JP5658706B2

JP5658706B2 - 通信局、通信制御プログラム及び通信ネットワークシステム

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Publication number: JP5658706B2
Application number: JP2012076976A
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Inventors: 米　山　清二郎; 山清二郎米; 林崇裕小
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Filing date: 2012-03-29
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Description

本発明の実施形態は、通信局、通信制御プログラム及び通信ネットワークシステムに関する。

現在、国際標準機関IETF（Internet Engineering Task Force）では、センサネットワーク向けの通信方式としてRPL（IPv6 Routing Protocol for Low power and lossy networks)を策定する動きが活発化している。

RPLは、メッシュ状（網目状）に結ばれるノード間の無線伝搬路の中から、通信路に用いる最適な経路を自動的に形成するプロトコルである。通信データは、RPLが導出した最適経路に沿って、各ノードがバケツリレー方式でマルチホップ経路を転送して目的地まで届けられる。一般に、電波到達距離はアンテナ性能や電波出力値、障害物等により物理的に制限されるため、無線局の通信範囲は直接通信可能な近隣のノードに限定される。しかし、無線メッシュネットワーク方式では、各ノードが近隣ノードの中継局として振舞うため、電波到達距離に制限されることなく広範囲のノードとの通信が可能となる特徴がある。

RPLでは、事前に定義した判断指標（メトリック）に基づいて、選択候補となりうる全ての経路の優先度（ランク値）を計算する。優先度の高い経路ほどランク値が小さく計算され、最も小さいランク値を示す経路が最適経路として選択される。メトリックに採用する指標は現在議論中であり、候補として、メッシュ構成規模を示すホップ数、無線伝搬路品質を示す信号強度やパケット再送率、中継ノードとしての可用性を示す転送レートやスリープ状態、等が列挙されている。

一般に、無線伝搬路の品質を把握する上では、信号強度とパケット再送率との双方を併用して確度を高めることが推奨される。また、その具体的な手法としては、定期的に経路上のノードに対して到達性試験を実施し、能動的に信号強度およびパケット再送率を監視する手法が一般的となっている。

IETF I.D., "RPL: IPv6 Routing Protocol for Low power and Lossy Networks", http://datatracker.ietf.org/doc/draft-ietf-roll-rpl/

上述した通り、無線伝搬路の品質を把握する上では、定期的に経路上のノードに対して到達性試験を実施し、能動的に信号強度およびパケット再送率を監視する手法が一般的となっている。しかしながら、到達性試験を導入すれば制御パケット量が増加し、無線リソースの消費が大きくなる。特に、大規模なメッシュネットワーク環境では、代替候補となり得る全ての経路上のノードに対して到達性確認を実施する必要があり、また、900MHz帯等を使用する狭帯域無線では利用可能な帯域が乏しく、その弊害は深刻となりうる。

そこで、本発明では、消費する帯域を抑制して到達性確認を行うことを目的とする。

本発明の一態様としての通信局は、受信部と、判定部と、送信部と、到達性試験部とを備える。

前記受信部は、複数の通信局が相互接続されたネットワークからパケットを受信する。

前記判定部は、前記受信部で送信元アドレスが第１の通信局である第１パケットが受信されたかを判定する。

前記送信部は、前記第１の通信局からの応答を要求する応答要求パケットを送信する。

前記到達性試験部は、前記送信部による前記応答要求パケットの送信前に前記第１パケットが受信されたとき、前記送信部による前記応答要求パケットの送信を省略する。

本実施形態に係る通信システムの構成例を示す図。本実施形態に係る無線局の構成例を示す図。第１の実施例の動作を説明する図。第１の実施例の動作を説明する図。第１の実施例の動作を説明する図。第１の実施例に係るフィルタ判定アドレスの例を示す図。第１の実施例のシーケンス図。第２の実施例の動作を説明する図。第２の実施例の動作を説明する図。第２の実施例に係るフィルタ判定アドレスの例を示す図。第２の実施例のシーケンス図。第３の実施例の動作を説明する図。第３の実施例の動作を説明する図。第３の実施例の動作を説明する図。第３の実施例に係るフィルタ判定アドレスの例を示す図。第３の実施例のシーケンス図。第４の実施例の動作を説明する図。第４の実施例の動作を説明する図。第４の実施例に係るフィルタ判定アドレスの例を示す図。第４の実施例のシーケンス図。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。

図１に、本発明の一実施形態に係る通信システムの構成例を示す。

図１において、ネットワーク１に無線局（通信局）A、B、C、D、E、Fが接続されて、無線メッシュネットワークが構成されている。無線リンク２は、各無線局の電波到達範囲を示している。例えば、無線局Bの電波到達範囲は無線局A、D、E、Fであり、無線局A、D、E、Fと通信が可能であることを示している。なお、図１のシステム構成例は、無線局６台で構成する例を示しているが、６台以上あるいは以下の無線局で構成しても構わない。また本例は無線ネットワークであるが、通信局が有線接続されたネットワークでも本実施形態は適用可能である。

