KR100417672B1 - 노드들의네트워크내의메시지의경로지정방법및장치 - Google Patents

Abstract

메모리와 프로세싱 전력과 같은, 최소의 하드웨어 자원을 가진 노드의 멀티홉 방송 네트워크를 포함한 시스템. 이 네트워크는 홉 카운트와 페어런트 경로 지정 프로토콜을 가진 홍수를 사용하여 노드가 서로 통신할 수 있는 관련 정보를 수집함으로써 구성된다. 구분 스패닝 트리가 형성되고 노드 식별자가 할당되어 차일드 노드의 식별자는 그의 페어런트의 식별자를 가장 중요한 비트로서 포함한다. 이는 사용되는 노드의 식별자가 노드가 패킷을 프로세싱하거나 재송신하는지를 결정하는데에 사용되도록 하여, 노드는 그 자체의 식별자만을 사용하여 완전한 패킷 경로를 결정할 수 있다.

Description

노드들의 네트워크내의 메시지의 경로 지정 방법 및 장치

현대 빌딩의 실제 시간 제어에 특히 사용되는 최근의 전형적인 네트워크는 빌딩이 건설될 때 설치되는 결선 접속 노드를 포함한다. 이러한 시스템에서, 네트워크는 조명 점화/점등과, 엘리베이터 등을 제어하기 위해 사용된다. 네트워크의 노드는 많은양의 메모리와 다른 수단을 가진 마이크로컴퓨터이다. 이러한 시스템은 결선되어 비교적 강한 노드를 갖기 때문에, 이들은 고가이므로, 일반적으로 대형빌딩에서만 사용될 수 있다. 또한, 이들은 특히 전력 사용 제어 시스템에 가장 적당한 대상이 될 수 있는 오래된 건물을 개장하는 데에 일반적으로 적당하지 않다.

서로 무선으로 연결되어 작은 크기의 빌딩에서 중간 크기의 빌딩까지에 사용하기 적당하고 오래된 빌딩을 개장하기에 적당한, 매우 저가의 노드, 즉, 최소한의 수단을 가진 노드, 또는 자원 결핍 노드의 네트워크가 필요하다.

통상적인 네트워크 기준 제어 시스템에서, 데이터 통신 네트워크의 노드들은 정보 유닛을 그들사이에서 교환한다. 이러한 유닛은 통상적으로 패킷, 프래임 또는 셀로 언급된다. 멀티 홉 네트워크에서, 노드는 네트워크의 모든 다른 노드와 직접 통신 링크를 갖지 않으므로, 패킷은 소스 노드에서 지정 노드까지의 통신 경로내에 있는 중간 노드에 의해 전송될 필요가 있다. 네트워크의 형태와 그 특성에 따라서, 패킷을 경로 지정하는 이 기능은 중간 노드에서 하기의 기능중의 하나를 포함한다. (1) 중간 노드를 떠나는 많은 링크중 하나의 선택 (예를 들면, 인터넷과 같은 점-대-점 멀티홉 (point-to-point multi-hop) 네트워크에서) 또는, (2) 수신된 패킷을 전송 (재전송) 하는지 아닌지를 결정 (예를 들면, 모든 노드가 공통 채널을 분배하는 무선 멀티홉 방송 네트워크에서) 데이터 통신 네트워크에서 사용되는 대부분의 경로 지정 기술은 경로 지정표 또는 의사 결정표를 사용하여 메시지의 어드레스가 경로 결정 또는 선택을 하기 위한 표에 접근하는 데에 사용되는 동작의 경로 결정을 한다. 중간 노드의 경로 지정표는 패킷이 정해지는 목적지 노드로의 최선의 출력 링크와 가장 짧은 경로를 지정한다. 그러나, 이러한 표는 노드의 메모리내에 공간을 차지한다. 예를 들면, 256 노드의 네트워크에서, 전형적인 중간 크기의 빌딩의 크기에 대해서, 각각의 노드가 간단한 경로 지정표를 저장한다면, 어떤 노드가 패킷을 전송하는 지를 지정하기 위해 적어도 512 바이트가 필요하다. 이 256 노드 네트워크의 의사 결정표는 288 바이트를 차지하고, 노드의 어드레스에 256 바이트가 필요하고, 표내의 각각의 노드에 지정된 패킷을 전송하는지 아닌지를 비트를 사용하여 지정하기위해 32 바이트가 필요하다. 저 메모리 형의 자원 결핍 노드의 네트워크에서는, 이러한 표를 저장하기 위해 사용될 수 있는 메모리가 충분하지 않다. 이러한 노드에서, 메모리는 데이터 통신 기능과 시스템 또는 적용 특정 기능으로 분류된다. 그러므로, 다른 경로 지정 기술이 고안될 필요가 있다. 이러한 경로 지정 방법은 매우 적은 RAM 을 사용하고, 조건에 맞는 지연을 가지고 패킷을 소스에서 목적지까지의 전송하는 데에 효과적이어야 한다.

최소한의 자원, 특히, 이러한 노드로 동작하는 메모리와 경로 지정 프로토콜을 가진 노드의 네트워크가 필요하다.

본 발명은 네트워크의 어떤 노드들이 서로 통신할 수 있는 지를 결정하는 단계와 노드에 식별자를 할당하는 단계를 포함한, 네트워크 구성 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한 노드가 단일 노드 식별자에 의해 식별되는 노드의 네트워크내에 메시지를 경로 지정하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한 노드가 하나의 노드 식별자에 의해 식별되는 다수의 노드를 포함한 통신 네트워크와 이러한 네트워크에서 사용하기위한 노드에 관한 것이다.

본 발명은 또한 노드의 논리 식별자를 저장하는 메모리와 노드가 지정 노드로의 메시지 경로내에 있는 지를 결정하는 프로세스를 구비한, 통신 네트워크 노드에 관한 것이다.

본 발명은 또한 네트워크 구성을 저장하는 메모리와 프로세스를 구비한 통신 네트워크에 대한 네트워크 제어 노드에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 네트워크의 노드.

도 2 는 무선 멀티홉 노드의 네트워크.

도 3 은 네트워크 제어 노드에 의해 수행되는 프로세스의 플로우챠트.

도 4, 5, 6, 10, 11, 13, 19, 20 및 22-25 는 메시지 패킷.

도 7 은 홉 카운트 프로세스를 가진 자원 결핍 노드의 플로우챠트.

도 8 은 페어런트 경로 지정 프로세스의 플로우챠트.

도 9 는 네트워크 제어 노드의 초기화 프로세스.

도 12 는 네트워크 노드의 초기화 프로세스.

도 14 는 네트워크 제어 노드에 의해 수행되는 그래프 작성 프로세스의 플로우챠트.

도 15(a) 는 노드의 네트워크.

도 15(b) 는 도 15(a) 의 네트워크를 나타내는 데이터 구조.

도 16 은 도 2 의 네트워크의 스패닝 트리.

도 17 은 본 발명에 따른 도 17 의 네트워크의 노드에 할당된 어드레스.

도 18 은 네트워크 제어 노드의 모니터와 제어 프로세스.

도 21 은 네트워크 초기화후에 네트워크 노드에 의해 수행되는 프로세스의 플로우챠트.

본 발명의 목적은 저가이며 최소의 노드의 네트워크를 무선으로 접속하는 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 또한 방송 통신 기술을 사용하여 노드들을 접속하는 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 자원 결핍 노드의 네트워크에 적당한 경로 지정 프로토콜을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 노드의 네트워크를 구성하는 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 작은 크기에서 중간 크기의 빌딩에 설치되며 오래된 빌딩을 저가의 네트워크로 개장할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.

네트워크를 구성하는 방법은 서로 통신할 수 있는 노드의 스패닝 트리를 형성하는 단계를 포함하며, 노드에 대한 할당 식별자는 스패닝 트리를 기준으로 하는 것을 특징으로 한다.

메시지를 경로 지정하는 방법은 노드가 서로 통신할 수 있는 노드의 스패닝 트리를 형성하며, 차일드 노드 (child node) 의 식별자의 단일 부분이 차일드 노드의 페어런트 노드(parent node) 의 식별자의 단일 부분을 포함하고, 이 방법은 메시지 어드레스가 전류 노드 식별자의 단일 부분을 포함할 때 메시지를 또다른 노드로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

통신 네트워크는 노드가 서로 통신할 수 있는 노드의 스패닝 트리를 형성하고, 차일드 노드의 식별자의 단일 부분이 차일드 노드의 페어런트 노드의 식별자의 단일 부분을 포함하는 것을 특징으로 한다.

