JP4482011B2

JP4482011B2 - 通信装置、通信システム及び通信方法

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Publication number: JP4482011B2
Application number: JP2007072703A
Authority: JP
Inventors: 藤健斉; 本圭一寺; 津宏幸会; 間修一久; 島芳樹寺
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2022-07-09
Also published as: JP2007202191A

Description

本発明は、エコーネット等のネットワーク上で所定の制御プロトコルを用いて通信を行う通信装置、通信システム及び通信方法に関する。

近年、冷蔵庫や洗濯機等の白物家電、ＡＶ家電、パーソナルコンピュータ等の情報機器、携帯電話等のモバイル機器などに通信機能を持たせた、いわゆる情報家電の開発が盛んに行われており、各機器ごとにデジタル技術を利用した種々の機能が提案されている。

情報家電の一つの応用がホームネットワークの利用である。ホームネットワークは、家庭内におけるネットワーク技術であり、上述した様々な情報家電同士を相互に接続して通信を行う。

この種のホームネットワーク技術として、特に最近注目を集めているのがインターネット技術である。例えば、音楽配信やホームページ閲覧、電子メール等、次々とホームネットワークユーザにとって魅力的なアプリケーションが開発され、そのユーザ数は増加の一途をたどっている。

一方、ホームネットワークの１つの応用例が設備系ネットワーク、あるいはホームオートメーションとしての利用である。これらのネットワークには、エアコンや照明、白物家電等が接続され、機器の状態監視や遠隔制御等がアプリケーションとして考えられる。

この種の設備系ネットワークの日本におけるデファクトスタンダードになると期待されているのがエコーネットである。エコーネットは、電灯線、ツイストペア線等の様々な物理媒体上で、設備系機器（白物家電等）を制御するためのコマンド、プロトコル、オブジェクト、ＡＰＩ等を規定している（例えば、非特許文献１参照）。このエコーネットは、日本国内の複数の電機メーカを中心に設立されたコンソーシアムがその標準化を担っており、既にバージョン１のスペック等が発行され、商品化も始まろうとしている。
http://www.echonet.or.jp

エコーネットは、それ自体がアドレス体系を持ち、「インターネット」のアドレス体系の上に「エコーネット」のアドレス体系を乗せる、といった工夫を行う必要がある。エコーネットアドレスは論理的なアドレスであるため，機器の電源投入時などに、エコーネットアドレスを決定するための決定手順を行う必要がある。

しかしながら、エコーネットアドレスの決定は、全てのノードが行う必要のある初期化手順であるため、「初期化時に、同じアドレスの使用を希望しているノードが、同時に複数存在する場合にはどうすればよいか」、あるいは、アドレスの決定時のみでなく、例えば特定のサーバを決定する場合に、「同時に複数のノードが、特定のサーバになろうとした場合にどうすればよいか」といった問題を考えておかないと、競合の問題が発生し、最悪の場合、アドレスやサーバの重複、あるいは初期化処理を無限に繰り返すといった事態が発生する可能性がある。

通信のために使用されるアドレスの決定についていえば、たとえば特開２０００−１８３９４１号公報に開示されているような方法も提案されているところである。

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、アドレスの初期化時やサーバ設定時に競合が起こった場合でも、適切な調停機構を持った通信装置、通信システム及び通信方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、ネットワーク上で、所定の制御プロトコルを用いて他の通信装置との間で通信を行う通信装置であって、
前記所定の制御プロトコル上で管理されるアドレスの候補である第１の仮のアドレスを決定する仮アドレス決定部と、
前記第１の仮のアドレスを利用している他の通信装置の有無を確認するために、前記第１の仮のアドレスを含んだアドレス初期化パケットを前記ネットワーク上に同報送信する初期化パケット送信部と、
前記アドレス初期化パケットを同報送信してから第１の所定時間内に、他の通信装置から、前記第１の仮のアドレスと同じアドレスを使用している旨の応答パケット、前記第１の仮のアドレスを含むアドレス初期化パケット、および、前記第１の仮のアドレスを前記他の通信装置のアドレスとして決定するためのアドレス確認パケットのいずれもが受信されなければ、前記第１の仮のアドレスを含んだアドレス確認パケットを前記ネットワーク上に同報送信する確認パケット送信部と、
前記アドレス確認パケットを同報送信してから第２の所定時間内に、他の通信装置から、前記第１の仮のアドレスと同じアドレスを使用している旨の応答パケット、前記第１の仮のアドレスを含むアドレス初期化パケット、および、前記第１の仮のアドレスを前記他の通信装置のアドレスとして決定するためのアドレス確認パケットのいずれもが受信されなければ、前記第１の仮のアドレスを自装置のアドレスとして決定するアドレス決定部と、を備え、
前記確認パケット送信部は、前記第１の所定時間内に、他の通信装置から、前記第１の仮のアドレスと同じアドレスを使用している旨の応答パケット、前記第１の仮のアドレスを含むアドレス初期化パケット、もしくは、前記第１の仮のアドレスを前記他の通信装置のアドレスとして決定するためのアドレス確認パケットのいずれかを受信した場合には、前記第１の仮のアドレスとは異なる第２の仮のアドレスを含んだアドレス確認パケットを前記ネットワーク上に同報送信することを特徴とする通信装置が提供される。

