JP4947106B2 - 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
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 (9)
- 通信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、
前記ノード装置を識別可能であり、桁が複数ある値により構成される識別情報が前記ノード装置に割り当てられ、
分散ハッシュテーブルを用いて、前記複数のノード装置の中の一部のノード装置の宛先を示す宛先情報を記憶する記憶手段であり、
前記識別情報の桁数に対応する数のレベルがあり、
前記識別情報が取りうる値の範囲を、各桁の値として取りうる値の総数に基づいて分割してなる複数の分割エリアが、前記レベルのうち最上位のレベルである第1レベルと対応付けられ、
上位の前記レベルに対応する複数の分割エリアのうち、前記記憶手段を備えるノード装置自身に割り当てられた前記識別情報が含まれる分割エリアをさらに前記総数に基づいて分割してなる複数の分割エリアが下位の前記レベルと対応付けられ、前記分散ハッシュテーブルとして、各前記レベルに対応する各前記分割エリアの夫々に含まれる前記識別情報が示すノード装置の前記宛先情報を用いて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された宛先情報のうち少なくとも1つの宛先情報を決定し、決定された宛先情報が示すノード装置に向けて送信すべき主情報を送信する情報送信手段と、
他のノード装置から前記主情報を受信した場合には、前記記憶手段に記憶された宛先情報のうち少なくとも1つの宛先情報を決定し、決定された宛先情報が示すノード装置に向けて受信した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1に記載のノード装置において、
前記識別情報が取りうる値の範囲を、各桁の値として取りうる値の総数に基づいて等分割してなる複数の分割エリアが前記第1レベルと対応付けられ、
上位の前記レベルに対応する複数の分割エリアのうち、前記記憶手段を備えるノード装置自身に割り当てられた前記識別情報が含まれる分割エリアをさらに前記総数に基づいて等分割してなる複数の分割エリアが下位の前記レベルと対応付けられ、
前記記憶手段は、前記分散ハッシュテーブルとして、各前記レベルに対応する各前記分割エリアの夫々に含まれる前記識別情報が示すノード装置の前記宛先情報を用いて記憶することを特徴とするノード装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のノード装置であって、
前記情報送信手段は、前記レベルを示す送信レベル特定値と、前記記憶手段を備えるノード装置の前記識別情報とを前記主情報に付し、前記送信レベル特定値が示すレベルに対応する前記分割エリアに対応する前記宛先情報を決定し、決定された前記宛先情報が示すノード装置に向けて送信すべき主情報を送信し、
前記情報転送手段は、他の前記ノード装置から受信した前記主情報に付された前記送信レベル特定値と前記識別情報とに示される前記識別情報の範囲が前記記憶手段を備えるノード装置を含む場合、前記送信レベル特定値を次のレベルを示す前記送信レベル特定値に変換し、変換後の前記送信レベル特定値と、前記記憶手段を備えるノード装置の前記識別情報とを前記主情報に付し、且つ、変換後の前記送信レベル特定値が示すレベルに対応する前記分割エリアに対応する前記宛先情報が示す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、前記記憶手段が前記宛先情報を記憶していない前記分割エリアに前記識別情報が含まれる前記ノード装置である記憶外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に付された前記送信レベル特定値と前記識別情報とに示される前記識別情報の範囲が前記記憶手段を備える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、当該主情報が前記記憶手段を備える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、前記記憶外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。 - 請求項3又請求項4に記載のノード装置であって、
前記情報転送手段は、前記変換後の送信レベル特定値が前記レベルの総数と等しくなった場合には、受信した前記主情報を他の前記ノード装置に送信しないことを特徴とするノード装置。 - 通信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、
