WO2012157112A1 - ゲートウェイ装置、ゲートウェイ装置の通信方法、ノード装置、ノード装置の通信方法、及び通信システム - Google Patents

ゲートウェイ装置、ゲートウェイ装置の通信方法、ノード装置、ノード装置の通信方法、及び通信システム Download PDF

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WO2012157112A1
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destination
unit
distribution
data
transmission
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PCT/JP2011/061534
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本田岳夫
松永克幸
櫻井克己
川島清一
笠井悟志
川島和也
山本哲
岩尾忠重
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富士通株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/66Arrangements for connecting between networks having differing types of switching systems, e.g. gateways
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/18Multiprotocol handlers, e.g. single devices capable of handling multiple protocols
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/64Hybrid switching systems
    • H04L12/6418Hybrid transport

Definitions

  • a communication method for a gateway device in which a plurality of protocol stacks are mounted and mediates communication between the server device and the node device is provided.
  • the destination and transmission data are output to a distribution destination corresponding to the destination.
  • the destination and transmission data are assembled into data suitable for the format of the corresponding protocol stack.
  • the assembled data is transmitted to a destination according to the destination after performing transmission processing according to the corresponding protocol stack.
  • the first input / output unit performs transmission processing and reception processing according to the first protocol stack.
  • the first protocol conversion unit assembles the destination and transmission data into data suitable for the format of the first protocol stack.
  • the first input / output unit is instructed to transmit the assembled data to a transmission destination corresponding to the destination retrieved from the information stored in the first transmission destination storage unit.
  • the first protocol conversion unit extracts the destination and transmission data from the data, Output to the first sorting unit.
  • the node device is mounted with a second protocol stack of the communication protocol of the second network.
  • the node device includes a second distribution destination storage unit, a second distribution unit, a second transmission destination storage unit, a second input / output unit, and a second protocol conversion unit.
  • the second distribution destination storage unit stores information on the distribution destination for each destination.
  • the second distribution unit outputs the input destination and transmission data to the distribution destination corresponding to the destination searched from the information stored in the second distribution destination storage unit.
  • the second transmission destination storage unit stores transmission destination information for each destination.
  • the second input / output unit performs transmission processing and reception processing according to the second protocol stack.
  • the second protocol conversion unit assembles the destination and transmission data into data suitable for the format of the second protocol stack.
  • the third protocol conversion unit extracts the destination and transmission data from the data, Output to the third distribution unit.
  • the fourth protocol conversion unit assembles the destination and transmission data into data suitable for the format of the second protocol stack.
  • the fourth input / output unit is instructed to transmit the assembled data to the transmission destination corresponding to the destination retrieved from the information stored in the third transmission destination storage unit.
  • the fourth protocol conversion unit extracts the destination and transmission data from the data, Output to the third distribution unit.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a sensor data processing system that performs communication between two networks having different communication protocols.
  • the network 101_1 is a large-scale network including the server device 103 of the data center, and Internet protocol suite is used as a communication protocol.
  • the network 101_2 is a small sensor network composed of several tens to a hundred sensor node devices (ZigBee devices) 104, and ZigBee is used as a communication protocol.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a large-scale sensor data processing system that performs communication between four networks having different communication protocols.
  • the network 111_1 is a large-scale network including a plurality of server apparatuses 113 in the data center, and Internet protocol suite is used as a communication protocol.
  • sensor data collected by the sensor networks 111_2, 111_3, and 111_4 is shared and processed by a plurality of server apparatuses 113 in the data center.
  • the gateway device 102 in FIG. 1 and the gateway device 112_1 in FIG. 2 need to convert between ZigBee and Internet protocol.
  • These gateway devices are provided with ZigBee and Internet protocol as known in advance, and further with an application for converting both communication protocols.
  • ZigBee and Internet protocol are not compatible, so a conversion application for converting both protocols is required.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a system according to the present embodiment.
  • a network 122_1 including two server apparatuses 121 (121_1 and 121_2) and a network 122_2 including three node apparatuses 123 (123_1, 123_2 and 123_3) are connected via a gateway apparatus 124.
  • the network 122_1 uses the communication protocol of the first protocol stack.
  • the first protocol stack is an internet protocol stack.
  • the network 122_1 uses the Internet protocol suite as a communication protocol.
  • the network 122_2 uses a communication protocol of a second protocol stack different from the first protocol stack.
  • the gateway device 124 can communicate with the two server devices 121 by the communication protocol of the network 122_1, and can communicate with the three node devices 123 by the communication protocol of the network 122_2.
  • the virtual network 127 can be realized by abstracting the communication protocols of the two networks 122.
  • the virtual network 127 is an environment in which two server devices 121 and three node devices 123 are connected. Therefore, the application 125 of the server apparatus 121_1 can send and receive messages to and from the application 126 of the node apparatus 123_1 without distinguishing the actual communication protocol. That is, in the system according to the present embodiment, each device can communicate with other devices without considering an actual communication protocol.
  • each server device 121, gateway device 124, and each node device 123 has a function of converting a protocol (hereinafter referred to as “network middleware”). Introduce.
  • the second protocol stack is described as a layer (ad hoc layer) that performs ad hoc processing between the data link layer and the network layer.
  • the wireless ad hoc communication protocol is a communication protocol that can be route-controlled in the ad hoc layer, and the network layer hierarchy higher than the ad hoc layer may not be defined.
  • the network layer is described in order to unify the layer structure of the protocol stack.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of each server device 121.
  • each server device 121 includes an arithmetic processing unit 131, a processing distribution unit 132, a processing distribution DB (DataBase) 133, a transmission destination search unit 135, and a transmission destination conversion DB (DataBase) 136.
  • Each server device 121 includes a protocol conversion processing unit 134, an I / O (Input / Output) unit 137, and a communication unit 138 for the first protocol stack.
  • the network middleware corresponds to the processing distribution unit 132, the protocol conversion processing unit 134, the transmission destination search unit 135, and the like.
  • the process distribution DB 133 stores information for specifying a distribution destination for each destination (information on a distribution destination for each destination).
  • the destination search unit 135 Upon receiving an inquiry about the destination according to the destination from the protocol conversion processing unit 134, the destination search unit 135 refers to the destination conversion DB 136, searches for the destination according to the destination, and returns the search result as a response. To do.
  • the transmission destination conversion DB 136 stores information (transmission destination information for each destination) that specifies the transmission destination for each destination.
  • processing distribution unit 142 is an example of a distribution unit, and is also an example of a third distribution unit.
  • the process distribution DB 143 is an example of a distribution destination storage unit, and is also an example of a third distribution destination storage unit.
  • the transmission destination conversion DB 145 is an example of a transmission destination storage unit, and is also an example of a third transmission destination storage unit.
  • the first protocol conversion processing unit 146 and the second protocol conversion unit 149 are examples of a protocol conversion unit, and the first protocol conversion processing unit 146 is also an example of a third protocol conversion unit, and the second protocol conversion unit The unit 149 is also an example of a fourth protocol conversion unit.
  • the arithmetic processing unit 141 executes various application programs.
  • the processing distribution unit 142 receives the destination and transmission data from the application executed by the arithmetic processing unit 141, the first protocol conversion processing unit 146, or the second protocol conversion processing unit 149, the processing distribution unit 142 refers to the processing distribution DB 143.
  • the destination and transmission data are distributed to a distribution destination according to the destination.
  • the second protocol conversion processing unit 149 inquires of the transmission destination search unit 144 about the transmission destination according to the destination. Further, the second protocol conversion processing unit 149 assembles the destination and transmission data received from the processing distribution unit 142 into data suitable for the format of the second protocol stack, and sends the data to the transmission destination according to the destination. The second I / O unit 150 is instructed to transmit. On the other hand, when the second protocol conversion processing unit 149 receives data from the second I / O unit 150, the second protocol conversion processing unit 149 extracts the destination and transmission data (data to be passed to the destination application) from the data, and passes the data to the processing distribution unit 142. .
  • the first I / O unit 147 is, for example, a TCP / IP driver. Upon receiving an instruction from the first protocol conversion processing unit 146, the first I / O unit 147 performs transmission processing according to the first protocol stack according to the instruction. The data is transmitted from the first communication unit 148 to the transmission destination. Note that the first communication unit 148 is, for example, an Ethernet (registered trademark) board. In addition, when the first communication unit 148 receives data, the first I / O unit 147 performs reception processing on the data according to the first protocol stack, and the obtained data is sent to the first I / O unit 147. The data is transferred to the protocol conversion processing unit 146.
  • the second I / O unit 150 is, for example, a driver for a wireless ad hoc communication protocol. Upon receiving an instruction from the second protocol conversion processing unit 149, the second I / O unit 150 performs transmission processing according to the second protocol stack according to the instruction. The second communication unit 151 transmits data to the transmission destination. Note that the second communication unit 151 is, for example, a wireless communication module. In addition, when the second communication unit 151 receives data, the second I / O unit 150 performs reception processing on the data in accordance with the second protocol stack, and the obtained data is transmitted to the second I / O unit 150. The data is transferred to the protocol conversion processing unit 149.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of each node device 123.
  • each node device 123 includes an arithmetic processing unit 161, a processing distribution unit 162, a processing distribution DB (DataBase) 163, a transmission destination search unit 165, and a transmission destination conversion DB (DataBase) 166.
  • Each node device 123 includes a protocol conversion processing unit 164, an I / O (Input / Output) unit 167, and a communication unit 168 for the second protocol stack.
  • the network middleware corresponds to the processing distribution unit 162, the protocol conversion processing unit 164, the transmission destination search unit 165, and the like.
  • processing distribution unit 162 is an example of a distribution unit, and is also an example of a second distribution unit.
  • the process distribution DB 163 is an example of a distribution destination storage unit, and is also an example of a second distribution destination storage unit.
  • the transmission destination conversion DB 166 is an example of a transmission destination storage unit, and is also an example of a second transmission destination storage unit.
  • the protocol conversion processing unit 164 is an example of a protocol conversion unit, and is also an example of a second protocol conversion unit.
  • the I / O unit 167 is an example of an input / output unit, and is also an example of a second input / output unit.
  • the arithmetic processing unit 161 executes programs of various applications such as the application 126, for example.
  • the processing distribution unit 162 When receiving a destination and transmission data from the application executed in the arithmetic processing unit 161 or the protocol conversion processing unit 164, the processing distribution unit 162 refers to the processing distribution DB 163, and determines the destination and transmission data according to the destination. Sort to the sorting destination.
  • the process distribution DB 163 stores information for specifying a distribution destination for each destination (information on a distribution destination for each destination).
  • the protocol conversion processing unit 164 When the protocol conversion processing unit 164 receives the destination and the transmission data from the processing distribution unit 162, the protocol conversion processing unit 164 inquires of the transmission destination search unit 165 about the transmission destination according to the destination. Further, the protocol conversion processing unit 164 assembles the destination and transmission data received from the processing distribution unit 162 into data suitable for the format of the second protocol stack, and transmits it to the transmission destination according to the destination. I / O unit 167 is instructed. On the other hand, when the protocol conversion processing unit 164 receives data from the I / O unit 167, the protocol conversion processing unit 164 extracts the destination and transmission data (data to be passed to the destination application) from the data, and passes the data to the processing distribution unit 162.
  • the destination search unit 165 When the destination search unit 165 receives an inquiry about the destination according to the destination from the protocol conversion processing unit 164, the destination search unit 165 searches the destination conversion DB 166, searches for the destination according to the destination, and returns the search result as a response. To do.
  • the transmission destination conversion DB 166 stores information (transmission destination information for each destination) that specifies the transmission destination for each destination.
  • the I / O unit 167 is, for example, a driver for a wireless ad hoc communication protocol. Upon receiving an instruction from the protocol conversion processing unit 164, the I / O unit 167 performs transmission processing according to the second protocol stack in accordance with the instruction, and the communication unit 168 To send data to the destination. Note that the communication unit 168 is, for example, a wireless communication module. Also, when the communication unit 168 receives data, the I / O unit 167 performs reception processing according to the second protocol stack on the data, and passes the obtained data to the protocol conversion processing unit 164.
  • each of the process distribution DBs 133, 143, and 163 stores information that specifies a distribution destination for each destination as described above.
  • the destination is the final destination of data and is an application of the own device or another device.
  • the application of the own device or the other device is identified by, for example, the ID (IDentifier) of the own device or the other device and the ID of the application.
  • the destination information can be stored as individual destination information, or can be stored as destination name pattern information using a regular expression or the like.
  • the distribution destination is a module that processes transmission data for the destination, and is an application of the own device or a protocol conversion processing unit.
  • the application and protocol conversion processing unit of the own device are identified by, for example, the ID of the application of the own device and the ID of the protocol conversion processing unit.
  • each of the transmission destination conversion DBs 136, 145, and 166 stores information for specifying a transmission destination for each destination as described above.
  • the destination is the final destination of data and is an application of the own device or another device.
  • the application of the own device or the other device is identified by, for example, the ID of the own device or the other device and the ID of the application.
  • the destination information can be stored as individual destination information, or can be stored as destination name pattern information using a regular expression or the like.
  • the transmission destination is a device within a range in which communication can be performed by a communication protocol of a mounted protocol stack.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation example of each unit of the process distribution units 132, 142, and 162. The operation of each unit is the same operation in the corresponding device. As shown in FIG. 8, each processing distribution unit performs the following processing when a destination and transmission data are input.
  • a distribution destination is searched using the input destination as a search key (S101), and it is determined whether or not a distribution destination corresponding to the destination has been searched (S102).
  • the determination result in S102 is Yes, it is determined whether or not the searched distribution destination is a protocol conversion processing unit (S103). If the determination result is Yes, the input destination and transmission data are output to the protocol conversion processing unit (S104). Then, it is determined whether or not the output is successful (S105), and if the determination result is Yes, the flow is terminated. On the other hand, if the determination result in S103 is No, the input transmission data is output to the application corresponding to the input destination (S106). Then, it is determined whether or not the output is successful (S107). If the determination result is Yes, the flow is terminated.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an operation example of each of the protocol conversion processing units 134, 146, 149, and 164. The operation of each unit is the same operation in the corresponding device.
  • each protocol conversion processing unit performs the following processing when the destination and transmission data are input from the processing distribution unit.
  • the input destination is output to the destination search unit, and the destination search unit is inquired about the destination according to the destination (S201). Then, from the inquiry result, it is determined whether or not a transmission destination corresponding to the destination has been searched (S202). If the determination result is Yes, the input destination and transmission data are assembled into data that matches the format of the corresponding protocol stack (S203). Subsequently, the corresponding I / O unit is instructed to transmit the data obtained by the processing of S203 to the searched transmission destination (S204). Then, it is determined whether or not the instruction has been successful (S205). If the determination result is Yes, the flow ends.
  • each protocol conversion processing unit takes out the destination and transmission data (data to be passed to the destination application) from the data as described above when data is input from the corresponding I / O unit. And output to the processing distribution unit.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a processing example of S203 and S204.
  • the destination and transmission data input to the protocol conversion processing unit are illustrated as GD 171 and transmission data 172.
  • the GD 171 indicates the ID of the destination device and the ID of the application.
  • the GS 173 and the GD 171 are also input to the protocol conversion processing unit.
  • the GS 173 indicates the ID of the transmission source device and the application ID.
  • GD171 and GS173 are data transmission control information.
  • the protocol conversion processing unit corresponds to the protocol conversion processing unit by generating the data part by combining the data transmission control information with the transmission data 172 as a header (middle header) referred to by the network middleware. Assemble the data to fit the protocol stack format. Then, the corresponding I / O unit is instructed to transmit the data to the searched transmission destination (transmission destination address 174).
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an operation example of each unit of the transmission destination search units 135, 144, and 165. The operation of each unit is the same operation in the corresponding device. As illustrated in FIG. 11, each destination search unit performs the following process when a destination is input from the protocol conversion processing unit and a destination inquiry according to the destination is made.
  • the destination is searched using the input destination as a search key (S301), and it is determined whether or not the destination corresponding to the destination has been searched (S302).
  • the determination result is Yes
  • the searched transmission destination is returned to the inquiry protocol conversion processing unit (S303).
  • the determination result in S302 is No, an error response is sent to the inquiry source protocol conversion processing unit (S304). Then, after S303 or S304, the flow ends.
  • the information shown in FIG. 12 is stored in the processing distribution DB 133 and the transmission destination conversion DB 136 of the server apparatus 121_1. Further, it is assumed that the information shown in FIG. 13 is stored in the processing distribution DB 143 and the transmission destination conversion DB 145 of the gateway device 124. Further, it is assumed that the information shown in FIG. 14 is stored in the processing distribution DB 163 and the transmission destination conversion DB 166 of the node device 123_1.
  • processing corresponding to (1) in FIG. 4 is performed in the server apparatus 121_1. That is, the application 125 executed in the arithmetic processing unit 131 outputs the destination node device 123_1 ID: 11, the application 126 ID: 111, and the message data to be transmitted to the processing distribution unit 132.
  • the process distribution unit 132 refers to the process distribution DB 133, searches for the distribution destination using the input destination as a search key, and outputs the input destination and message data to the searched distribution destination.
  • the distribution destination is the protocol conversion processing unit 134 (the first protocol stack 00 protocol conversion processing unit). (Refer to item number 1 of the process distribution DB 133 in FIG. 12). Accordingly, the processing distribution unit 132 outputs the destination and message data to the protocol conversion processing unit 134.
  • the protocol conversion processing unit 134 first inquires of the transmission destination search unit 135 about the transmission destination according to the input destination.