本発明によれば、制御プロトコル上で管理されるアドレスの初期化要求を送信してから所定期間は他の通信装置がアドレス初期化要求を送信できないようにしたため、同一のアドレスに対する初期化要求がネットワーク上で競合しなくなり、各通信装置に対して同一のアドレスを重複して付与するような不具合がおきなくなる。

また、本発明によれば、ある通信装置がアドレスサーバ検出要求パケットを同報送信してから所定時間内は、他の通信装置は同パケットを同報送信しないようにしたため、アドレスサーバ検出要求がネットワーク上で競合しなくなり、アドレスサーバを一意に決定できる。

以下、本発明に係る通信装置、通信システム及び通信方法について、図面を参照しながら具体的に説明する。

以下では、エコーネットプロトコルをインターネットプロトコル（以下、ＩＰ）上にマッピングして、エコーネットプロトコルをＩＰネットワーク上にて稼動する場合を例にとって説明する。なお、ＩＰの具体的種類は特に限定されず、IPv4でも良いし、IPv6でも良い。

本実施形態では、Bluetooth^TMと呼ばれるローカル無線ネットワーク技術により、各ノード（例えば、各種のいわゆる白物家電等や、そのコントローラ等）を接続する構成を例にとって説明する。ここで、Bluetooth^TMとは、低コスト、低消費電力を特徴とするローカル無線ネットワークであり、例えば、http://www.Bluetooth.comを参照されたい。

Bluetooth上では、ＰＡＮ（パーソナルエリアネットワーク）のプロファイルにて、「IP over Bluetooth」の方式が規定されているが、本実施形態では、この方式を用いる場合を例にとって説明する。ここで、ＰＡＮとは、Bluetooth上で定義されるイーサネット（登録商標）エミュレーションの規格であり、この仕組みを用いることにより、イーサネットフレームのやり取りをBluetooth上で行えるようになる。

図１は本発明に係るホームネットワークシステムの一実施形態の概略構成を示すブロック図である。図１のホームネットワークシステムは、Bluetoothを用いて相互に通信を行う基地局（以下、ＰＡＮ基地局とも呼ぶ）１と、複数のエコーネット機器２（図１ではＡ，Ｂ，Ｃ）とを備えている。

基地局（ＰＡＮ基地局ともいう）１は、Bluetoothピコネットのマスターにあたる。本実施形態のBluetooth基地局１は、エコーネットノードではないものとして説明している（ただし、Bluetooth基地局１がエコーネットノードであっても構わない）。

エコーネット機器２は、エコーネットをサポートするものであれば、家電機器、ＡＶ機器、パソコンその他の情報機器など、どのような機器でもよい。

なお、Bluetooth基地局１は、Bluetoothを通して、エコーネット機器２の制御（あるいは監視等）を行う機能を持っていてもよい。また、図示しない他のノードがBluetoothを通して、エコーネット機器２の制御（あるいは監視等）を行う機能を持っていてもよい。

これら全ての機器（図１では、基地局１、機器Ａ，Ｂ，Ｃ）は、それぞれ、ＩＰアドレスを持つ。ＩＰアドレスは、IPv4アドレスでも良いし、IPv6アドレスでも良い。ここでは、ＩＰアドレスは、プライベートアドレス、あるいはリンクローカルアドレスであるとして説明する。プライベートアドレスとは、プライベートなネットワーク空間に限定して使用を許可されたアドレス空間を用いるアドレスであり、他の地域のネットワークとアドレスの重複が起こっても良い。一方、リンクローカルアドレスとは、そのリンク（本例ではBluetooth）上でのみ使うことのできる、特殊なＩＰアドレスである。

プライベートアドレスでは、「プライベートアドレス => グローバルＩＰアドレス」方向の通信は可能であるが、逆方向の通信は不可能である。一方、リンクローカルアドレスでは、グローバルＩＰアドレスとの通信は不可能である。通信を行う双方のアドレスとしてグローバルユニークなＩＰアドレスを与える必要が無い一方、ローカルなネットワーク（リンクネットワーク）上で、ＩＰの特定のアプリケーションを動作させる場合に用いられる方式である。

エコーネットプロトコルは、ローカルネットワークを前提及び対象として開発されたプロトコルであるため、ＩＰ上でも、プライベートアドレス又はリンクローカルアドレスの使用が可能であると共に、これらのアドレスを利用することにより、未然に自宅外からの家電製品、エコーネット稼動範囲への悪意のあるアクセスや間違いアクセスを未然に防ぐことができる。

図２はエコーネット機器２の内部構成の一例を示す図である。図２に示されるように、エコーネット機器２は、Bluetoothにより無線通信するためのBluetoothインタフェース１１と、エコーネットの処理を行うエコーネット処理部１２と、所定のプロトコルの処理を行う他プロトコル処理部１３とを有する。