前記ノード装置を識別可能であり、桁が複数ある値により構成される識別情報が前記ノード装置に割り当てられ、
分散ハッシュテーブルを用いて、前記複数のノード装置の中の一部のノード装置の宛先を示す宛先情報を記憶する記憶手段であり、
前記識別情報の桁数に対応する数のレベルがあり、
前記識別情報が取りうる値の範囲を、各桁の値として取りうる値の総数に基づいて分割してなる複数の分割エリアが、前記レベルのうち最上位のレベルである第1レベルと対応付けられ、
上位の前記レベルに対応する複数の分割エリアのうち、前記記憶手段を備えるノード装置自身に割り当てられた前記識別情報が含まれる分割エリアをさらに前記総数に基づいて分割してなる複数の分割エリアが下位の前記レベルと対応付けられ、前記分散ハッシュテーブルとして、各前記レベルに対応する各前記分割エリアの夫々に含まれる前記識別情報が示すノード装置の前記宛先情報を用いて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された宛先情報のうち少なくとも1つの宛先情報を決定し、決定された宛先情報が示すノード装置に向けて送信すべき主情報を送信する情報送信手段と、
他のノード装置から前記主情報を受信した場合には、前記記憶手段に記憶された宛先情報のうち少なくとも1つの宛先情報を決定し、決定された宛先情報が示すノード装置に向けて受信した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、
前記ノード装置を識別可能であり、桁が複数ある値により構成される識別情報が前記ノード装置に割り当てられ、
分散ハッシュテーブルを用いて、前記複数のノード装置の中の一部のノード装置の宛先を示す宛先情報を記憶する記憶手段であり、
前記識別情報の桁数に対応する数のレベルがあり、
前記識別情報が取りうる値の範囲を、各桁の値として取りうる値の総数に基づいて分割してなる複数の分割エリアが、前記レベルのうち最上位のレベルである第1レベルと対応付けられ、
上位の前記レベルに対応する複数の分割エリアのうち、前記記憶手段を備えるノード装置自身に割り当てられた前記識別情報が含まれる分割エリアをさらに前記総数に基づいて分割してなる複数の分割エリアが下位の前記レベルと対応付けられ、前記分散ハッシュテーブルとして、各前記レベルに対応する各前記分割エリアの夫々に含まれる前記識別情報が示すノード装置の前記宛先情報を用いて記憶する記憶手段に記憶された宛先情報のうち少なくとも1つの宛先情報を決定し、決定された宛先情報が示すノード装置に向けて送信すべき主情報を送信する情報送信工程と、
他のノード装置から前記主情報を受信した場合には、前記記憶手段に記憶された宛先情報のうち少なくとも1つの宛先情報を決定し、決定された宛先情報が示すノード装置に向けて受信した前記主情報を送信する情報転送工程と、
を有することを特徴とする情報通信方法。 - コンピュータを、請求項1乃至5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のプログラムであって、
前記ノード装置を識別可能であり、桁が複数ある値により構成される識別情報が前記ノード装置に割り当てられ、
前記ノード装置に含まれるコンピュータを、
分散ハッシュテーブルを用いて、前記複数のノード装置の中の一部のノード装置の宛先を示す宛先情報を記憶する記憶手段であり、
前記識別情報の桁数に対応する数のレベルがあり、
前記識別情報が取りうる値の範囲を、各桁の値として取りうる値の総数に基づいて分割してなる複数の分割エリアが、前記レベルのうち最上位のレベルである第1レベルと対応付けられ、
上位の前記レベルに対応する複数の分割エリアのうち、前記記憶手段を備えるノード装置自身に割り当てられた前記識別情報が含まれる分割エリアをさらに前記総数に基づいて分割してなる複数の分割エリアが下位の前記レベルと対応付けられ、前記分散ハッシュテーブルとして、各前記レベルに対応する各前記分割エリアの夫々に含まれる前記識別情報が示すノード装置の前記宛先情報を用いて記憶する記憶手段に記憶された宛先情報のうち少なくとも1つの宛先情報を決定し、決定された宛先情報が示すノード装置に向けて送信すべき主情報を送信する情報送信ステップと、
他のノード装置から前記主情報を受信した場合には、前記記憶手段に記憶された宛先情報のうち少なくとも1つの宛先情報を決定し、決定された宛先情報が示すノード装置に向けて受信した前記主情報を送信する情報転送ステップと、
を実行させるノード装置のプログラム。
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