  • the transmission destination is the gateway device 124 (gateway 03) (section of the transmission destination conversion DB 136 in FIG. 12). No. 1).
  • the protocol conversion processing unit 134 assembles the input destination and message data into data suitable for the format of the first protocol stack, and transmits the data to the gateway device 124 that is the transmission destination.
  • the unit 137 is instructed.
  • the I / O unit 137 performs transmission processing according to the first protocol stack according to the instruction, and transmits data from the communication unit 138 to the gateway device 124.
  • processing corresponding to (4) in FIG. 4 is performed. That is, in the gateway device 124, when the first communication unit 148 receives the data transmitted from the server device 121_1, the first I / O unit 147 receives the data according to the first protocol stack. Processing is performed, and the obtained data is output to the first protocol conversion processing unit 146. The first protocol conversion processing unit 146 extracts a destination and message data from the input data and outputs the destination and message data to the processing distribution unit 142.
  • the process distribution unit 142 refers to the process distribution DB 143, searches for a distribution destination using the input destination as a search key, and outputs the input destination and message data to the searched distribution destination.
  • the distribution destination is the second protocol conversion processing unit 149 (protocol conversion processing for the second protocol stack 10). (See item number 1 of the process distribution DB 143 in FIG. 13). Accordingly, the processing distribution unit 142 outputs the destination and message data to the second protocol conversion processing unit 149.
  • the second protocol conversion processing unit 149 first queries the transmission destination search unit 144 for a transmission destination according to the input destination.
  • the transmission destination is the node device 123_1 (node 11) (in the section of the transmission destination conversion DB 145 in FIG. 13). No. 1).
  • the second protocol conversion processing unit 149 assembles the input destination and message data into data suitable for the format of the second protocol stack, and transmits it to the node device 123_1 that is the transmission destination. Instructs the second I / O unit 150.
  • the second I / O unit 150 performs transmission processing according to the second protocol stack in accordance with the instruction, and transmits data from the second communication unit 151 to the node device 123_1.
  • processing corresponding to (7) of FIG. 4 is performed. That is, in the node device 123_1, when the communication unit 168 receives the data transmitted from the gateway device 124, the I / O unit 167 performs reception processing on the data according to the second protocol stack, and the obtained data is obtained. The received data is output to the protocol conversion processing unit 164. The protocol conversion processing unit 164 extracts the destination and message data from the input data and outputs them to the processing distribution unit 162.
  • the process distribution unit 162 refers to the process distribution DB 163, searches for a distribution destination using the input destination as a search key, and outputs the input destination and message data to the searched distribution destination.
  • the distribution destination is the application 126 (application 111) (item number 3 in the processing distribution DB 163 in FIG. 14). reference).
  • the process distribution unit 162 outputs message data to the application 126 executed by the arithmetic processing unit 161. In this case, since the distribution destination matches the destination, only the message data is output to the distribution destination.
  • the processing distribution unit 162 refers to the processing distribution DB 163, searches for a distribution destination using the input destination as a search key, and outputs the input destination and message data to the searched distribution destination.
  • the distribution destination is the protocol conversion processing unit 164 (protocol conversion processing unit for the second protocol stack 10). (Refer to item number 1 of the process distribution DB 163 in FIG. 14). Accordingly, the processing distribution unit 162 outputs the destination and message data to the protocol conversion processing unit 164.
  • the protocol conversion processing unit 164 first queries the transmission destination search unit 165 for a transmission destination corresponding to the input destination.
  • the transmission destination is the gateway apparatus 124 (gateway 03) (see the transmission destination conversion DB 166 in FIG. 14). No. 1).
  • the protocol conversion processing unit 164 then assembles the input destination and message data into data that conforms to the format of the second protocol stack, and transmits the data to the gateway device 124 that is the transmission destination.
  • the unit 167 is instructed.
  • the I / O unit 167 performs transmission processing according to the second protocol stack according to the instruction, and transmits data from the communication unit 168 to the gateway device 124.
  • the gateway device 124 when the second communication unit 151 receives the data transmitted from the node device 123_1, the second I / O unit 150 responds to the second protocol stack with respect to the data. A reception process is performed, and the obtained data is output to the second protocol conversion processing unit 149.
  • the second protocol conversion processing unit 146 extracts a destination and message data from the input data and outputs the destination and message data to the processing distribution unit 142.
  • the process distribution unit 142 refers to the process distribution DB 143, searches for a distribution destination using the input destination as a search key, and outputs the input destination and message data to the searched distribution destination.
  • the distribution destination is the first protocol conversion processing unit 146 (first protocol stack 00 protocol conversion process). (See item number 2 of the process distribution DB 143 in FIG. 13). Accordingly, the processing distribution unit 142 outputs the destination and message data to the first protocol conversion processing unit 146.
  • the first protocol conversion processing unit 146 first inquires the transmission destination search unit 144 for a transmission destination according to the input destination.
  • the transmission destination is the server apparatus 121_1 (server 01) (in the section of the transmission destination conversion DB 145 in FIG. 13). No. 2).
  • the first protocol conversion processing unit 146 assembles the input destination and message data into data suitable for the format of the first protocol stack, and transmits it to the server apparatus 121_1 that is the transmission destination.
  • the first I / O unit 147 is instructed.
  • the first I / O unit 147 performs transmission processing according to the first protocol stack in accordance with the instruction, and transmits data from the first communication unit 148 to the server device 121_1.
  • the process distribution unit 132 refers to the process distribution DB 133, searches for a distribution destination using the input destination as a search key, and outputs the input destination and message data to the searched distribution destination.
  • the distribution destination is the application 125 (application 011) (item number 3 in the processing distribution DB 133 in FIG. 12). reference).
  • the processing distribution unit 132 outputs message data to the application 125 executed by the arithmetic processing unit 131. In this case, since the distribution destination matches the destination, only the message data is output to the distribution destination. Through this process flow, a message is transmitted from the application 126 of the node device 123_1 to the application 125 of the server device 121_1.
  • the application 125 being executed by the arithmetic processing unit 131 sets the destination gateway apparatus 124 ID: 03, the application 126 ID: 031, and the message data to be transmitted. And output to the processing distribution unit 132.
  • the processing distribution unit 132 refers to the processing distribution DB 133, searches for a distribution destination using the input destination as a search key, and outputs the input destination and message data to the searched distribution destination.
  • the input destination is the gateway device 124 ID: 03 and the application 126 ID: 031
  • the distribution destination is the protocol conversion processing unit 134 (the first protocol stack 00 protocol conversion processing unit). (Refer to item number 2 of the process distribution DB 133 in FIG. 12). Accordingly, the processing distribution unit 132 outputs the destination and message data to the protocol conversion processing unit 134.
  • the protocol conversion processing unit 134 first inquires of the transmission destination search unit 135 about the transmission destination according to the input destination.
  • the input destinations are the gateway device 124 ID: 03 and the application 126 ID: 031
  • the transmission destination is the gateway device 124 (gateway 03) (section of the transmission destination conversion DB 136 in FIG. 12). No. 2).
  • the protocol conversion processing unit 134 assembles the input destination and message data into data suitable for the format of the first protocol stack, and transmits the data to the gateway device 124 that is the transmission destination.
  • the unit 137 is instructed.
  • the I / O unit 137 performs transmission processing according to the first protocol stack according to the instruction, and transmits data from the communication unit 138 to the gateway device 124.
  • the gateway device 124 when the first communication unit 148 receives the data transmitted from the server device 121_1, the first I / O unit 147 responds to the first protocol stack with respect to the data. A reception process is performed, and the obtained data is output to the first protocol conversion processing unit 146. The first protocol conversion processing unit 146 extracts a destination and message data from the input data and outputs the destination and message data to the processing distribution unit 142.
  • the process distribution unit 142 refers to the process distribution DB 143, searches for a distribution destination using the input destination as a search key, and outputs the input destination and message data to the searched distribution destination.
  • the input destination is the gateway device 124 ID: 03 and the application 126 ID: 031
  • the distribution destination is the application 128 (application 031) (item number 3 in the processing distribution DB 143 in FIG. 13). reference).
  • the processing distribution unit 142 outputs message data to the application 128 executed by the arithmetic processing unit 151.
  • the distribution destination matches the destination, only the message data is output to the distribution destination.
  • a message is transmitted from the application 125 of the server apparatus 121_1 to the application 128 of the gateway apparatus 124.
  • the application 128 executed by the arithmetic processing unit 151 has the destination server device 121_1 ID: 01, the application 125 ID: 011 and the message data to be transmitted. And output to the processing distribution unit 142.
  • the process distribution unit 142 refers to the process distribution DB 143, searches for a distribution destination using the input destination as a search key, and outputs the input destination and message data to the searched distribution destination.
  • the distribution destination is the first protocol conversion processing unit 146 (first protocol stack 00 protocol conversion process). (See item number 2 of the process distribution DB 143 in FIG. 13). Accordingly, the processing distribution unit 142 outputs the destination and message data to the first protocol conversion processing unit 146.
  • a message is transmitted from the application 128 of the gateway device 124 to the application 125 of the server device 121_1.
  • the application 126 executed in the arithmetic processing unit 171 receives the destination gateway device 124 ID: 03 and the application 128 ID: 031 and the message data to be transmitted. And output to the processing distribution unit 162.
  • the processing distribution unit 162 refers to the processing distribution DB 163, searches for a distribution destination using the input destination as a search key, and outputs the input destination and message data to the searched distribution destination.
  • the input destinations are the gateway device 124 ID: 03 and the application 128 ID: 031
  • the distribution destination is the protocol conversion processing unit 164 (the second protocol stack 10 protocol conversion processing unit). (See item number 2 in the process distribution DB 163 in FIG. 14). Accordingly, the processing distribution unit 162 outputs the destination and message data to the protocol conversion processing unit 164.
  • the protocol conversion processing unit 164 first queries the transmission destination search unit 165 for a transmission destination corresponding to the input destination.
  • the transmission destination is the gateway device 124 (gateway 03) (section of the transmission destination conversion DB 166 in FIG. 14). No. 2).
  • the protocol conversion processing unit 164 then assembles the input destination and message data into data that conforms to the format of the second protocol stack, and transmits the data to the gateway device 124 that is the transmission destination.
  • the unit 167 is instructed.
  • the I / O unit 167 performs transmission processing according to the second protocol stack according to the instruction, and transmits data from the communication unit 168 to the gateway device 124.
  • the gateway device 124 when the second communication unit 151 receives the data transmitted from the node device 123_1, the second I / O unit 150 responds to the second protocol stack with respect to the data. A reception process is performed, and the obtained data is output to the second protocol conversion processing unit 149.
  • the second protocol conversion processing unit 146 extracts a destination and message data from the input data and outputs the destination and message data to the processing distribution unit 142.
  • the process distribution unit 142 refers to the process distribution DB 143, searches for a distribution destination using the input destination as a search key, and outputs the input destination and message data to the searched distribution destination.
  • the input destination is the gateway device 124 ID: 03 and the application 128 ID: 031
  • the distribution destination is the application 128 (application 031) (item number 3 in the processing distribution DB 143 of FIG. 13). reference).
  • the processing distribution unit 142 outputs message data to the application 128 executed by the arithmetic processing unit 151. In this case, since the distribution destination matches the destination, only the message data is output to the distribution destination.
  • a message is transmitted from the application 126 of the node device 123_1 to the application 128 of the gateway device 124.
  • the application 128 executed in the arithmetic processing unit 151 includes the destination node device 123_1 ID: 11 and the application 126 ID: 111, and the message data to be transmitted. And output to the processing distribution unit 142.
  • the process distribution unit 142 refers to the process distribution DB 143, searches for a distribution destination using the input destination as a search key, and outputs the input destination and message data to the searched distribution destination.
  • the distribution destination is the second protocol conversion processing unit 149 (protocol conversion processing for the second protocol stack 10). (See item number 1 of the process distribution DB 143 in FIG. 13). Accordingly, the processing distribution unit 142 outputs the destination and message data to the second protocol conversion processing unit 149.
  • the subsequent processing is the same as the processing after the destination and message data is output to the second protocol conversion processing unit 146 in the specific example 1 described above. Then, explanation is omitted.
  • a message is transmitted from the application 128 of the gateway device 124 to the application 126 of the node device 123_1. It is also possible to perform a communication operation in which a plurality of the above specific examples are combined.
  • the communication operation it is possible to perform a communication operation combining the specific example 3 and the specific example 6.
  • the communication operation such that the application 128 of the gateway apparatus 124 transmits a message to the application 126 of the node apparatus 123_1 is possible. is there.
  • the communication operation in which the application 128 of the gateway device 124 transmits the data received from the application 125 of the server device 121_1 to all the node devices under the gateway device 124 is possible. .
  • the communication operation such that the application 128 of the gateway device 124 transmits a message to the application 125 of the server device 121_1 is possible. is there.
  • the application 128 of the gateway device 124 processes data received from each node device during a predetermined period (for example, sensor data output from the application 125), the processing result data is A communication operation such as transmission to the application 125 of the server apparatus 121_1 is possible.
  • each server device 121, gateway device 124, and each node device 123 includes network middleware, so that the communication protocol of each network is abstracted, and the virtual network is configured. Realized (see FIG. 3). Therefore, each server device 121, gateway device 124, and each node device 123 is a unified method that does not distinguish between each server device 121, gateway device 124, and each node device 123 without considering an actual communication protocol. Can communicate with other devices.
  • the newly added device has a configuration similar to that shown in FIGS. 5 to 7, for example.
  • a server device that manages a newly added device
  • a server device 121_1 a server device that manages a newly added device
  • the processing allocation DB and the transmission destination conversion DB of the newly added device and each existing device include information on a destination called a management application (management application) of the management server device 121_1. That is, each processing distribution DB includes information on a distribution destination for a destination called a management application of the management server apparatus 121_1.
  • Each transmission destination conversion DB contains information on a transmission destination for a destination called a management application of the management server apparatus 121_1.
  • the newly added device and each existing device include an application (update application) for updating the processing distribution DB and the transmission destination conversion DB as an application executed by the arithmetic processing unit.
  • the newly added device includes an additional processing application (additional application) for notifying the management server device 121_1 of node addition as an application executed by the arithmetic processing unit.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a processing sequence of the entire system when a node device is newly added.
  • a large number of node devices equipped with sensors may be newly added or deleted.
  • the newly added node device in order to add a node device to the management server device 121_1 without setting, the newly added node device notifies the management server device 121_1 of its own information.
  • network-specific information for example, IP address
  • communication protocol information for uniquely identifying the management server apparatus 121_1 in the newly added node apparatus.
  • a node addition notification is sent from the node device to the management server device 121_1 via the gateway device 124 (S410, S420).
  • the management server apparatus 121_1 receives the node addition notification, a node addition process request is made from the management server apparatus 121_1 to the gateway apparatus 124 and the other server apparatus 121_2 (S430).
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a processing sequence of a newly added node device. As shown in FIG. 16, when a newly added node device is connected to the network 122_2, the following processing is performed in the node device.
  • the additional processing application executed by the arithmetic processing unit 161 creates a node addition notification message, and performs processing for requesting the transmission to the processing distribution unit 162 (S411). Specifically, the additional processing application outputs the ID of the management server device 121_1 as the destination, the ID of the management application of the device 121_1, and the node addition notification message data as the message data to the processing distribution unit 162.
  • the process distribution unit 162 refers to the process distribution DB 163 and performs a process of calling a protocol conversion process (S412). Specifically, the processing distribution unit 162 refers to the processing distribution DB 163, searches for a distribution destination using the input destination as a search key, and outputs the input destination and message data to the searched distribution destination.
  • the processing distribution DB 163 includes information that the distribution destination for the destination of the management application of the management server apparatus 121_1 is the protocol conversion processing unit 164. Accordingly, the processing distribution unit 162 outputs the destination and message data to the protocol conversion processing unit 164.
  • the I / O unit 167 performs node addition notification processing (S414). Specifically, the I / O unit 167 performs transmission processing according to the second protocol stack in accordance with an instruction from the protocol conversion processing unit 164, and transmits data from the communication unit 168 to the gateway device 124.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a processing sequence of the gateway device 124. As shown in FIG. 17, when the gateway device 124 receives data transmitted from the newly added node device, the gateway device 124 performs the following processing.
  • the second I / O unit 150 performs a process of receiving a node addition notification message (S421). Specifically, the second I / O unit 150 performs reception processing according to the second protocol stack on the data, and outputs the obtained data to the second protocol conversion processing unit 149.
  • the second protocol conversion processing unit 146 performs processing for requesting the processing distribution unit 142 to distribute the node addition notification message (S422). Specifically, the second protocol conversion processing unit 146 extracts a destination and message data from the input data and outputs the destination and message data to the processing distribution unit 142.
  • the process distribution unit 142 performs a process of calling the first protocol conversion process with reference to the process distribution DB 143 (S423).
  • the processing distribution unit 142 refers to the processing distribution DB 143, searches for a distribution destination using the input destination as a search key, and outputs the input destination and message data to the searched distribution destination.
  • the processing distribution DB 143 includes information that the distribution destination for the destination of the management application of the management server apparatus 121_1 is the first protocol conversion processing unit 146. Accordingly, the processing distribution unit 142 outputs the destination and message data to the first protocol conversion processing unit 146.
  • the first protocol conversion processing unit 146 sets the transmission destination as the management server device 121_1 and performs the process of transmitting the node addition notification message (S424). Specifically, the first protocol conversion processing unit 146 first queries the transmission destination search unit 144 for a transmission destination corresponding to the input destination.