エコーネット処理部１２は、Bluetoothインタフェース１１とイーサフレームの送受信のやり取りを行うイーサフレーム送受信部２１と、インターネットパケットの送受信のやり取りを行なうインターネット処理部２２と、エコーネット on IP/Bluetoothの初期化処理を行う初期化処理部２３と、エコーネットアドレスとＩＰアドレスとの間のアドレス解決を行うアドレス解決部２４と、ＩＰアドレスとエコーネットアドレスとを対応付けて記憶するアドレステーブル２５と、エコーネットのコマンド処理やミドルウエア処理一般を行うエコーネット制御処理部２６と、液晶画面やタッチパネルやキーボード等からなるユーザインタフェース２７とを有する。

図３はアドレステーブル２５の内部構造の一例を示す図である。図３（ａ）に示すように、本実施形態のアドレステーブル２５は、そのＩＰサブネット（具体的には、そのリンクローカルの空間）内にあるエコーネットノードのＩＰアドレス（本実施形態の場合、プライベートアドレス、又はリンクローカルアドレス）と、そのノードのエコーネットアドレス（のＭＡＣアドレス、またはノードＩＤ（ノード識別子））とを対応付けて記憶する。

また、エコーネット機器２は、図３（ｂ）に示すように、ある時点で他のエコーネット機器２が既に使用しているエコーネットＭＡＣアドレス群を保持するためのテーブルを持つ。

ここで、エコーネットＭＡＣアドレスは、８ビット長の論理的な識別子であり、エコーネット仕様書にてその仕様が定められている。なお、エコーネット仕様書では、ネットＩＤなるネットワーク識別子も定義されているが、本実施形態では、ネットＩＤは固定と考えて、ノード別に割り当てられるノードＩＤ、またはＭＡＣアドレスに着目して説明する。この値も、場合によって異なる値が割り当てられる可能性がある。

図３（ａ）において、添え字の０は、図１のBluetooth基地局１に対応するものを示し、添え字のａ，ｂは、図１のエコーネット機器Ａ，Ｂに対応するものをそれぞれ示している。

なお、本実施形態において、Bluetooth基地局（ＰＡＮ基地局）１がエコーネットノードである場合のBluetooth基地局１の内部構造は、基本的には、エコーネット機器２の内部構造と同様である。ただし、Bluetooth基地局１内のイーサフレーム送受信部２１は、イーサフレームのルーチングを行う機能（イーサフレームルーチング部）を有する。このイーサフレームルーチング部は、受信したイーサフレームが自ノード宛のものであるかどうかを調べ、自ノード宛のものでない場合には宛先へ向けて送信し、自ノード宛のものである場合には、イーサタイプのフィールドを参照するなどして、内部の該当する処理部へ転送する。この場合、エコーネットノードである基地局１のエコーネットＭＡＣアドレスの値を、例えば０や１等の固定値としてもよい。

本実施形態のBluetoothのように、Bluetoothマスターの位置に立つノードは、エコーネットノードとして特別な役割（イーサフレームのルーチングやアドレス解決、初期化処理等）を行うことから、特別なエコーネットＭＡＣアドレスを固定的に割り当てることで処理の簡便化を図ることができる。

以下では、エコーネットＭＡＣアドレス初期化手続きについて説明する。

図４はエコーネットＭＡＣアドレスの初期化シーケンスの一例を示す図、図５はエコーネットＭＡＣアドレスの初期値（仮ＭＡＣアドレス）を決定する処理手順の一例を示す図である。

ここでは、エコーネットＭＡＣアドレスとして、ハードウエアアドレスの一部、例えば自分のBluetoothアドレスの下位８ビットの値を用いる。もし同一サブネット内にハードウエアアドレスの上記一部が重複するノードが存在する場合に、該値を用いるとエコーネットＭＡＣアドレスの値の重複がサブネット内で発生することから、本実施形態では、そのような場合において、下記に説明するような方法で、エコーネットＭＡＣアドレスの重複を回避した上で、自己のエコーネットＭＡＣアドレスを決定する。

ＰＡＮ基地局１がBluetoothのマスター（以下、ＢＴマスター）となっているピコネットに、当初、エコーネット機器Ａとエコーネット機器Ｂとが所属しているとする。つまり、このピコネットには、機器Ａと機器Ｂの２つのエコーネットノードがこの時点では存在しているものとする。このような状態で、エコーネット機器Ｃがこのピコネットに加わろうとする場合を例にとって説明する。

図５に示すように、エコーネット機器Ｃは、前回稼動時のＭＡＣアドレスを保持しているか否かを判断し（ステップＳ５１）、保持していれば、前回利用したＭＡＣアドレスを仮ＭＡＣアドレスとし（ステップＳ５２）、保持していなければ、自己のハードウェアアドレスの下位８ビットを仮ＭＡＣアドレスとする（ステップＳ５３）。