통신 네트워크 노드는 메시지의 메시지 어드레스를 노드의 논리 식별자와만 비교함으로써 상기 결정을 수행하기 위해 프로세스가 고안되는 것을 특징으로 한다.

네트워크 제어 노드는 네트워크의 노드의 구분 스패닝 트리 식별자를 결정하고, 식별자를 네트워크 구성내에 저장하며, 네트워크 구성을 사용하여 메시지를 노드로 전달하기 위해 프롯스가 고안되는 것을 특징으로 한다.

양호하게는, 이 시스템은 메모리와 프로세싱 전력과 같은 최소한의 하드웨어 자원을 가진 노드의 멀티홉 무선 방송 네트워크 노드를 포함한다. 이 네트워크는 구분 스패닝 트리를 사용하여 구성되고, 노드 어드레스가 할당되어 중간 노드의 어드레스는 완전한 패킷 경로 결정을 위해 패킷의 목적지 어드레스와 비교된다.

동일 소자에는 동일한 번호가 표시된 첨부된 도면을 참조로, 하기에 좀더 완전하게 설명되고 청구된 바와 같은 구성과 동작에 대한 상세한 설명에 의해 본 발명의 상기 목적과, 다른 목적 및 이점은 분명해질 것이다.

본 발명은 하나의 방내의 조명 단계의 제어와 같은 간단한 기능을수행하기에 적당한, 저가의 노드의 네트워크에 관한 것이며, 여기서, 각각의 노드는 조명 스위치처럼 제어되는 소자로 통합될 수 있다. 이러한 네트워크의 노드는 "자원 결핍 노드" 이다. 노드가 경로 지정표와 같은 경로 지정 정보를 저장하기에 불충분한 메모리를 가지며, 가장 짧은 경로와, 네트워크 혼잡과, 링크 제어 등의 정보를 기준으로 출력 패킷 또는 메시지를 위한 "최선의 경로 지정" 을 계산하기에 불충분한 프로세싱 전력을 가고 있다면, 자원 결핍 노드로 언급된다. 바람직한 실시예는 도 1 에 도시된 바와 같이, 매우 제한된 양의 온칩 RAM (14) (32 바이트) 과, 노드 어드레스 (즉, 약 4 바이트) 와 같은 프로그램가능하지만 불휘발성의 정보을 유지하기 위해, 바람직하게는 EEPROM 형의 PROM (18) 및, 제어 및 네트워크 경로 지정 프로그램 또는 소프트웨어를 유지하는 ROM (18) (약 1 또는 2K 바이트)를 포함하는 모토로라 68HC11 마이크로콘트롤러와 같은, 저가이며 4 또는 8 비트 마이크로콘트롤로 프로세싱 장치 (MCU) (12) 를 각각 포함하는 네트워크 노드 (10) 를 포함한다. 각각의 노드 (10) 는 또한 시스템의 다른 노드와 통신할 수 있는 통상적인 무선 송신기/수신기 (20) 를 포함한다. 송신기/수신기 (20) 는 빌딩의 하나에서 셋 정도의 방크기의 거리와 같은 12 피트만을 일반적으로 송신하는 저전력 장치이다. 노드는 RAM 메모리와 같은 최소의 자원을 갖기 때문에, 노드는 경로 지정 또는 의사 결정표에 따른 복잡한 경로 지정 프로그램을 유지할 수 없다. 네트워크를 운영하고 네트워크 구성을 결정하기 위해서, 네트워크 제어 노드 (NCN) (30) 라 불리는 정보처리 기능이 있으며 비교적 강한 노드가 제공된다. NCN (30) 은 노드 (10) 로서 MPU (32) 와, RAM (34) 와, PROM (36) 과, ROM (38) 및 송신기/수신기 (40) 와 동일한 버전을 포함할 수 있고, 또한, 빌딩 조명 제어와 같은 네트워크 및 시스템 제어를 수행하기에 적당한 종래의 디스크 저장 및 I/O 장치를 포함한 PC 또는 워크스테이션과 같은 종래의 컴퓨터 (44) 에 연결된 종래의 직렬 포트 (42) 를 또한 포함한다.

NCN (30) 은 구분 스패닝 트리 (PArtitioned Spanning Tree) (PAST) 경로 지정 프로토콜을 실시해야 한다. 본 발명의 구분 스패닝 트리 경로 지정 프로토콜은 임의의 형태의 멀티홉 네트워크에도 적용가능하고 경로 지정 또는 의사 결정표를 사용하지 않는다. 그러나, 이는 자원 결핍 노드 (적은 프로세싱 전력과 메모리를 가진) 의 네트워크에 가장 적당하고 다른 노드에 어드레스를 할당하고 네트워크를 시동시 초기화하기에 충분한 프로세싱 전력과 메모리를 가진 네트워크 제어의 유효성에 의존한다.

프로토콜을 더 잘 이해하기위해, 도 2 에 도시된 바와 같이, 끝과 끝을 이은 통신이 NCN (60) 과 자원 결핍 노드 (62-76) 사이에서 일어나지만, 70 및 72 와 같은 두 자원 결핍 노드사이에서는 목적지 노드로의 패킷의 중계를 위한 패킷의 교환외에는 끝과 끝을 이은 통신이 일어나지 않는 네트워크를 고려한다. 프로토콜의 동작을 설명하기 위해서, 각각의 노드가 네트워크의 몇몇의 다른 노드의 직접 무선 통신 범위내에 있는, 예를 들면, 노드 68 이 다른 노드들을 제외하고 노드 62, 64, 66, 70 및 72 의 범위내에있는 방송 채널 네트워크의 경우를 고려한다. 그러므로, 송신기의 어떤 이웃하는 노드가 있는 송신기주변에 각각 집중되어, 오버랩 지역 (노드 66 의 이웃은 노드 68 의 이웃과 오버랩됨) 이 존재한다.

네트워크내의 모든 노드는 공통 방송 채널을 사용한다. 트래픽이 없을때에만 각각의 송신기가 채널을 모니터하고 전송할 것을 요구함으로써 종래의 CSMA (캐리어 감지 다중 접근) 프로토콜을 사용하여 충돌은 방지된다. 서로간의 가청범위밖의 두 노드의 이웃의 교차부에 있는 노드는 두 이웃노드가 채널이 비어있다는 인식을 동시에 전송한다면 무효데이터를 수신할 수 있다. 암시 홉-바이-홉 (implicit hop-by-hop) (IHBH) 긍정응답 도표는 이러한 충돌로부터의 회복을 위해 사용된다. 이 IHBH 긍정응답 도표는 이후에 설명된다.

74 와 같은 자원 결핍 노드로부터 NCN (60) 까지 순회하는 패킷은 순회 업스트림 (travelling upstream) 으로 언급되고, NCN (60) 에서 자원 결핍 노드로 순회하는 패킷은 순회 다운스트림 (travelling downstream) 으로 언급된다. 각각의 자원 결핍 노드는 실제 ID 로 불리는 단일 식별자로 제조될 수 있거나, 이 ID 는 설치하는동안 손조작으로 노드에 할당될 수 있다.