  • the transmission destination conversion DB 145 includes information indicating that the transmission destination for the destination of the management application of the management server apparatus 121_1 is the management server apparatus 121_1. Therefore, the transmission destination search unit 144 responds that the transmission destination is the management server device 121_1.
  • the first protocol conversion processing unit 146 assembles the input destination and message data into data suitable for the format of the first protocol stack, and transmits it to the management server device 121_1 that is the transmission destination.
  • the first I / O unit 147 is instructed.
  • the first I / O unit 147 performs node addition notification processing (S425). Specifically, the first I / O unit 147 performs transmission processing according to the first protocol stack in accordance with an instruction from the first protocol conversion processing unit 146, and manages from the first communication unit 148. Data is transmitted to the server apparatus 121_1.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a processing sequence of the management server apparatus 121_1. As illustrated in FIG. 18, when the management server apparatus 121_1 receives the data transmitted from the gateway apparatus 124, the management server apparatus 121_1 performs the following processing.
  • the I / O unit 137 performs a process of receiving a node addition notification message (S431). Specifically, the I / O unit 137 performs reception processing according to the first protocol stack on the data, and outputs the obtained data to the protocol conversion processing unit 134.
  • the protocol conversion processing unit 134 performs processing for requesting the processing distribution unit 132 to distribute the node addition notification message (S432). Specifically, the protocol conversion processing unit 134 extracts the destination and message data from the input data and outputs the destination and message data to the processing distribution unit 132.
  • the process distribution unit 132 refers to the process distribution DB 133 and performs a process of calling a management application (S433). Specifically, the processing distribution unit 132 refers to the processing distribution DB 133, searches for a distribution destination using the input destination as a search key, and outputs the input destination and message data to the searched distribution destination.
  • the processing distribution DB 133 includes information that the distribution destination for the destination called the management application of the management server apparatus 121_1 is the management application. Accordingly, the processing distribution unit 132 outputs the destination and message data to the management application executed by the arithmetic processing unit 131. In this case, since the distribution destination matches the destination, only the message data is output to the distribution destination.
  • the management application registers information on the added node device in the processing distribution DB 133 and the transmission destination conversion DB 136 based on the input message data, creates a node registration message, and transmits the transmission to the processing distribution unit.
  • Processing to request 132 is performed (S434). Specifically, when message data is input from the processing distribution unit 132, the management application recognizes that a node device has been newly added. Then, based on the input message data, the distribution destination information of the protocol conversion processing unit 134 is registered in the processing distribution DB 133 for the destination of the application of the added node device. In addition, information on the transmission destination of the gateway device 124 is registered in the transmission destination conversion DB 136 for the destination of the application of the added node device.
  • the management application searches for another server device and gateway device 124 that need to register information related to the added node device. Then, a node registration message to be transmitted to the searched device is created, and the ID of the searched device and the update application ID of the device as the destination and the node registration message data as the message data are sent to the processing distribution unit 132. Output. If a plurality of devices requiring registration of information regarding the added node device are searched in S434, the processing from the creation of the node registration message to the subsequent S437 is performed for each searched device. Done.
  • the process distribution unit 132 refers to the process distribution DB 133 and performs a process of calling a protocol conversion process (S435). Specifically, the processing distribution unit 132 refers to the processing distribution DB 133, searches for a distribution destination using the input destination as a search key, and outputs the input destination and message data to the searched distribution destination. Here, the processing distribution unit 132 outputs the destination and message data to the protocol conversion processing unit 134.
  • the protocol conversion processing unit 134 performs a node registration message transmission process (S436). Specifically, the protocol conversion processing unit 134 first queries the transmission destination search unit 135 for a transmission destination corresponding to the input destination. Then, the protocol conversion processing unit 134 assembles the input destination and message data into data suitable for the format of the second protocol stack, and sends it to the I / O unit 137 so as to transmit it to the inquired destination. Instruct.
  • the I / O unit 137 performs node registration processing (S437). Specifically, the I / O unit 137 performs transmission processing according to the first protocol stack in accordance with an instruction from the protocol conversion processing unit 134, and transmits data from the communication unit 138 to the transmission destination.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a processing sequence of a device that is a transmission destination of data transmitted from the management server device 121_1.
  • This device is also a device (server device 121_2, gateway device 124) that needs to register information related to the newly added node device.
  • the apparatus is described as the server apparatus 121_2.
  • the server apparatus 121_2 when the server apparatus 121_2 receives data transmitted from the management server apparatus 121_1, the server apparatus 121_2 performs the following processing.
  • the I / O unit 137 performs processing for receiving a node registration message (S441). Specifically, the I / O unit 137 performs reception processing according to the first protocol stack on the data, and outputs the obtained data to the protocol conversion processing unit 134.
  • the protocol conversion processing unit 134 performs processing for requesting the processing distribution unit 132 to distribute the node registration message (S442). Specifically, the protocol conversion processing unit 134 extracts the destination and message data from the input data and outputs the destination and message data to the processing distribution unit 132.
  • the process distribution unit 132 refers to the process distribution DB 133 and performs a process of calling an update application (S443). Specifically, the processing distribution unit 132 refers to the processing distribution DB 133, searches for a distribution destination using the input destination as a search key, and outputs the input destination and message data to the searched distribution destination.
  • the processing distribution DB 133 includes information that the distribution destination for the destination called the update application of the server apparatus 121_2 is the update application. Accordingly, the processing distribution unit 132 outputs the destination and message data to the update application being executed by the arithmetic processing unit 131. In this case, since the distribution destination matches the destination, only the message data is output to the distribution destination.
  • the update application performs processing for registering information on the newly added node device in the processing distribution DB 133 and the transmission destination conversion DB 136 based on the input message data (S444). Specifically, the update application registers information of the distribution destination of the protocol conversion processing unit 134 in the processing distribution DB 133 for the destination of the added node device application based on the input message data. In addition, information on the transmission destination of the gateway device 124 is registered in the transmission destination conversion DB 136 for the destination of the application of the added node device.
  • a node addition notification is sent from the node device to the management server device 121_1, and a necessary device (gateway device) is received from the management server device 121_1 that received the node device. 124 and other server apparatuses 121_2).
  • the process is performed as described above.
  • the newly added device notifies the peripheral device by broadcasting, thereby providing a propagation notification. It is also possible to do so.
  • system is not limited to the configuration illustrated in FIG. 3, and may have other configurations, for example, as illustrated in FIGS. 20 to 22.
  • FIG. 20 is a first diagram illustrating another configuration example of the system according to the present embodiment.
  • the system of the configuration example illustrated in FIG. 20 is configured to include a plurality of gateway devices.
  • a network 122_1 including two server devices 121_1 and 121_2 and a network 122_2 including two node devices 123_1 and 123_2 are connected via a gateway device 124_1.
  • the network 122_1 and the network 122_3 including the two node devices 123_3 and 123_4 are connected via the gateway device 124_2.
  • the communication protocol of the second protocol stack is used for the network 122_3.
  • the virtual network 181 can be realized by abstracting the communication protocols of the networks 122_1, 122_2, and 122_3, so that each device can perform communication without considering the actual communication protocol. it can.
  • FIG. 21 is a second diagram illustrating another configuration example of the system according to the present embodiment.
  • the system of the configuration example illustrated in FIG. 21 is configured to include a gateway device for each communication protocol having a different protocol stack.
  • a network 122_1 including two server devices 121_1 and 121_2 and a network 122_2 including two node devices 123_1 and 123_2 are connected via a gateway device 124_1.
  • the network 122_1 and the network 122_4 including the two node devices 123_5 and 123_6 are connected via the gateway device 124_3.
  • a communication protocol of a third protocol stack different from the first and second protocol stacks is used for the network 122_4.
  • the two node devices 123_5 and 123_6 have the same configuration as the other two node devices 123_1 and 123_2, except that the third protocol stack is mounted instead of the second protocol stack.
  • the gateway device 124_3 also has basically the same configuration as the other gateway device 124_1 except that it includes a third protocol stack instead of the second protocol stack.
  • each apparatus which comprises the said system is provided with the process distribution DB and transmission destination conversion DB which memorize
  • the virtual network 191 can be realized by abstracting the communication protocols of the networks 122_1, 122_2, and 122_4, so that each device can perform communication without considering the actual communication protocol. it can.
  • FIG. 22 is a third diagram illustrating another configuration example of the system according to the present embodiment.
  • the system of the configuration example shown in FIG. 22 has a configuration in which one gateway device supports three types of communication protocols.
  • a network 122_1 including two server devices 121_1 and 121_2, a network 122_2 including two node devices 123_1 and 123_2, and a network 122_4 including two node devices 123_5 and 123_6 are connected via a gateway device 124_4. It is connected.
  • the gateway device 124_4 is also mounted with a third protocol stack.
  • each apparatus which comprises the said system is provided with the process distribution DB and transmission destination conversion DB which memorize
  • the virtual network 201 can be realized by abstracting the communication protocols of the networks 122_1, 122_2, and 122_4. Therefore, each device can perform communication without considering the actual communication protocol. it can.
  • the gateway device can be configured as shown in FIGS. 23 to 26, for example, according to the configuration of the system.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a configuration example of a gateway device in the case of supporting three or more types of communication protocols.
  • the gateway device 211 includes a protocol conversion processing unit, an I / O unit, and a communication unit for each communication protocol (protocol stack).
  • protocol stack a communication protocol for each communication protocol (protocol stack).
  • FIG. 24 is a diagram illustrating a configuration example of the gateway device in the case of supporting two types of communication protocols having the same physical layer but different protocol stacks.
  • the gateway device 221 includes a protocol conversion processing unit and an I / O unit for each communication protocol (protocol stack), but only one communication unit is provided and shared by each communication protocol.
  • one I / O section (first I / O section) is a driver for IPv4 (Internet Protocol Version 4)
  • the other I / O section (second I / O section) is This is a driver for IPv6 (Internet Protocol Version 6).
  • FIG. 25 is a diagram illustrating a configuration example of a gateway device in the case where a single communication protocol is supported but a plurality of communication units are provided.
  • the gateway device 231 includes one protocol conversion processing unit and one I / O unit, and includes two communication units.
  • each of the two communication units is, for example, an Ethernet board.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating a configuration example of the gateway device when the configuration examples illustrated in FIGS. 23 and 24 are combined.
  • the gateway device 241 includes a protocol conversion processing unit and an I / O unit for each communication protocol (protocol stack), and includes a communication unit for each different physical layer.
  • an I / O unit (first I / O unit) corresponding to a protocol stack having the same physical layer is a TCP / IP driver, for example.
  • An I / O unit (second I / O unit) corresponding to one of two protocol stacks having the same physical layer is a driver for a wireless ad hoc communication protocol, for example, and an I / O corresponding to the other one.
  • the unit (third I / O unit) is, for example, a driver for ZigBee.
  • the communication unit (first communication unit) corresponding to the protocol stack with the same physical layer is, for example, an Ethernet board, and the communication unit (second communication unit) corresponding to two protocol stacks with the same physical layer. Is, for example, a wireless communication module.
  • a wireless communication module is applied to, for example, the gateway device 124_4 of the system shown in FIG.
  • the node device can be configured as shown in FIGS. 27 and 28, for example, according to the configuration of the system.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating a configuration example of a node device when a part of the configuration is formed into a chip.
  • the processing distribution unit, the processing distribution DB, the protocol conversion processing unit, and the I / O unit are formed into chips, and these are configured as the communication control chip 252.
  • the communication protocol of the protocol stack implemented in the node device 251 is a wireless ad hoc communication protocol.
  • the transmission destination can be determined by the communication protocol. Therefore, when such a communication protocol is used, the transmission destination search unit and the transmission destination conversion DB are not required as shown in FIG. Become.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating a configuration example of a node device when a part of the configuration is a communication module.
  • the node device 261 includes a general-purpose computer 262 such as a PC (Personal Computer) and a communication module 263.
  • a CPU Central Processing Unit
  • a plurality of sensor devices 266 and the like are connected to a bus 264 of the general-purpose computer 262.
  • the CPU 265 has a function of an arithmetic processing unit of the node device.
  • the communication module 263 includes a processing distribution unit, a processing distribution DB, a protocol conversion processing unit, a transmission destination search unit, a transmission destination conversion DB, an I / O unit, and a communication unit.
  • the CPU 265 of the general-purpose computer 262 and the processing distribution unit of the communication module 263 are connected via a serial line 267 such as RS232C (Recommended Standard 232 Normal version C).
  • a plurality of protocol stacks are mounted as in the gateway device shown in FIG. 6 and FIG. 23, and a protocol conversion processing unit, I It is also possible to configure to include a / O unit and a communication unit.
  • the system according to the present embodiment can be applied, for example, to environmental management (temperature management or the like) of a data center.
  • environmental management temperature management or the like
  • a large number of sensors (temperature sensors and the like) installed in the server rack of the data center are integrated into the sensor network so that the monitoring server device collectively manages them.
  • the monitoring server device collectively manages them.
  • FIG. 29 is a diagram illustrating an example in which the system according to the present embodiment is applied to environmental management of a data center.
  • the IP network 272 including the monitoring server device 271 that performs environmental management of the data center and the sensor network 273 are connected via the gateway device 274. Is done.
  • a wired network is used instead of a wireless network in order to improve the security problem due to radio wave leakage and the reliability of sensor data acquisition.
  • a sensor node device 276 having a temperature sensor and a sensor relay node device 277 connected to the sensor node device 276 are arranged in each server rack 275.
  • sensor relay node devices 277 arranged in each server rack 275 are connected in series for each rack row, and both ends thereof are connected to the core relay node device 278.
  • these trunk relay node devices 278 are connected in series in a ring shape, which is connected to the gateway device 274.
  • connection between the gateway device 274 and the trunk relay node device 278 and between the trunk relay node devices 278 is, for example, a network conforming to the standard of 100BASE-TX.
  • connection between the trunk relay node device 278 and the sensor relay node device 277 and between the sensor relay node devices 277 is, for example, a network conforming to the standard of RS422 (Recommended Standard 422).
  • the connection between the sensor relay node device 277 and the sensor node device 276 is, for example, a network connected by serial communication.
  • each of the gateway device 274, the core relay node device 278, and the sensor relay node device 277 is mounted with a protocol stack of two corresponding communication protocols.
  • the monitoring server device 271 is provided with network middleware in the protocol stack to be installed, like the server device 121 shown in FIG. Further, each of the gateway device 274, the trunk relay node device 278, and the sensor relay node device 277 is provided with network middleware in two types of protocol stacks to be mounted like the gateway device 124 shown in FIG. The sensor node device 276 is provided with network middleware in the protocol stack to be mounted, like the node device 123 shown in FIG.
  • the sensor data of the temperature sensor is transmitted from the sensor node device 276 to the monitoring server device 271 via the sensor relay node device 277, the core relay node device 278, and the gateway device 274. Communication takes place. Also, the data center configuration changes with each expansion or maintenance. Depending on the size of the data center, the number of changes will increase. Therefore, the configuration is dynamically detected, and the neighboring sensors are collected by sharing roles.
  • the system shown in FIG. 30 is an example in which two basic relay node devices 278 share the roles when transmitting the sensing data of the sensor relay node devices 277 connected in a row to the monitoring server 271.
  • the basic relay node device 278 is indicated by A
  • the sensor relay node device 277 is indicated by B.
  • FIG. 31 is a sequence of sensor information collection control in the system configuration of FIG. The sequence will be described in (1) to (6) below.
  • A1 and A2 receive information collection commands from a server device that wants to collect information.
  • A1 and A2 each acquire a path toward the control target B and information on the information collecting device connected to B.
  • A1 and A2 confirm that there is a pair with each other according to the contents searched in (2).
  • the pair is a case where the device ID of A exists in the search content. Specifically, since the device types are different between A and B, the discrimination is possible.
  • (4) When confirmation of the route is confirmed up to the pair, it is confirmed whether or not communication with the pair is possible through the 100BASE-TX network.
  • the system according to the present embodiment can be applied to damage detection and soundness evaluation of civil engineering structures, machine structures, facilities, and the like, for example.
  • a large number of sensors (sensor node devices) installed on a bridge, a track, or the like are integrated into a sensor network so that the monitoring server device collectively manages the sensor data.
  • the system according to this embodiment can be applied to, for example, measurement of radiation dose in a radioactively contaminated area.
  • the sensor node device includes a radiation dose sensor and a GPS sensor, and is configured to be able to perform wireless communication using a wireless communication protocol such as a wireless ad hoc communication protocol or ZigBee. Then, such a sensor node device is dropped to a target area using a helicopter or the like.
  • a large number of sensors (sensor node devices) installed in this way are integrated into a sensor network so that the monitoring server device collectively manages the sensor data. In this case, processing related to the addition of the sensor node device is performed as described with reference to FIG.
  • the system according to the present embodiment can be applied to, for example, measurement of environmental information (temperature, atmospheric pressure, etc.) using a moving body.
  • the sensor node device includes a sensor such as temperature and pressure and a GPS sensor, and is installed in a person, a car, a bicycle, or the like. Then, the sensors (sensor node devices) installed in this way are integrated into the sensor network, and the monitoring server device collectively manages the sensor data together with the GPS data.
  • FIG. 32 is a diagram illustrating a configuration example of each server device 121, gateway device 124, and each node device 123 included in the system according to the modification.
  • each server device 121, gateway device 124, and each node device 123 has an IP address on the virtual network.
  • each server device 121 includes an IP protocol processing unit 281 between the arithmetic processing unit 131 and the processing distribution unit 132.
  • the gateway device 124 also includes an IP protocol processing unit 282 between the arithmetic processing unit 141 and the processing distribution unit 142.