図２に、本実施形態に係る無線局の構成例を示す。図２に示されるように、本実施形態の無線局Mは、パケット送信部１１と、パケット受信部１２と、到達性試験部１３と、アドレス管理部１４と、パケット判定部１５と、経路制御部１５と、を備える。

パケット送信部１１は、無線リンクを介してパケットを送信する。

パケット受信部１２は、無線リンクを介してパケットを受信する。

到達性試験部１３は、一定の周期で、他の無線局への到達性試験を実施する。試験対象となる無線局は、任意の方法で指定できる。たとえば経路制御プロトコルにより決定された最適経路上の隣接ノードでもよいし、同一ネットワーク内の他のノードでもよい、他のネットワーク上のノードでもよい。到達性試験部１３は、試験開始後、一定時間（周期長よりも短い）後のタイミングまたは乱数で決定したタイミングで、パケット送信部１１を介して、試験対象となる無線局へ、応答要求パケットを、送信する。パケット受信部１２を介して前記応答要求パケットに対する応答パケットが受信されたら、当該無線局への到達性は良好と判断する。ここでは一定の周期で試験を行うとしたが、周期的でなく、予め指定されたタイミングで試験を行っても良い。

経路制御部１５は、マルチホップ無線リンク用の経路制御プロトコルを実行し、当該プロトコルが導出した経路に基づくアドレスを、アドレス管理部１４に反映する。

アドレス管理部１４は、経路制御部１５が導出した経路に基づくアドレスを記憶する。また、アドレス管理部１４は、本実施形態の特徴に関わるフィルタ判定アドレスを記憶する。フィルタ判定アドレスは、無線局への到達性試験の省略（応答要求パケットの送信の省略）を判定するために用いるアドレスであり、到達性試験を行う対象となる無線局のアドレスを含む。たとえば、対象の無線局が最適経路上の隣接ノードのときは、当該隣接ノードのMACアドレス（またはIPアドレス）を含む。または、対象の無線局との間に中継ノードが含まれ、当該中継ノードが最適経路上の隣接ノードのときは、当該対象の無線局のIPアドレスに加え、当該隣接ノードのMACアドレスも含む。経路制御部１５は、経路制御プロトコルの実行により隣接ノードが変更したときは、変更後の隣接ノードのアドレスによりアドレス管理部１４のフィルタ判定アドレスを変更（更新）してもよい。

パケット判定部１５は、パケット受信部１２にて受信した受信パケットの宛先アドレスおよび送信元アドレスを精査し、送信元アドレスが上記フィルタ判定アドレスに一致するかを判定する。一致するときは、宛先アドレスが自無線局宛であるか否かに拘わらず、到達性試験部１３に、その旨を通知する。

到達性試験部１３は、応答要求パケットの送信前にパケット判定部１５からの通知を受けたときは、対象の無線局への到達性は確認できたとして、現在の周期での到達性試験（応答要求パケットの送信）を省略する。次回の周期でも同様に、応答要求パケットの送信前までにパケット判定部１５からの通知を受けたときは試験を省略し、受けないときは、試験を行う。試験を周期的ではなく、予め指定されたタイミングで行うときは、たとえば応答要求パケットの送信タイミングの一定時間前までに通知を受けたときは、試験を省略するように構成してもよい。

各要素１１、１２、１３、１４、１５は、ハードウェアとして構成される例を説明したが、これに限定されることなく無線局M上で実行されるソフトウェア（プログラム）として機能を提供するようにしてもよい。またソフトウェア（プログラム）は、ハードディスク、メモリ装置、CD-ROM等のコンピュータ読み取り可能記録媒体に記録されてもよい。この場合、プログラムは記録媒体からプロセッサ等のコンピュータによって読み出され、メモリに展開され、実行される。

（第１の実施例）
以下、第１の実施例として、無線局Dおよび無線局Eが無線局Bに対して到達性試験を実施し、無線局Fが無線局Cに対して到達性試験を実施する場合について、説明する。

まず、図５に示すように、初期状態において、RPL経路制御プロトコル（S11、S12）により、無線局Dおよび無線局Eは無線局Bを最適経路として選択し、無線局Fは無線局Cを最適経路として選択しているものとする（S13、S14、S15）。RPLでは各ノードがRPL DIO（DODAG Information Object）パケットを広告しており、RPL DIOを受信した近隣ノードは該ノードを最適経路の候補として管理する。どの経路を最適経路として選択するかは、到達性試験等を通して監視するメトリック（本実施例では信号強度およびパケット再送率）に基づいて決定する。選択候補となりうる全ての経路の優先度（ランク値）をメトリックに基づいて計算しており、優先度の高い経路ほどランク値を小さく計算するという規定に従って、最も小さいランク値を示す経路を最適経路として選択する。本実施例において、無線局D、無線局E、無線局Fのそれぞれのアドレス管理部１４が管理するアドレスエントリは、図４の通りとなる。これらの無線局間で情報を交換して図４の情報すべてを共有してもよいし、無線局Dが一番上のエントリ、無線局Eが２番目のエントリ、無線局Fが３番目のエントリのみを記憶してもよい。到達性試験は応答要求パケットおよび応答パケットの送受で実施する。例えば、応答要求パケットにはICMP Echo Request、応答パケットにはICMP Echo Replyが利用できる。また、到達性試験は無線局D、無線局E、無線局Fのそれぞれが管理する周期に沿って実施する（S16、S17、S18）。この時、乱数を用いて各ノードの試験開始のタイミングを分散してもよい（S19、S20、S21）。