노드 62-76 가 먼저 턴온될 때, 이들은 NCN (60) 으로부터의 통신을 기다리는 초기 단계에서 시작한다. 네트워크내의 노드의 수에 대해 사용자에 의해 입력된 정보를 기준으로, 초기화 단계 (90) (도 3 에 도시됨) 에서, 먼저 큰 프로세싱 전력과 메모리 용량을 가진 네트워크 제어 노드 (NCN) (60)는 자원 결핍 노드 (62-64) 로부터 정보를 수집하여 도 2 에 도시된 바와 같은 그래프의 형태로 네트워크를 완전하고 정확하게 표현한다. 필요한 정보는 어떤 노드들이 서로를 들을수 있는가에 대한 지정, 즉, 어떤 노드가 다른 노드의 방송 범위내에 있는지에 대한 리스트이다. 이 정보는 홉 카운트 프로토콜을 가진 홍수 (flooding) 를 사용하여 네트워크의 모든 노드에 초기화 메시지를 방송함으로써 얻어진다. 이 방송은 네트워크의 중간 레벨의 노드가 훨씬 아래의 노드에 방송되도록 레벨 대 레벨로 진행한다. 이는 각각의 노드가 그의 페어런트 노드인 노드, 즉, 제 1 초기화 방송을 수신하는 노드를 기록하게 한다. 이 노드는 페어런트 경로 지정 프로토콜 (이후에 설명될 것임) 을 사용하여 회복된 응답 메시지를 거쳐 필요한 정보에 응답한다. 응답 메시지는 또한 페어런트 노드를 제외한 어떤 다른 노드가 들을수 있는지를 지정한다. 그래프의 각각의 아크는 아크가 접속하는 두 노드사이의 직접 링크를 나타낸다. 그래프는 그후에 스패닝 트리로 구분된다. 패킷이 차지하는 경로가 NCN (60) 으로부터 각각 패킷 순회 다운스트림 또는 업스트림을 위해 목적지 노드 또는 송신 노드의 어드레스에 의해 단일하게 인식되는 방식으로, 노드에는 논리 (구분 스패닝 트리-PAST) 어드레스가 할당된다. 이 어드레싱 도표에서, 패킷을 단순히 수신하는 노드 (64) 와 같은 중간 노드는 목적지 노드의 어드레스 (패킷 순회 다운스트림) 또는 노드 송신 패킷의 어드레스 (패킷 순회 업스트림) 를 중간 노드의 어드레스와 비교함으로서 이 어드레스를 검사한다. 어드레스 비교만으로, 중간 노드가 패킷이 차지하는 경로내에 있는지를 말할수 있다. 중간 노드가 경로내에 있으면, 이는 패킷으로 전송하고 그렇지 않으면 이 패킷은 버려진다. 어드레스가 할당되면, NCN (60) 은 메시지 관련 사상과 명령이 PAST 경로 지정 프로토콜을 사용하여 네트워크를 통과하여 지나가는 모니터링 및 제어 단계 (92) 로 들어간다. NCN (60) 동작 단계의 세부사항은 이후에 더 상세히 설명될 것이다. 그러나, 초기화 단계의 세부사항을 설명하기 전에, 초기화 단계동안 사용되는 두 경로 지정 프로토콜을 이해하는 것이 도움이 될 것이다. 이 두 경로 지정 프로토콜은 (1) 홉 카운트 (FHC) 를 가진 홍수와 (2) 페어런트 경로 지정 (PA)이다. 이러한 두 프로토콜은 도 7 및 도 8 을 참조로 하기에 설명될 것이다. 그러나, 먼저, 이 프로토콜을 사용하여 네트워크내에서 전송되는 각각의 패킷의 구조가 설명된다.

하기의 설명에 사용된 패킷의 구조는 도 4 에 도시되어 있다. 각각의 패킷 (100) 은 고정 위치의 "플래그" 바이트 (102) 를 포함한다. 이 바이트 (102) 는 하기의 비트-필드 (오른쪽에 최소한의 유효비트를 가짐) 를 갖는다. 비트 0 과 1 - 나중에 사용하기 위해 예약됨, 비트 2 - 패킷 우선순위, 1 은 "긴급" 을 지시하고, 0 은 "긴급이 아님" 을 지시한다. 비트 3 및 4 - 어드레싱, 11 은 패킷이 "방송" 패킷임을 지시하고, 즉, 패킷이 네트워크내의 모든 노드에 의해서 프로세싱되어야 함을 지시하고, 10 은 패킷이 "멀티케스트" 패킷인 것을 지시하고, 즉, 그룹 어드레스에 의해 식별되는 네트워크내의 다중노드가 패킷을 수신하고 프로세싱하는 것을 지시하며, 01 은 패킷이"유니케스트" 패킷이고 단하나의 노드에 대해 지정되는 것을 지시하고, 비트 5 및 6 은 경로 지정형이며, 11 은 패킷이 페어런트 경로 지정 도표를 사용하여 경로 지정되는 것을 지시하고, 10 은 패킷이 FHC 경로 지정 프로토콜을 사용하여 진행되는 것을 지시하고, 01 은 PAST 프로토콜이 사용되는 것을 지시하고, 비트 7 은 순회 방향이며, 0 은 패킷이 NCN 에 대한 순회 업스트림임을 지시하고, 1 은 패킷이 NCN 으로부터 멀리서 이동하는 것을 지시한다. 하나의 패킷 ID 는 제 2 바이트 (104) 내에 저장된다. 패킷 (100) 의 다음 필드 (106) 는 목적지 (또는 소스) 노드의 논리 어드레스를 포함하는 가변 길이 필드이다. 제 4 필드 (108) 는 하나의 바이트 명령을 포함한다. 다음 필드 (110) 은 가변 길이 데이터 필드이다. 패킷 (100) 의 마지막 필드 (112) 는 에러 검사에 사용되는 검사합계 필드이다.

초기화 단계는 도 5 와 도 6 에 도시된 도 4 의 패킷 (100) 의 두 버전을 사용한다. 도 5 의 INIT 패킷 (120) 의 초기화는 FHC 다운스트림 경로 지정 초기화 단계 (도 7 에 도시됨) 동안만 사용된다. 네트워크 제어 노드 (NCN) (60) 은 NCN (60) 의 직접 통신 범위내의 모든 노드에 도 5 의 패킷 (120) 을 방송한다. 홉 카운트 (FHC) 경로 지정 도표를 가진 홍수가 사용되어 패킷 (120) 을 방송한다.(플래그 바이트내의 어드레시 비트는 11 로 설정된다) 각각의 패킷 (120) 은 송신 노드의 실제 ID (104) 를 포함한다. 데이터 필드 (110) 에서, FHC 에 대한 홉 카운터 (122) 는 1 로 설정되어, 송신 노드의 중간 이웃들만 패킷을 프로세싱하지만, 패킷을 앞으로 전송시키지 않는다.(도 7 참조) 패킷을 송신하는 노드의 어드레스 (124) 는 데이터 필드 (110) 내에 포함된다. 패킷 (120) 은 ID 가 ec3f(hex) 인 노드로부터 전송되어, ID 가 6bfl(hex) 인 노드에 의해 수신된다. 홉 카운트 필드 (122) 가 INIT 패킷 (120) 이 하나의 홉이상 멀리 전파하지 않는다는 것을 확신할 때, 패킷내의 어드레스 필드 (106) 는 ffff(hex) 로 항상 설정된다. 도 6 의 응답 또는 RESPONSE_INIT 패킷 (130) 은 업스트림 페어런트 경로 지정 프로세스 (도 8 에 도시됨) 에서만 사용된다. 패킷 (130) 은 NCN (60) (0000 hex) 의 어드레스로 설정된 어드레스 필드 (106) 를 갖는다. 데이터 필드 (110) 내에, 경로 지정 필드에 대한 페어런트 어드레스로 불리는 필드 (132) 가 포함되며, 그의 내용은 패킷 (130) 을 수신하고 이를 전송시키는 (방송하는) 모든 중간 노드의 페어런트 노드의 ID 에 의해 교체된다. RESPONSE_INIT 패킷 (130) 을 송신하는 초기 노드의 어드레스는 다음 필드 (136) 내에 저장되고 NCN 으로부터 초기 노드의 홉 카운트내의 거리는 다음 필드 (140) 내에 저장된다.

도 7 에 도시된 바와 같이, 홉 카운트 (FHC) 경로 지정 도표를 가진 홍수는 각각의 INIT 패킷 (120) 에서 최대 홉 카운터 (필드 22) 를 사용하여 방송 네트워크에서 패킷이 소스 노드에서 목적지까지 전파할 때 차지할 수 있는 최대수의 홉을 지정한다. 소스 노드는 패킷이 목적지에 도달하기전에 필요한 정확한 (또는 최소의) 수의 홉을 알아야 한다. 단일 패킷 식별자가 또한 패킷내에 삽입된다. 패킷을 수신하는 (150) 모든 중간 노드, 예를 들면 노드 (64) 는 패킷이 FHC 패킷인지를 결정하고 (152), 만일 FHC 패킷이 아니면 그 패킷을 버린다(154). 카운터가 0 이 되면, 패킷은 재전송되지 않는다. 반면에, 중간노드는 이웃하는 노드가 듣기위해 패킷을 방송한다 (160). 패킷이 이웃하는 노드로부터 다시 수신되면, 패킷이 버려지도록 패킷의 식별자는 오랜시간동안 기록된다. 노드고장이 없으면, 홉 카운트가 0 이 되기전에 패킷은 목적지 노드에 확실히 도달한다. 이 방법의 패킷의 경로 지정은 NCN 으로붜터의 다운스트림은 물론 패킷 순회 업스트림에 사용될 수 있다. 패킷내에 기입된 목적지 노드의 실제 ID 는 목적지 노드에 의해 사용되어 패킷이 프로세싱되는 것을 인식하고 더 이상 전송되지 않는다. 이 경로 지정 도표로서 패킷의 다중 복사가 네트워크의 비접속부에서 존재할 때 매우 비효과적이라는 것을 쉽게 알수 있다. 패킷의 몇몇 복사는 목적지 노드로부터 멀리 순회할 수 있으므로, 네트워크 자원을 소비한다. 이 경로 지정 도표의 부가적인 세부사항은 Boehm, S.P. 와 P. Baran 에 의한 1964 년 8 월에 출판된 RAND 주식회사의 Memorandum RM-3103-PR 의 "광대역 분포 통신 네트워크내의 핫 포테이토 경로 지정의 디지털 시뮬레이션" 에 나타나 있다. 도 7 에는 홉 카운트를 가진 홍수에 의한 경로 지정동안 수행되는 동작의 일반적인 설명이 제공되고, 제어 (60) 와 자원 결핍 (62-76) 노드에서 본 발명의 프로세스내의 이 경로 지정 프로토콜의 수행은 도 9 및 도 12 를 참조로 더 상세히 설명된다.

