to the reception terminal A according to the request content indicated by the reception message (S4). The relay terminal C starts data transmission in a state where resources necessary for data transmission addressed to the reception terminal B can be secured by reducing the amount of transmission data from the transmission terminals D and E (S5). Note that data transmission addressed to the receiving terminal B from the relay terminal C may be started after receiving response messages from the transmitting terminals D and E in response to the transmission data suppression request message.
図7は、中継端末101−R(図6の中継端末C)が実行する中継管理ルーチン240の1実施例を示すフローチャートである。
中継管理ルーチン240では、一定時間T0の経過を知らせるタイマを起動する(ステップ241)。このタイマは、後述するように、中継管理テーブル310の登録エントリのうち、最終サービス時刻から所定時間が経過した不要エントリを削除するために利用される。中継管理ルーチン240では、次に、ユーザ操作によるプログラム終了指示の有無を判定し(242)、終了指示を受けていた場合は、該ルーチンを終了する。終了指示がなければ、上記タイマがタイムアウトとなったか否かをチェックし(ステップ243)、タイムアウトとなっていなければ、中継サービスすべきパケットの捕捉(キャプチャリング)を行う(244)。中継パケットがなければ、ステップ242に戻って、上述した処理を繰り返す。
FIG. 7 is a flowchart showing an embodiment of the
In the
中継サービスすべきパケットを捕捉した場合は、捕捉パケットを中継処理すると共に、IPヘッダから送信元IPアドレスと宛先IPアドレスを抽出する(245)。この後、中継管理テーブル310を参照し、送信元IPアドレス311と宛先IPアドレス312との関係が中継パケットの送信元IPアドレスと宛先IPアドレスの組合せに該当するエントリの有無をチェックする(246)。上記IPアドレスの組合せに該当するエントリが中継管理テーブル310に登録済みの場合は、該当エントリの最終サービス時刻313を現在時刻に更新して(248)、ステップ242に戻り、未登録の場合は、上記IPアドレスの組合せをもつ新たなエントリを中継管理テーブルに追加(247)した後、ステップ248を実行する。
When a packet to be relayed is captured, the captured packet is relayed and the source IP address and the destination IP address are extracted from the IP header (245). Thereafter, the relay management table 310 is referenced to check whether there is an entry in which the relationship between the
ステップ243でタイマがタイムアウトとなった場合は、中継管理テーブル310の最終サービス時刻313をチェックし、最終サービス時刻313から所定時間T1(T1>T0)が経過したエントリを見つける(249)。最終サービス時刻313から所定時間T1が経過したエントリがなければ、ステップ401に戻り、所定時間T1が経過したエントリについては、中継サービスすべきパケットの送信が終了したものと判断して、中継管理テーブル310から削除(250)した後、ステップ401に戻る。尚、パケットキャプチャリングは、Etherealなどのソフトウェアによって実現される。
If the timer has timed out in
図8は、送信端末101−Tx(図6の端末D、E)および中継端末101−R(図6の端末C)で実行されるデータ送信ルーチン220の1実施例を示すフローチャートである。
データ送信ルーチン220では、ユーザ操作等に伴って発生するデータ送信要求を待っており(ステップ261)、データ送信要求を受信すると、図3に示した中継管理テーブル310の登録エントリの有無によって、自端末が中継端末として動作中か否か、すなわち、データ中継サービスを実行中が否かを判定する(262)。中継管理テーブル310に有効エントリが未登録となっている(図2(A)では、中継管理テーブル310そのものを省略してある)送信端末101−Txの場合、空きリソース量に関係なく、直ちにデータ送信を開始する(267)。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a
The
中継端末101−Rの場合は、先ず、自端末における現在の空きリソース量を把握する(263)。空きリソース量は、例えば、Linuxの場合、topモジュールによってCPUの使用率やメモリの消費量を把握でき、iftopモジュールによって通信インタフェース毎の帯域使用量を把握できる。次に、図4に示した送信抑制要求条件テーブル233から、上記データ送信の要求元となっているアプリケーション種別と対応したエントリを検索し、現在の空きリソース量が上記検索エントリが示す必要リソース量322を満たしているか否かを判定する(264)。空きリソース量が十分の場合は、直ちにデータ送信を開始する(267)。空きリソース量が不足していた場合は、中継管理テーブル310から現在中継サービス中のデータの送信端末IPアドレス311を取得し(265)、送信抑制要求条件テーブル233から検索したエントリが示す要求内容323に従って、送信データ抑制要求メッセージを生成し、これを各送信端末宛に送信し(266)、その後でデータ送信を開始する(267)。但し、前述したように、各送信端末からの応答メッセージの受信を待って、データ送信を開始するようにしてもよい。