  • each node device 123 includes an IP protocol processing unit 283 between the arithmetic processing unit 161 and the processing distribution unit 162.
  • information on the distribution destination for the IP address and port number is stored as information on the distribution destination for the destination. To do.
  • transmission destination information for the IP address and port number is stored as transmission destination information for the destination.
  • Store information is stored.
  • the other configuration of each device is the same as the configuration of each device described with reference to FIGS.
  • FIG. 33 is a first flowchart illustrating an operation example of each unit of the IP protocol processing units 281, 282, and 283.
  • FIG. 34 is a second flowchart illustrating an operation example of each unit of the IP protocol processing units 281, 282, and 283. Note that the operation of each unit of the IP protocol processing units 281, 282, and 283 is the same in the corresponding device.
  • the IP protocol processing unit when an IP protocol message is input from an application executed by the arithmetic processing unit, the IP protocol processing unit performs the following processing.
  • the IP address and port number are extracted from the input IP protocol message (S501), the IP address and port number are set as the destination, and the message is output as transmission data to the processing distribution unit (S502). Subsequently, it is determined whether or not the output is successful (S503). If the determination result is Yes, the flow is terminated, and if No, error processing is performed (S504). Exit.
  • the IP protocol processing unit when the transmission data is input from the processing distribution unit, the IP protocol processing unit performs the following processing.
  • the transmission data is received (S511), the transmission data is recognized as an IP protocol message, and output to the application of the arithmetic processing unit (S512). Subsequently, it is determined whether or not the output is successful (S513). If the determination result is Yes, the flow is terminated, and if No, error processing is performed (S514). Exit.
  • one IP network can be constructed on the realized virtual network.
  • the system according to this modification can be further modified as follows. For example, it is assumed that a network using a communication protocol different from the Internet protocol suite is further added and communication is performed by relaying two or more such networks. In such a case, the same processing can be performed by connecting the networks with a newly added gateway device.
  • each server device 121 and gateway device 124 are originally configured to perform communication using the communication protocol of the Internet protocol suite, so that they are configured as follows, for example. Is also possible.
  • FIG. 35 is a diagram illustrating another configuration example of each server device 121, gateway device 124, and each node device 123 included in the system according to the modification.
  • each server device 121 omits the IP protocol processing unit 281, the processing distribution unit 132, the processing distribution DB 133, the protocol conversion processing unit 134, the transmission destination search unit 135, and the transmission destination conversion DB 136. It becomes the composition which was.
  • the gateway device 124 has a configuration in which the IP protocol processing unit 282 and the first protocol conversion processing unit 146 are omitted. Such a gateway device 124 has a routing function in the IP layer of TCP / IP. In communication addressed to a node device, the destination and transmission data are output to the processing distribution unit 142.
  • an IP address is automatically assigned to a newly added device by combining the methods for adding a new device (server device, gateway device, node device) described with reference to FIG. Is possible.
  • a specific server device 121 is provided with an application that causes the server device 121 to function as a DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) server device as an application executed by the arithmetic processing unit 131.
  • DHCP is an application layer protocol.
  • the DHCP server device side prepares several IP addresses for the DHCP client in advance, and assigns one of these IP addresses according to the request of the DHCP client.
  • Technology
  • the processing described with reference to FIG. 15 and the like is performed, and communication with other devices becomes possible. That is, communication is possible on the virtual network.
  • the newly added device transmits a broadcast UDP (User Datagram Protocol) packet with a destination IP address of 255.255.255.255 in accordance with the DHCP protocol.
  • the DHCP server device 121 selects an IP address to be assigned from the prepared IP addresses, and returns it to the MAC (Media Access Control) address of the newly added device.
  • MAC Media Access Control
  • an IP address can be automatically assigned to a newly added device. Therefore, when a large number of devices are newly connected to an IP network constructed on a virtual network. There is no need to manually configure network settings for each device.
  • the system according to the present embodiment has the following effects. Since a plurality of networks having different communication protocols can be virtualized, communication between networks having different communication protocols can be performed without considering the communication protocol.
  • a case where a communication protocol used in a network is changed or a case where a network having a different communication protocol is newly added can be considered.
  • the physical layer of the protocol stack of the communication protocol to be changed or added is the same, it is only necessary to change or add the corresponding protocol conversion processing unit and I / O unit.
  • each device server device, gateway device, node device
  • the interface between the processing distribution unit and the protocol conversion processing unit can be shared, and the protocol conversion processing unit, I / O unit, and communication unit can be replaced. If they are mounted as components (modules), the development of each device is facilitated. In this case, if the physical layers of the protocol stack are the same, the protocol conversion processing unit and the I / O unit can be mounted as replaceable parts.
  • each device can include, for example, the following computer system.
  • FIG. 36 is a diagram illustrating a configuration example of the computer system.
  • This computer system includes a CPU 301, a ROM (Read Only Memory) 302, a RAM (Random Access Memory) 303, a communication interface 304, a storage device 305, an input / output device 306, a reading device 307, and a bus to which all of these are connected. 308.
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the storage device 305 various types of storage devices such as a hard disk and a magnetic disk can be used.
  • the storage device 305 or the ROM 302 stores a program for performing operations of the above-described processing distribution unit, protocol conversion processing unit, transmission destination search unit, I / O unit, IP protocol processing unit, and the like.
  • information stored in the processing distribution DB and the transmission destination conversion DB is also stored in the storage device 305 or the ROM 302.
  • a processing distribution unit, a protocol conversion processing unit, a transmission destination search unit, an I / O unit, an IP protocol processing unit, and the like are realized.
  • Such a program can be stored in, for example, the storage device 305 from the program provider terminal 309 via the network 310 and the communication interface 304 and executed by the CPU 301. Further, it can be stored in a commercially available portable storage medium 311, set in the reading device 307, and executed by the CPU 301.
  • portable storage medium 311 various types of storage media such as a CD-ROM, a flexible disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a DVD disk, and a USB memory can be used.
  • the communication interface 304 corresponds to, for example, a communication unit of each device.

Abstract

 ゲートウェイ装置は、振り分け先記憶部と、振り分け部と、送信先記憶部と、実装されたプロトコルスタック毎に設けられたプロトコル変換部及び入出力部とを備える。振り分け先記憶部は、宛先毎の振り分け先の情報を記憶する。振り分け部は、入力された宛先及び送信データを、振り分け先記憶部に記憶されている情報の中から検索された宛先に応じた振り分け先へ出力する。送信先記憶部は、宛先毎の送信先の情報を記憶する。プロトコル変換部は、振り分け部から宛先及び送信データが入力されると、その宛先及び送信データを、対応するプロトコルスタックの形式に合うデータに組み立てる。そして、その組み立てたデータを、送信先記憶部に記憶されている情報の中から検索された宛先に応じた送信先へ送信するよう、対応するプロトコルスタックの入出力部に指示する。入出力部は、対応するプロトコルスタックに応じた送信処理及び受信処理を行う。

Description

ゲートウェイ装置、ゲートウェイ装置の通信方法、ノード装置、ノード装置の通信方法、及び通信システム
 本発明は、通信プロトコル及びプロトコルスタックの異なるノード装置で構成されるネットワークで通信を行う技術に関する。
 従来、通信プロトコルの異なるネットワーク間で通信が行われている。
 例えば、センサデータの収集等を行うセンサネットワークと、収集されたセンサデータの集約等を行うデータセンタのサーバ装置とを含むシステムでは、センサネットワークと、データセンタのサーバ装置を含む大規模なネットワークとの間で通信が行われている。ここで、センサネットワークとは複数のセンサや異なるセンサ同士をセンサ付ノード装置に搭載し、当該ノード装置が自律的分散的に連携することで通信を可能にするネットワークである。センサネットワークのノード装置はハードウェアの制約が多く、例えば小型かつ電池で長時間駆動することが求められる。例えば、通信プロトコルとして、ZigBee(登録商標)が通信プロトコルとして用いられている。一方、大規模なネットワークでは、通信プロトコルスタックとしてインターネットプロトコルスイート(TCP(Transmission Control Protocol)/IP(Internet Protocol)プロトコルスイート(Protocol Suite))が標準的である。