図４では、前回利用したエコーネットＭＡＣアドレスの値を仮ＭＡＣアドレスとする例を説明する（ステップＳ１）。

エコーネット機器Ｃは、上記のハードウエアアドレスの下位８ビットの値を含むＭＡＣアドレス初期化要求パケットを、ローカルリンクにブロードキャスト（エコーネットノードに割当てられたＩＰマルチキャストアドレスでもよい）して、該エコーネットアドレスの値の重複を調査する（ステップＳ２〜Ｓ４）。ネットワーク内での電波状態や、受信ノードの状態などにより、このパケットが届かないことを未然に防止するために、このパケットは複数回送信しても良い。本実施例の場合、２回送信している場合を図示している（ステップＳ５〜Ｓ７）。

このＭＡＣアドレス初期化要求パケットには、３つの意味が存在する。１つ目は、ネットワーク上に存在するＭＡＣアドレスサーバを検出するための意味である。ここで、ＭＡＣアドレスサーバとは、要求に応じてＭＡＣアドレスの値の付与を行なうサーバノードであり、その詳細は後述する第２の実施形態を参照されたい。２つ目は、ネットワーク上に自己の仮ＭＡＣアドレスの値を利用しようとしているノードが存在するかどうかを検査するための意味である。３つ目は、ネットワーク上のエコーネット機器２のＩＰアドレス、エコーネットＭＡＣアドレス及びハードウエアアドレスの対応関係を知るための意味である。

エコーネット機器Ｃが送信したＭＡＣアドレス初期化要求または後述するＭＡＣアドレス確認要求のパケットを受信した他のノードは、ＭＡＣアドレス初期化要求をＴ２＋ランダム時間送出しないようにする（ステップＳ８，Ｓ９）。エコーネット機器Ｃは、他に同一ＭＡＣアドレスを使用しているエコーネットノードが存在したり、他のエコーネット機器Ａ，Ｂからの、同一ＭＡＣアドレスに関するＭＡＣアドレス初期化要求や、ＭＡＣアドレス確認要求を受信しない限り、上述したＴ２＋ランダム時間内に、仮ＭＡＣアドレスを自己のＭＡＣアドレスとして確定する。

これにより、ＭＡＣアドレス決定の際の振動を未然に防止できる。すなわち、ある機器Ｐが、特定のＭＡＣアドレスを利用しようとしている場合に、他の機器Ｑが、その特定のＭＡＣアドレスの利用権を奪ったり、逆に、他の機器ＱのＭＡＣアドレスの利用権を機器Ｐが奪ったりの繰り返しを防止できる。

ネットワーク上の全ノードがＭＡＣアドレス初期化要求パケットの受信に同時に応答すると、送信ノード（エコーネット機器Ｃ）にて輻輳が生じてしまう。そこで、各エコーネット機器Ａ，Ｂ，Ｃは、自分のエコーネットＭＡＣアドレスの値に時間Ｔ１を掛け合わせた値の時間を待って、ＭＡＣアドレス初期化要求に対する応答を返送することで、エコーネット機器Ｃで受信される信号の輻輳を未然に防止する（ステップＳ１０，Ｓ１１）。

ステップＳ１０，Ｓ１１で規定される時間を経た後、ＭＡＣアドレス初期化要求パケットを受信したエコーネット機器２は、ＭＡＣアドレス初期化応答パケットを利用して、自己のＭＡＣアドレスを返答する（ステップＳ１２〜Ｓ１５）。このとき、ＩＰアドレス、ハードウエアアドレスも同時に返答する。自己のＭＡＣアドレスを返答する理由は、上述した２つ目及び３つ目の理由、すなわち、ネットワーク上に自己の仮ＭＡＣアドレスの値を利用しようとしているノードが存在するかどうかを検査するためと、３つ目は、ネットワーク上のエコーネット機器２のＩＰアドレス、エコーネットＭＡＣアドレス及びハードウエアアドレスの対応関係を知るためである。

なお、このＭＡＣアドレス初期化応答パケットには、「利用してはいけないＭＡＣアドレスの値」が搭載されていても良い。図中では「使用中ＭＡＣアドレス」として記してある。この値は、このパケットを送信しているノードが現在把握している、ネットワーク上のエコーネットノードのＭＡＣアドレスや、一定時間以内に稼動していたエコーネットノードのＭＡＣアドレス（その時点で稼動していなくても良い）の値が搭載されていても良い。なお、その時点で稼動していないエコーネットノードのＭＡＣアドレスを搭載しておく場合には、非稼動を確認してから一定時間以上経過したＭＡＣアドレスについては、「使用中ＭＡＣアドレス」の値として搭載してはならない。

エコーネット機器Ｃは、問い合わされた値と同一のエコーネットＭＡＣアドレス（ノードＩＤ）を使用している旨を示すＭＡＣアドレス初期化応答パケットが一定時間（Ｔ２時間）返送されなければ、重複がないと判断して、仮ＭＡＣアドレスの値を使っているノードの有無を再度確認するためのＭＡＣアドレス確認要求パケットをネットワークに同報する（ステップＳ１７）。ここで、このＭＡＣアドレス確認要求パケットに応答パケットが、更に一定時間（Ｔ２時間）転送されなければ、ネットワーク内にＭＡＣアドレスの重複は無いと判断して、仮ＭＡＣアドレスの値を、自装置が使用するエコーネットＭＡＣアドレス（ノードＩＤ）として決定する（ステップＳ１９）。この判断は、最後のＭＡＣアドレス初期化要求パケットを送信してから、Ｔ２時間、待った後に行う（ステップＳ１８）。ここで、Ｔ２の値は、ネットワーク上に存在しえるエコーネット機器２の最大数とＴ１時間の積の値である。