In the case of the relay terminal 101-R, first, the current free resource amount in the own terminal is grasped (263). In the case of Linux, for example, in the case of Linux, the top module can grasp the CPU usage rate and the memory consumption, and the iftop module can grasp the bandwidth usage for each communication interface. Next, an entry corresponding to the application type that is the data transmission request source is searched from the transmission suppression request condition table 233 shown in FIG. 4, and the current free resource amount is the required resource amount indicated by the search entry. It is determined whether or not 322 is satisfied (264). If the amount of free resources is sufficient, data transmission is started immediately (267). If the free resource amount is insufficient, the transmission
送信データ抑制要求メッセージは、例えば、図9に示すように、IPヘッダ401、TCP/UDPヘッダ402、メッセージ種別403、該メッセージの送信時刻404、要求内容405からなる。メッセージ種別403には、このメッセージが送信データ抑制要求であることを示すコードが設定され、要求内容405には、送信抑制要求条件テーブル233から検索した要求内容323を示すコード情報が設定される。但し、要求内容323をメッセージ種別403に設定し、送信データ抑制要求メッセージの要求内容405には、削減すべき具体的なデータ量を設定するようにしてもよい。
For example, as shown in FIG. 9, the transmission data suppression request message includes an
図8に戻って、データ送信ルーチン220では、データ送信を開始(267)した後、データ送信の終了指示があったか否かを判断する(268)。データ送信の終了指示は、例えば、ユーザ操作等によるアプリケーションプログラムの終了に伴って発生される。終了指示があった場合は、ステップ262と同様に、自端末が中継端末として動作中か否かを判定し(271)、中継端末として動作中でなければ、このルーチンを終了する。自端末が中継端末として動作中の場合、中継管理テーブル310から現在中継サービス中のデータの送信端末IPアドレス311を取得し(272)、各送信端末宛に送信データ抑制解除メッセージを送信して(273)、このルーチンを終了する。
Returning to FIG. 8, in the
終了指示がなかった場合、他の中継端末からの送信データ抑制制御メッセージ(送信データ抑制要求メッセージまたは送信データ抑制解除メッセージ)の受信の有無を判定する(269)。送信データ抑制制御メッセージの受信がなければ、ステップ268に戻る。送信データ抑制要求メッセージを受信していた場合は、送信モードテーブル330から、送信データの発生元となっているアプリケーション種別と、受信した送信データ抑制要求メッセージが示す要求内容に応じて、変更後の送信動作モード333を特定し、該送信動作モードに従って送信データを抑制し、送信データ抑制解除メッセージを受信した場合は、送信データの抑制を解除して、元の送信動作モードに戻す(270)。
If there is no termination instruction, it is determined whether or not a transmission data suppression control message (transmission data suppression request message or transmission data suppression cancellation message) is received from another relay terminal (269). If no transmission data suppression control message has been received, the process returns to step 268. If the transmission data suppression request message has been received, the transmission mode table 330 changes the application type that is the source of the transmission data and the request contents indicated by the received transmission data suppression request message. When the
図5に示した送信モードテーブル330では、例えば、エントリ33−2、33−3の送信抑制要求332:「送信データ量の20%未満の削減」、「送信データ量の20%以上の削減」が示すように、映像配信アプリケーションを実行中に受信する送信データ抑制要求メッセージで具体的な送信データ削減目標値が示されることを前提として、送信端末がとるべき送信動作変更モード333が定義されている。すなわち、送信データ抑制要求メッセージで、例えば、「送信データ量0.3 Mbps削減」と指定された時、送信端末で実行中の映像配信アプリケーションが3Mbpsのデータを送信中であれば、送信データの削減量を10%と計算して、結果的にエントリ33−2の送信動作変更モード333に従って、データ圧縮方式を「Codec A」に変更するようにしている。
In the transmission mode table 330 shown in FIG. 5, for example, the
