JP5604415B2 - ネットワークシステム及びネットワーク構築方法、端末 - Google Patents
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Description
また上述の特許文献2の技術は、経路の複数化により通信品質の向上と安定化を図る技術であるが、主経路にも、代替経路にも、ネットワークを構成する全ての端末を通過する経路を構築することができない。
図1は本実施形態によるネットワークシステムの概要を示す図である。
この図において符号Aは端末である。そしてネットワークシステムは複数の端末Aにより構成されている。当該ネットワークシステムは、それら複数の端末Aが無線を用いて環状に通信接続することにより、各端末Aが一方向のみを通信可能方向とする環状ネットワークを構成している。当該一方向のみを通信可能方向とする通信接続とは、端末が行うデータ処理に必要な情報の送信を、通信制御において一方向のみに送信することが定義されている通信接続のことである。従って、例えば環状ネットワークの通信接続維持のための制御の通信については双方向であってよい。
この図において符号Aは端末である。端末Aは、図2に示すように、ユーザインタフェース11、制御部12、端末特定通信部13、第1無線通信部14、ネットワーク管理部15、記憶部16、迂回経路管理部17、第2無線通信部18、エミュレート部19を少なくとも含んで構成されている。
ユーザインタフェース11は、端末Aに備えられているテンキーや、タッチパネルディスプレイ等のインタフェースデバイスからの情報を入力する。
制御部12は、端末A内の各処理部を制御する。
端末特定通信部13は、NFC(Near Field Communication)や、RFID(Radio Frequency Identification)の技術を利用したICカード通信、IrDA(Infrared Data Association)などを用いて、近距離にある他端末との無線通信に利用する通信技術による通信処理を行う処理部である。
第1無線通信部14は、Bluetooth(登録商標)やWiFi(wireless fidelity)、ZigBee(登録商標)などの比較的距離の長い無線通信に利用する通信技術による通信処理を行う処理部である。
ネットワーク管理部15は、環状ネットワーク構築のための各処理を行なう処理部である。
記憶部16は、各処理に利用される情報を記憶する。
迂回経路管理部17は、ネットワーク管理部15が構築した環状ネットワークを構成する各端末Aによる迂回経路である、第2の環状ネットワークを構築するための処理を行う処理部である。
第2無線通信部18は、第1無線通信部14同様に、比較的距離の長い無線通信に利用する通信技術による通信処理を行う処理部であり、迂回経路管理部17が特定した迂回先の端末との通信接続時の通信処理を行う処理部である。
エミュレート部19は、端末Aの処理をエミュレートする処理部である。
ここで、ネットワーク構築開始部151は、他端末と、環状ネットワークの構築の開始の契機となる通信接続を行う処理部である。
また接続要求通知部152は、他端末との通信接続の完了に基づいて、自端末が通信接続している既接続端末への接続先情報を含む当該既接続端末との接続要求を他端末へ通知する処理部である。
また接続要求受信部153は、他端末が一方向の接続先として通信接続している既接続端末の接続先情報を含む当該既接続端末への接続要求を他端末より受信する処理部である。
また通信接続部154は、他端末が通信接続している既接続端末の接続先情報を用いて、当該既接続端末との通信接続を行う処理部である。
また既接続端末切断制御部155は、新たな環状ネットワークの構築の開始前に自端末または他端末が一方向の通信接続先として通信接続していた既接続端末との間の通信切断を制御する処理部である。
また新参加端末切断制御部156は、環状ネットワークに新たに参加する端末との間の、新たな環状ネットワークの構築の開始の契機となった通信接続の通信切断を制御する処理部である。
構成端末数特定部171は、ネットワークシステムを構成する端末の数nを特定する処理部である。
また接続先端末特定部172は、ネットワークシステムを構成する端末の数nが示す値と互いに素である最も小さい正の整数pを特定する。
また再処理制御部173は、構成端末数特定部171と、接続先端末特定部172と、接続先設定部174の処理を再度行うよう制御する処理部である。
また接続先設定部174は、環状ネットワークにおいて特定された整数pが示す数の接続先の端末の識別情報を記録する処理部である。