도 8 에 도시된 페어런트 경로 지정 도표는 NCN (60) 으로 순회 업스트림하는 경로 지정 패킷에 대해서만 사용가능하다. 네트워크내의 각각의 노드는 직접 통신 범위내에 있으며, 적어도 하나의 홉에 의해 NCN 으로 접근하는 노드의 실제 ID 를 저장한다. ID 가 저장된 노드는 페어런트 노드로 언급된다. 소스 노드는 페어런트 노드의 ID 를 출력 RESPONSE_INIT 패킷 (130) 으로 삽입하고 패킷을 방송한다. 패킷 (130) 을 수신하는 (170) 중간 노드는 형태가 페어런트 경로인지를 확인하기 위해 경로 지정 플래그를 검사하고 (172) 경로 지정 플래그의 형태가 올바른 형태가 아니면 패킷을 버린다 (174). 만일 올바른 형태이면, 노드는 경로 지정 플래그내에 포함된 목적지 어드레스를 검사한다 (176). 어드레스가 중간 노드의 어드레스가 아니면, 페어런트 어드레스가 검사된다 (178). 페어런트 어드레스가 중간 노드의 어드레스이면, 어드레스는 중간 노드의 페어런트 노드의 어드레스와 교체되고 (180), 패킷이 전송된다 (182). 이는 목적지 노드 (NCN (60)) 가 패킷 (130) 을 수신할때까지 계속되고 RESPONSE_INIT 패킷 (130) 을 프로세싱한다 (184). 그러므로, 패킷 (130) 은 한 노드에서 NCN 과 가까운 한 노드인 페어런트 노드까지 호핑 (hopping) 함으로서 NCN 으로 순회한다. 이 방법의 경로 지정은 ID 가 패킷내에 나타나는 노드만이 패킷을 중계할 때, 홉 카운트 (FHC) 를 가진 홍수보다 더 효과적이다. 페어런트 경로동안 수행되는 동작의 일반적인 설명과 제어 (60) 에서 본 발명의 프로세스내의 이 경로 지정 동작의 수행이 도 8 에 도시되어 있으며, 자원 결핍 (62-76) 노드가 도 9 및 12 를 참조로 더 상세히 설명된다.

초기화 단계 (90) 동안, 도 9 에 도시된 바와 같이, 네트워크 제어 노드(NCN) (60) 는 사용자가 네트워크내의 노드의 수를 지시한 후에, 도 5 에 도시된 바와 같이, 0 의 ID (필드 104) 와 1 의 FHC 홉 카운트 (필드 122) 를 가진 초기화 패킷 (120) 을 발생시킴으로서 (200) 시작한다. 이 패킷은 그후에 송신된다 (202). NCN (60) 은 패킷이 수신될때까지 (204) 대기한다. NCN (60) 은 경로 지정형이 FHC 인지를 결정한다 (206). NCN 이 FHC 가 아니면, 패킷의 경로 지정 방법이 페어런트 경로 지정형인지가 결정된다 (210). 패킷이 FHC 경로 지정에 의해 경로 지정되면, 이 패킷이 초기 패킷 (120) 인지가 결정된다. 만일 초기 패킷이 아니면, 패킷은 버려진다 (214). 패킷이 초기 패킷 (120) 이면, 홉 카운트가 1 인지가 결정된다. 홉 카운트가 1 이면, 노드는 도 2 의 네트워크와 같은, 네트워크의 노드의 그래프로 삽입된다 (218). 이 삽입 동작 (218) 은 NCN 이 NCN 노드 ID 를 포함하는 페어런트 경로 지정 응답 패킷 (130) 을 수신하고 인식하면 (220) 또한 발생한다. 그래프의 모든 노드가 그래프로 들어가지 않는다는 것을 NCN 이 결정하면, 즉, 사용자에 의해 기입된 네트워크의 노드의 수가 그래프내의 노드의 수와 동일하지 않을 때, 시스템은 또다른 패킷을 기다리기 위해 회복한다. 그래프가 완료되면, NCN (60) 은 논리 구분 스패닝 트리 (PAST) 어드레스를 노드에 할당한다. 이는 이후에 더 상세히 설명될 것이다. 논리 어드레스가 할당되면 (222), NCN (60) 은 각각의 노드에 어드레스를 알려준다. 이는 SET_ADDRS 패킷 (240) (도 10 에 도시됨) 을 구성하고 이들을 노드 (62-76) 에 송신함으로서 행해진다.

도 10 에 도시된 바와 같이, 각각의 SET_ADDRS 패킷 (240) 은 목적지 노드의 실제 ID (104) 와 목적지에 할당된 논리 PAST 어드레스 (242) 의 실제 ID 를 포함하여, 목적지 노드는 패킷을 수용하고 그 논리 PAST 어드레스를 저장할 수 있다. 패킷 (240) 은 이전에 설명된 홉 카운트를 가진 홍수를 사용하여 경로 지정된다. NCN 으로부터 각각의 노드까지의 정확한 홉 카운트 (244) 는 이 정보가 목적지 노드로부터 수신된 RESPONSE_INIT 패킷의 단일 부분일 때 알려져 있다. SET_ADDRS 패킷 (240) 을 수신하는 노드는 RESPONSE_SET_ADDRS 패킷 (250) (도 11 에 도시됨) 을 NCN (60) 으로 송신함으로서 PAST 어드레스의 접수를 확인한다. 이러한 패킷 (250) 은 페어런트 경로 지정 도표를 사용하여 경로 지정된다.

경로 지정의 형을 결정하는 초기화단계동안, 자원 결핍 노드 (62-76) 의 동작은 도 12 와 동일한 동작의 참조 번호로 표시된 NCN (60) 에서와 동일하다. 홉 카운트 (216) 가 체크된후에, 제 1 시간에 대한 INIT 패킷 (120) 을 수신하는 (240) 각각의 노드는 패킷 (120) 의 송신측의 실제 ID 를 저장하고 송신측을 그의 페어런트 노드로서 표시한다 (242). 부가적으로, 수신 노드는 홉의 수를 NCN (60) 에서 INIT 패킷 (120) 의 송신측까지 제공하는 패킷내의 값에 1 을 더하여, 그 결과를 수신 노드가 네트워크 제어 노드 (NCN) (60) 로부터 멀리 떨어져 있는 홉의 수로서 저장한다. 수신 노드는 RESPONSE_INIT 패킷 (130) 을 만들어 (244) NCN (60) 으로 전송하여 수신 노드가 INIT 패킷 (120) (즉, 페어런트 노드) 을 보낸 노드의 직접 통신 범위내에있는지를 NCN (60) 에게 알린다. RESPONSE_INIT 패킷 (130) 은 이전에 설명된 페어런트 경로 지정 도표를 사용하여 경로 지정된다. 그러므로, 처음에, 각각의 RESPONSE_INIT 패킷 (130) 은 패킷을 구성하는 노드의 페어런트 노드의 실제 ID 와, 응답 패킷 (130) 을 송신하는 노드의 실제 ID 및, NCN (60) 으로부터 떨어져 있는 홉의 수를 포함한다. 이 노드는 이 패킷을 방송하지만, ID 를 그의 페어런트의 ID 로 교체한 후에, ID 가 패킷내에 나타나는 페어런트 노드만이 패킷을 재전송한다. 그러므로, RESPONSE_INIT 패킷 (130) 은 먼저 패킷 (130) 의 발생을 초래한 초기화 패킷 (120) 의 송신측에 의해 전송된다. RESPONSE_INIT 패킷 (130) 을 수신한후에, NCN (60) 은 RESPONSE_INIT 패킷 (130) 을 보낸 소스 노드를 나타내는 그래프에 엔트리를 형성한다. 아크가 그래프내에 형성되어, 실제로 링크된 리스트 데이터 구조내의 포인터에 형성되어, 패킷 (130) 의 송신측을 나타내는 엔트리와 패킷 (130) 의 송신을 초래한 노드가 접속한다. NCN (60) 에서 패킷의 송신측 (소스) 까지의 홉의 수가 또한 저장된다.