ここで、送信データ抑制要求メッセージの送信元となる中継端末では、データ送信端末に要求すべき送信データの削減量の決定方法として、幾つかの方法が考えられる。例えば、CPU使用量は中継パケット数に略比例しているため、不足するリソースがCPUの処理能力の場合、自端末で必要とするCPU処理能力を確保するためには、中継パケットの量をどの程度削減すれば良いかが判断できる。従って、削減すべきパケット量から、データ送信端末に要求すべき送信データの削減量を算出できる。 Here, in the relay terminal that is the transmission source of the transmission data suppression request message, several methods can be considered as a method for determining the amount of transmission data reduction that should be requested to the data transmission terminal. For example, since the CPU usage is approximately proportional to the number of relay packets, if the lack of resources is the CPU processing capacity, in order to secure the CPU processing capacity required by the terminal itself, the amount of relay packets It can be judged whether or not it should be reduced to some extent. Therefore, the reduction amount of transmission data to be requested from the data transmission terminal can be calculated from the packet amount to be reduced.
中継データの送信元が複数端末の場合、送信データの削減量を複数の送信端末で分担させるようにしても良い。例えば、中継データの送信元となる端末が3台で、削減すべきネットワーク帯域が3Mbpsの場合、各送信端末に対して1Mbpsずつ送信データの削減を要求すればよい。送信データの削減は、複数の送信端末に対して異なる比率で不均等に割り当てるようにしてもよい。削減量の割り当ては、現在の送信データ量に比例させてもよいし、結果的に中継端末側の所要リソースを確保できるように、送信端末とのネゴシエーションによって配分を決定するようにしてもよい。 When the relay data transmission source is a plurality of terminals, the transmission data reduction amount may be shared by the plurality of transmission terminals. For example, when there are three terminals serving as relay data transmission sources and the network bandwidth to be reduced is 3 Mbps, it is only necessary to request each transmission terminal to reduce transmission data by 1 Mbps. The reduction of transmission data may be unequally allocated to a plurality of transmission terminals at different ratios. The allocation of the reduction amount may be proportional to the current transmission data amount, and as a result, the allocation may be determined by negotiation with the transmission terminal so that necessary resources on the relay terminal side can be secured.
送信データ抑制のための送信動作モードとしては、上述した送信データ量の削減以外に、例えば、送信モードテーブル330のエントリ33−1が示すように、経由すべき中継端末を別端末に変更する経路変更や、エントリ33−5が示すように、中継端末におけるパケット転送優先順位を下げるためのIPパケットTosフィールド値の変更等がある。
以上の実施例では、データ中継サービス中の端末が、自端末のデータ送信を開始する時、確保すべき空きリソースが不足していた場合に、中継データの送信元となる各端末に対して、送信データ抑制を要求する例について説明したが、送信データ抑制要求の発行は、中継端末で実行するアプリケーションがデータ送信を伴うものとは限らない。
As a transmission operation mode for transmission data suppression, in addition to the above-described reduction in transmission data amount, for example, as indicated by entry 33-1 of transmission mode table 330, a route for changing a relay terminal to be routed to another terminal As shown in the entry 33-5, there is a change, a change in the IP packet Tos field value for lowering the packet transfer priority in the relay terminal, and the like.
In the above embodiment, when the terminal in the data relay service starts the data transmission of its own terminal, when there are insufficient free resources to be secured, for each terminal serving as the relay data transmission source, Although an example of requesting transmission data suppression has been described, issuing a transmission data suppression request is not necessarily accompanied by data transmission by an application executed on a relay terminal.