図６はエコーネット機器Ｃが送信した仮ＭＡＣアドレスと同じアドレスを他のエコーネット機器がすでに使用している場合の処理手順を示す図である。

図６のステップＳ６１〜Ｓ７４では、図４のステップＳ１〜Ｓ６、Ｓ１０〜Ｓ１６と同様の処理を行う。ただし、ステップＳ６１では、エコーネット機器ＡのエコーネットＭＡＣアドレスであるＭＡＣａを仮ＭＡＣアドレスとする。

エコーネット機器Ｃは、他のノード（エコーネット機器Ａ）が同一のＭＡＣアドレスを利用中であることを認識すると（ステップＳ７５）、使用していないアドレスから自己の仮ＭＡＣアドレスを決定する（ステップＳ７６）。ここでは、ＭＡＣｃを仮ＭＡＣアドレスとして決定するものとする。

次に、ＭＡＣアドレスの確認要求を２回にわたって他のノード（エコーネット機器Ａ，Ｂ）にブロードキャストする（ステップＳ７７〜Ｓ８２）。次に、一定時間Ｔ２待機した後（ステップＳ８３）、ＭＡＣｃが使用されていないことを確認し、自己のエコーネットＭＡＣアドレスをＭＡＣｃに決定する（ステップＳ８４）。

一方、エコーネット機器Ｃについても、仮ＭＡＣアドレス＝ＭＡＣｃについてのＭＡＣアドレス初期化要求を送信して、Ｔ２時間以内に、ネットワーク上の他のノードから、「仮ＭＡＣアドレス＝ＭＡＣｃについての、ＭＡＣアドレス初期化要求、またはＭＡＣアドレス確認要求（後述）」を受信することがある。この場合には、エコーネット機器Ｃが、送信したＭＡＣアドレス初期化要求を取り下げ、Ｔ２＋ランダム時間以上待った後に、再びＭＡＣアドレス初期化要求の送信のステップから、これを行い直す必要がある。この際に選択する新しい仮ＭＡＣアドレスは、ＭＡＣアドレスの重複の確率を未然に下げるために、先に選択した値とは別の値を選択することが望ましい。また、Ｔ２時間待っている間に受信した、ＭＡＣアドレス初期化要求や、ＭＡＣアドレス確認要求（後述）で要求されている仮ＭＡＣアドレスについても、この値を新しい仮ＭＡＣアドレスとして使用することは避けることとする。

図７は上述した図４〜図６の処理手順をまとめた状態遷移図である。まず、図５のアルゴリズムに従って仮ＭＡＣアドレスを決定し（ステップＳ９１）、ランダムな時間待機する（ステップＳ９２）。その後、ＭＡＣアドレスの初期化要求を送出し（ステップＳ９３）、時間Ｔ２待機する（ステップＳ９４）。

他のノードが同一ＭＡＣアドレスを使用している旨のＭＡＣアドレス初期化応答を受信すると、仮ＭＡＣアドレスを変更し（ステップＳ９６）、ＭＡＣアドレスの確認要求を送出する（ステップＳ９７）。

その後、時間Ｔ２待機し（ステップＳ９８）、待機している間に他のノードが同一ＭＡＣアドレスを使用している旨のＭＡＣアドレス確認応答を受信すると、ステップＳ９６〜Ｓ９８の処理を繰り返す。一方、ステップＳ９７で時間Ｔ２待機しても、他のノードから同一のＭＡＣアドレスを使用している旨の確認応答がなかった場合には、仮ＭＡＣアドレスをＭＡＣアドレスとして決定する（ステップＳ９９）。

図７の状態遷移図からわかるように、他のノードから同一のＭＡＣアドレスを使用している旨の確認応答がある限り、仮ＭＡＣアドレスを繰り返し変更するため、この処理の最中は仮ＭＡＣアドレスを内部のメモリ領域などに記憶しておくのが望ましい。

このように、第１の実施形態では、ネットワーク上の他のノードがＭＡＣアドレスの初期化要求を受信してから所定期間は、アドレス初期化要求を送信できないようにしたため、同一のＭＡＣアドレスに対する初期化要求が競合しなくなり、アドレスが重複して付与されるような不具合が生じなくなる。また、ＭＡＣアドレス初期化要求、またはＭＡＣアドレス確認要求のパケットを、同一のＭＡＣアドレスについて送信するノードが同時に存在した場合に、これを受け取った少なくとも一方のノード（あるいは両方のノード）は、上記の通り、ＭＡＣアドレス決定手順を一時中断し、所定時間はアドレス初期化要求を送信できないようにしたため、その間にもう一方のノードのＭＡＣアドレスは確定することが期待され、もってＭＡＣアドレス決定の際の振動を未然に防ぐことが可能になる。