패킷 (130) 을 NCN 으로 송신하는 (246) 데에 더하여, 패킷 (120) 을 우선 수신한 노드는 1 의 홉 카운트와 ffff(hex) 의 ID 를 가진 INIT 패킷 (120) 을 구성하고 (248) (도 12 에 도시됨), 모든 중간 이웃이 듣도록 이를 방송한다.

우선 패킷의 다음의 INIT 패킷 (120) 을 수신하는 노드는 패킷 (120) 의 송신측의 실제 ID 를 페어런트로서 저장하지 않는다. 이는 또한 초기패킷 (120) 을 구성하고 방송하지 않는다. 그러나, 이 노드는 HEAR_INIT 패킷 (260) 을 형성한다 (252). 이 패킷 (260) 은 RESPONSE_INIT 패킷 (130) 과 구조와 목적이 유사하며, 도 13 에 나타나 있다. 그러나, HEAR_INIT 패킷 (260) 은 패킷 (260) 의 발생을 초래하는 INIT 패킷 (120) 의 송신측을 거쳐 순회하지 않는다. HEAR_INIT 패킷 (260) 은 HEAR_INIT 패킷 (260)을 송신하는 노드로부터 NCN (60) 에 도달하기 위해 우선 RESPONSE_INIT 패킷 (130) 이 차지하는 동일한 경로를 순회한다. 패킷 (260) 은 또한 NCN (60) 이 그래프내에 아크를 삽입하게 하여 패킷 (260) 의 발생을 초래한 패킷 (260) 의 송신측과 패킷 (120) 의 송신을 접속시킨다.

수신된 패킷이 결정되어 (254) 이 노드에 대한 어드레스 설정 패킷이 되면, 논리 어드레스는 저장되고 (256), 도 21 를 참조로 설명되는 네트워크 통신 및 제어 단계로 들어간다.

그래프 작성의 프로세스 (218) 가 도 14 에 더 상세히 나타나 있다. 패킷이 NCN (60) 에 의해 수신될 때 패킷은 체크되어 (272) 패킷의 형 (130 또는 260) 을 결정하고, 패킷의 형이 잘못된 형이면, 이는 버려진다 (274). 올바른 형태의 패킷이 수신되었다면, 송신측과 페어런트 어드레스는 추출되고 (276), 도 15(a) 도 15(b) 에 더 상세히 설명된 바와 같이, 데이터가 삽입되는 (280) 링크된 리스트 데이터 구조 리스트 엔트리를 형성하기 위해 사용된다. NCN (6) 은 그 후에 페어런트에 대한 링크된 리스트의 엔트리가 존재하는지를 결정한다 (282). 만일 엔트리가 없다면 페어런트에 대한 엔트리가 형성된다 (284).다음으로, 엔트리들 사이의 포인터가 엔트리에 삽입된다 (286). 그 후에 도 9 를 참조로 이전에 설명된 단계 220 및 222 가 수행된다.

그래프를 작성하는 프로세스는 NCN (60) 이 네트워크 내의 각각의 자원결핍 노드 (62-76) 로부터 응답패킷 (130/260) 을 수신하므로 모든 노드를 표시하고 네트워크 내에 링크할 수 있다. 결과 그래프는 도 2 의 그래프와 같으며 도 15(a) 도 15(b) 에 도시된 바와 같은 링크된 리스트로서 메모리내에 나타난다. 도 15(a) 는 실제 식별자 (ID 들) 3abc 및 769 를 갖는 노드로 통신할 수 있는 NCN (300) 을 도시한다. 노드 (3abc) 는 ID 209, 152 및 622 를 갖는 노드와, 노드 769 및 622 를 갖는 노드 및 NCN 300 과 통신할 수 있지만, 209 와는 통신할 수 없다. ID 209, 152 및 622 를 갖는 노드는 그래프 접속에 의해 들을 수 있고 지정된 노드로 송신할 수 있다. 이 배치는 도 15(b) 의 포인터 직접 링크 리스트 데이터 구조에 반영된다. 도시된 바와 같이, 리스트 (310) 내의 각 항목 또는 엔트리 (312) 는 해당 노드의 실제 ID 를 포함하는 실제 ID 필드 (314) 와 페어런트 노드를 식별하는 ID 필드 (316) 와, 루트 노드 또는 NCN 에 대한 홉의 수의 카운트를 포함하는 홉 카운트 필드 (318) 와, 전류 노드가 듣고 통신할 수 있는 네트워크 내의 훨씬 아래의 노드를 식별하고 패킷 (260) 을 보낸 하나 이상의 차일드 포인터 필드 (320) 및, 현재 노드를 송신하는 제 1 노드를 식별하는 페어런트 포인터 (322) 를 포함한다. 각각의 엔트리 (312) 는 또한 해당 노드에 할당되는 PAST 어드레스를 저장하는 필드 (324) 를 포함한다. 이 형태의 그래프는 초기화의 다음 단계의 초기화에서 네트워크 제어 노드 (NCN) 에 의해 사용되어 스패닝 트리를 구성하고 패닝 트리의 노드에 어드레스를 할당한다.

네트워크를 초기화하는 다음 단계는 별도의 스패팅 트리 데이터 구조 (그래프) 를 NCN 메모리에 설정된 원래의 그래프로부터 유도하는 것으로 이루어진다. 스패팅 트리 그래프는 별도의 그래프 (링크된 리스트 데이터 구조) 로서 구성되고 원래의 그래프는 나중의 네트워크 변형 및 추가를 위해 유지된다. 이 프로세스는 도면의 그래프의 수정된 깊이 우선 검색을 포함한다. 깊이 우선 검색에서, 노드 (가장 오른쪽) 가 선택되어, 노드가 차일드를 갖는다면, 그 중 하나 (가장 오른쪽) 가 선택되고, 차일드를 가지면, 잎 (leaf) 이 직면될 때까지의 그 노드가 선택된다. 그 지점에서, 잎 노드의 페어런트의 동포는 우선 검색된 깊이이다. 이 형태의 검색에서, 프로세스는 다른 경로가 처리되기 전에 한 경로를 따라 가능한 깊게 간다. 가로 우선 검색에서, 네트워크 내의 각각의 단계의 모든 노드 (동포)는 더 깊은 단계의 노드가 처리되기 전에 처리된다. 본 발명의 깊이 우선 검색에서, 각각의 단계의 가로는 한 단계을 두 단계로 분리할 수 있는 동작에 의해 최소화되어 결과적인 어드레스를 최적화하는 것을 돕는다.