以下、ネットワークシステムにおけるネットワーク構築方法の詳細について、順を追って説明する。
まず、ネットワークシステムは、予め図1で示すような環状ネットワークを構成している。そしてそのような環状ネットワークの構築完了後、当該環状ネットワークを構成する端末Aの制御部12は、所定のタイミングで迂回経路の特定処理を開始する(ステップS101)。所定のタイミングは、例えば他の端末や管理サーバからの迂回路特定の要求信号を受信したタイミングでもよいし、環状ネットワークの構築完了後に所定の時刻が経過したタイミングでもよく、それ以外の方法によって決定したタイミングであってもよい。
環状ネットワークを構成する端末Aが図1で示すように7台存在する場合、図4で示すように各端末Aの符号を端末A1,端末A2,端末A3,端末A4,端末A5,端末A6,端末A7とする。この場合、端末数nは奇数であるためp=2となる。従って、端末A1の接続先端末特定部172は、2つ先の接続先の端末A3に迂回経路時の接続先として自端末(端末A1)を記録するよう指示する迂回路先通知信号を送信する。これにより、端末A3は、端末A1を迂回経路時の接続先として記憶部16に記憶する。また同様に端末A4は端末A2を迂回経路時の接続先として記憶部16に記憶する。また同様に端末A5は端末A3を迂回経路時の接続先として記憶部16に記憶する。また同様に端末A6は端末A4を迂回経路時の接続先として記憶部16に記憶する。また同様に端末A7は端末A5を迂回経路時の接続先として記憶部16に記憶する。また同様に端末A1は端末A6を迂回経路時の接続先として記憶部16に記憶する。また同様に端末A2は端末A7を迂回経路時の接続先として記憶部16に記憶する。
なお、図5で示すように、算出した整数pの値で示される接続先の端末を、迂回経路先とするようにしてもよい。
この場合、接続先端末特定部172は、算出した整数pの値をホップ数として格納した識別情報要求信号を、第1無線通信部14を介して環状ネットワークの次の接続先の端末へ送信する。当該識別情報要求信号は、各端末Aを経由してバケツリレー的に環状ネットワーク内で転送される。この時、各端末Aは識別情報要求信号を受信すると、当該識別情報要求信号に含まれるホップ数を「1」減じて値を更新する。そして、ホップ数が「1」である識別情報要求信号を受信した端末Aが、当該識別情報要求信号に自端末の識別情報を格納して、ホップ数を「1」減じて「0」に更新し、次の接続先へ転送する。なお、ホップ数「0」の含まれる識別情報要求信号を受信した端末Aは、その信号を単に次の接続先へ転送する。これにより、ホップ数で特定されている端末Aの識別情報を格納した識別情報要求信号が、当該識別情報要求信号の送信元の端末Aに送信されることとなる。
環状ネットワークを構成する端末Aが、図5で示すように端末A1,端末A2,端末A3,端末A4,端末A5,端末A6,端末A7,端末A8の8台が存在するとする。この場合、端末数nは偶数であるため、端末数nが示す値と互いに素である最も小さい正の整数pはp=3である。この値はn÷2で示す値4よりも小さい。従って、端末A1の接続先端末特定部172は、3つ先の接続先の端末A4に迂回経路時の接続先として自端末(端末A1)を記録するよう指示する。これにより、端末A4は、端末A1を迂回経路時の接続先として記憶部16に記憶する。また同様に端末A5は端末A2を迂回経路時の接続先として記憶部16に記憶する。また同様に端末A6は端末A3を迂回経路時の接続先として記憶部16に記憶する。また同様に端末A7は端末A4を迂回経路時の接続先として記憶部16に記憶する。また同様に端末A8は端末A5を迂回経路時の接続先として記憶部16に記憶する。また同様に端末A1は端末A6を迂回経路時の接続先として記憶部16に記憶する。また同様に端末A2は端末A7を迂回経路時の接続先として記憶部16に記憶する。また同様に端末A3は端末A8を迂回経路時の接続先として記憶部16に記憶する。
図7の例では端末A1〜端末A4の4台が環状ネットワークを構成し、端末A3が上述のステップS101迂回経路の特定処理を開始したとする。この場合、端末数n=4であるため、nが示す値と互いに素である最も小さい正の整数p=3である。またこのp=3はn÷2で得られる値以上である。従って端末A3は、エミュレート部19を起動し、図7で示すように端末A3内に、端末A3の機能と、端末A3’の機能を構成する。この場合、端末A3は、端末A3’を、自端末の接続先の端末A4との間に入れて、新たな環状ネットワークを構成する。新たな環状ネットワークは、端末A3→端末A3’→端末A4→端末A1→端末A2→端末A3のように通信接続されて、構成される。そして、端末A3は、このような端末数n=5の環状ネットワークにおいて、ステップS102からの処理を繰り返す。この時、端末数nは奇数であるため、nが示す値と互いに素である最も小さい正の整数p=2である。図7の破線で示すような迂回経路の環状ネットワークが構成される。