まず、図３Aに示すように、無線局Dが無線局Bに対して到達性試験パケットを送信する場合を考える（S22）。この時、該到達性試験パケットの宛先アドレスは無線局BのMACアドレスであり、送信元アドレスは無線局DのMACアドレスである。次に、該到達性試験パケットを受信した無線局Bは無線局Dに対して到達性試験応答パケットを返信する（S23）。この時、到達性試験応答パケットの宛先アドレスは無線局DのMACアドレスであり、送信元アドレスは無線局BのMACアドレスである。

次に、到達性試験応答パケットは、無線局Bが送出する電波は無線局D、無線局E、無線局Fに対して到達しうることから、無線局D、無線局E、無線局Fが受信する。この時、無線局Dおよび無線局Eのパケット判定部１５は、該到達性試験応答パケットの送信元アドレスが、アドレス管理部１４に管理している図４のアドレスエントリと一致するため、該パケットの受信を到達性試験部１３に通知する。なお、受信したパケットは一時バッファに格納しておき、到達性試験部１３の到達性確認が済んだら、廃棄してもよい。また、無線局Fのパケット判定部１５は、該到達性試験応答パケットの送信元アドレスが、アドレス管理部１４に管理している図４のアドレスエントリと一致しないため、該パケットの受信を通知することなく、パケットを廃棄する。

無線局Dおよび無線局Eでは、エントリに合致する該到達性試験応答パケットが受信されたことで、それぞれの到達性試験実施部１３では、無線局Bへの到達性（接続性）は良好と判定する。到達性試験の実施前であった無線局Eの到達性試験部１３は、無線局Bへの到達性は良好と判定されたため、該周期での到達性試験の実施を解除する。

次に、図３Bに示すように、無線局Fが無線局Cに対して到達性試験パケットを送信する場合を考える（S24）。この時、該到達性試験パケットの宛先アドレスは無線局CのMACアドレスであり、送信元アドレスは無線局FのMACアドレスである。次に、該到達性試験パケットを受信した無線局Cは無線局Fに対して到達性試験応答パケットを返信する（S25）。この時、到達性試験応答パケットの宛先アドレスは無線局FのMACアドレスであり、送信元アドレスは無線局CのMACアドレスである。

次に、到達性試験応答パケットは、無線局Cが送出する電波は無線局D、無線局E、無線局Fに対して到達しうることから、無線局D、無線局E、無線局Fが受信する。この時、無線局Fのパケット判定部１５は、該到達性試験応答パケットの送信元アドレスが、アドレス管理部１４に管理している図４のアドレスエントリと一致するため、該パケットの受信を到達性試験部１３に通知する。また、無線局Dおよび無線局Eのパケット判定部１５は、該到達性試験応答パケットの送信元アドレスが、アドレス管理部１４に管理している図４のアドレスエントリと一致しないため、該パケットを廃棄する。

無線局Fでエントリに合致する該到達性試験応答パケットが受信されたことで、無線局Fの到達性試験実施部１３は、無線局Cへの到達性は良好と判定する。

次に、図３Cに示すように、無線局Eが無線局Bに対して到達性試験パケットを送信する場合を考える（S26）。この時、該到達性試験パケットの宛先アドレスは無線局BのMACアドレスであり、送信元アドレスは無線局EのMACアドレスである。次に、該到達性試験パケットを受信した無線局Bは無線局Eに対して到達性試験応答パケットを返信する（S27）。この時、到達性試験応答パケットの宛先アドレスは無線局EのMACアドレスであり、送信元アドレスは無線局BのMACアドレスである。

次に、到達性試験応答パケットは、無線局Bが送出する電波は無線局D、無線局E、無線局Fに対して到達しうることから、無線局D、無線局E、無線局Fが受信する。この時、無線局Dおよび無線局Eのパケット判定部１５は、該到達性試験応答パケットの送信元アドレスが、アドレス管理部１４に管理している図４のアドレスエントリと一致するため、該パケットの受信を到達性試験部１３に通知する。また、無線局Fのパケット判定部１５は、該到達性試験応答パケットの送信元アドレスが、アドレス管理部１４に管理している図４のアドレスエントリと一致しないため、該パケットを廃棄する。

無線局Dおよび無線局Eでエントリに合致する該到達性試験応答パケットが受信されたことで、それぞれの到達性試験実施部１３は、無線局Bへの到達性は良好と判定する。到達性試験の実施前であった無線局Dの到達性試験実施部１３は、無線局Bへの到達性は良好と判定したため、該周期での到達性試験の実施を解除する。