이 설명에서, 도 2 는 원래 그래프 또는 소스 그래프로서 사용된다. 자원 결핍노드는 이 단계에서 포함되지 않으며, 이러한 전체 단계는 NCN 메모리 내에서 일어난다. 이 단계가 몇몇 사건이 발생하고 (스패닝 트리의 생성과 어드레스 할당) 플로우 차트에 의해 쉽게 표현되지 않는 순환적 동작이기 때문에, 코드 알고리즘을 포함한 추가물이 제공된다. NCN (60) 은 스패닝 트리의 루트를 자체로 고려하여 시작하고, 그래프 내의 이웃 노드의 실제수에 1 을 더함으로서 이웃의 수를 계산한다. 예를 들면, NCN (60) 은 두 이웃을 가지므로, 이웃의 계산된 수는 3 이다. 이웃의 계산된 수가 둘의 전력이면, 각각의 이웃노드는 차일드 노드로서 스패닝 트리내로 들어간다. 본 예에서는, 이웃노드는 들어가지 않는다. 이웃의 수가 둘의 전력이 아니면, 몇몇의 이웃노드가 스패닝 트리내의 차일드 노드가 되는 것이 배제되거나 배제되지 않을 수 있다. 이를 결정하기 위해, NCN (60) 은 이웃의 수 보다 작은 ↓2 로 표시된 그의 가장 큰 전력과 이웃의 수 보다 큰 ↑2 로 표시되는 그의 가장 작은 전력을 계산한다. 이웃의 수가 ↓2 보다 ↑2 에 가깝다면, 모든 이웃노드는 차일드로서 스패닝 트리내에 들어간다. 그러나, 이웃의 수가 ↓2 에 가까우면 NCN (60) 은 그래프 내의 어떤 이웃노드가 스패닝 트리내의 차일드 노드가 되는 것이 배제될 수 있는지를 결정하기를 시도한다. ↑2 및 ↓2 에 대한 이웃의 수가 밀접하게 접근되 어 있는 경우에, NCN (60) 은 어떤 이웃을 배제할 것인지를 결정한다. 이러한 결정에 대해서, NCN 은 그래프의 아크가 뒤따르고 이웃노드의 어느 것이 다른 이웃들 중 하나로부터 도달될 수 있는지를 보여준다. 본 예에서, 노드 (62) 는 노드 (64) 로부터 도달될 수 있다. 어느 다른 이웃노드로부터 도달될 수 있는 이웃은 차일드로서 스패닝 트리 내에 들어가지 않으며, 이웃의 수는 1 이 감소된다. 이웃의 수가 ↑2 에 도달하자마자, 배제 프로세스는 현재 노드의 이웃을 위해 멈춘다.이 배제된 이웃은 나중에 스패닝 트리로 들어간다. 어떤 이웃도 차일드 노드로서 스패닝 트리내에서 고려되는 것으로부터 배제될 수 없다는 것을 NCN (60) 이 결정하면, 모든 이웃은 트리내에 들어간다. 스패닝 트리로 들어가는 각각의 이웃은 방문되는 것으로 표시되고, 상기 과정이 각각의 들어간 이웃에서 시작하여 다시 수행되어, 이웃에서 스패닝 서브트리 루트를 형성한다. 이웃이 방문된 것으로 표시되면 이는 방문된 것으로 노드에서 스패닝 서브트리 루트가 이미 존재한다는 것을 지시한다. 이 프로세스는 방문된 것으로 되지 않는 다음 이웃에서 계속된다.

이웃의 수가 ↑2 에 근접하지 않으면 어떤 이웃이 스패닝 트리 내에서 차일드가 되는 것을 배제하는 별도의 효과 뒤에 대한 스패닝 트리의 가로가 최소가 되도록 유지하기 위한 것이다. 이는 논리 PAST 어드레스를 할당하는 프로세스가 하기에 설명될 때 더 잘 이해되야 한다.

이 단계의 마지막에서, 도 16 에 도시된 바와 같이, NCN 메모리 내에는, NCN (60) 에 근원을 두고, NCN (60) 에서 네트워크 내의 모든 노드에까지 단 하나의 경로가 존재하는 원래의 그래프 (도 2 에 도시됨) 에서 분리된 스패닝 트리가 존재한다. 이 그래프는 도 15(b) 의 구조와 동일한 데이터 구조로 표현되는 것에 주목해야 한다. NCN (60) 을 제외한 모든 노드 (62-76) 는 NCN (60) 으로부터 멀리 떨어진 하나의 홉인 차일드 노드를 갖는다. 잎 노드 (66, 70, 74 및 76) 를 제외한 모든 노드는 NCN (60) 으로부터 멀리 떨어진 하나의 홉인 차일드 노드를 갖는다. 노드는 페어런트를 분류하는동료노드를 갖거나 갖지않을 수 있다.

논리 구분 스패닝 트리 (PAST) 의 네트워크 초기화 프로세스의 마지막 단계에서, 식별자는 네트워크 내의 각 노드에 할당된다. 특히, 어드레스는 각각의 노드에 할당될 수 있다. 상기 언급된 문헌의 마지막에서, 항 어드레스가 사용된다. 이 할당도표에서, 각각의 차일드는 그의 하나의 자체 어드레스와 그 단계에서 결합된 페어런트의 어드레스를 인계한다. 이를 위해, NCN (60) 은 모든 0 비트로 구성된 어드레스를 자체로 할당함으로서 시작한다. (이 어드레스의 길이는 자원결핍 노드에 대한 어드레스의 할당을 기준으로 결정되고 길이는 스패닝 트리의 잎 노드 (60, 70, 74 및 76) 의 어드레스의 길이와 같다.

NCN (60) 은 NCN (60) 의 스패닝 트리에서 차일드 노드의 실제수에 하나를 더하여 차일드의 수를 계산한다. 본 예에서, 이는 둘이다. 각각의 차일드 노드를 동일하게 어드레스 하는데에 필요한 n 으로 언급되는 비트의 최소수가 계산된다. 스패닝 트리의 구성동안 임의의 이웃노드가 차일드로서 배제되면, ↑2 는 여기에 계산된 비트의 수에서 증가된 둘의 전력이어야 한다. 이웃노드가 배제되지 않으면, 비트의 수는 ↓2 또는 그래프 내의 이웃의 수와 정확히 같은 그의 전력을 유도해야 한다. 도 16 의 예에서, 이는 하나의 비트이다. 각각의 차일드 노드에 할당된 논리 PAST 어드레스는 이를 모든 다른 차일드 노드와 구분하는 하나의 n 비트 패턴을 구성한다. 이 n 비트는 하나의 차일드부분으로 언급된다. 도 17 에 도시된 예에서, n 비트는어드레스의 가장 중요한 비트를 형성하므로 또한, 가장 중요한 PAST 비트로 언급된다. 어드레스 비트의 하나의 부분의 다른 할당이 가능하다는 것은 분명하다.

NCN (60) 의 스패닝 트리에서 PAST 어드레스를 차일드에 할당한 후에, NCN (60) 은 각각의 차일드 노드에 근원을 둔 서브트리로 상기 과정을 계속한다. 스패닝 트리 내의 임의의 노드의 어드레스의 단일부분 (도 17 의 예에서, 일부분은 k 의 가장 중요한 PAST 비트에 의해 형성된다) 은 단일의 차일드부분에 연결된 (예에서, m 은 각 동포의 한 어드레스에 필요한 비트의 최소수) 트리내의 페어런트 노드의 단일부분 (예에서, n 의 가장 중요한 PAST 비트)을 포함한다. 그러므로, 예에서, 동포의 어드레스는 m 의 최소한의 중요비트에서만 다르다. 0 비트는 k 비트 PAST 어드레스의 오른쪽에 패드로서 사용되어 모든 노드의 어드레스를 동일 길이로 나타나게 한다.

이 과정의 결과는 가장 중요한 PAST 비트가 아래의 직선으로 표시되는 도 17 에 도시되어 있다. 각각의 PAST 어드레스를 동일 길이로 패드(pad)하기 위해 사용되는 0 비트는 아래의 선을 갖지 않는다. 도 17 에서 잎 노드 (76) 는 그의 어드레스에 6 비트를 필요로 하기 때문에, 모든 노드 어드레스는 0 으로 패드되어 6 비트 어드레스를 얻는다. 도 17 을 검토하여 알 수 있는 바와 같이, 각각의 차일드 노드는 차일드의 패어런트의 가장 중요한 비트를 포함한다.

이전에 설명된 바와 같이, 각각의 노드가 어드레스를 가지면, 어드레스는 네트워크 제어 노드 (NCN :60) 에 의해 자원결핍노드 (62-76) 로 송신되어 PROM 내에 저장된다. 이로서 초기화 단계가 끝난다.

