JP5313100B2 - クラスタヘッド決定方法、該方法を実行するノードおよび制御プログラム - Google Patents
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Description
・自ノードID:IPアドレスなど。各ノードはネットワーク内全ノードでユニークなIDを保持している。
・クラスタ変数(変数C):クラスタを区別するための変数。クラスタ変数の値が同じく、連結の関係があれば同じクラスタに所属する。なお、連結の関係がなければ、クラスタ変数の値が同じであっても、同一のクラスタにならない。
・クラスタヘッドID:自ノードが属しているクラスタのクラスタヘッドのノードID。本IDはノード上で動作するアプリケーションで使用される。具体的なアプリケーション、アプリケーションでの使用方法等は本発明の対象外であるため、記載しない。
・ホップ情報:ホップ情報には自身のノードID、クラスタ変数Cの値、起点からのホップ数の情報が格納され、各ノードが起点となってそれを送出(フラッディング)する。
・ホップ数分散情報:各ノードがホップ情報を集め、そこから計算したホップ数に関する分散の値が格納される。
・クラスタヘッド広告:自分がクラスタヘッドであることを宣言するためのメッセージ。
・ホップ情報転送部11:クラスタヘッドを選出するために手続きとしてホップ情報パケットを他のノード1にフラッディングする。ホップ情報転送部11はホップ情報パケットの中身によって当該情報をさらに転送する(さらなるフラッディングをする)かしないかを判断し、必要なら転送する。
・ホップ情報管理部12:転送したホップ情報に書かれていた情報を記憶しておく。
・クラスタヘッド選出部13:ホップ情報管理部12がもつ情報を元にホップ数の分散を計算し、計算結果(ホップ数分散情報)をブロードキャストする。また、隣接ノードからブロードキャストされたホップ数の分散と自身のホップ数の分散を比較し、自身がクラスタヘッドになるべきかを判断する。さらに、クラスタヘッド選出に関するタイマを制御する。
・クラスタヘッド広告部14:自身がクラスタヘッドであることを宣言するメッセージ(クラスタヘッド広告)をフラッディングする。
・サーバ動作部15:自ノードが唯一のクラスタヘッドとなったときに、特定の機能(サーバ機能)を提供する。本発明では、具体的な動作は対象外なので規定しない。
・sleepタイマ:sleepタイマが動作している期間は、クラスタヘッド選出処理を行わない。つまり、すでにクラスタヘッドが選出された後の状態であり、自身がクラスタヘッドになると宣言した直後、またはクラスタヘッド広告メッセージを受け取った直後にタイマをセットする(セットされる値はSLEEP_INTERVAL秒とする)。このsleepタイマによって定期的にクラスタヘッドの再選出を行う。なお、ノードが起動した直後は即座にクラスタヘッド選出処理を開始する。
・判定待ちタイマ:判定待ちタイマは、sleepタイマ満了後または、前回クラスタヘッドが選出された後はじめてホップ情報を受信したときにタイマをセットする(セットされる値はJUDGE_WAIT秒とする)。判定待ちタイマが満了すると、ホップ数の分散を計算し、隣接ノードに広告する。ただし、判定待ちタイマが満了する前にホップ数分散情報を受け取ると、タイマをJUDGE_WAITにリセットする。
(1)sleepタイマが満了すると、クラスタヘッド選出部13は、ホップ情報転送部11に自ノードのホップ情報を送出するよう指示する。ホップ情報には、自ノードID、クラスタ変数の値、ホップ数を格納する。なお、ホップ数には1をセットする。
(2)ホップ情報を受信したとき、もしsleepタイマによる待ち状態であればsleepタイマを停止する(ホップ情報転送部11からクラスタヘッド選出部13へホップ情報受信の通知を送り、必要ならクラスタヘッド選出部13はsleepタイマを停止する)。sleepタイマを停止した後、上記手順(1)を実施する。
ステップ31:ホップ情報転送部11は、ホップ情報を受信すると、そこに格納されているクラスタ変数と自身のクラスタ変数を比較し、同一であれば受信し次のステップに進む。異なれば破棄し処理を終了する。
ステップ32:さらに、受信したホップ情報のIDがすでにホップ情報管理部12に記録済みならそのホップ情報を破棄し処理を終了する。記録がなければ受理し次のステップに進む。
ステップ33:ホップ情報を受理した場合、判定待ちタイマをJUDGE_WAITにリセットする。また、ホップ情報転送部11からクラスタヘッド選出部13へホップ情報受信の通知を送る(上述の手順(2)に相当する)。
ステップ34:受理したホップ情報に書かれているノードIDとホップ数をホップ情報管理部12に記録する。