 ZigBeeとインターネットプロトコルスイートは通信プロトコルが異なるため、相互に通信することが出来ない。従って、複数の異なる通信プロトコル間で通信するためには、宛先ノード装置毎に使用されている通信プロトコルを事前に把握し、アプリケーション(アプリケーションソフトウェア)で宛先ノード装置に対応した通信プロトコル変換を行う必要がある。図37に通信プロトコル変換をアプリケーションで実現する場合の従来技術の構成例を示す。
 例えば、ZigBeeとインターネットプロトコルスイートを変換する場合には、まず、ZigBeeからインターネットプロトコルスイート(またはその逆)へプロトコル変換するアプリケーションを作成する。次に、ZigBeeネットワークに注目する。また、インターネットプロトコルスイートのネットワークについても同様に注目する。そして、両ネットワークの境界に先述の通信プロトコル変換アプリケーションを実装したノード装置(例えばゲートウェイ)を設置する。当該ゲートウェイで実行されているアプリケーションが一方のネットワークから受信した通信プロトコルを識別し、宛先ノード装置が異なる通信プロトコルの場合は他方のプロトコルへ変換し、異種ネットワーク間の通信を行う。すなわち、異なるプロトコルスタックで通信を行う場合には、通信プロトコル変換アプリケーションを実装したノード装置を設置し、当該ノード装置を経由するようにネットワークに参加している全てのノード装置に、ルーティングテーブルを修正する等の設定作業が必要である。
 なお、通信プロトコルの仮想化技術に関し、次のような技術が知られている。
 例えば、OSI(Open Systems Interconnection)参照モデルの6層と7層の間に、ソフトウェアまたはハードウェアの抽象化層を追加して、ネットワークを仮想化する技術が知られている。また、異種ネットワーク間において自動トンネリングを達成する技術も知られている。さらに、端末が通信プロトコルの異なるネットワークに移動しても通信を可能とする技術も知られている。
特開2003-208365号公報 特表2004-515165号公報 特表2007-515822号公報
 上述のように通信プロトコルの異なるネットワーク間で通信を行う場合、従来では、通信プロトコルを考慮して通信を行う必要があった。すなわち、宛先ノード装置と送信元のノード装置が異なる通信プロトコルを使用している場合、まずそれぞれのノード装置が異なる通信プロトコルのネットワークに属していることを事前に把握し、通信プロトコルの変換アプリケーションが実行されている通信プロトコル変換機能を持つノード装置を設置しなくてはならない。さらには送信元ノード装置から宛先ノード装置までの通信経路に、当該ノード装置を経由するようルーティングテーブルの編集をするなどの経路制御が必要となる。
 先行技術では、インターネットプロトコルスイートを実装したノード装置を前提として、OSI参照モデルのネットワーク層以上プレゼンテーション層以下の同一の層でプロトコル抽象化を行っている。しかし、例えばZigBeeはインターネットプロトコルを前提としない。従って、センサネットワークでは、先行技術の適用が出来ない。しかしながら、センサネットワークでは、ZigBee以外にもハードウェアの特性毎に異なる通信プロトコルを混在させたい場合がある。このような場合、宛先ノード装置と送信元のノード装置の間に、どのような通信プロトコルがあるのか事前に把握し、さらには異なるネットワークの境界に複数の通信プロトコル変換機能を持つノード装置を配置し、経由するような経路制御手段を各ノード装置に設定する必要があり、複雑なネットワーク設定が必要となる問題があった。
 本発明は、上記実情に鑑み、通信プロトコルスタックの異なるネットワーク間で、複雑な設定無く通信を行うことができる装置、方法、及びシステムを提供することを目的とする。
 装置の一観点によれば、サーバ装置とノード装置とゲートウェイ装置とを有する通信システムにおいて、複数のプロトコルスタックが実装され、サーバ装置とノード装置との間の通信を仲介するゲートウェイ装置であって、次のようなゲートウェイ装置が提供される。このゲートウェイ装置は、振り分け先記憶部と、振り分け部と、送信先記憶部と、入出力部と、プロトコル変換部とを含む。ここで、振り分け先記憶部は、宛先に応じた処理を行う振り分け先の情報を、宛先毎に記憶する。振り分け部は、入力された宛先及び送信データを、振り分け先記憶部に記憶されている情報の中から検索された、宛先に応じた振り分け先へ出力する。送信先記憶部は、宛先毎の送信先の情報を記憶する。入出力部は、実装されているプロトコルスタック毎に設けられ、対応するプロトコルスタックに応じた送信処理及び受信処理を行う。プロトコル変換部は、実装されているプロトコルスタック毎に設けられ、振り分け部から宛先及び送信データが入力されると、宛先及び送信データを、対応するプロトコルスタックの形式に合うデータに組み立てる。そして、当該組み立てたデータを、前記送信先記憶部に記憶されている情報の中から検索された宛先に応じた送信先へ送信するよう、対応するプロトコルスタックの入出力部に指示する。
 方法の一観点によれば、サーバ装置とノード装置とゲートウェイ装置とを有する通信システムにおいて、複数のプロトコルスタックが実装され、サーバ装置とノード装置との通信を仲介するゲートウェイ装置の通信方法であって、次のような通信方法が提供される。この通信方法では、宛先及び送信データを、その宛先に応じた振り分け先へ出力する。その宛先が所定の振り分け先である場合に、その宛先及び送信データを、対応するプロトコルスタックの形式に合うデータに組み立てる。組み立てられたデータを、対応するプロトコルスタックに応じた送信処理を行った上で、その宛先に応じた送信先へ送信する。
 装置の他の一観点によれば、プロトコルスタックが実装されたノード装置であって、次のようなノード装置が提供される。このノード装置は、振り分け先記憶部と、振り分け部と、送信先記憶部と、入出力部と、プロトコル変換部とを含む。振り分け先記憶部は、宛先毎の振り分け先の情報を記憶する。振り分け部は、入力された宛先及び送信データを、振り分け先記憶部に記憶されている情報の中から検索された宛先に応じた振り分け先へ出力する。送信先記憶部は、宛先毎の送信先の情報を記憶する。入出力部は、実装されているプロトコルスタックに対応して設けられ、対応するプロトコルスタックに応じた送信処理及び受信処理を行う。プロトコル変換部は、実装されているプロトコルスタックに対応して設けられ、振り分け部から宛先及び送信データが入力されると、宛先及び送信データを、対応するプロトコルスタックの形式に合うデータに組み立て、当該組み立てたデータを、送信先記憶部に記憶されている情報の中から検索された前記宛先に応じた送信先へ送信するよう、対応するプロトコルスタックの入出力部に指示する。
 方法の他の一観点によれば、プロトコルスタックが実装されたノード装置の通信方法であって、次のような通信方法が提供される。この通信方法では、宛先及び送信データを、宛先に応じた振り分け先へ出力する。宛先が所定の振り分け先である場合に、宛先及び送信データを、対応するプロトコルスタックの形式に合うデータに組み立てる。組み立てられたデータを、対応するプロトコルスタックに応じた送信処理を行った上で、その宛先に応じた送信先へ送信する。
 システムの一観点によれば、サーバ装置を含む第1のネットワークとノード装置を含む第2のネットワークとがゲートウェイ装置を介して接続される通信システムが提供される。サーバ装置は、第1のネットワークの通信プロトコルの第1のプロトコルスタックが実装される。また、サーバ装置は、第1の振り分け先記憶部と、第1の振り分け部と、第1の送信先記憶部と、第1の入出力部と、第1のプロトコル変換部とを含む。ここで、第1の振り分け先記憶部は、宛先毎の振り分け先の情報を記憶する。第1の振り分け部は、入力された宛先及び送信データを、第1の振り分け先記憶部に記憶されている情報の中から検索されたその宛先に応じた振り分け先へ出力する。第1の送信先記憶部は、宛先毎の送信先の情報を記憶する。第1の入出力部は、第1のプロトコルスタックに応じた送信処理及び受信処理を行う。第1のプロトコル変換部は、第1の振り分け部から宛先及び送信データが入力されると、その宛先及び送信データを、第1のプロトコルスタックの形式に合うデータに組み立てる。また、その組み立てたデータを、第1の送信先記憶部に記憶されている情報の中から検索されたその宛先に応じた送信先へ送信するよう、第1の入出力部に指示する。また、第1のプロトコル変換部は、第1の入出力部から、第1のプロトコルスタックに応じた受信処理により得られたデータが入力されると、当該データから宛先及び送信データを抽出し、第1の振り分け部へ出力する。ノード装置は、第2のネットワークの通信プロトコルの第2のプロトコルスタックが実装される。また、ノード装置は、第2の振り分け先記憶部と、第2の振り分け部と、第2の送信先記憶部と、第2の入出力部と、第2のプロトコル変換部とを含む。ここで、第2の振り分け先記憶部は、宛先毎の振り分け先の情報を記憶する。第2の振り分け部は、入力された宛先及び送信データを、第2の振り分け先記憶部に記憶されている情報の中から検索されたその宛先に応じた振り分け先へ出力する。第2の送信先記憶部は、宛先毎の送信先の情報を記憶する。第2の入出力部は、第2のプロトコルスタックに応じた送信処理及び受信処理を行う。第2のプロトコル変換部は、第2の振り分け部から宛先及び送信データが入力されると、その宛先及び送信データを、第2のプロトコルスタックの形式に合うデータに組み立てる。また、その組み立てたデータを、第2の送信先記憶部に記憶されている情報の中から検索されたその宛先に応じた送信先へ送信するよう、第2の入出力部に指示する。また、第2のプロトコル変換部は、第2の入出力部から、第2のプロトコルスタックに応じた受信処理により得られたデータが入力されると、当該データから宛先及び送信データを抽出し、第2の振り分け部へ出力する。ゲートウェイ装置は、第1のプロトコルスタック及び第2のプロトコルスタックが実装される。ゲートウェイ装置は、第3の振り分け先記憶部と、第3の振り分け部と、第3の送信先記憶部と、第3の入出力部と、第4の入出力部と、第3のプロトコル変換部と、第4のプロトコル変換部とを含む。ここで、第3の振り分け先記憶部は、宛先毎の振り分け先の情報を記憶する。第3の振り分け部は、入力された宛先及び送信データを、第3の振り分け先記憶部に記憶されている情報の中から検索されたその宛先に応じた振り分け先へ出力する。第3の送信先記憶部は、宛先毎の送信先の情報を記憶する。第3の入出力部は、第1のプロトコルスタックに応じた送信処理及び受信処理を行う。第4の入出力部は、第2のプロトコルスタックに応じた送信処理及び受信処理を行う。第3のプロトコル変換部は、第3の振り分け部から宛先及び送信データが入力されると、その宛先及び送信データを、第1のプロトコルスタックの形式に合うデータに組み立てる。また、その組み立てたデータを、第3の送信先記憶部に記憶されている情報の中から検索されたその宛先に応じた送信先へ送信するよう、第3の入出力部に指示する。また、第3のプロトコル変換部は、第3の入出力部から、第1のプロトコルスタックに応じた受信処理により得られたデータが入力されると、当該データから宛先及び送信データを抽出し、第3の振り分け部へ出力する。第4のプロトコル変換部は、第3の振り分け部から宛先及び送信データが入力されると、その宛先及び送信データを、第2のプロトコルスタックの形式に合うデータに組み立てる。また、その組み立てたデータを、第3の送信先記憶部に記憶されている情報の中から検索されたその宛先に応じた送信先へ送信するよう、第4の入出力部に指示する。また、第4のプロトコル変換部は、第4の入出力部から、第2のプロトコルスタックに応じた受信処理により得られたデータが入力されると、当該データから宛先及び送信データを抽出し、第3の振り分け部へ出力する。
 開示の装置、方法、及びシステムは、通信プロトコルを考慮することなく特別な設定無しに通信プロトコルの異なるネットワーク間で通信を行うことができる、という効果を奏する。
通信プロトコルの異なる2つのネットワーク間で通信を行うセンサデータ処理システムの一例を示す図である。 通信プロトコルの異なる4つのネットワーク間で通信を行う大規模センサデータ処理システムの一例を示す図である。 一実施の形態に係るシステムの一例を示す図である。 各サーバ装置、ゲートウェイ装置、各ノード装置の接続関係の一例を示す図である。 各サーバ装置の構成例を示す図である。 ゲートウェイ装置の構成例を示す図である。 各ノード装置の構成例を示す図である。 各処理振り分け部の動作例を示すフローチャートである。 各プロトコル変換処理部の動作例を示すフローチャートである。 S203及びS204の処理例を示す図である。 各送信先検索部の動作例を示すフローチャートである。 サーバ装置の処理振り分けDB及び送信先変換DBに記憶されている情報の一例である。 ゲートウェイ装置の処理振り分けDB及び送信先変換DBに記憶されている情報の一例である。 ノード装置の処理振り分けDB及び送信先変換DBに記憶されている情報の一例である。 新規にノード装置が追加される場合のシステム全体の処理シーケンスの一例を示す図である。 新規に追加されたノード装置の処理シーケンスの一例を示す図である。 ゲートウェイ装置の処理シーケンスの一例を示す図である。 管理サーバ装置の処理シーケンスの一例を示す図である。 管理サーバ装置から送信されたデータの送信先である装置の処理シーケンスの一例を示す図である。 一実施の形態に係るシステムの他の構成例を示す第1の図である。 一実施の形態に係るシステムの他の構成例を示す第2の図である。 一実施の形態に係るシステムの他の構成例を示す第3の図である。 3種類以上の通信プロトコルをサポートする場合のゲートウェイ装置の構成例を示す図である。 物理層は同一であるがプロトコルスタックが異なる2種類の通信プロトコルをサポートする場合のゲートウェイ装置の構成例を示す図である。 サポートする通信プロトコルは1種類であるが通信部を複数備える場合のゲートウェイ装置の構成例を示す図である。 図23及び図24に示した構成例を組み合わせた場合のゲートウェイ装置の構成例を示す図である。 一部の構成をチップ化した場合のノード装置の構成例を示す図である。 一部の構成を通信モジュールとした場合のノード装置の構成例を示す図である。 一実施の形態に係るシステムをデータセンタの環境管理に適用した例を示す図である。 監視サーバへ2台の基幹中継ノードが役割分担してセンシングデータを送信する例を示す図である。 図30の制御シーケンスを示す図である。 変形例に係るシステムに含まれる、各サーバ装置、ゲートウェイ装置、各ノード装置の構成例を示す図である。 各IPプロトコル処理部の動作例を示す第1のフローチャートである。 各IPプロトコル処理部の動作例を示す第2のフローチャートである。 変形例に係るシステムに含まれる、各サーバ装置、ゲートウェイ装置、各ノード装置の他の構成例を示す図である。 コンピュータシステムの構成例を示す図である。 通信プロトコル変換をアプリケーションで実現する従来技術の構成例を示す図である。
 図1は、通信プロトコルの異なる2つのネットワーク間で通信を行うセンサデータ処理システムの一例を示す図である。
 図1に示したシステムでは、通信プロトコルの異なる2つのネットワーク101(101_1、101_2)が、ゲートウェイ装置(GW)102を介して接続されている。ネットワーク101_1は、データセンタのサーバ装置103を含む大規模なネットワークであり、通信プロトコルとしてインターネットプロトコルスウィートが用いられている。ネットワーク101_2は、数十台から百台程度のセンサノード装置(ZigBee装置)104からなる小規模なセンサネットワークであり、通信プロトコルとしてZigBeeが用いられている。
 なお、センサネットワークでは、センサの設置環境により有線で接続することができず無線を利用しなければならない場合がある。また、電池駆動で且つ十数年間駆動することが望まれる場合もある。このような場合に、通信プロトコルとして無線LANによるTCP/IPを用いることは、電池寿命が短くなるという理由から、採用することができない。そこで、このような場合には、少ない消費電力で無線通信を可能にする例えばZigBeeといった独自の通信プロトコルが用いられている。
 図1に示したシステムでは、例えば、各センサノード装置104によって収集されたセンサデータが、データセンタのサーバ装置103により集約される等の処理が行われる。
 図2は、通信プロトコルの異なる4つのネットワーク間で通信を行う大規模センサデータ処理システムの一例を示す図である。
 図2に示したシステムは、センサネットワークが大規模化且つ多種多様化してきたことを背景に、数千台規模のセンサノード装置からなるセンサネットワークを複数接続し、データセンタの複数のサーバ装置によりセンサデータを処理するようにしたシステムである。
 図2に示したシステムでは、通信プロトコルの異なる4つのネットワーク111(111_1、111_2、111_3、111_4)が、3つのゲートウェイ装置112(112_1、112_2、112_3)を介して接続されている。すなわち、ネットワーク111_1と111_2がゲートウェイ装置112_1を介して接続されている。また、ネットワーク111_1と111_3がゲートウェイ装置112_2を介して接続されている。また、ネットワーク111_1と111_4がゲートウェイ装置112_3を介して接続されている。ネットワーク111_1は、データセンタの複数のサーバ装置113を含む大規模なネットワークであり、通信プロトコルとしてインターネットプロトコルスウィートが用いられている。ネットワーク111_2は、複数のセンサノード装置(ZigBee装置)114からなるセンサネットワークであり、通信プロトコルとしてZigBeeが用いられている。ネットワーク111_3は、複数のセンサノード装置115からなるセンサネットワークであり、ネットワーク111_1、111_2とは異なる通信プロトコルが用いられている。ネットワーク111_4は、複数のセンサノード装置116からなるセンサネットワークであり、ネットワーク111_1、111_2、111_3とは異なる通信プロトコルが用いられている。
 図2に示したシステムでは、例えば、センサネットワーク111_2、111_3、111_4で収集されたセンサデータが、データセンタの複数のサーバ装置113により分担されて処理される。
 図1及び図2に示したシステムのように、通信プロトコルの異なるネットワーク間で通信を行うシステムにおいて、従来技術を適用する場合には、通信プロトコルを考慮して通信を行う必要があった。例えば、従来技術においては、図1のゲートウェイ装置102や図2のゲートウェイ装置112_1がZigBeeとインターネットプロコルの変換を行う必要があった。これらのゲートウェイ装置は、あらかじめZigBeeとインターネットプロトコルを既知として備え、さらに両通信プトロコルを変換するアプリケーションを備える。従来技術においては、ZigBeeとインターネットプトロコルは互換性が無いため、両プトロコルを変換する変換アプリケーションが必要となる。
 しかしながら、このようなシステムにおいて望ましいことは、通信プロトコルを考慮することなく通信を行うことができることである。また、通信プロトコルの異なるネットワーク間の組み合わせが異なる場合であっても、通信プロトコルを考慮することなく同様にして通信を行うことができることである。
 そこで、一実施の形態に係るシステムでは、以下に詳細に説明するように、複数のネットワークで用いられる複数の異なる通信プロトコルを抽象化して仮想ネットワークを実現することにより、実際の通信プロトコルを考慮することなく通信を行うことができるようにしている。
 図3は、本実施形態に係るシステムの一例を示す図である。
 図3に示したシステムは、2つのサーバ装置121(121_1、121_2)を含むネットワーク122_1と3つのノード装置123(123_1、123_2、123_3)を含むネットワーク122_2とがゲートウェイ装置124を介して接続されている。ネットワーク122_1は、第1のプロトコルスタックの通信プロトコルが用いられている。本例では、第1のプロトコルスタックをインターネットプロトコルスタックとする。従って、ネットワーク122_1は、通信プロトコルとしてインターネットプロトコルスイートが用いられている。ネットワーク122_2は、第1のプロトコルスタックとは異なる第2のプロトコルスタックの通信プロトコルが用いられている。ゲートウェイ装置124は、ネットワーク122_1の通信プロトコルにより2つのサーバ装置121と通信が可能であり、また、ネットワーク122_2の通信プロトコルにより3つのノード装置123と通信が可能である。
 図3に示したシステムにおいて、例えば、サーバ装置121_1のアプリケーション125が、ノード装置123_1のアプリケーション126との間でメッセージの送受を行う場合、従来では、通信プロトコルの種類を考慮する必要があった。
 これに対し、本実施形態では、詳しくは後述するように、2つのネットワーク122の通信プロトコルを抽象化することにより、仮想ネットワーク127を実現することができる。この場合には、その仮想ネットワーク127に、2つのサーバ装置121と3つのノード装置123とが接続された環境となる。従って、サーバ装置121_1のアプリケーション125は、実際の通信プロトコルを区別することなく、ノード装置123_1のアプリケーション126との間でメッセージの送受を行うことができる。すなわち、本実施形態に係るシステムにおいて、各装置は、実際の通信プロトコルを考慮することなく他の各装置と通信を行うことができる。