모니터 및 제어 단계 동안, 도 18 에 도시된 바와 같이, NCN (60) 은 사용자로부터의 입력 (340) 을 기다린다. 특정동작과 같은 동작수행을 노드에 지시 (명령) 하기 위해, 또는 노드를 문의하여 노드가 어떤 정보를 회복시킬 것을 요구하기 위해, NCN (60) 은 도 19 에 도시된 바와 같이, 적당한 명령을 포함하는 SEND_VALVE 패킷 (360) 을 구성한다 (342). 이 패킷 (360) 이 전달되고 (344), NCN (60) 은 회복패킷을 위해 대기한다 (346). 동작이 수행되거나 완료된 것을 문의하면, 수신노드는 도 20 에 도시된 바와 같이, RESPONSE_SEND_VALUVE 를 사용하여 결과를 회복시킨다. 이 패킷은 검사되어 (348), 패킷이 PAST 프로토콜을 사용하여 경로 지정된 패킷인지 아닌지를 결정하고, 만일 아니면 NCN (60) 은 그 패킷을 버린다 (350). NCN (60) 은 또한 패킷이 응답패킷 (362) 인지 아닌지를 결정하고, 만일 응답패킷이면, 디스플레이 또는 장치상태를 업레이트하는 것과 같이 패킷 (362) 을 처리한다. 초기화 단계의 끝에서, 논리 PAST 어드레스를 수신하고 저장한 후에, 각각의 노드 (62-76) 는 패킷이 구분 스패닝 트리 (PAST) 프로토콜을 사용하여 경로 지정되는 것을 나타내는 플래그 바이트를 가지고 패킷을 경로 지정할 수 있다. NCN (60) 으로부터 다운스트림 순회하는 패킷에 대한 모니터 및 제어 단계 동안, 가각의 패킷은 PAST 를 사용하여 경로 지정되고, 노드 (70) 가 목적지 노드일 때, 예를 들면, 110111 의 목적지 노드의 PAST 어드레스를 포함한다.NCN 으로 업스트림 순회하는 패킷은 노드 (62) 가 소스노드이면, 예를 들어 111000 의 송신측 노드의 PAST 어드레스를 포함한다. 패킷을 수신한 후에 (370), 도 21 에 도시된 바와 같이, 중간노드는 패킷이 올바른 프로토콜을 사용하여 경로 지정되는지 아닌지를 결정한다 (372). 프로토콜이 올바르면, 패킷 어드레스는 노드 어드레스와 비교된다 (376). 만일, 매치하지 않으면 노드는 자체의 PAST 어드레스의 k 의 가장 중요한 비트를 패킷 내의 PAST 어드레스와 비교한다 (각각 다운스트림 및 업스트림 패킷에 대한 목적지 또는 송신측 노드의 PAST 어드레스). 모든 k 비트가 두 어드레스에서 매치하면, 중간노드는 NCN (60) 에서 목적지 송신측 노드까지의 직접 경로내에 있다. 그러므로, 중간노드는 패킷을 재 전송시킨다. 패킷의 PAST 어드레스가 패킷의 어드레스와 함께 k 비트 매치를 갖지 않는 패킷의 모든 다른 수용은 패킷을 재전송하지 못하게 하여 이를 버린다 (382). 목적지 어드레스가 노드 어드레스와 매치되면, 패킷은 처리되고 (384), 내부 명령이 실행된다. 수행되는 특정 프로세스를 기준으로, 그 결과는 RESPONSE_SEND_VALUE (362) (도 20 에 도시됨) 에 있으며, 이 패킷 (362) 은 송신된다. 경로 지정 프로토콜이 PAST 프로토콜이 아니면, 노드는 프로토콜이 홉 카운트 프로토콜 (FHC) 인지 아닌지를 결정하고, 만일 아니면 패킷은 드롭 (drop) 된다(391). 패킷이 FHC 패킷이면, 패킷이 INSERT 패킷 (도 22 에 도시됨) 인지 아닌지가 결정된다. 만일 FHC 패킷이 아니면, 패킷이 INIT 패킷 (120) (도 5 에 도시됨) 인지가 결정된다 (392). 만일 INIT 패킷이면, 그 노드는 초기화 단계로 들어간다 (396). 패킷이 INSERT패킷이면, 그 노드는 이후에 송신되는 HEAR_INSERT 패킷 (401) (도 3 에 도시됨)을 만든다.

네트워크가 초기화된 후에, 즉, 모든 자원 결핍 노드가 논리 PAST 어드레스를 수신한후에, 새로운 자원 결핍 노드를 네트워크에 더할 필요가 있다. 가장 간단한 해결책은 상기 설명된 방식으로 전체 네트워크를 다시 초기화시키는 것이다. 그러나, 이는 많은 상황에 있어서 바람직하지 않다. 대체적인 해결책으로, 각각의 다른 자원 결핍 노드는 INSERT 패킷 (400) 을 방송할 수 있다.(도 2 에 도시됨) 이 패킷은 이웃 노드 (이미 초기화됨) 에 의해 청취된다. 이웃은 HEAR_INSERT 패킷 (401) (도 23 에 도시됨) 을 형성하여, PAST 프로토콜을 사용하여 이를 NCN (60) 에 송신한다. HEAR_INSERT 패킷은 NCN (60) 에 대한 홉 카운트와 함께, 새로운 노드의 실제 ID 와, 패킷을 형성한 노드의 ID 를 포함한다. 새로운 노드의 다중 이웃으로부터 HEAR _INSERT 패킷을 수집한 후에, NCN (60) 은 스패닝 트리내에서 새로운 노드를 위한 최선의 위치를 선택하는 것을 시도한다. 좋은 위치는 논리 PAST 어드레스가 다른 노드의 PAST 어드레스 또는 PAST 어드레스의 길이에 변화가 없거나 거의 없는 새로운 노드에 할당될 수 있는 위치이다. 도 17 의 예에서, 새로운 노드는 실제 ID 2 (노드 64) 를 가진 노드의 차일드로서 스패닝 트리에 쉽게 삽입될 수 있다.

임의의 다른 배치는 다른 노드의 논리 PAST 어드레스 내에서 변화를 필요로 한다. 그러므로, 만약 새로운 노드가 노드 (64) 의 이웃의 외부에 삽입된다면, NCN 은 101000 의 논리 PAST 어드레스를 상기 새로운 노드로 할당할 수 있다. 그러나, 만약 새로운 노드가 노드 (64) 의 이웃의 외부에 삽입된다면, 약간의 논리 PAST 어드레스는 새로운 노드의 PAST 어드레스를 수용하기 위하여 변화될 것을 요구한다. 이것은 새로운 PAST 어드레스를 모든 혹은 많은 노드로 재할당하기 위하여 NCN (60) 에 필요할 수 있다. 노드의 변화된 PAST 어드레스와 새로운 노드의 새로운 PAST 어드레스는 SET_-ADDRS 패킷을 사용하여 분포되며 FHC 경로 지정을 사용하여 송신된다. 필요하다면, NCN (60) 은 전체의 초기화 과정을 시작할 수도 있다.

끝과 끝을 이은 긍정 응답은 노드 고장을 검출하기 위하여 본 발명에서 사용된다. 만약 NCN (60) 이 노드로 정보를 위한 문의나 요구를 송신하여 응납을 돌려받지 못한다면, 목적을 향한 노드는 고장 상태일 거라고 생각한다. 이것은 목적 노드를 유도하는 스패닝 트리 안의 경로를 통과하기 시작하고 PAST 프로토콜을 사용하여 ECHO (도 24 참조) 패킷 (402) 을 경로상의 각각의 노드로 연속적으로 송신하고 PAST 프로토콜 응납을 위하여 대기한다. ECHO 패킷 (402) 를 받는 노드는 간단하게 그것을 복사하여서 NCN (60) 으로 돌려보내서, 노드가 적절한 작동 조건에 있다는 것을 NCN (60) 에 통보한다. ECHO 패킷 (402) 에 대한 응납을 수신하는 것을 실패하게 되면 ECHO 패킷 (402) 에 의해서 어드레스된 노드가 다운되었다는 것을 지시한다. 그러면 NCN (60) 은 고장난 노드에서 이어져 나온 스패닝 서브트리를 연결하기 위한 스패닝 트리를 서브트리의 새로운 페어런트가 모든 새로운 차일드의 범위를 들을 수 있도록 네트워크의 다른 부분으로 재구성된다. 상기 재구성은 페어런트 노드에서 원래 그래프내의 다운 노드로 아크를 제거하고 스패닝 트리와 상술된 어드레스 할당 기준을 실행함으로써 실행된다. NCN (60) 은 서브트리 내의 모든 노드가 스패닝 트리의 다른 부분에 다시 연결되는 것을 확인하기 위하여 서브트리의 부분을 단절해야만 할 수도 있다. NCN (60) 은 그러므로 새로운 논리적 PAST 어드레스를 스패닝 트리의 재구성된 부분으로 할당하고 패킷 (240) 을 송신서 그들의 PAST 어드레스내의 변화에 대하여 영향있는 노드에 통보한다. 다시, 네트워크의 완전한 재초기화는 고장 노드가 네트워크의 한계 부분에 존재할 때 필요할 수도 있다.

본 발명에서 사용된 IHBH (implicit hop by hop acknowledgment) 로 표는 또한 노드 고장을 검출하는데 도움을 준다. 패킷을 전송하는 각각의 소오스 혹은 중간 노드는 그것의 이웃 (스패닝 트리 내의 같은 경로에 있는 노드) 중 하나에 의해서 재전송되어지는 패킷을 듣고자 한다. 만약 특정한 시간 내에 재송신된 것을 듣지 못한다면, 소오스 혹은 중간 노드는 노드 고장이 패킷이 스패닝 트리의 부분을 통과하는 것을 막고 있는 것으로 생각된다. 그러므로 소오스 혹은 중간 노드는 적절하게 설정된 FLAG 내의 방송 비트를 갖는 SQUEAL 패킷 (404)(도 25 참조) 을 송신한다. SQUEAL 패킷 (404) 은 발송 노드의 PAST 어드레스를 포함하고, 홉 카운트 프로토콜을 갖는 홍수를 사용하여 NCN (60) 으로 경로 지정된다. NCN (60) 은 그러므로 불만의 노드로 향하는 경로를 따르는 노드가 다운되는 것을 발견하기 위하여 그 과정을 시작한다. 네트워크의 전부 혹은 일부분의 재구성이 이어진다.