以上より、第１の実施例として、図３A、図３B、図３Cにおいて、無線局Dおよび無線局Eが無線局Bに対して到達性試験を実施し、無線局Fが無線局Cに対して到達性試験を実施する場合について、説明した。このように、複数のノード（通信局）が同じノードに対して到達性試験を実施する場合、他のノードが実施した到達性試験の応答パケットを受信すれば、自身の到達性試験の実施を見送ることで、消費する帯域を抑制して到達性確認を行うことができる。なお、本実施例では、アドレス管理部１４で管理するアドレスエントリと一致する到達性試験応答パケットの受信に伴って到達性試験の実施を解除する例を示したが、到達性試験応答パケットに限定せず、アドレス管理部１４で管理するアドレスエントリと一致するパケットであれば任意のパケットの受信に伴って到達性試験の実施を解除してもよい。また、アドレス管理部１４で管理するアドレスエントリは必ずしも１つに限定されるものではなく、複数のアドレスエントリを登録してもよい。例えば、最適経路の他に代替経路が存在する場合には、双方のアドレスエントリを登録してもよい。

また本実施例では到達性確認を実施するための応答要求パケットとしてICMP Echo Requestパケットを送信したが、接続性を確認できるようなパケットであればどのような試験パケットでなくても構わない。たとえば通常のデータ通信用のパケットでもよいし、品質測定パケットでもよい。このことは、以降に説明する他の実施例についても同様である。

なお、一般に、ユニキャスト通信で返信される応答パケットは、PHY・MACの仕様上、第３者のノードは受信することができない。これは、一般に、PHY・MACのハードウェア（チップ）において受信処理負荷を軽減するためにアドレスフィルタ機能が実装されているためである。そこで、本実施例ではPHY・MACのチップのアドレスフィルタ機能で、宛先アドレスが自局のアドレス以外であっても、事前に受信可能にしておくことが望まし。受信可能にするアドレスは、任意のアドレスでもよいし、個々に指定してもよいし、ワイルドカード値でもよい。パケット判定部１５は、たとえばMAC・IP層のソフトウェアとして実装され、到達性試験部１３はアプリケーション層で動作するソフトウェアとして実装されることができる。

（第２の実施例）
第２の実施例として、第１の実施例の後に、無線局DがRPL経路制御プロトコルにより無線局Bから無線局Cに最適経路を切り替え、無線局Fが無線局Cに対して到達性試験を実施し、無線局Eが無線局Bに対して到達性試験を実施する場合について、説明する。

まず、図８に示すように、初期状態において、第１の実施例の結果、RPL経路制御プロトコルにより（S31、S32）、無線局Dおよび無線局Eは無線局Bを最適経路として選択し、無線局Fは無線局Cを最適経路として選択しているものとする（S33、S34、S35）。次に、無線局Dは無線局Bおよび無線局CからのRPL DIOパケットを再び受信する（S36、S37）。この時、無線局Dは無線局Bおよび無線局Cへの経路の優先度（ランク値）を再計算し、無線局Cを最適経路として再設定したものとする（S38）。従って、無線局D、無線局E、無線局Fのそれぞれのアドレス管理部１４が管理するアドレスエントリは、図７の通りとなる。

次に、図６Aに示すように、無線局Fが無線局Cに対して到達性試験パケットを送信する場合を考える（S39）。この時、該到達性試験パケットの宛先アドレスは無線局CのMACアドレスであり、送信元アドレスは無線局FのMACアドレスである。次に、該到達性試験パケットを受信した無線局Cは無線局Fに対して到達性試験応答パケットを返信する（S40）。この時、到達性試験応答パケットの宛先アドレスは無線局FのMACアドレスであり、送信元アドレスは無線局CのMACアドレスである。

次に、到達性試験応答パケットは、無線局Cが送出する電波は無線局D、無線局E、無線局Fに対して到達しうることから、無線局D、無線局E、無線局Fが受信する。この時、無線局Dおよび無線局Fのパケット判定部１５は、該到達性試験応答パケットの送信元アドレスが、アドレス管理部１４に管理している図７のアドレスエントリと一致するため、該パケットの受信を到達性試験部１３に通知する。また、無線局Eのパケット判定部１５は、該到達性試験応答パケットの送信元アドレスが、アドレス管理部１４に管理している図７のアドレスエントリと一致しないため、該パケットを廃棄する。

無線局Dおよび無線局Fでエントリに合致する該到達性試験応答パケットが受信されたことで、それぞれの到達性試験実施部１３では、無線局Cへの到達性は良好と判定する。到達性試験の実施前であった無線局Dは無線局Cへの到達性は良好と判定されたため、該周期での到達性試験の実施を解除する。

次に、図６Bに示すように、無線局Eが無線局Bに対して到達性試験パケットを送信する場合を考える（S41）。この時、該到達性試験パケットの宛先アドレスは無線局BのMACアドレスであり、送信元アドレスは無線局EのMACアドレスである。次に、該到達性試験パケットを受信した無線局Bは無線局Eに対して到達性試験応答パケットを返信する（S42）。この時、到達性試験応答パケットの宛先アドレスは無線局EのMACアドレスであり、送信元アドレスは無線局BのMACアドレスである。