本発明の目的を達成するためには、例えば、各中継端末が、自端末のリソースの状態を示す制御メッセージを中継データの送信元となる各端末に定期的に送信し、各送信端末が、上記制御メッセージが示す中継端末の状態に応じて、自主的に送信データ量を制御するようにしてもよい。また、各中継端末が、自端末のリソースの状態を示す制御メッセージを中継データの宛先となる受信端末に定期的に送信し、受信端末が、上記制御メッセージが示す中継端末の状態に応じて、データ送信端末からの取得データ量を制御するようにしてもよい。例えば、受信端末が、送信端末をポーリングすることによってデータを取得している場合、ポーリング間隔を動的に変更することによって、中継端末のリソースの消費量を調整することが可能となる。 In order to achieve the object of the present invention, for example, each relay terminal periodically transmits a control message indicating the resource state of the terminal itself to each terminal that is a transmission source of the relay data. The amount of transmission data may be voluntarily controlled according to the state of the relay terminal indicated by the control message. In addition, each relay terminal periodically transmits a control message indicating the resource state of the terminal itself to the receiving terminal that is the destination of the relay data, and the receiving terminal responds according to the state of the relay terminal indicated by the control message, The amount of data acquired from the data transmission terminal may be controlled. For example, when the receiving terminal acquires data by polling the transmitting terminal, the resource consumption of the relay terminal can be adjusted by dynamically changing the polling interval.
また、実施例では、中継管理ルーチン240において、中継パケットのキャプチャリングによってデータ送信端末を認識する例について説明した。例えばDSR(Dynamic Source Routing)プロトコルを採用したアドホックネットワーク上では、Route RequestメッセージやRoute Replyメッセージに経路情報が含まれるため、これらのメッセージから中継データの送信元端末を認識するようにしてもよい。
In the embodiment, the example in which the data transmission terminal is recognized by the relay packet capturing in the
101:カメラ付端末、102:モニタ端末、103:ディスプレイ、
110:プロセッサ、111:入力装置、112:表示装置、
113:通信インタフェース、114:プログラムメモリ、115:データメモリ、
116:バス、200:経路管理ルーチン、220:データ転送ルーチン、
240:中継管理ルーチン、260:データ送信ルーチン、
280:データ受信/表示ルーチン、300:経路情報テーブル、
310:中継管理テーブル、320:送信抑制要求条件テーブル、
330:送信モードテーブル。
101: Terminal with camera, 102: Monitor terminal, 103: Display,
110: processor, 111: input device, 112: display device,
113: Communication interface, 114: Program memory, 115: Data memory,
116: Bus, 200: Path management routine, 220: Data transfer routine,
240: Relay management routine, 260: Data transmission routine,
280: Data reception / display routine, 300: Path information table,
310: Relay management table, 320: Transmission suppression request condition table,
330: Transmission mode table.
Claims (7)
第1端末から第2端末に、少なくとも1つの他の端末をデータ中継端末として、データ送信する第1ステップと、
データ中継モードで動作中の上記中継端末において、自端末のアプリケーションプログラムが必要とするリソースが不足状態となったとき、上記データ中継端末から上記第1端末に、該中継端末で中継される送信データの抑制を要求するための制御メッセージを送信する第2ステップと、
上記第1端末が、上記制御メッセージが示す要求内容に従って、上記第2端末宛のデータの送信モードを変更する第3ステップとからなり、
上記制御メッセージの要求内容が、上記アプリケーションプログラムの種別によって異なることを特徴とするデータ送信方法。 In a data transmission method in a network system in which a plurality of terminals are multi-hop connected,
A first step of transmitting data from the first terminal to the second terminal using at least one other terminal as a data relay terminal;
In the above relay terminal operating in the data relay mode, when a resource the application program of its own terminal needs becomes insufficient state, in the first terminal from the data relay terminal, transmitting the data relayed by the relay terminal A second step of sending a control message for requesting suppression ;
The first terminal comprises a third step of changing the transmission mode of data addressed to the second terminal according to the request content indicated by the control message ;
The data transmission method according to claim 1, wherein a request content of the control message differs depending on a type of the application program .