図9はネットワークシステム構築処理のイメージ図である。
次に、上述のネットワークシステムにおける環状ネットワークの構築処理について説明する。つまり、図1の環状ネットワークがどのように構築されたのかについて以下に説明する。
なお、環状ネットワークの構築処理は以下に説明する処理以外の手法を用いてもよい。
11・・・ユーザインタフェース
12・・・制御部
13・・・端末特定通信部
14・・・第1無線通信部
15・・・ネットワーク管理部
16・・・記憶部
17・・・迂回経路管理部
18・・・第2無線通信部
19・・・エミュレート部
151・・・ネットワーク構築開始部
152・・・接続要求通知部
153・・・接続要求受信部
154・・・通信接続部
155・・・既接続端末切断制御部
156・・・新参加端末切断制御部
171・・・構成端末数特定部
172・・・接続先端末特定部
173・・・再処理制御部
174・・・接続先設定部
Claims (5)
- n台の端末が環状に無線通信により通信接続され、当該環状に通信接続された各端末のうち隣接して接続される2つの端末のうちの一方の端末が他方の端末をデフォルトゲートウェイとして記憶しており、当該他方の端末は前記一方の端末とは異なる端末をデフォルトゲートウェイとして記憶するよう設定されるネットワークシステムであって、
前記端末が、
環状ネットワークの構築を制御するネットワーク管理部と、
ネットワークシステムを構成する端末の数nを特定する構成端末数特定部と、
前記nが示す値と互いに素である正の整数pを特定する接続先端末特定部と、
前記環状ネットワークを構成する前記デフォルトゲートウェイへの無線による通信接続を行う第1無線通信部と、
前記環状ネットワークにおいて特定された前記整数pが示す数の接続先の端末との間で迂回経路を設定する接続先設定部と、
を備えることを特徴とするネットワークシステム。 - 前記接続先設定部は、前記整数pが示す数の接続先の端末へ自端末の識別情報を含む迂回路先通知信号を、自端末を迂回経路の接続先とするために送信する
ことを特徴とする請求項1に記載のネットワークシステム。 - 前記nが示す値と互いに素である正の整数pが特定できないと判定された場合に、自端末の処理をエミュレートするエミュレート部と、を備え、
前記ネットワーク管理部は、前記エミュレートされた端末を含む前記環状ネットワークを構築し、
前記構成端末数特定部と、前記接続先端末特定部と、前記接続先設定部との処理を再度行うよう制御する再処理制御部と、
を備えることを特徴とする請求項2に記載のネットワークシステム。 - n台の端末が環状に無線通信により通信接続され、当該環状に通信接続された各端末のうち隣接して接続される2つの端末のうちの一方の端末が他方の端末をデフォルトゲートウェイとして記憶しており、当該他方の端末は前記一方の端末とは異なる端末をデフォルトゲートウェイとして記憶するよう設定されるネットワークシステムのネットワーク構築方法であって、
前記端末が、
環状ネットワークの構築を制御し、
ネットワークシステムを構成する端末の数nを特定し、
前記nが示す値と互いに素である正の整数pを特定し、
前記環状ネットワークを構成する前記デフォルトゲートウェイへの無線による通信接続を行い、
前記環状ネットワークにおいて特定された前記整数pが示す数の接続先の端末との間で迂回経路を設定する
ことを特徴とするネットワーク構築方法。 - n台の端末が環状に無線通信により通信接続され、当該環状に通信接続された各端末のうち隣接して接続される2つの端末のうちの一方の端末が他方の端末をデフォルトゲートウェイとして記憶しており、当該他方の端末は前記一方の端末とは異なる端末をデフォルトゲートウェイとして記憶するよう設定されるネットワークシステムの前記端末であって、
環状ネットワークの構築を制御するネットワーク管理部と、
ネットワークシステムを構成する端末の数nを特定する構成端末数特定部と、
前記nが示す値と互いに素である正の整数pを特定する接続先端末特定部と、
前記環状ネットワークを構成する前記デフォルトゲートウェイへの無線による通信接続を行う第1無線通信部と、
前記環状ネットワークにおいて特定された前記整数pが示す数の接続先の端末との間で迂回経路を設定する接続先設定部と、
を備えることを特徴とする端末。
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