次に、到達性試験応答パケットは、無線局Bが送出する電波は無線局D、無線局E、無線局Fに対して到達しうることから、無線局D、無線局E、無線局Fが受信する。この時、無線局Eのパケット判定部１５は、該到達性試験応答パケットの送信元アドレスが、アドレス管理部１４に管理している図７のアドレスエントリと一致するため、該パケットの受信を到達性試験部１３に通知する。また、無線局Dおよび無線局Fのパケット判定部１５は、該到達性試験応答パケットの送信元アドレスが、アドレス管理部１４に管理している図７のアドレスエントリと一致しないため、該パケットを廃棄する。

無線局Eが受信した該到達性試験応答パケットの通知が、到達性試験実施部１３へ行われ、無線局Bへの到達性は良好と判定する。

以上より、第２の実施例として、第１の実施例の後に、無線局DがRPL経路制御プロトコルにより無線局Bから無線局Cに最適経路を切り替え、無線局Fが無線局Cに対して到達性試験を実施し、無線局Eが無線局Bに対して到達性試験を実施する場合について、説明した。なお、本実施例では、アドレス管理部１４で管理するアドレスエントリと一致する到達性試験応答パケットの受信に伴って到達性試験の実施を解除する例を示したが、到達性試験応答パケットに限定せず、アドレス管理部１４で管理するアドレスエントリと一致するパケットであれば任意のパケットの受信に伴って到達性試験の実施を解除してもよい。また、アドレス管理部１４で管理するアドレスエントリは必ずしも１つに限定されるものではなく、複数のアドレスエントリを登録してもよい。例えば、最適経路の他に代替経路が存在する場合には、双方のアドレスエントリを登録してもよい。

（第３の実施例）
以下、第３の実施例として、無線局D、無線局E、無線局Fが無線局Aに対して到達性試験を実施する場合について、説明する。

まず、図１１に示すように、初期状態において、RPL経路制御プロトコルにより（S51、S52）、無線局Dおよび無線局Eは無線局A宛の最適経路として無線局Bを選択し、無線局Fは無線局A宛の最適経路として無線局Cを選択しているものとする（S53、S54、S55）。RPLでは各ノードがRPL DIO（DODAG Information Object）パケットを広告しており、RPL DIOを受信した近隣ノードは該ノードを最適経路の候補として管理する。どの経路を最適経路として選択するかは、到達性試験等を通して監視するメトリック（本実施例では信号強度およびパケット再送率）に基づいて決定する。選択候補となりうる全ての経路の優先度（ランク値）をメトリックに基づいて計算しており、優先度の高い経路ほどランク値を小さく計算するという規定に従って、最も小さいランク値を示す経路を最適経路として選択する。本実施例において、無線局D、無線局E、無線局Fのそれぞれのアドレス管理部１４が管理するアドレスエントリは、図１０の通りとなる。なお、図１０示すフィルタ判定アドレス（１）は、該ノードが選択する最適経路上の第１番目ホップのノードのアドレスを示している。また、フィルタ判定アドレス（２）は、メッシュネットワークとネットワーク１との通信を中継する境界ルータ（RPL DODAG Rootノード）のアドレスを例に示しているが、これに限らず、最適経路上の中継ノードや、メッシュネットワーク内のノード、また、外部ネットワーク上のノードであっても構わない。なお、RPL DODAG Rootノードのアドレスは、RPL DIOパケットのDODAG IDフィールドに格納されたアドレスを使用することができる。また、フィルタ判定アドレス（２）のアドレスは、必ずしも、RPL経路制御プロトコルを通して設定する必要はなく、例えば、アプリケーション層での実装において使用する通信端点のアドレスを設定してもよい。

まず、図９Aに示すように、無線局Dが無線局Bを経由して無線局Aに対して到達性試験パケットを送信する場合を考える（S56）。この時、該到達性試験パケットの宛先IPアドレスは無線局AのIPアドレスとなり、宛先MACアドレスは無線局BのMACアドレスとなる。また、送信元IPアドレスは無線局DのIPアドレスとなり、送信元MACアドレスは無線局DのMACアドレスとなる。次に、該到達性試験パケットを受信した無線局Bは無線局Aに対して該到達性試験パケットを転送する（S57）。次に、該到達性試験パケットを受信した無線局Aは、無線局B経由で無線局Dに対して到達性試験応答パケットを返信する（S58）。次に、該到達性試験応答パケットを受信した無線局Bは無線局Dに対して該到達性試験応答パケットを転送する（S59）。この時、該到達性試験応答パケットの宛先IPアドレスは無線局DのIPアドレスとなり、宛先MACアドレスは無線局DのMACアドレスとなる。また、送信元IPアドレスは無線局AのIPアドレスとなり、送信元MACアドレスは無線局BのMACアドレスとなる。

次に、到達性試験応答パケットは、無線局Bが送出する電波は無線局D、無線局E、無線局Fに対して到達しうることから、無線局D、無線局E、無線局Fが受信する。この時、無線局Dおよび無線局Eのパケット判定部１５は、該到達性試験応答パケットの送信元アドレスが、アドレス管理部１４に管理している図１０のアドレスエントリと一致するため、該パケットの受信を到達性試験部１３に通知する。また、無線局Fのパケット判定部１５は、該到達性試験応答パケットの送信元アドレスが、アドレス管理部１４に管理している図１０のアドレスエントリと一致しないため、該パケットの受信を通知することなく、廃棄する。