ステップ35:受理したホップ情報のホップ数を1増加させ(ノードIDおよびクラスタ変数の値は変更しない)、ホップ情報を転送する。
ステップ41:判定待ちタイマが満了すると、クラスタヘッド選出部13はホップ情報管理部12に記録された情報からホップ数の分散を計算し、計算結果(ホップ数分散情報)をブロードキャストする。ホップ数分散情報には、自ノードのIDとホップ数の分散の値を格納する。なお、当該ホップ数分散情報のブロードキャストはsleepタイマが新たにセットされるまで、つまりクラスタヘッドが選出されるまで定期的に行う(送信間隔はADVERT_INTERVAL秒とする。この値は10秒程度でよいと考えられる)。
ステップ42:クラスタヘッド選出部13は、隣接ノードがブロードキャストしたホップ数分散情報を受信した時は、ノードIDとともに記録する。なお、自ノードの判定待ちタイマが満了していなくても、ホップ数分散情報を受信する可能性があるが、タイマの満了に関係なく、記録を行う。
ステップ43:クラスタヘッド選出部13は、自身に隣接するすべてのノードからホップ数分散情報を受信したら、ステップ42で記録したすべての分散値と自ノードのホップ数の分散を比較する。自ノードのホップ数の分散が最小でなければ、以降は上記ステップ31で示した定期的なブロードキャスト以外は何も行わない。分散の値が最小ならステップ44に進む。
ステップ44:自身がクラスタヘッドになるので、クラスタヘッド選出部13はクラスタヘッド広告部14にクラスタヘッド広告をフラッディングするよう指示する。クラスタヘッド広告14には、自ノードのIDを格納する。
ステップ45:クラスタヘッド選出部13はサーバ動作部15にサーバ動作を開始するよう指示する(もともとクラスタヘッドだった場合は何もしない)。
ステップ46:sleepタイマをセットする。ホップ数の分散値のブロードキャストを停止する。また、ホップ情報管理部12のすべての情報を削除する。
ステップ52:さらに、受信したホップ情報のIDがすでにホップ情報管理部に記録済みならそのホップ情報を破棄する。記録がなければ受理する。上記手順ステップ51と同様、複数のホップ情報が含まれている場合には、IDが記録済みかどうかのチェックはホップ情報ごとに行い、もしすべてのホップ情報を破棄した場合は処理を終了する。
ステップ53:ホップ情報を受理した場合、判定待ちタイマをJUDGE_WAITにリセットする。また、ホップ情報転送部11からクラスタヘッド選出部13へホップ情報受信の通知を送る(上記実施形態のステップ33に相当する)。
ステップ54:受理したホップ情報に書かれているノードIDとホップ数をホップ情報管理部12に記録する。
ステップ55:受理したホップ情報のホップ数を1増加させ、当該ホップ情報をtentative情報として記録する。tentative情報にひとつもホップ情報が記録されていなければ、flooding待ちタイマをセットする(セットする値はFLOODING_WAIT秒とする)。
ステップ56:flooding待ちタイマが満了したら、tentative情報として記録されているすべてのホップ情報をブロードキャストする。ここで、一つ一つのホップ情報はノードIDとホップ数の組であり、複数の組が一回のブロードキャストで送出される。
11 ホップ情報転送部
12 ホップ情報管理部
13 クラスタヘッド選出部
14 クラスタヘッド広告部
15 サーバ動作部
Claims (10)
- ネットワーク内に形成されたクラスタ内のノードが、クラスタヘッドを決定する方法であって、
ノードID、クラスタ変数、および起点からのホップ数を有するホップ情報を他ノードに送信するステップと、
他ノードからホップ情報を受信し、記録するステップと、
前記受信したホップ情報内のホップ数を一定数増加させた後、該ホップ情報を他ノードに転送するステップと、
前記記録されたホップ情報から自ノードのホップ数分散情報を算出するステップと、
前記自ノードのホップ数分散情報を隣接ノードに送信するステップと、
前記自ノードのホップ数分散情報と隣接ノードから送信されたホップ数分散情報に基づき、自ノードがクラスタヘッドになるべきか判断するステップと、
自ノードがクラスタヘッドになると判断した場合、自ノードのノードIDを有するクラスタヘッド広告を他ノードに送信するステップと、
を含むことを特徴とするクラスタヘッドを決定する方法。 - 前記判断するステップは、前記自ノードのホップ数分散情報が、隣接ノードから送信されたホップ数分散情報より低い場合、自ノードがクラスタヘッドになるべきと判断するステップであることを特徴とする請求項1に記載のクラスタヘッドを決定する方法。
- 前記受信し、記録するステップは、既に記録済みのノードIDと異なるノードID、および自ノードと同じクラスタ変数を含むポップ情報を受信し記録することを特徴とする請求項1または2に記載のクラスタヘッドを決定する方法。