 本実施形態に係るシステムでは、このような仮想ネットワークを実現するため、各サーバ装置121、ゲートウェイ装置124、各ノード装置123の各装置に、プロトコルを変換する機能(以下「ネットワークミドルウェア」という)を導入する。
 図4は、本実施形態に係るシステムにおいて、各サーバ装置121、ゲートウェイ装置124、各ノード装置123の接続関係の一例を示す図である。
 図4に示した例では、二つの異なるプロトコルスタックのうち、第2のプロトコルスタックを、無線アドホック通信プロトコルのプロトコルスタックとしている。無線アドホック通信プロトコルは、アドホックネットワークを形成するためのアドホック・ルーティングプロトコルの機能を持ち、主に通信端末間の接続状況管理とデータの送受信、ルーティング(データの通信経路を管理すること)を行う。OSI参照モデルにおける第2層のデータリンク層と第3層のネットワーク層の一部に該当する。この場合、第2のプロトコルスタックにおいて、データリンク層とネットワーク層との間に、アドホック処理を行う層(アドホック層)として記載している。。無線アドホック通信プロトコルでは、アドホック層で経路制御可能な通信プロトコルであり、アドホック層以上のネットワーク層の階層は規定しなくても良い。なお、第2のプロトコルスタックにおいて、ネットワーク層は、プロトコルスタックの層構造を統一するために記載している。
 図4に示したように、各サーバ装置121は、第1のプロトコルスタックが実装され、各ノード装置123は、第2のプロトコルスタックが実装され、ゲートウェイ装置124は、その両方のプロトコルスタックが実装されている。そして、ネットワークミドルウェアは、各装置に実装されているプロトコルスタック中に配置される。すなわち、各サーバ装置121においては、第1のプロトコルスタック中のトランスポート層とアプリケーション層との間にネットワークミドルウェアが配置される。ゲートウェイ装置124においては、第1のプロトコルスタック中のトランスポート層とアプリケーション層との間、及び、第2のプロトコルスタック中のネットワーク層とトランスポート層との間にネットワークミドルウェアが配置される。各ノード装置123においては、第2のプロトコルスタック中のネットワーク層とトランスポート層との間にネットワークミドルウェアが配置される。なお、各サーバ装置121、ゲートウェイ装置124、各ノード装置123において、ネットワークミドルウェアが抽象化する範囲は図4の点線で囲まれた部分となる。
 図4において、(1)乃至(8)は、例えば、サーバ装置121_1のアプリケーション125がノード装置123_1のアプリケーション126にメッセージを送信するときの処理の流れを示している。これについては後述する。
 図5は、各サーバ装置121の構成例を示す図である。
 図5に示すように、各サーバ装置121は、演算処理部131、処理振り分け部132、処理振り分けDB(DataBase)133、送信先検索部135、送信先変換DB(DataBase)136を含む。また、各サーバ装置121は、第1のプロトコルスタック用の、プロトコル変換処理部134、I/O(Input/Output)部137、通信部138を含む。ここで、ネットワークミドルウェアは、処理振り分け部132、プロトコル変換処理部134、及び送信先検索部135等に対応する。
 演算処理部131は、例えばアプリケーション125等の各種のアプリケーションのプログラムを実行する。
 処理振り分け部132は、演算処理部131で実行されているアプリケーション又はプロトコル変換処理部134から、宛先及び送信データを受け取ると、処理振り分けDB133を参照し、その宛先及び送信データを、その宛先に応じた処理を行う振り分け先に振り分ける。振り分け先としては種々のコンポーネントが考えられ、例えば演算処理部でじ実行されているアプリケーションソフトウェアやプロトコル変換処理部等がある。
 処理振り分けDB133は、宛先毎に振り分け先を指定する情報(宛先毎の振り分け先の情報)を記憶する。
 プロトコル変換処理部134は、処理振り分け部132から宛先及び送信データを受け取ると、その宛先に応じた送信先を、送信先検索部135に問い合わせる。また、プロトコル変換処理部134は、処理振り分け部132から受け取った宛先及び送信データを第1のプロトコルスタックの形式に合うようなデータに組み立て、それを、その宛先に応じた送信先へ送信するようI/O部137に指示する。一方、プロトコル変換処理部134は、I/O部137からデータを受け取ると、そのデータから宛先及び送信データ(宛先のアプリケーションに渡すデータ)を取り出し、処理振り分け部132に渡す。
 送信先検索部135は、プロトコル変換処理部134から、宛先に応じた送信先の問い合わせを受けると、送信先変換DB136を参照し、その宛先に応じた送信先を検索し、その検索結果を応答する。
 送信先変換DB136は、宛先毎に送信先を指定する情報(宛先毎の送信先の情報)を記憶する。
 I/O部137は、例えばTCP/IP用のドライバであり、プロトコル変換処理部134からの指示を受けると、その指示に従って、第1のプロトコルスタックに応じた送信処理を行い、通信部138から、送信先へデータを送信する。なお、通信部138は、例えばEthernet(登録商標)ボードである。また、I/O部137は、通信部138がデータを受信すると、そのデータに対して第1のプロトコルスタックに応じた受信処理を行い、得られたデータをプロトコル変換処理部134へ渡す。
 図6は、ゲートウェイ装置124の構成例を示す図である。
 図6に示したように、ゲートウェイ装置124は、演算処理部141、処理振り分け部142、処理振り分けDB(DataBase)143、送信先検索部144、送信先変換DB(DataBase)145を含む。また、ゲートウェイ装置124は、第1のプロトコルスタック用の、第1のプロトコル変換処理部146、第1のI/O(Input/Output)部147、第1の通信部148を含む。また、ゲートウェイ装置124は、第2のプロトコルスタック用の、第2のプロトコル変換処理部149、第2のI/O(Input/Output)部150、第2の通信部151を含む。ここで、ネットワークミドルウェアは、処理振り分け部142、第1及び第2のプロトコル変換処理部146、149、及び送信先検索部144等に対応する。
 なお、処理振り分け部142は、振り分け部の一例であり、第3の振り分け部の一例でもある。処理振り分けDB143は、振り分け先記憶部の一例であり、第3の振り分け先記憶部の一例でもある。送信先変換DB145は、送信先記憶部の一例であり、第3の送信先記憶部の一例でもある。第1のプロトコル変換処理部146及び第2のプロトコル変換部149はプロトコル変換部の一例であり、第1のプロトコル変換処理部146は第3のプロトコル変換部の一例でもあり、第2のプロトコル変換部149は第4のプロトコル変換部の一例でもある。第1のI/O部147及び第2のI/O部150は入出力部の一例であり、第1のI/O部147は第3の入出力部の一例でもあり、第2のI/O部150は第4の入出力部の一例でもある。
 演算処理部141は、各種のアプリケーションのプログラムを実行する。
 処理振り分け部142は、演算処理部141で実行されているアプリケーション、第1のプロトコル変換処理部146、又は第2のプロトコル変換処理部149から宛先及び送信データを受け取ると、処理振り分けDB143を参照し、その宛先及び送信データを、その宛先に応じた振り分け先に振り分ける。
 処理振り分けDB143は、宛先毎に振り分け先を指定する情報(宛先毎の振り分け先の情報)を記憶する。
 第1のプロトコル変換処理部146は、処理振り分け部142から宛先及び送信データを受け取ると、その宛先に応じた送信先を、送信先検索部144に問い合わせる。また、第1のプロトコル変換処理部146は、処理振り分け部142から受け取った宛先及び送信データを第1のプロトコルスタックの形式に合うようなデータに組み立て、それを、その宛先に応じた送信先へ送信するよう第1のI/O部147に指示する。一方、第1のプロトコル変換処理部146は、第1のI/O部147からデータを受け取ると、そのデータから宛先及び送信データ(宛先のアプリケーションに渡すデータ)を取り出し、処理振り分け部142に渡す。
 第2のプロトコル変換処理部149は、処理振り分け部142から宛先及び送信データを受け取ると、その宛先に応じた送信先を、送信先検索部144に問い合わせる。また、第2のプロトコル変換処理部149は、処理振り分け部142から受け取った宛先及び送信データを第2のプロトコルスタックの形式に合うようなデータに組み立て、それを、その宛先に応じた送信先へ送信するよう第2のI/O部150に指示する。一方、第2のプロトコル変換処理部149は、第2のI/O部150からデータを受け取ると、そのデータから宛先及び送信データ(宛先のアプリケーションに渡すデータ)を取り出し、処理振り分け部142に渡す。
 送信先検索部144は、第1のプロトコル変換処理部146又は第2のプロトコル変換処理部149から、宛先に応じた送信先の問い合わせを受けると、送信先変換DB145を参照し、その宛先に応じた送信先を検索し、その検索結果を応答する。
 送信先変換DB145は、宛先毎に送信先を指定する情報(宛先毎の送信先の情報)を記憶する。
 第1のI/O部147は、例えばTCP/IP用のドライバであり、第1のプロトコル変換処理部146からの指示を受けると、その指示に従って、第1のプロトコルスタックに応じた送信処理を行い、第1の通信部148から、送信先へデータを送信する。なお、第1の通信部148は、例えばEthernet(登録商標)ボードである。また、第1のI/O部147は、第1の通信部148がデータを受信すると、そのデータに対して第1のプロトコルスタックに応じた受信処理を行い、得られたデータを第1のプロトコル変換処理部146へ渡す。
 第2のI/O部150は、例えば無線アドホック通信プロトコル用のドライバであり、第2のプロトコル変換処理部149からの指示を受けると、その指示に従って、第2のプロトコルスタックに応じた送信処理を行い、第2の通信部151から、送信先へデータを送信する。なお、第2の通信部151は、例えば無線通信モジュールである。また、第2のI/O部150は、第2の通信部151がデータを受信すると、そのデータに対して第2のプロトコルスタックに応じた受信処理を行い、得られたデータを第2のプロトコル変換処理部149へ渡す。
 図7は、各ノード装置123の構成例を示す図である。
 図7に示したように、各ノード装置123は、演算処理部161、処理振り分け部162、処理振り分けDB(DataBase)163、送信先検索部165、送信先変換DB(DataBase)166を含む。また、各ノード装置123は、第2のプロトコルスタック用の、プロトコル変換処理部164、I/O(Input/Output)部167、通信部168を含む。ここで、ネットワークミドルウェアは、処理振り分け部162、プロトコル変換処理部164、及び送信先検索部165等に対応する。
 なお、処理振り分け部162は、振り分け部の一例であり、第2の振り分け部の一例でもある。処理振り分けDB163は、振り分け先記憶部の一例であり、第2の振り分け先記憶部の一例でもある。送信先変換DB166は、送信先記憶部の一例であり、第2の送信先記憶部の一例でもある。プロトコル変換処理部164は、プロトコル変換部の一例であり、第2のプロトコル変換部の一例でもある。I/O部167は、入出力部の一例であり、第2の入出力部の一例でもある。
 演算処理部161は、例えばアプリケーション126等の各種のアプリケーションのプログラムを実行する。
 処理振り分け部162は、演算処理部161で実行されているアプリケーション又はプロトコル変換処理部164から、宛先及び送信データを受け取ると、処理振り分けDB163を参照し、その宛先及び送信データを、その宛先に応じた振り分け先に振り分ける。
 処理振り分けDB163は、宛先毎に振り分け先を指定する情報(宛先毎の振り分け先の情報)を記憶する。
 プロトコル変換処理部164は、処理振り分け部162から宛先及び送信データを受け取ると、その宛先に応じた送信先を、送信先検索部165に問い合わせる。また、プロトコル変換処理部164は、処理振り分け部162から受け取った宛先及び送信データを第2のプロトコルスタックの形式に合うようなデータに組み立て、それを、その宛先に応じた送信先へ送信するようI/O部167に指示する。一方、プロトコル変換処理部164は、I/O部167からデータを受け取ると、そのデータから宛先及び送信データ(宛先のアプリケーションに渡すデータ)を取り出し、処理振り分け部162に渡す。
 送信先検索部165は、プロトコル変換処理部164から、宛先に応じた送信先の問い合わせを受けると、送信先変換DB166を参照し、その宛先に応じた送信先を検索し、その検索結果を応答する。
 送信先変換DB166は、宛先毎に送信先を指定する情報(宛先毎の送信先の情報)を記憶する。
 I/O部167は、例えば無線アドホック通信プロトコル用のドライバであり、プロトコル変換処理部164からの指示を受けると、その指示に従って、第2のプロトコルスタックに応じた送信処理を行い、通信部168から、送信先へデータを送信する。なお、通信部168は、例えば無線通信モジュールである。また、I/O部167は、通信部168がデータを受信すると、そのデータに対して第2のプロトコルスタックに応じた受信処理を行い、得られたデータをプロトコル変換処理部164へ渡す。
 各サーバ装置121、ゲートウェイ装置124、各ノード装置123において、処理振り分けDB133、143、163の各DBは、上述のとおり、宛先毎に振り分け先を指定する情報を記憶する。ここで、宛先は、データの最終的な宛先であり、自装置又は他装置のアプリケーションである。自装置又は他装置のアプリケーションは、例えば、自装置又は他装置のID(IDentifier)及びアプリケーションのIDによって識別される。なお、宛先の情報は、個別の宛先の情報として記憶することも可能であるし、正規表現等を用いて宛先名のパターンの情報として記憶することも可能である。振り分け先は、宛先に対する送信データを処理するモジュールであり、自装置のアプリケーションやプロトコル変換処理部である。自装置のアプリケーションやプロトコル変換処理部は、例えば、自装置のアプリケーションのIDやプロトコル変換処理部のIDによって識別される。
 また、送信先変換DB136、145、166の各DBは、上述のとおり、宛先毎に送信先を指定する情報を記憶する。ここで、宛先は、データの最終的な宛先であり、自装置又は他装置のアプリケーションである。自装置又は他装置のアプリケーションは、例えば、自装置又は他装置のID及びアプリケーションのIDによって識別される。なお、宛先の情報は、個別の宛先の情報として記憶することも可能であるし、正規表現等を用いて宛先名のパターンの情報として記憶することも可能である。また、送信先は、実装されているプロトコルスタックの通信プロトコルにより通信可能な範囲内の装置である。
 図8は、処理振り分け部132、142、162の各部の動作例を示すフローチャートである。なお、各部の動作は、対応する装置内において同様の動作となる。
 図8に示したように、各処理振り分け部は、宛先及び送信データが入力されると、次のような処理を行う。
 まず、処理振り分けDBを参照して、入力された宛先を検索キーに振り分け先を検索し(S101)、その宛先に対応する振り分け先が検索されたか否かを判定する(S102)。
 S102の判定結果がYesの場合には、検索された振り分け先がプロトコル変換処理部であるか否かを判定する(S103)。ここで、その判定結果がYesの場合には、そのプロトコル変換処理部へ、入力された宛先及び送信データを出力する(S104)。そして、その出力が成功したか否かを判定し(S105)、その判定結果がYesの場合には当該フローを終了する。一方、S103の判定結果がNoの場合には、入力された宛先に対応するアプリケーションへ、入力された送信データを出力する(S106)。そして、その出力が成功したか否かを判定し(S107)、その判定結果がYesの場合には当該フローを終了する。
 一方、S102、S105、又はS107がNoの場合には、対応するエラー処理を行い(S108)、当該フローを終了する。
 図9は、プロトコル変換処理部134、146、149、164の各部の動作例を示すフローチャートである。なお、各部の動作は、対応する装置内において同様の動作となる。
 図9に示したように、各プロトコル変換処理部は、処理振り分け部から宛先及び送信データが入力されると、次のような処理を行う。
 まず、入力された宛先を送信先検索部に出力し、その宛先に応じた送信先を送信先検索部に問い合わせる(S201)。そして、その問い合わせの結果から、その宛先に応じた送信先が検索されたか否かを判定する(S202)。ここで、その判定結果がYesの場合には、入力された宛先及び送信データを、対応するプロトコルスタックの形式に合うようなデータに組み立てる(S203)。続いて、S203の処理により得られたデータを、検索された送信先へ送信するように、対応するI/O部に指示する(S204)。そして、その指示が成功したか否かを判定し(S205)、その判定結果がYesの場合には当該フローを終了する。
 一方、S202又はS205がNoの場合には、対応するエラー処理を行い(S206)、当該フローを終了する。
 なお、図示はしないが、各プロトコル変換処理部は、対応するI/O部からデータが入力されたときには、上述のとおり、そのデータから、宛先及び送信データ(宛先のアプリケーションに渡すデータ)を取り出し、処理振り分け部に出力する。
 図10は、S203及びS204の処理例を示す図である。
 図10に示した例では、プロトコル変換処理部に入力された宛先及び送信データを、GD171及び送信データ172として示している。ここで、GD171は、宛先となる装置のIDとアプリケーションのIDを示している。なお、本例では、GD171と共にGS173もプロトコル変換処理部に入力されるものとする。GS173は、送信元となる装置のIDとアプリケーションのIDを示している。GD171及びGS173はデータ送信制御情報である。
 このような場合、プロトコル変換処理部は、データ送信制御情報をネットワークミドルウェアが参照するヘッダ(ミドルヘッダ)として送信データ172に結合してデータ部を生成することにより、当該プロトコル変換処理部に対応するプロトコルスタックの形式に合うようなデータに組み立てる。そして、そのデータを、検索された送信先(送信先アドレス174)へ送信するように、対応するI/O部に指示する。
 図11は、送信先検索部135、144、165の各部の動作例を示すフローチャートである。なお、各部の動作は、対応する装置内において同様の動作となる。
 図11に示したように、各送信先検索部は、プロトコル変換処理部から宛先が入力されて宛先に応じた送信先の問い合わせが行われると、次のような処理を行う。
 まず、送信先変換DBを参照して、入力された宛先を検索キーに送信先を検索し(S301)、その宛先に対応する送信先が検索されたか否かを判定する(S302)。ここで、その判定結果がYesの場合には、問い合わせ元のプロトコル変換処理部へ、検索された送信先を応答する(S303)。一方、S302の判定結果がNoの場合には、問い合わせ元のプロトコル変換処理部へエラー応答を行う(S304)。そして、S303又はS304の後は、当該フローが終了する。
 次に、本実施形態に係るシステムの動作例として、サーバ装置121_1、ゲートウェイ装置124、ノード装置123_1との間で行われる通信動作について、具体例を挙げて説明する。
 但し、ここで挙げる具体例において、サーバ装置121_1の処理振り分けDB133及び送信先変換DB136には、図12に示した情報が記憶されているものとする。また、ゲートウェイ装置124の処理振り分けDB143及び送信先変換DB145には、図13に示した情報が記憶されているものとする。また、ノード装置123_1の処理振り分けDB163及び送信先変換DB166には、図14に示した情報が記憶されているものとする。
 まず、具体例1として、サーバ装置121_1のアプリケーション125が、ノード装置123_1のアプリケーション126にメッセージを送信するときの通信動作について説明する。なお、この通信動作の処理の流れは、図4の(1)乃至(8)に示す流れとなる。
 具体例1では、まず、サーバ装置121_1において、図4の(1)に対応する処理が行われる。すなわち、演算処理部131で実行されているアプリケーション125が、宛先となるノード装置123_1のID:11及びアプリケーション126のID:111と、送信するメッセージデータとを、処理振り分け部132に出力する。
 続いて、図4の(2)に対応する処理が行われる。すなわち、処理振り分け部132は、処理振り分けDB133を参照し、入力された宛先を検索キーに振り分け先を検索し、検索された振り分け先に、入力された宛先及びメッセージデータを出力する。ここでは、入力された宛先が、ノード装置123_1のID:11及びアプリケーション126のID:111であることから、振り分け先がプロトコル変換処理部134(第1のプロトコルスタック00用プロトコル変換処理部)となる(図12の処理振り分けDB133の項番1参照)。従って、処理振り分け部132は、プロトコル変換処理部134に、その宛先及びメッセージデータを出力する。