無線局Dおよび無線局Eでエントリに合致する該到達性試験応答パケットが受信されたことで、到達性試験実施部１３は、無線局Aへの到達性は良好と判定する。到達性試験の実施前であった無線局Eは無線局Aへの到達性は良好と判定されたため、該周期での到達性試験の実施を解除する。

次に、図９Bに示すように、無線局Fが無線局Cを経由して無線局Aに対して到達性試験パケットを送信する場合を考える（S60）。この時、該到達性試験パケットの宛先IPアドレスは無線局AのIPアドレスとなり、宛先MACアドレスは無線局CのMACアドレスとなる。また、送信元IPアドレスは無線局FのIPアドレスとなり、送信元MACアドレスは無線局FのMACアドレスとなる。次に、該到達性試験パケットを受信した無線局Cは無線局Aに対して該到達性試験パケットを転送する（S61）。次に、該到達性試験パケットを受信した無線局Aは、無線局C経由で無線局Fに対して到達性試験応答パケットを返信する（S62）。次に、該到達性試験応答パケットを受信した無線局Cは無線局Fに対して該パケットを転送する（S63）。この時、該到達性試験応答パケットの宛先IPアドレスは無線局FのIPアドレスとなり、宛先MACアドレスは無線局FのMACアドレスとなる。また、送信元IPアドレスは無線局AのIPアドレスとなり、送信元MACアドレスは無線局CのMACアドレスとなる。

次に、到達性試験応答パケットは、無線局Cが送出する電波は無線局D、無線局E、無線局Fに対して到達しうることから、無線局D、無線局E、無線局Fが受信する。この時、無線局Fのパケット判定部１５は、該到達性試験応答パケットの送信元アドレスが、アドレス管理部１４に管理している図１０のアドレスエントリと一致するため、該パケットの受信を到達性試験部１３に通知する。また、無線局Dおよび無線局Eのパケット判定部１５は、該到達性試験応答パケットの送信元アドレスが、アドレス管理部１４に管理している図１０のアドレスエントリと一致しないため、該パケットの受信を通知することなく、廃棄する。

無線局Fでエントリに合致する該到達性試験応答パケットが受信されたことで、無線局Fの到達性試験実施部１３は、無線局Aへの到達性は良好と判定する。

次に、図９Cに示すように、無線局Eが無線局B経由で無線局Aに対して到達性試験パケットを送信する場合を考える（S64）。この時、該到達性試験パケットの宛先IPアドレスは無線局AのIPアドレスとなり、宛先MACアドレスは無線局BのMACアドレスとなる。また、送信元IPアドレスは無線局EのIPアドレスとなり、送信元MACアドレスは無線局EのMACアドレスとなる。次に、該到達性試験パケットを受信した無線局Bは無線局Aに対して該到達性試験パケットを転送する（S65）。次に、該到達性試験パケットを受信した無線局Aは、無線局B経由で無線局Eに対して到達性試験応答パケットを返信する（S66）。次に、該到達性試験応答パケットを受信した無線局Bは無線局Eに対して該到達性試験応答パケットを転送する（S67）。この時、該到達性試験応答パケットの宛先IPアドレスは無線局EのIPアドレスとなり、宛先MACアドレスは無線局EのMACアドレスとなる。また、送信元IPアドレスは無線局AのIPアドレスとなり、送信元MACアドレスは無線局BのMACアドレスとなる。

次に、到達性試験応答パケットは、無線局Bが送出する電波は無線局D、無線局E、無線局Fに対して到達しうることから、無線局D、無線局E、無線局Fが受信する。この時、無線局Dおよび無線局Eのパケット判定部１５は、該到達性試験応答パケットの送信元アドレスが、アドレス管理部１４に管理している図１０のアドレスエントリと一致するため、該パケットの受信を到達性試験部１３に通知する。また、無線局Fのパケット判定部１５は、該到達性試験応答パケットの送信元アドレスが、アドレス管理部１４に管理している図１０のアドレスエントリと一致しないため、該パケットの受信を通知せずに、パケットを廃棄する。

無線局Dおよび無線局Eでエントリに合致する該到達性試験応答パケットが受信されたことで、到達性試験応答パケット１３は、無線局Aへの到達性は良好と判定する。到達性試験の実施前であった無線局Dは無線局Aへの到達性は良好と判定されたため、該周期での到達性試験の実施を解除する。

以上より、第３の実施例として、無線局D、無線局E、無線局Fが無線局Aに対して到達性試験を実施する場合について、説明した。なお、本実施例では、アドレス管理部１４で管理するアドレスエントリと一致する到達性試験応答パケットの受信に伴って到達性試験の実施を解除する例を示したが、到達性試験応答パケットに限定せず、アドレス管理部１４で管理するアドレスエントリと一致するパケットであれば任意のパケットの受信に伴って到達性試験の実施を解除してもよい。また、アドレス管理部１４で管理するフィルタ判定アドレス（１）および（２）は、それぞれ必ずしも１つのアドレスエントリに限定されるものではなく、それぞれ複数のアドレスエントリを登録してもよい。例えば、最適経路の他に代替経路が存在する場合には、双方のアドレスエントリを登録してもよい。また、アドレスエントリとして任意のアドレスを示すワイルドカード値を登録してもよい。