第1端末から第2端末に、少なくとも第3端末をデータ中継端末として、データ送信する第1ステップと、
少なくとも上記第3端末をデータ中継端末として、第4端末から上記第2端末または他の端末にデータ送信する第2ステップと、
データ中継モードで動作中の上記第3端末において、自端末のアプリケーションプログラムが必要とするリソースが不足状態となったとき、上記第3端末から上記第1、第4端末に、中継データ量を抑制するための制御メッセージを送信する第3ステップと、
上記第1、第4端末が、上記制御メッセージの内容に従って、それぞれのデータ送信モードを変更する第4ステップとからなり、
上記制御メッセージの内容が、上記アプリケーションプログラムの種別によって異なることを特徴とするデータ送信方法。 In a data transmission method in a network system in which a plurality of terminals are multi-hop connected,
A first step of transmitting data from the first terminal to the second terminal using at least the third terminal as a data relay terminal;
A second step of transmitting data from the fourth terminal to the second terminal or another terminal using at least the third terminal as a data relay terminal;
In the third terminal operating in the data relay mode, the amount of relay data is suppressed from the third terminal to the first and fourth terminals when the resource required by the application program of the terminal becomes insufficient. A third step of transmitting a control message for
The first and fourth terminals comprise a fourth step of changing the respective data transmission modes according to the content of the control message,
A data transmission method characterized in that the content of the control message varies depending on the type of the application program .
データ中継モードで中継サービスされるデータパケットの送信元アドレスと宛先アドレスとの関係を記憶する第1の管理テーブルと、A first management table storing a relationship between a source address and a destination address of a data packet relayed in the data relay mode;
アプリケーションプログラムの種別と、必要リソース量と、送信データ抑制要求内容との関係を定義した第2の管理テーブルと、A second management table that defines the relationship between the type of application program, the required resource amount, and the content of transmission data suppression request;
自端末でデータ送信要求が発生したとき、上記第1の管理テーブルによって、データ中継モードで動作中か否かを判定し、データ中継モードで動作中の場合、現在の空きリソース量が、上記データ送信要求の発生元となっているアプリケーションプログラムの種別と対応する必要リソース量として上記第2の管理テーブルで指定されたリソース量を満たすか否かを判定し、空きリソースが不足した場合は、上記第2の管理テーブルが示す送信データ抑制要求内容に従って、送信データ抑制要求メッセージを生成し、該送信データ抑制要求メッセージを上記第1の管理テーブルに記憶された送信元アドレス宛てに送信した後、上記データ送信要求で要求されたデータを送信するデータ送信手段とを備えたことを特徴とする端末装置。When a data transmission request is generated in the own terminal, it is determined by the first management table whether or not it is operating in the data relay mode. When operating in the data relay mode, the current free resource amount is It is determined whether or not the resource amount specified in the second management table is satisfied as the required resource amount corresponding to the type of application program that is the source of the transmission request. After generating a transmission data suppression request message according to the transmission data suppression request content indicated by the second management table, and transmitting the transmission data suppression request message to the source address stored in the first management table, A terminal device comprising: data transmission means for transmitting data requested by a data transmission request.
アプリケーションプログラムの種別と、送信抑制要求条件と、送信動作モードとの関係を定義した第3の管理テーブルを備え、
他の端末装置から送信データ抑制要求メッセージを受信したとき、前記データ送信手段が、自端末で送信データの発生元となっているアプリケーションプログラムの種別と、上記送信データ抑制要求メッセージが示す要求内容とに基づいて、上記第3の管理テーブルから変更後の送信動作モードを特定し、該送信動作モードに従って、送信データを抑制することを特徴とする端末装置。 The terminal device according to claim 6,
A third management table that defines the relationship between the type of application program, the transmission suppression request condition, and the transmission operation mode;
When the transmission data suppression request message is received from another terminal device, the data transmission means includes the type of the application program that is the source of transmission data in its own terminal, and the request content indicated by the transmission data suppression request message And a transmission operation mode after the change is specified from the third management table, and transmission data is suppressed according to the transmission operation mode.
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