 続いて、図4の(3)に対応する処理が行われる。すなわち、プロトコル変換処理部134は、まず、入力された宛先に応じた送信先を送信先検索部135に問い合わせる。ここでは、入力された宛先が、ノード装置123_1のID:11及びアプリケーション126のID:111であることから、送信先がゲートウェイ装置124(ゲートウェイ03)となる(図12の送信先変換DB136の項番1参照)。そして、プロトコル変換処理部134は、入力された宛先及びメッセージデータを、第1のプロトコルスタックの形式に合うようなデータに組み立て、それを、送信先であるゲートウェイ装置124へ送信するようI/O部137に指示する。I/O部137は、その指示に従って、第1のプロトコルスタックに応じた送信処理を行い、通信部138から、ゲートウェイ装置124へデータを送信する。
 続いて、図4の(4)に対応する処理が行なわれる。すなわち、ゲートウェイ装置124において、第1の通信部148がサーバ装置121_1から送信されたデータを受信すると、第1のI/O部147は、そのデータに対して第1のプロトコルスタックに応じた受信処理を行い、得られたデータを第1のプロトコル変換処理部146に出力する。第1のプロトコル変換処理部146は、入力されたデータから、宛先及びメッセージデータを取り出し、処理振り分け部142に出力する。
 続いて、図4の(5)に対応する処理が行われる。すなわち、処理振り分け部142は、処理振り分けDB143を参照し、入力された宛先を検索キーに振り分け先を検索し、検索された振り分け先に、入力された宛先及びメッセージデータを出力する。ここでは、入力された宛先が、ノード装置123_1のID:11及びアプリケーション126のID:111であることから、振り分け先が第2のプロトコル変換処理部149(第2のプロトコルスタック10用プロトコル変換処理部)となる(図13の処理振り分けDB143の項番1参照)。従って、処理振り分け部142は、第2のプロトコル変換処理部149に、その宛先及びメッセージデータを出力する。
 続いて、図4の(6)に対応する処理が行われる。すなわち、第2のプロトコル変換処理部149は、まず、入力された宛先に応じた送信先を送信先検索部144に問い合わせる。ここでは、入力された宛先が、ノード装置123_1のID:11及びアプリケーション126のID:111であることから、送信先がノード装置123_1(ノード11)となる(図13の送信先変換DB145の項番1参照)。そして、第2のプロトコル変換処理部149は、入力された宛先及びメッセージデータを、第2のプロトコルスタックの形式に合うようなデータに組み立て、それを、送信先であるノード装置123_1へ送信するよう第2のI/O部150に指示する。第2のI/O部150は、その指示に従って、第2のプロトコルスタックに応じた送信処理を行い、第2の通信部151から、ノード装置123_1へデータを送信する。
 続いて、図4の(7)に対応する処理が行なわれる。すなわち、ノード装置123_1において、通信部168がゲートウェイ装置124から送信されたデータを受信すると、I/O部167は、そのデータに対して第2のプロトコルスタックに応じた受信処理を行い、得られたデータをプロトコル変換処理部164に出力する。プロトコル変換処理部164は、入力されたデータから、宛先及びメッセージデータを取り出し、処理振り分け部162に出力する。
 続いて、図4の(8)に対応する処理が行われる。すなわち、処理振り分け部162は、処理振り分けDB163を参照し、入力された宛先を検索キーに振り分け先を検索し、検索された振り分け先に、入力された宛先及びメッセージデータを出力する。ここでは、入力された宛先が、ノード装置23_1のID:11及びアプリケーション126のID:111であることから、振り分け先がアプリケーション126(アプリケーション111)となる(図14の処理振り分けDB163の項番3参照)。従って、処理振り分け部162は、演算処理部161で実行されているアプリケーション126に、メッセージデータを出力する。なお、この場合には、振り分け先と宛先が一致することから、メッセージデータのみが振り分け先に出力される。
 このような処理の流れにより、サーバ装置121_1のアプリケーション125からノード装置123_1のアプリケーション126にメッセージが送信される。
 次に、具体例2として、具体例1の通信動作とは逆に、ノード装置123_1のアプリケーション126が、サーバ装置121_1のアプリケーション125にメッセージを送信するときの通信動作について説明する。
 具体例2では、まず、ノード装置123_1において、演算処理部161で実行されているアプリケーション126が、宛先となるサーバ装置121_1のID:01及びアプリケーション125のID:011と、送信するメッセージデータとを、処理振り分け部162に出力する。
 続いて、処理振り分け部162は、処理振り分けDB163を参照し、入力された宛先を検索キーに振り分け先を検索し、検索された振り分け先に、入力された宛先及びメッセージデータを出力する。ここでは、入力された宛先が、サーバ装置121_1のID:01及びアプリケーション125のID:011であることから、振り分け先がプロトコル変換処理部164(第2のプロトコルスタック10用プロトコル変換処理部)となる(図14の処理振り分けDB163の項番1参照)。従って、処理振り分け部162は、プロトコル変換処理部164に、その宛先及びメッセージデータを出力する。
 続いて、プロトコル変換処理部164は、まず、入力された宛先に応じた送信先を送信先検索部165に問い合わせる。ここでは、入力された宛先が、サーバ装置121_1のID:01及びアプリケーション125のID:011であることから、送信先がゲートウェイ装置124(ゲートウェイ03)となる(図14の送信先変換DB166の項番1参照)。そして、プロトコル変換処理部164は、入力された宛先及びメッセージデータを、第2のプロトコルスタックの形式に合うようなデータに組み立て、それを、送信先であるゲートウェイ装置124へ送信するようI/O部167に指示する。I/O部167は、その指示に従って、第2のプロトコルスタックに応じた送信処理を行い、通信部168から、ゲートウェイ装置124へデータを送信する。
 続いて、ゲートウェイ装置124において、第2の通信部151がノード装置123_1から送信されたデータを受信すると、第2のI/O部150は、そのデータに対して第2のプロトコルスタックに応じた受信処理を行い、得られたデータを第2のプロトコル変換処理部149に出力する。第2のプロトコル変換処理部146は、入力されたデータから、宛先及びメッセージデータを取り出し、処理振り分け部142に出力する。
 続いて、処理振り分け部142は、処理振り分けDB143を参照し、入力された宛先を検索キーに振り分け先を検索し、検索された振り分け先に、入力された宛先及びメッセージデータを出力する。ここでは、入力された宛先が、サーバ装置121_1のID:01及びアプリケーション125のID:011であることから、振り分け先が第1のプロトコル変換処理部146(第1のプロトコルスタック00用プロトコル変換処理部)となる(図13の処理振り分けDB143の項番2参照)。従って、処理振り分け部142は、第1のプロトコル変換処理部146に、その宛先及びメッセージデータを出力する。
 続いて、第1のプロトコル変換処理部146は、まず、入力された宛先に応じた送信先を送信先検索部144に問い合わせる。ここでは、入力された宛先が、サーバ装置121_1のID:01及びアプリケーション125のID:011であることから、送信先がサーバ装置121_1(サーバ01)となる(図13の送信先変換DB145の項番2参照)。そして、第1のプロトコル変換処理部146は、入力された宛先及びメッセージデータを、第1のプロトコルスタックの形式に合うようなデータに組み立て、それを、送信先であるサーバ装置121_1へ送信するよう第1のI/O部147に指示する。第1のI/O部147は、その指示に従って、第1のプロトコルスタックに応じた送信処理を行い、第1の通信部148から、サーバ装置121_1へデータを送信する。
 続いて、サーバ装置121_1において、通信部138がゲートウェイ装置124から送信されたデータを受信すると、I/O部137は、そのデータに対して第1のプロトコルスタックに応じた受信処理を行い、得られたデータをプロトコル変換処理部134に出力する。プロトコル変換処理部134は、入力されたデータから、宛先及びメッセージデータを取り出し、処理振り分け部132に出力する。
 続いて、処理振り分け部132は、処理振り分けDB133を参照し、入力された宛先を検索キーに振り分け先を検索し、検索された振り分け先に、入力された宛先及びメッセージデータを出力する。ここでは、入力された宛先が、サーバ装置121_1のID:01及びアプリケーション125のID:011であることから、振り分け先がアプリケーション125(アプリケーション011)となる(図12の処理振り分けDB133の項番3参照)。従って、処理振り分け部132は、演算処理部131で実行されているアプリケーション125に、メッセージデータを出力する。なお、この場合には、振り分け先と宛先が一致することから、メッセージデータのみが振り分け先に出力される。
 このような処理の流れにより、ノード装置123_1のアプリケーション126からサーバ装置121_1のアプリケーション125にメッセージが送信される。
 次に、具体例3として、サーバ装置121_1のアプリケーション125が、ゲートウェイ装置124のアプリケーション128(図4参照)にメッセージを送信するときの通信動作について説明する。
 具体例3では、まず、サーバ装置121_1において、演算処理部131で実行されているアプリケーション125が、宛先となるゲートウェイ装置124のID:03及びアプリケーション126のID:031と、送信するメッセージデータとを、処理振り分け部132に出力する。
 続いて、処理振り分け部132は、処理振り分けDB133を参照し、入力された宛先を検索キーに振り分け先を検索し、検索された振り分け先に、入力された宛先及びメッセージデータを出力する。ここでは、入力された宛先が、ゲートウェイ装置124のID:03及びアプリケーション126のID:031であることから、振り分け先がプロトコル変換処理部134(第1のプロトコルスタック00用プロトコル変換処理部)となる(図12の処理振り分けDB133の項番2参照)。従って、処理振り分け部132は、プロトコル変換処理部134に、その宛先及びメッセージデータを出力する。
 続いて、プロトコル変換処理部134は、まず、入力された宛先に応じた送信先を送信先検索部135に問い合わせる。ここでは、入力された宛先が、ゲートウェイ装置124のID:03及びアプリケーション126のID:031であることから、送信先がゲートウェイ装置124(ゲートウェイ03)となる(図12の送信先変換DB136の項番2参照)。そして、プロトコル変換処理部134は、入力された宛先及びメッセージデータを、第1のプロトコルスタックの形式に合うようなデータに組み立て、それを、送信先であるゲートウェイ装置124へ送信するようI/O部137に指示する。I/O部137は、その指示に従って、第1のプロトコルスタックに応じた送信処理を行い、通信部138から、ゲートウェイ装置124へデータを送信する。
 続いて、ゲートウェイ装置124において、第1の通信部148がサーバ装置121_1から送信されたデータを受信すると、第1のI/O部147は、そのデータに対して第1のプロトコルスタックに応じた受信処理を行い、得られたデータを第1のプロトコル変換処理部146に出力する。第1のプロトコル変換処理部146は、入力されたデータから、宛先及びメッセージデータを取り出し、処理振り分け部142に出力する。
 続いて、処理振り分け部142は、処理振り分けDB143を参照し、入力された宛先を検索キーに振り分け先を検索し、検索された振り分け先に、入力された宛先及びメッセージデータを出力する。ここでは、入力された宛先が、ゲートウェイ装置124のID:03及びアプリケーション126のID:031であることから、振り分け先がアプリケーション128(アプリケーション031)となる(図13の処理振り分けDB143の項番3参照)。従って、処理振り分け部142は、演算処理部151で実行されているアプリケーション128に、メッセージデータを出力する。なお、この場合には、振り分け先と宛先が一致することから、メッセージデータのみが振り分け先に出力される。
 このような処理の流れにより、サーバ装置121_1のアプリケーション125からゲートウェイ装置124のアプリケーション128にメッセージが送信される。
 次に、具体例4として、具体例3の通信動作とは逆に、ゲートウェイ装置124のアプリケーション128が、サーバ装置121_1のアプリケーション125にメッセージを送信するときの通信動作について説明する。
 具体例4では、まず、ゲートウェイ装置124において、演算処理部151で実行されているアプリケーション128が、宛先となるサーバ装置121_1のID:01及びアプリケーション125のID:011と、送信するメッセージデータとを、処理振り分け部142に出力する。
 続いて、処理振り分け部142は、処理振り分けDB143を参照し、入力された宛先を検索キーに振り分け先を検索し、検索された振り分け先に、入力された宛先及びメッセージデータを出力する。ここでは、入力された宛先が、サーバ装置121_1のID:01及びアプリケーション125のID:011であることから、振り分け先が第1のプロトコル変換処理部146(第1のプロトコルスタック00用プロトコル変換処理部)となる(図13の処理振り分けDB143の項番2参照)。従って、処理振り分け部142は、第1のプロトコル変換処理部146に、その宛先及びメッセージデータを出力する。
 以降の処理については、上述の具体例2において、ゲートウェイ装置124の処理振り分け部142が、第1のプロトコル変換処理部146に、宛先及びメッセージデータを出力した後の処理と同じとなるので、ここでは説明を省略する。
 このような処理の流れにより、ゲートウェイ装置124のアプリケーション128からサーバ装置121_1のアプリケーション125にメッセージが送信される。
 次に、具体例5として、ノード装置123_1のアプリケーション126が、ゲートウェイ装置124のアプリケーション128にメッセージを送信するときの通信動作について説明する。
 具体例5では、まず、ノード装置123_1において、演算処理部171で実行されているアプリケーション126が、宛先となるゲートウェイ装置124のID:03及びアプリケーション128のID:031と、送信するメッセージデータとを、処理振り分け部162に出力する。
 続いて、処理振り分け部162は、処理振り分けDB163を参照し、入力された宛先を検索キーに振り分け先を検索し、検索された振り分け先に、入力された宛先及びメッセージデータを出力する。ここでは、入力された宛先が、ゲートウェイ装置124のID:03及びアプリケーション128のID:031であることから、振り分け先がプロトコル変換処理部164(第2のプロトコルスタック10用プロトコル変換処理部)となる(図14の処理振り分けDB163の項番2参照)。従って、処理振り分け部162は、プロトコル変換処理部164に、その宛先及びメッセージデータを出力する。
 続いて、プロトコル変換処理部164は、まず、入力された宛先に応じた送信先を送信先検索部165に問い合わせる。ここでは、入力された宛先が、ゲートウェイ装置124のID:03及びアプリケーション128のID:031であることから、送信先がゲートウェイ装置124(ゲートウェイ03)となる(図14の送信先変換DB166の項番2参照)。そして、プロトコル変換処理部164は、入力された宛先及びメッセージデータを、第2のプロトコルスタックの形式に合うようなデータに組み立て、それを、送信先であるゲートウェイ装置124へ送信するようI/O部167に指示する。I/O部167は、その指示に従って、第2のプロトコルスタックに応じた送信処理を行い、通信部168から、ゲートウェイ装置124へデータを送信する。
 続いて、ゲートウェイ装置124において、第2の通信部151がノード装置123_1から送信されたデータを受信すると、第2のI/O部150は、そのデータに対して第2のプロトコルスタックに応じた受信処理を行い、得られたデータを第2のプロトコル変換処理部149に出力する。第2のプロトコル変換処理部146は、入力されたデータから、宛先及びメッセージデータを取り出し、処理振り分け部142に出力する。
 続いて、処理振り分け部142は、処理振り分けDB143を参照し、入力された宛先を検索キーに振り分け先を検索し、検索された振り分け先に、入力された宛先及びメッセージデータを出力する。ここでは、入力された宛先が、ゲートウェイ装置124のID:03及びアプリケーション128のID:031であることから、振り分け先がアプリケーション128(アプリケーション031)となる(図13の処理振り分けDB143の項番3参照)。従って、処理振り分け部142は、演算処理部151で実行されているアプリケーション128に、メッセージデータを出力する。なお、この場合には、振り分け先と宛先が一致することから、メッセージデータのみが振り分け先に出力される。
 このような処理の流れにより、ノード装置123_1のアプリケーション126からゲートウェイ装置124のアプリケーション128にメッセージが送信される。
 次に、具体例6として、具体例5の通信動作とは逆に、ゲートウェイ装置124のアプリケーション128が、ノード装置123_1のアプリケーション126にメッセージを送信するときの通信動作について説明する。
 具体例6では、まず、ゲートウェイ装置124において、演算処理部151で実行されているアプリケーション128が、宛先となるノード装置123_1のID:11及びアプリケーション126のID:111と、送信するメッセージデータとを、処理振り分け部142に出力する。
 続いて、処理振り分け部142は、処理振り分けDB143を参照し、入力された宛先を検索キーに振り分け先を検索し、検索された振り分け先に、入力された宛先及びメッセージデータを出力する。ここでは、入力された宛先が、ノード装置123_1のID:11及びアプリケーション126のID:111であることから、振り分け先が第2のプロトコル変換処理部149(第2のプロトコルスタック10用プロトコル変換処理部)となる(図13の処理振り分けDB143の項番1参照)。従って、処理振り分け部142は、第2のプロトコル変換処理部149に、その宛先及びメッセージデータを出力する。
 以降の処理については、上述の具体例1において、ゲートウェイ装置124の処理振り分け部142が、第2のプロトコル変換処理部146に、宛先及びメッセージデータを出力した後の処理と同様であるので、ここでは説明を省略する。
 このような処理の流れにより、ゲートウェイ装置124のアプリケーション128からノード装置123_1のアプリケーション126にメッセージが送信される。
 なお、上述の具体例を複数組み合わせた通信動作を行うことも可能である。
 例えば、具体例3と具体例6を組み合わせた通信動作を行うことも可能である。この場合、サーバ装置121_1のアプリケーション125が、ゲートウェイ装置124のアプリケーション128にメッセージを送信した後、ゲートウェイ装置124のアプリケーション128が、ノード装置123_1のアプリケーション126にメッセージを送信する、といった通信動作が可能である。このような場合、例えば、ゲートウェイ装置124のアプリケーション128が、サーバ装置121_1のアプリケーション125から受信したデータを、ゲートウェイ装置124の配下に各ノード装置すべてにデータを送信する、といった通信動作が可能である。
 また、例えば、具体例4と具体例5を組み合わせた通信動作を行うことも可能である。この場合、ノード装置123_1のアプリケーション126が、ゲートウェイ装置124のアプリケーション128にメッセージを送信した後、ゲートウェイ装置124のアプリケーション128が、サーバ装置121_1のアプリケーション125にメッセージを送信する、といった通信動作が可能である。このような場合、例えば、ゲートウェイ装置124のアプリケーション128が、所定期間の間に各ノード装置から受信したデータ(例えばアプリケーション125から出力されたセンサデータ)を処理した後、その処理結果のデータを、サーバ装置121_1のアプリケーション125へ送信する、といった通信動作が可能である。
 このように、本実施形態に係るシステムでは、各サーバ装置121、ゲートウェイ装置124、各ノード装置123の各装置が、ネットワークミドルウェアを備えることにより、各ネットワークの通信プロトコルが抽象化され、仮想ネットワークが実現される(図3参照)。従って、各サーバ装置121、ゲートウェイ装置124、各ノード装置123の各装置は、実際の通信プロトコルを考慮することなく、各サーバ装置121、ゲートウェイ装置124、各ノード装置123の区別なく、統一した方法で他の装置と通信を行うことができる。
 次に、本実施形態に係るシステムの他の動作例として、当該システムに新規に装置(サーバ装置、ゲートウェイ装置、ノード装置)を追加する場合の動作について説明する。なお、新規に追加される装置は、例えば図5乃至7に示した構成と同様の構成を有する。