（第４の実施例）
第４の実施例として、第３の実施例の後に、無線局DがRPL経路制御プロトコルにより無線局Bから無線局Cに最適経路を切り替え、無線局Fおよび無線局Eが無線局Aに対して到達性試験を実施する場合について、説明する。

まず、図１４に示すように、初期状態において、第３の実施例の結果、RPL経路制御プロトコルにより（S71、S72）、無線局Dおよび無線局Eは無線局Bを最適経路として選択し、無線局Fは無線局Cを最適経路として選択しているものとする（S73、S74、S75）。次に、無線局Dは無線局Bおよび無線局CからのRPL DIOパケットを再び受信する（S76、S77）。この時、無線局Dは無線局Bおよび無線局Cへの経路の優先度（ランク値）を再計算し、無線局Cを最適経路として再設定したものとする（S78）。従って、無線局D、無線局E、無線局Fのそれぞれのアドレス管理部１４が管理するアドレスエントリは、図１３の通りとなる。

まず、図１２Aに示すように、無線局Fが無線局Cを経由して無線局Aに対して到達性試験パケットを送信する場合を考える（S79）。この時、該到達性試験パケットの宛先IPアドレスは無線局AのIPアドレスとなり、宛先MACアドレスは無線局CのMACアドレスとなる。また、送信元IPアドレスは無線局FのIPアドレスとなり、送信元MACアドレスは無線局FのMACアドレスとなる。次に、該到達性試験パケットを受信した無線局Cは無線局Aに対して該到達性試験パケットを転送する（S80）。次に、該到達性試験パケットを受信した無線局Aは、無線局C経由で無線局Fに対して到達性試験応答パケットを返信する（S81）。次に、該到達性試験応答パケットを受信した無線局Cは無線局Fに対して該到達性試験応答パケットを転送する（S82）。この時、該到達性試験応答パケットの宛先IPアドレスは無線局FのIPアドレスとなり、宛先MACアドレスは無線局FのMACアドレスとなる。また、送信元IPアドレスは無線局AのIPアドレスとなり、送信元MACアドレスは無線局CのMACアドレスとなる。

次に、到達性試験応答パケットは、無線局Cが送出する電波は無線局D、無線局E、無線局Fに対して到達しうることから、無線局D、無線局E、無線局Fが受信する。この時、無線局Dおよび無線局Fのパケット判定部１５は、該到達性試験応答パケットの送信元アドレスが、アドレス管理部１４に管理している図１３のアドレスエントリと一致するため、該パケットの受信を到達性試験部１３に通知する。また、無線局Eのパケット判定部１５は、該到達性試験応答パケットの送信元アドレスが、アドレス管理部１４に管理している図１３のアドレスエントリと一致しないため、該パケットの受信を通知することなく、廃棄する。

無線局Dおよび無線局Fでエントリに合致する該到達性試験応答パケットが受信されたことで、それぞれの到達性試験応答パケット１３は、無線局Aへの到達性は良好と判定する。到達性試験の実施前であった無線局Dは無線局Aへの到達性は良好と判定されたため、該周期での到達性試験の実施を解除する。

次に、図１２Bに示すように、無線局Eが無線局B経由で無線局Aに対して到達性試験パケットを送信する場合を考える（S83）。この時、該到達性試験パケットの宛先IPアドレスは無線局AのIPアドレスとなり、宛先MACアドレスは無線局BのMACアドレスとなる。また、送信元IPアドレスは無線局EのIPアドレスとなり、送信元MACアドレスは無線局EのMACアドレスとなる。次に、該到達性試験パケットを受信した無線局Bは無線局Aに対して該到達性試験パケットを転送する（S84）。次に、該到達性試験パケットを受信した無線局Aは、無線局B経由で無線局Eに対して到達性試験応答パケットを返信する(S85)。次に、該到達性試験応答パケットを受信した無線局Bは無線局Eに対して該到達性試験応答パケットを転送する(S86)。この時、該到達性試験応答パケットの宛先IPアドレスは無線局EのIPアドレスとなり、宛先MACアドレスは無線局EのMACアドレスとなる。また、送信元IPアドレスは無線局AのIPアドレスとなり、送信元MACアドレスは無線局BのMACアドレスとなる。

次に、到達性試験応答パケットは、無線局Bが送出する電波は無線局D、無線局E、無線局Fに対して到達しうることから、無線局D、無線局E、無線局Fが受信する。この時、無線局Eのパケット判定部１５は、該到達性試験応答パケットの送信元アドレスが、アドレス管理部１４に管理している図１３のアドレスエントリと一致するため、該パケットの受信を到達性試験部１３に通知する。また、無線局Dおよび無線局Fのパケット判定部１５は、該到達性試験応答パケットの送信元アドレスが、アドレス管理部１４に管理している図４のアドレスエントリと一致しないため、該パケットの受信を通知することなく、廃棄する。