- 前記ノードは、前記クラスタヘッド広告を他ノードに送信した後、または前記クラスタヘッド広告を他ノードから受信した後、所定の時間経過後にクラスタヘッドを再度決定することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のクラスタヘッドを決定する方法。
- 前記ホップ数分散情報を算出するステップは、前記ホップ情報を他ノードに送信した後、または前記ホップ情報を他ノードから受信した後、所定の時間経過後に行うことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のクラスタヘッドを決定する方法。
- 前記判断するステップは、隣接ノードのすべてからホップ数分散情報を受信した後に行うことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のクラスタヘッドを決定する方法。
- 前記転送するステップは、前記受信したホップ情報のホップ数を一定数増加させた後、該ホップ情報を記録しておき、所定の時間経過後、記憶されたホップ情報を隣接ノードに転送することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のクラスタヘッドを決定する方法。
- 前記ホップ数分散情報は、他ノードから受信したホップ情報内のホップ数の分散であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のクラスタヘッドを決定する方法。
- ノードID、クラスタ変数、および起点からのホップ数を有するホップ情報を他ノードに送信する、および他ノードからホップ情報を受信し、該ホップ情報内のホップ数を一定数増加させた後、該ホップ情報を他ノードに転送するホップ情報転送部と、
前記他ノードから受信したホップ情報を記録するホップ情報管理部と、
前記記録されたホップ情報から自ノードのホップ数分散情報を算出し、該自ノードのホップ数分散情報を隣接ノードに送信し、該自ノードのホップ数分散情報と隣接ノードから送信されたホップ数分散情報に基づき、自ノードがクラスタヘッドになるべきか判断するクラスタヘッド選出部と、
自ノードがクラスタヘッドになると判断した場合、自ノードのノードIDを有するクラスタヘッド広告を他ノードに送信するクラスタヘッド広告部と、
を備えていることを特徴とするネットワーク内に形成されたクラスタ内のノード。 - ネットワーク内に形成されたクラスタ内のノードを、
ノードID、クラスタ変数、および起点からのホップ数を有するホップ情報を他ノードに送信する手段と、
他ノードからホップ情報を受信し、記録する手段と、
前記受信したホップ情報内のホップ数を一定数増加させた後、該ホップ情報を他ノードに転送する手段と、
前記記録されたホップ情報から自ノードのホップ数分散情報を算出する手段と、
前記自ノードのホップ数分散情報を隣接ノードに送信する手段と、
前記自ノードのホップ数分散情報と隣接ノードから送信されたホップ数分散情報に基づき、自ノードがクラスタヘッドになるべきか判断する手段と、
自ノードがクラスタヘッドになると判断した場合、自ノードのノードIDを有するクラスタヘッド広告を他ノードに送信する手段と、
して機能させ、クラスタヘッドを決定するプログラム。
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---|---|---|---|
JP2009224245A JP5313100B2 (ja) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | クラスタヘッド決定方法、該方法を実行するノードおよび制御プログラム |
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JP2009224245A JP5313100B2 (ja) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | クラスタヘッド決定方法、該方法を実行するノードおよび制御プログラム |
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JP2011076184A JP2011076184A (ja) | 2011-04-14 |
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- 2009-09-29 JP JP2009224245A patent/JP5313100B2/ja not_active Expired - Fee Related
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