また、アドレス初期化要求を受信した各ノードは、この要求を受信してから、自己のＭＡＣアドレス値×所定時間Ｔ１が経過するまでは、アドレス初期化応答を送信しないようにしたため、複数の応答が競合して受信されるような不具合を防止できる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、ＭＡＣアドレスサーバを決定する場合の競合を防止するものである。

第２の実施形態のエコーネットは、エコーネットＭＡＣアドレスの付与を要求したエコーネットノードに対して、該アドレスを付与する権限をもつノードが存在する。このようなノードはＭＡＣアドレスサーバと呼ばれる。

ＭＡＣアドレスサーバが存在する場合には，第１の実施形態のＭＡＣアドレス初期化要求パケットを受信したＭＡＣアドレスサーバが、そのＭＡＣアドレス初期化要求パケットを送信したノードに対して、そのノード（本実施形態の場合はエコーネット機器Ｃ）が利用するべきＭＡＣアドレスの値を返す。このＭＡＣアドレスサーバは、１つのネットワーク（エコ−ネットサブネット内）に高々１つしか存在しないものとしても良い。

以下では、このＭＡＣアドレスサーバに、ネットワーク上の任意のノードがなろうとした場合の処理手順について説明する。図８はあるノード（ここでは、エコーネット機器Ｃ）がＭＡＣアドレスサーバになろうとする場合の処理手順を示す図である。

ＭＡＣアドレスサーバになることを希望するノード（Ｓ１１１）は、まず、ネットワーク内にＭＡＣアドレスサーバが既に存在しているかどうかを確認するために、ＭＡＣアドレスサーバ検出要求パケットを、複数回ブロードキャストする（Ｓ１１２〜Ｓ１１７）。

この時点で、既にＭＡＣアドレスサーバになっているノードは、このパケットに対して、ユニキャスト（またはブロードキャスト）で応答し、既にＭＡＣアドレスサーバがこのネットワーク内にあることを通知する。このパケットを受信したエコーネット機器Ｃは、ＭＡＣアドレスサーバになるのを、この時点であきらめる。

一方、時間Ｔ３待機し、ＭＡＣアドレスサーバからの「ＭＡＣアドレスサーバ検出応答」が無い場合、サブネット内にＭＡＣアドレスサーバが存在しないものと判断する（Ｓ１１８）。その場合、そのノードは、ＭＡＣアドレスサーバになる権利を得たものとし、その旨をサブネット内に通知し（ステップＳ１１９）、ＭＡＣアドレスサーバ通知パケットを、ネットワーク内に複数回（本実施例では３回）ブロードキャストする（Ｓ１２０〜Ｓ１２８）。

ここで、このＭＡＣアドレスサーバ検出要求パケットを受け取った他ノードは、ＭＡＣアドレスサーバになること、即ち、ＭＡＣアドレスサーバ検出要求パケットを送信することを、Ｔ３＋ランダム時間送出することが出来ないこととする（Ｓ１２９，Ｓ１３０）。この時間内に、エコーネット機器Ｃは、ＭＡＣアドレスサーバになる場合は、ＭＡＣアドレスサーバ通知パケットを送信することができる。このようにすることにより、ＭＡＣアドレスサーバ決定の際の振動（ある機器ＰがＭＡＣアドレスサーバになろうとして、ＭＡＣアドレスサーバ検出要求パケットを送信した後に、他の機器Ｑが、やはりＭＡＣアドレスサーバになろうとして、ＭＡＣアドレスサーバ検出要求パケットを送信し、機器Ｐの権利を奪う。更に、その後、機器Ｐが機器Ｑの権利を奪う。これが繰り返されること）を未然に防ぐことが可能になる。

ここで、エコーネット機器Ｃが、あるＭＡＣアドレスサーバ検出要求を送信した時に、ネットワーク上の別のノードが送信したＭＡＣアドレスサーバ検出要求を受信する場合がある。例えば、２つ以上のノードが、同時にＭＡＣアドレスサーバになろうとしている場合等である。この場合についても、エコーネット機器Ｃは、送信したＭＡＣアドレスサーバ検出要求パケットを取り下げ、Ｔ３＋ランダム時間以上、待った後に、再びＭＡＣアドレスサーバ検出要求の送信のステップから、これを行い直す必要がある。以上の処理を経て、エコーネット機器Ｃは、ＭＡＣアドレスサーバとなる。

このように、第２の実施形態では、ＭＡＣアドレスサーバ検出要求を受信してから、所定時間Ｔ３＋ランダム時間を経過するまでは、ＭＡＣアドレスサーバ検出要求の送信を禁止するため、複数のＭＡＣアドレスサーバ検出要求がエコーネット上で競合しなくなり、ＭＡＣアドレスサーバを一意に決定できる。

以上では、ネットワークに接続された機器の制御のためのプロトコルとして、エコーネットプロトコルを用いたが、これに限定されるものではなく、本発明は、他の種々の制御プロトコルについて適用可能である。

また、以上では、ローカルエリアネットワークとしてBluetoothあるいはＩＰ（IP over Bluetooth）を例にとったが、他の方式のネットワークであっても本発明は適用可能である。