無線局Eでエントリに合致する該到達性試験応答パケットが受信されたことで、無線局Eの到達性試験応答パケット１３は、無線局Aへの到達性は良好と判定する。

以上より、第４の実施例として、第３の実施例の後に、無線局DがRPL経路制御プロトコルにより無線局Bから無線局Cに最適経路を切り替え、無線局Fおよび無線局Eが無線局Aに対して到達性試験を実施する場合について、説明した。なお、本実施例では、アドレス管理部１４で管理するアドレスエントリと一致する到達性試験応答パケットの受信に伴って到達性試験の実施を解除する例を示したが、到達性試験応答パケットに限定せず、アドレス管理部１４で管理するアドレスエントリと一致するパケットであれば任意のパケットの受信に伴って到達性試験の実施を解除してもよい。また、アドレス管理部１４で管理するフィルタ判定アドレス（１）および（２）は、それぞれ必ずしも１つのアドレスエントリに限定されるものではなく、それぞれ複数のアドレスエントリを登録してもよい。例えば、最適経路の他に代替経路が存在する場合には、双方のアドレスエントリを登録してもよい。また、アドレスエントリとして任意のアドレスを示すワイルドカード値を登録してもよい。

Claims

複数の通信局が相互に無線接続されたネットワークからパケットを受信する受信部と、
前記受信部で送信元アドレスが第１の通信局であり、宛先アドレスが前記複数の通信局のうち前記第１の通信局と異なる他の通信局である第１パケットが受信されたかを判定する判定部と、
前記第１の通信局からの応答を要求する応答要求パケットを送信する送信部と、
前記送信部による前記応答要求パケットの送信前に前記第１パケットが受信されたとき、前記送信部による前記応答要求パケットの送信を省略する到達性試験部と、
を備えた通信局。
経路制御プロトコルにより前記ネットワークの経路制御を実行する経路制御部を備え、前記第１の通信局は、前記経路制御部により設定された最適経路における隣接通信局である
請求項１に記載の通信局。
前記第１の通信局のMACアドレスを格納するテーブルを備え、
前記経路制御部は、前記経路制御により隣接通信局が変更されたとき、前記テーブルに格納されたMACアドレスを、変更後の隣接通信局のMACアドレスに変更する
請求項２に記載の通信局。
前記第１の通信局との間に中継を行う第２の通信局が配置され、
前記判定部は、前記受信部で送信元IPアドレスが前記第１の通信局であり、かつ送信元MACアドレスが前記第２の通信局である第２パケットが受信されたかを判定し、
前記到達性試験部は、前記送信部による前記応答要求パケットの送信前に前記第２のパケットが受信されたとき、前記送信部による前記応答要求パケットの送信を省略する
請求項１に記載の通信局。
前記第２パケットの宛先アドレスは、前記複数の通信局のうち前記第１の通信局および前記第２の通信局と異なる他の通信局のアドレスである
請求項４に記載の通信局。
経路制御プロトコルにより前記ネットワークの経路制御を実行する経路制御部を備え、前記第２の通信局は、前記経路制御部により設定された前記第１の通信局への最適経路における隣接通信局である
請求項４または５に記載の通信局。
前記第２の通信局のMACアドレスと前記第１の通信局のIPアドレスを格納するテーブルを備え、
前記経路制御部は、前記経路制御により隣接通信局が変更されたとき、前記テーブルに格納されたMACアドレスを、変更後の隣接通信局のMACアドレスに変更する
請求項６に記載の通信局。
前記送信部は、一定の周期のタイミングで、または前記一定の周期のタイミングから乱数で決定した時間後に、前記応答要求パケットを送信する、
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の通信局。
複数の通信局が相互に無線接続されたネットワークからパケットを受信する受信ステップと、
送信元アドレスが第１の通信局であり、宛先アドレスが前記複数の通信局のうち前記第１の通信局と異なる他の通信局である第１パケットが受信されたかを判定する判定ステップと、
前記第１の通信局からの応答を要求する応答要求パケットを送信する送信ステップと、
前記送信ステップによる前記応答要求パケットの送信前に前記第１パケットが受信されたとき、前記応答要求パケットの送信を省略するステップと
をコンピュータに実行させるための通信制御プログラム。
第１の通信局と第２の通信局を含む複数の通信局が相互に無線接続された通信ネットワークシステムであって、
前記第１の通信局が前記第２の通信局宛に、前記第２の通信局からの応答を要求する応答要求パケットを送信し、
前記第２の通信局は、前記第１の通信局宛に前記応答要求パケットに対応する応答パケットを送信し、
前記第１の通信局は、前記応答要求パケットを送信する前に、送信元アドレスが前記第２の通信局であり、宛先アドレスが、前記複数の通信局のうち前記第１の通信局および前記第２の通信局と異なる他の通信局であるパケットを受信したときは、前記応答要求パケットの送信を省略する
通信システム。