본 발명의 많은 특성과 장점은 상세한 설명으로 뚜렷하게 되며, 첨부된 청구항은 본 발명의 범위과 영역 내에 있는 본 발명의 모든 특성과 장점을 수용할 수 있다. 또한 많은 변형과 변화가 당업자에 의해서 쉽게 행해질 것이며, 예증되고 설명된 정확한 구성과 기능으로 본 발명이 제한되지 않으며, 따라서 모든 적절한 변형과 동등물은 본 발명의 영역 내에서 행해질 수 있다. 예를 들어, 상술된 패킷 구조는 각각의 패킷 내의 데이터 성분의 기능성이 새로운 패킷 포맷에서 유사한 다른 필드에 의해서 공급되는한 변화될 수 있다. NCN 에서 행해지며 노드를 위한 PAST 어드레스를 발생하기 위하여 사용되는 알고리즘은 임의의 새로운 알고리즘이 각각의 노드의 차일드 노드를 확실히 인식하는 비트 필드를 갖는 PAST 어드레스를 발생시킬수 있는한 변화될 수 있다. 모든 노드는 메모리와 프로세싱 전력에서 자원 결핍이 될 필요가 없으며, 프로토콜은 임의의 형태의 노드에 수행된다. PAST 프로토콜은 NCN 과 각각의 노드 사이민을 통신하는 것으로 제한되지 않으며, NCN 과 백(back) 사이의 통신을 위해 서로 사용 될 수 있고, NCN 이 아닌 (non-NCN) 노드 사이의 통신에로 또한 사용될수도 있다. NCN 이 아닌 노드 사이의 통신은 패킷을 NCN 으로 우선 송신시킴으로써 얻을 수 있다. 상기 토론은 두 개의 전력을 사용하여 스패닝 트리의 폭을 최소화하는 것을 설명한다. 상기 최소화는 실행될 필요가 없으며 PAST 어드레스의 길이를 이상화하도록 제공된다. NCN 내의 그래프를 설명하기 위하여 사용된 연결 리스트 데이터 구조(즉 페어런트) 는 다른 형태의 데이터 구조로 대체될 수 있으며 연결 리스트 데이터 구조의 요소의 명령은 각각의 요소의 기능성이 새로운 혹은 새롭게 명령된 요소로 가득 채워진 만큼 길게 변화될 수 있다.

Claims (20)

1. 복수의 노드들을 포함하는 네트워크에서 데이터 패킷을 라우팅하는 방법에 있어서 ,

   상기 노드들 각각에 논리 주소를 할당하는 단계;

   데이터 패킷이 수신되면, 노드 각각의 논리 주소를 수신된 데이터 패킷에 포함되어 있는 메시지 주소와 비교하여, 라우팅 테이블을 이용하지 않고 상기 비교에만 기초하여 수신된 데이터 패킷을 버리거나 프로세싱하거나 송신하는 것을 상기 각 노드에 지시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 패킷 라우팅 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 할당 단계는 구분 스패닝 트리 프로토콜을 사용하여 수행하는 것을 특

   징으로 하는 데이터 패킷 라우팅 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 네트워크는 패킷 홉핑 (packet-hopping) 무선 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 패킷 라우팅 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   각 노드에 할당된 논리 주소의 소정의 비트는 페어런트 노드 (parent node)의 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 패킷 라우팅 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 지시 단계는, 데이터 패킷을 수신하면,

   수신된 데이터 패킷에 포함된 메시지 주소의 모든 비트들을 상기 노드의 논리 주소의 모든 비트들과 비교하여 매칭이 검출되면 상기 수신된 데이터 패킷을 처리하고,

   매칭이 검출되지 않으면, 상기 메시지 주소의 소정의 비트들을 상기 노드의논리 주소의 대응되는 소정의 비트들과 비교하여 매칭이 검출되면 상기 수신된 데이터 패킷을 송신하는 하부 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 패킷 라우팅 방법 .
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 논리 주소의 상기 소정 비트들은 페어런트 노드의 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 패킷 라우팅 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 수신된 데이터 패킷에 포함된 상기 메시지 주소는 상기 라우팅 논리 주소에 의해 미리 정해진 통신 경로를 따라 송신 노드로부터 목적지 노드까지 상기수신된 데이터 패킷을 라우팅하기에 필요한 모든 라우팅 정보를 포함하는 라우팅 논리 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 패킷 라우팅 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 수신된 데이터 패킷은,

   상기 수신된 데이터 패킷이 상기 목적지 노드에 도달하기 위해 지나가야 하는 방향을 지시하는 방향 비트;

   상기 수신된 데이터 패킷을 상기 송신 노드로부터 상기 목적지 노드로 전달하는데 요구되는 홉들 (hops) 의 넘버 (N)를 나타내는 홉 값과 홉 카운트 넘버를 포함하는 비트들의 제 1 세트;

   상기 라우팅 논리 주소를 나타내는 비트들의 제 2세트; 및

   상기 목적지 노드에 대한 처리 지시를 포함하는 비트들의 제 3 세트를 포함

   하는 것을 특징으로 하는 데이터 패킷 라우팅 방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 노드들 각각은,

   상기 수신된 데이터 패킷이 상기 노드에 의해 재 송신되고 상기 방향이 제 1방향이면 홉 카운트의 넘버를 증가시키고,

   상기 수신된 데이터 패킷이 상기 노드에 의해 재 송신되고 상기 방향이 제 2방향이면 홉 카운트 넘버를 감소시키도록 프로그래밍 된 것을 특징으로 하는 데이터 패킷 라우팅 방법
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 복수의 노드들은 네트워크 제어 노드 및 복수의 다른 노드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 패킷 라우팅 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 네트워크 제어 노드는 상기 할당 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는

    데이터 패킷 라우팅 방법.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 지시 단계는 상기 다른 노드들 각각의 상주 소프트웨어 (software resident)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 데이터 패킷 라우팅 방법.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 복수의 노드들 중 하나는,

    노드 연결 정보를 얻기 위해 네트워크를 초기화하는 단계; 및

    상기 초기화 단계 동안 획득한 노드 연결 정보에 기초하여 구분 스패닝 트리프로토콜을 이용하여 네트워크를 논리적으로 조직화하는 단계;

    를 수행하는 네트워크 제어 노드인 것을 특징으로 하는 데이터 패킷 라우팅방법.
14. 제 1 항에 있어서,

    상기 복수의 노드들은, 네트워크 제어 노드와 각각 10 비트 이하의 메모리를 갖는 다른 복수의 노드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 패킷 라우팅 방법.
15. 제 1 항에 있어서,

    상기 복수의 노드들은, 네트워크 제어 노드와 라우팅 테이블을 저장하기에 불충분한 메모리 리소스를 각각 갖는 복수의 다른 노드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 패킷 라우팅 방법
16. 네트워크 제어 노드 및 복수의 다른 노드들을 포함하는 복수의 노드들을 포함하며,

    상기 네트워크 제어 노드는 상기 다른 노드들 각각에 논리 주소를 할당하도록 프로그래밍 되고,

    상기 다른 노드들 각각은 상기 노드의 각 논리 주소를 수신된 데이터 패킷에포함된 메시지 주소와 비교하고, 라우팅 테이블의 이용없이 상기 비교에만 기초하여 상기 수신된 데이터 패킷을 버리거나 프로세싱하거나 송신하도록 프로그래밍된것을 특징으로 하는 네트워크.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 네트워크 제어 노드는 구분 스패닝 트리 프로토콜을 이용하여 다른 노드들 각각에 논리 주소를 할당하도록 프로그래밍된 것을 특징으로 하는 네트워크.
18. 제 16 항에 있어서,

    상기 네트워크는 패킷-홉핑 무선 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크.
19. 제 16 항에 있어서,

    각 노드에 할당된 상기 논리 주소의 소정의 비트들은 페어런트 노드의 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크.
20. 제 16 항에 있어서,

    상기 다른 노드들 각각은 라우팅 테이블을 저장하기에 불충분한 메모리 리소스를 갖는 것을 특징으로 하는 네트워크.

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