また、以上では、ローカルエリアネットワークとしてホームネットワークを例にとって説明したが、もちろん、企業内網など他のローカルネットワークであっても本発明は同様に適用可能である。

上述した通信装置は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、通信装置の機能を実現するプログラムをフロッピーディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の携帯可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。

また、上述した通信装置の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。

なお、この発明の実施の形態で例示した構成は一例であって、それ以外の構成を排除する趣旨のものではなく、例示した構成の一部を他のもので置き換えたり、例示した構成の一部を省いたり、例示した構成に別の機能あるいは要素を付加したり、それらを組み合わせたりすることなどによって得られる別の構成も可能である。また、例示した構成と論理的に等価な別の構成、例示した構成と論理的に等価な部分を含む別の構成、例示した構成の要部と論理的に等価な別の構成なども可能である。また、例示した構成と同一もしくは類似の目的を達成する別の構成、例示した構成と同一もしくは類似の効果を奏する別の構成なども可能である。

また、この発明の実施の形態で例示した各種構成部分についての各種バリエーションは、適宜組み合わせて実施することが可能である。

また、この発明の実施の形態は、個別装置としての発明、関連を持つ２以上の装置についての発明、システム全体としての発明、個別装置内部の構成部分についての発明、またはそれらに対応する方法の発明等、種々の観点、段階、概念またはカテゴリに係る発明を包含・内在するものである。

従って、この発明の実施の形態に開示した内容からは、例示した構成に限定されることなく発明を抽出することができるものである。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において種々変形して実施することができる。

本発明に係るホームネットワークシステムの一実施形態の概略構成を示すブロック図。エコーネット機器の内部構成の一例を示す図。アドレステーブルの内部構造の一例を示す図。エコーネットＭＡＣアドレスの初期化シーケンスの一例を示す図。エコーネットＭＡＣアドレスの初期値（仮ＭＡＣアドレス）を決定する処理手順の一例を示す図。エコーネット機器Ｃが送信した仮ＭＡＣアドレスと同じアドレスを他のエコーネット機器がすでに使用している場合の処理手順を示す図。図４〜図６の処理手順をまとめた状態遷移図。あるノードがＭＡＣアドレスサーバになろうとする場合の処理手順を示す図。

符号の説明

１ＰＡＮ基地局
２エコーネット機器
１１ Bluetoothインタフェース
１２エコーネット処理部
１３他プロトコル処理部
２１イーサフレーム送受信部
２２インターネット処理部
２３初期化処理部
２４アドレス解決部
２５アドレステーブル
２６エコーネット制御処理部
２７ユーザインタフェース

Claims

ネットワーク上で、所定の制御プロトコルを用いて他の通信装置との間で通信を行う通信装置であって、
前記所定の制御プロトコル上で管理されるアドレスの候補である第１の仮のアドレスを決定する仮アドレス決定部と、
前記第１の仮のアドレスを利用している他の通信装置の有無を確認するために、前記第１の仮のアドレスを含んだアドレス初期化パケットを前記ネットワーク上に同報送信する初期化パケット送信部と、
前記アドレス初期化パケットを同報送信してから第１の所定時間内に、他の通信装置から、前記第１の仮のアドレスと同じアドレスを使用している旨の応答パケット、前記第１の仮のアドレスを含むアドレス初期化パケット、および、前記第１の仮のアドレスを前記他の通信装置のアドレスとして決定するためのアドレス確認パケットのいずれもが受信されなければ、前記第１の仮のアドレスを含んだアドレス確認パケットを前記ネットワーク上に同報送信する確認パケット送信部と、
前記アドレス確認パケットを同報送信してから第２の所定時間内に、他の通信装置から、前記第１の仮のアドレスと同じアドレスを使用している旨の応答パケット、前記第１の仮のアドレスを含むアドレス初期化パケット、および、前記第１の仮のアドレスを前記他の通信装置のアドレスとして決定するためのアドレス確認パケットのいずれもが受信されなければ、前記第１の仮のアドレスを自装置のアドレスとして決定するアドレス決定部と、を備え、
前記確認パケット送信部は、前記第１の所定時間内に、他の通信装置から、前記第１の仮のアドレスと同じアドレスを使用している旨の応答パケット、前記第１の仮のアドレスを含むアドレス初期化パケット、もしくは、前記第１の仮のアドレスを前記他の通信装置のアドレスとして決定するためのアドレス確認パケットのいずれかを受信した場合には、前記第１の仮のアドレスとは異なる第２の仮のアドレスを含んだアドレス確認パケットを前記ネットワーク上に同報送信することを特徴とする通信装置。
前記仮アドレス決定部は、前回使用したアドレスを保持している場合には、このアドレスを前記第１の仮のアドレスとして用い、それ以外の場合には、自装置のハードウェアアドレスの一部を前記第１の仮のアドレスとして用いることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
前記アドレス決定部は、前記確認パケット送信部が前記第２の仮のアドレスを含んだアドレス確認パケットを同報送信してから前記第２の所定時間内に、他の通信装置から、前記第２の仮のアドレスと同じアドレスを使用している旨の応答パケット、前記第２の仮のアドレスを含むアドレス初期化パケット、および、前記第２の仮のアドレスを前記他の通信装置のアドレスとして決定するためのアドレス確認パケットのいずれもが受信されなければ、前記第２の仮のアドレスを自装置のアドレスとして決定することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
他の通信装置から送信されたアドレス初期化パケットまたはアドレス確認パケットを受信してから、自装置のアドレス値に相関する時間を経過した後、前記他の通信装置から送信されたアドレス初期化パケットまたはアドレス確認パケットに対する応答パケットを送信する応答パケット送信部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
前記自装置のアドレス値に相関する時間は、自装置のアドレス値に所定時間を掛け合わせた時間に応じて決まることを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
前記アドレス初期化パケット及び前記アドレス確認パケットの少なくとも一方は、ネットワーク上に複数回同報送信されることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
前記所定の制御プロトコルはエコーネットのプロトコルであることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
複数の通信装置がネットワーク上で所定の制御プロトコルを用いて互いに通信を行う通信システムであって、
前記複数の通信装置のうち少なくとも一つは、
前記所定の制御プロトコル上で管理されるアドレスの候補である第１の仮のアドレスを決定する仮アドレス決定部と、
前記第１の仮のアドレスを利用している他の通信装置の有無を確認するために、前記第１の仮のアドレスを含んだアドレス初期化パケットを前記ネットワーク上に同報送信する初期化パケット送信部と、
前記アドレス初期化パケットを同報送信してから第１の所定時間内に、他の通信装置から、前記第１の仮のアドレスと同じアドレスを使用している旨の応答パケット、前記第１の仮のアドレスを含むアドレス初期化パケット、および、前記第１の仮のアドレスを前記他の通信装置のアドレスとして決定するためのアドレス確認パケットのいずれもが受信されなければ、前記第１の仮のアドレスを含んだアドレス確認パケットを前記ネットワーク上に同報送信する確認パケット送信部と、
前記アドレス確認パケットを同報送信してから第２の所定時間内に、他の通信装置から、前記第１の仮のアドレスと同じアドレスを使用している旨の応答パケット、前記第１の仮のアドレスを含むアドレス初期化パケット、および、前記第１の仮のアドレスを前記他の通信装置のアドレスとして決定するためのアドレス確認パケットのいずれもが受信されなければ、前記第１の仮のアドレスを自装置のアドレスとして決定するアドレス決定部とを備え、
前記確認パケット送信部は、前記第１の所定時間内に、他の通信装置から、前記第１の仮のアドレスと同じアドレスを使用している旨の応答パケット、前記第１の仮のアドレスを含むアドレス初期化パケット、もしくは、前記第１の仮のアドレスを前記他の通信装置のアドレスとして決定するためのアドレス確認パケットのいずれかを受信した場合には、前記第１の仮のアドレスとは異なる第２の仮のアドレスを含んだアドレス確認パケットを前記ネットワーク上に同報送信することを特徴とする通信システム。
前記所定の制御プロトコルはエコーネットのプロトコルであることを特徴とする請求項８に記載の通信システム。
複数の通信装置がネットワーク上で所定の制御プロトコルを用いて互いに通信を行う通信方法であって、
前記所定の制御プロトコル上で管理されるアドレスの候補である第１の仮のアドレスを決定し、
前記第１の仮のアドレスを利用している他の通信装置の有無を確認するために、前記第１の仮のアドレスを含んだアドレス初期化パケットを前記ネットワーク上に同報送信し、前記アドレス初期化パケットを同報送信してから第１の所定時間内に、他の通信装置から、前記第１の仮のアドレスと同じアドレスを使用している旨の応答パケット、前記第１の仮のアドレスを含むアドレス初期化パケット、および、前記第１の仮のアドレスを前記他の通信装置のアドレスとして決定するためのアドレス確認パケットのいずれもが受信されなければ、前記第１の仮のアドレスを含んだアドレス確認パケットを前記ネットワーク上に同報送信し、
前記アドレス確認パケットを同報送信してから第２の所定時間内に、他の通信装置から、前記第１の仮のアドレスと同じアドレスを使用している旨の応答パケット、前記第１の仮のアドレスを含むアドレス初期化パケット、および、前記第１の仮のアドレスを前記他の通信装置のアドレスとして決定するためのアドレス確認パケットのいずれもが受信されなければ、前記第１の仮のアドレスを自装置のアドレスとして決定し、
前記第１の所定時間内に、他の通信装置から、前記第１の仮のアドレスと同じアドレスを使用している旨の応答パケット、前記第１の仮のアドレスを含むアドレス初期化パケット、もしくは、前記第１の仮のアドレスを前記他の通信装置のアドレスとして決定するためのアドレス確認パケットのいずれかを受信した場合には、前記第１の仮のアドレスとは異なる第２の仮のアドレスを含んだアドレス確認パケットを前記ネットワーク上に同報送信することを特徴とする通信方法。
前記所定の制御プロトコルはエコーネットのプロトコルであることを特徴とする請求項１０に記載の通信方法。