 ここでは、代表して、ノード装置が新規に追加される場合の例を説明するが、サーバ装置やゲートウェイ装置が新規に追加される場合にも同様の動作が行われる。
 また、ここでは、新規に追加される装置を管理するサーバ装置(管理サーバ装置)を、サーバ装置121_1とする。また、新規に追加される装置及び既設の各装置の処理振り分けDB及び送信先変換DBには、管理サーバ装置121_1の管理アプリケーション(管理用アプリケーション)という宛先に対する情報が含まれているものとする。すなわち、各処理振り分けDBには、管理サーバ装置121_1の管理アプリケーションという宛先に対する振り分け先の情報が含まれ、各送信先変換DBには、管理サーバ装置121_1の管理アプリケーションという宛先に対する送信先の情報が含まれているものとする。また、新規に追加される装置及び既設の各装置は、演算処理部が実行するアプリケーションとして、処理振り分けDB及び送信先変換DBを更新するアプリケーション(更新用アプリケーション)を含むものとする。また、新規に追加される装置は、演算処理部が実行するアプリケーションとして、管理サーバ装置121_1にノード追加通知を行うための追加処理アプリケーション(追加用アプリケーション)を含むものとする。
 図15は、新規にノード装置が追加される場合のシステム全体の処理シーケンスの一例を示す図である。センサネットワークでは、センサを搭載した多数のノード装置を新規に追加または削除されることがある。このとき、設定無しに管理サーバ装置121_1にノード装置を追加するためには、新規に追加するノード装置が管理サーバ装置121_1宛に自情報を通知する。この時、新規に追加するノード装置に管理サーバ装置121_1を一意に識別するネットワーク固有の情報(例えばIPアドレス)や通信プロトコルの情報をあらかじめ設定する必要はない。
 図15に示したように、新規に追加されるノード装置がネットワーク122_2に接続されると、そのノード装置からゲートウェイ装置124を介して管理サーバ装置121_1へ、ノード追加通知が行われる(S410、S420)。そのノード追加通知を管理サーバ装置121_1が受け取ると、管理サーバ装置121_1から、ゲートウェイ装置124及び他のサーバ装置121_2へ、ノード追加処理要求が行われる(S430)。
 このような処理シーケンスにおける各装置の処理シーケンスを図16乃至19に示す。
 図16は、新規に追加されたノード装置の処理シーケンスの一例を示す図である。
 図16に示したように、新規に追加されるノード装置がネットワーク122_2に接続されると、そのノード装置では、次のような処理が行われる。
 まず、演算処理部161で実行された追加処理アプリケーションが、ノード追加通知メッセージを作成し、その送信を処理振り分け部162に依頼する処理を行う(S411)。具体的には、追加処理アプリケーションが、宛先として管理サーバ装置121_1のID及びその装置121_1の管理アプリケーションのIDと、メッセージデータとしてノード追加通知メッセージデータとを、処理振り分け部162に出力する。
 続いて、処理振り分け部162は、処理振り分けDB163を参照し、プロトコル変換処理を呼び出す処理を行う(S412)。具体的には、処理振り分け部162が、処理振り分けDB163を参照し、入力された宛先を検索キーに振り分け先を検索し、検索された振り分け先に、入力された宛先及びメッセージデータを出力する。ここで、処理振り分けDB163には、管理サーバ装置121_1の管理アプリケーションという宛先に対する振り分け先がプロトコル変換処理部164であるという情報が含まれている。従って、処理振り分け部162は、プロトコル変換処理部164に、宛先及びメッセージデータを出力する。
 続いて、プロトコル変換処理部164は、送信先をゲートウェイ装置124とし、ノード追加通知メッセージ送信の処理を行う(S413)。具体的には、プロトコル変換処理部164が、まず、入力された宛先に応じた送信先を送信先検索部165に問い合わせる。ここで、送信先変換DB166には、管理サーバ装置121_1の管理アプリケーションという宛先に対する送信先がゲートウェイ装置124であるという情報が含まれている。従って、送信先検索部165は、送信先がゲートウェイ装置124であることを応答する。そして、プロトコル変換処理部164は、入力された宛先及びメッセージデータを、第2のプロトコルスタックの形式に合うようなデータに組み立て、それを、送信先であるゲートウェイ装置124へ送信するようI/O部167に指示する。
 続いて、I/O部167は、ノード追加通知の処理を行う(S414)。具体的には、I/O部167が、プロトコル変換処理部164からの指示に従って、第2のプロトコルスタックに応じた送信処理を行い、通信部168から、ゲートウェイ装置124へデータを送信する。
 図17は、ゲートウェイ装置124の処理シーケンスの一例を示す図である。
 図17に示したように、ゲートウェイ装置124が、新規に追加されたノード装置から送信されたデータを受信すると、ゲートウェイ装置124では、次のような処理が行われる。
 まず、第2の通信部151が、新規に追加されたノード装置から送信されたデータを受信すると、第2のI/O部150は、ノード追加通知メッセージを受信する処理を行う(S421)。具体的には、第2のI/O部150が、そのデータに対して第2のプロトコルスタックに応じた受信処理を行い、得られたデータを第2のプロトコル変換処理部149に出力する。
 続いて、第2のプロトコル変換処理部146は、ノード追加通知メッセージの振り分けを、処理振り分け部142に要求する処理を行う(S422)。具体的には、第2のプロトコル変換処理部146は、入力されたデータから、宛先及びメッセージデータを取り出し、処理振り分け部142に出力する。
 続いて、処理振り分け部142は、処理振り分けDB143を参照し、第1のプロトコル変換処理を呼び出す処理を行う(S423)。具体的には、処理振り分け部142が、処理振り分けDB143を参照し、入力された宛先を検索キーに振り分け先を検索し、検索された振り分け先に、入力された宛先及びメッセージデータを出力する。ここで、処理振り分けDB143には、管理サーバ装置121_1の管理アプリケーションという宛先に対する振り分け先が第1のプロトコル変換処理部146であるという情報が含まれている。従って、処理振り分け部142は、第1のプロトコル変換処理部146に、宛先及びメッセージデータを出力する。
 続いて、第1のプロトコル変換処理部146は、送信先を管理サーバ装置121_1とし、ノード追加通知メッセージ送信の処理を行う(S424)。具体的には、第1のプロトコル変換処理部146が、まず、入力された宛先に応じた送信先を送信先検索部144に問い合わせる。ここで、送信先変換DB145には、管理サーバ装置121_1の管理アプリケーションという宛先に対する送信先が管理サーバ装置121_1であるという情報が含まれている。従って、送信先検索部144は、送信先が管理サーバ装置121_1であることを応答する。そして、第1のプロトコル変換処理部146は、入力された宛先及びメッセージデータを、第1のプロトコルスタックの形式に合うようなデータに組み立て、それを、送信先である管理サーバ装置121_1へ送信するよう第1のI/O部147に指示する。
 続いて、第1のI/O部147は、ノード追加通知の処理を行う(S425)。具体的には、第1のI/O部147が、第1のプロトコル変換処理部146からの指示に従って、第1のプロトコルスタックに応じた送信処理を行い、第1の通信部148から、管理サーバ装置121_1へデータを送信する。
 図18は、管理サーバ装置121_1の処理シーケンスの一例を示す図である。
 図18に示したように、管理サーバ装置121_1が、ゲートウェイ装置124から送信されたデータを受信すると、管理サーバ装置121_1では、次のような処理が行われる。
 まず、通信部138がゲートウェイ装置124から送信されたデータを受信すると、I/O部137は、ノード追加通知メッセージを受信する処理を行う(S431)。具体的には、I/O部137が、そのデータに対して第1のプロトコルスタックに応じた受信処理を行い、得られたデータをプロトコル変換処理部134に出力する。
 続いて、プロトコル変換処理部134は、ノード追加通知メッセージの振り分けを、処理振り分け部132に要求する処理を行う(S432)。具体的には、プロトコル変換処理部134が、入力されたデータから、宛先及びメッセージデータを取り出し、処理振り分け部132に出力する。
 続いて、処理振り分け部132は、処理振り分けDB133を参照し、管理アプリケーションを呼び出す処理を行う(S433)。具体的には、処理振り分け部132が、処理振り分けDB133を参照し、入力された宛先を検索キーに振り分け先を検索し、検索された振り分け先に、入力された宛先及びメッセージデータを出力する。ここで、処理振り分けDB133には、管理サーバ装置121_1の管理アプリケーションという宛先に対する振り分け先が管理アプリケーションであるという情報が含まれている。従って、処理振り分け部132は、演算処理装置131で実行されている管理アプリケーションに、宛先及びメッセージデータを出力する。なお、この場合には、振り分け先と宛先が一致することから、メッセージデータのみが振り分け先に出力される。
 続いて、管理アプリケーションは、入力されたメッセージデータに基づいて、追加されたノード装置に関する情報を処理振り分けDB133及び送信先変換DB136に登録すると共に、ノード登録メッセージを作成し、その送信を処理振り分け部132に依頼する処理を行う(S434)。具体的には、管理アプリケーションは、処理振り分け部132からメッセージデータが入力されると、ノード装置が新規に追加されたことを認識する。そして、入力されたメッセージデータに基づいて、追加されたノード装置のアプリケーションという宛先に対してプロトコル変換処理部134という振り分け先の情報を処理振り分けDB133に登録する。また、追加されたノード装置のアプリケーションという宛先に対してゲートウェイ装置124という送信先の情報を送信先変換DB136に登録する。次に、管理アプリケーションは、追加されたノード装置に関する情報の登録が必要な他のサーバ装置及びゲートウェイ装置124を検索する。そして、検索された装置へ送信するノード登録メッセージを作成し、宛先として、検索された装置のID及びその装置の更新アプリケーションのIDと、メッセージデータとしてノード登録メッセージデータとを、処理振り分け部132に出力する。なお、このS434において、追加されたノード装置に関する情報の登録が必要な装置が複数検索された場合には、ノード登録メッセージの作成から以降のS437までの処理が、検索された各装置に対して行われる。
 続いて、処理振り分け部132は、処理振り分けDB133を参照し、プロトコル変換処理を呼び出す処理を行う(S435)。具体的には、処理振り分け部132が、処理振り分けDB133を参照し、入力された宛先を検索キーに振り分け先を検索し、検索された振り分け先に、入力された宛先及びメッセージデータを出力する。ここでは、処理振り分け部132が、プロトコル変換処理部134に、宛先及びメッセージデータを出力する。
 続いて、プロトコル変換処理部134は、ノード登録メッセージ送信の処理を行う(S436)。具体的には、プロトコル変換処理部134が、まず、入力された宛先に応じた送信先を送信先検索部135に問い合わせる。そして、プロトコル変換処理部134は、入力された宛先及びメッセージデータを、第2のプロトコルスタックの形式に合うようなデータに組み立て、それを、問い合わせた送信先へ送信するようI/O部137に指示する。
 続いて、I/O部137は、ノード登録の処理を行う(S437)。具体的には、I/O部137が、プロトコル変換処理部134からの指示に従って、第1のプロトコルスタックに応じた送信処理を行い、通信部138から、送信先へデータを送信する。
 図19は、管理サーバ装置121_1から送信されたデータの送信先である装置の処理シーケンスの一例を示す図である。なお、この装置は、新規に追加されたノード装置に関する情報の登録が必要な装置(サーバ装置121_2、ゲートウェイ装置124)でもある。ここでは、その装置をサーバ装置121_2として説明を行う。
 図19に示したように、サーバ装置121_2が管理サーバ装置121_1から送信されたデータを受信すると、サーバ装置121_2では、次のような処理が行われる。
 まず、通信部138が管理サーバ装置121_1から送信されたデータを受信すると、I/O部137は、ノード登録メッセージを受信する処理を行う(S441)。具体的には、I/O部137が、そのデータに対して第1のプロトコルスタックに応じた受信処理を行い、得られたデータをプロトコル変換処理部134に出力する。
 続いて、プロトコル変換処理部134は、ノード登録メッセージの振り分けを、処理振り分け部132に要求する処理を行う(S442)。具体的には、プロトコル変換処理部134が、入力されたデータから、宛先及びメッセージデータを取り出し、処理振り分け部132に出力する。
 続いて、処理振り分け部132は、処理振り分けDB133を参照し、更新アプリケーションを呼び出す処理を行う(S443)。具体的には、処理振り分け部132が、処理振り分けDB133を参照し、入力された宛先を検索キーに振り分け先を検索し、検索された振り分け先に、入力された宛先及びメッセージデータを出力する。ここで、処理振り分けDB133には、サーバ装置121_2の更新アプリケーションという宛先に対する振り分け先が更新アプリケーションであるという情報が含まれている。従って、処理振り分け部132は、演算処理部131で実行されている更新アプリケーションに、宛先及びメッセージデータを出力する。なお、この場合には、振り分け先と宛先が一致することから、メッセージデータのみが振り分け先に出力される。
 続いて、更新アプリケーションは、入力されたメッセージデータに基づいて、新規に追加されたノード装置に関する情報を処理振り分けDB133及び送信先変換DB136に登録する処理を行う(S444)。具体的には、更新アプリケーションは、入力されたメッセージデータに基づいて、追加されたノード装置のアプリケーションという宛先に対してプロトコル変換処理部134という振り分け先の情報を処理振り分けDB133に登録する。また、追加されたノード装置のアプリケーションという宛先に対してゲートウェイ装置124という送信先の情報を送信先変換DB136に登録する。
 このような処理の流れにより、新規にノード装置が追加されると、そのノード装置から管理サーバ装置121_1へノード追加通知が行われ、それを受け取った管理サーバ装置121_1から、必要な装置(ゲートウェイ装置124及び他のサーバ装置121_2)へノード登録が行われる。
 なお、ここでは、新規に装置が追加されると、上記のようにして処理が行われたが、例えば、新規に追加された装置がブロードキャストにより周辺装置に通知することにより、伝播的に通知するようにすることも可能である。
 また、ここでは、新規に装置を追加する場合の例を示したが、既設の装置を移動させる場合にも同様にして処理を行うことができる。
 以上、本実施形態に係るシステムについて説明してきたが、当該システムは図3に示した構成に限らず、例えば図20乃至22に示すように、他の構成とすることも可能である。
 図20は、本実施形態に係るシステムの他の構成例を示す第1の図である。
 図20に示した構成例のシステムは、複数のゲートウェイ装置を備えた構成である。このシステムでは、2つのサーバ装置121_1、121_2を含むネットワーク122_1と2つのノード装置123_1、123_2を含むネットワーク122_2とがゲートウェイ装置124_1を介して接続されている。また、そのネットワーク122_1と2つのノード装置123_3、123_4を含むネットワーク122_3とがゲートウェイ装置124_2を介して接続されている。ここで、ネットワーク122_3は、ネットワーク122_2と同様に、第2のプロトコルスタックの通信プロトコルが用いられている。ノード装置123_4は、他の3つのノード装置123_1、123_2、123_3と同様の構成を有し、また、ゲートウェイ装置124_2は、他のゲートウェイ装置124_1と同様の構成を有する。そして、当該システムを構成する各装置は、対応する情報を記憶する処理振り分けDB及び送信先変換DBを備える。
 このような構成によっても、ネットワーク122_1、122_2、122_3の通信プロトコルを抽象化して、仮想ネットワーク181を実現することができるので、各装置は、実際の通信プロトコルを考慮することなく通信を行うことができる。
 図21は、本実施形態に係るシステムの他の構成例を示す第2の図である。
 図21に示した構成例のシステムは、プロトコルスタックの異なる通信プロトコル毎にゲートウェイ装置を備えた構成である。このシステムでは、2つのサーバ装置121_1、121_2を含むネットワーク122_1と2つのノード装置123_1、123_2を含むネットワーク122_2とがゲートウェイ装置124_1を介して接続されている。また、そのネットワーク122_1と2つのノード装置123_5、123_6を含むネットワーク122_4とがゲートウェイ装置124_3を介して接続されている。ここで、ネットワーク122_4は、第1及び第2のプロトコルスタックとは異なる第3のプロトコルスタックの通信プロトコルが用いられている。2つのノード装置123_5、123_6は、第2のプロトコルスタックの代わりに第3のプロトコルスタックが実装されている以外は、他の2つのノード装置123_1、123_2と同様の構成を有する。また、ゲートウェイ装置124_3も、第2のプロトコルスタックの代わりに第3のプロトコルスタックを備えている以外は、他のゲートウェイ装置124_1と基本的に同様の構成を有する。そして、当該システムを構成する各装置は、対応する情報を記憶する処理振り分けDB及び送信先変換DBを備える。
 このような構成によっても、ネットワーク122_1、122_2、122_4の通信プロトコルを抽象化して、仮想ネットワーク191を実現することができるので、各装置は、実際の通信プロトコルを考慮することなく通信を行うことができる。
 図22は、本実施形態に係るシステムの他の構成例を示す第3の図である。
 図22に示した構成例のシステムは、1つのゲートウェイ装置で3種類の通信プロトコルをサポートするようにした構成である。このシステムでは、2つのサーバ装置121_1、121_2を含むネットワーク122_1と、2つのノード装置123_1、123_2を含むネットワーク122_2と、2つのノード装置123_5、123_6を含むネットワーク122_4とが、ゲートウェイ装置124_4を介して接続されている。また、これに伴い、ゲートウェイ装置124_4は、第1及び第2のプロトコルスタックに加えて第3のプロトコルスタックも実装されている。そして、当該システムを構成する各装置は、対応する情報を記憶する処理振り分けDB及び送信先変換DBを備える。
 このような構成によっても、ネットワーク122_1、122_2、122_4の通信プロトコルを抽象化して、仮想ネットワーク201を実現することができるので、各装置は、実際の通信プロトコルを考慮することなく通信を行うことができる。
 また、本実施形態に係るシステムでは、当該システムの構成に応じて、ゲートウェイ装置を、例えば図23乃至26に示すように構成することも可能である。
 図23は、3種類以上の通信プロトコルをサポートする場合のゲートウェイ装置の構成例を示す図である。この場合、ゲートウェイ装置211は、通信プロトコル(プロトコルスタック)毎に、プロトコル変換処理部、I/O部、通信部を備える。このような構成は、例えば図22に示したシステムのゲートウェイ装置124_4に適用される。
 図24は、物理層は同一であるがプロトコルスタックが異なる2種類の通信プロトコルをサポートする場合のゲートウェイ装置の構成例を示す図である。この場合、ゲートウェイ装置221は、プロトコル変換処理部及びI/O部を、通信プロトコル(プロトコルスタック)毎に備えるが、通信部については1つのみを備えて各通信プロトコルで共用される。この場合、例えば、一方のI/O部(第1のI/O部)はIPv4(Internet Protocol Version 4)用のドライバであり、他方のI/O部(第2のI/O部)はIPv6(Internet Protocol Version 6)用のドライバである。
 図25は、サポートする通信プロトコルは1種類であるが通信部を複数備える場合のゲートウェイ装置の構成例を示す図である。ここでは、一例として、通信部を2つ備える場合の例を示す。この場合、ゲートウェイ装置231は、プロトコル変換処理部及びI/O部を1つずつ備え、通信部を2つ備える。この場合、2つの通信部は、何れも例えばEthernetボードである。
 図26は、図23及び図24に示した構成例を組み合わせた場合のゲートウェイ装置の構成例を示す図である。ここでは、一例として、3種類の通信プロトコルをサポートする場合であって、そのうちの2つについては、物理層が同一であるがプロトコルスタックは異なっている場合の例を示す。この場合、ゲートウェイ装置241は、プロトコル変換処理部及びI/O部を、通信プロトコル(プロトコルスタック)毎に備え、通信部を、異なる物理層毎に備える。この場合、物理層が同一でないプロトコルスタックに対応するI/O部(第1のI/O部)は、例えばTCP/IP用のドライバである。また、物理層が同一である2つのプロトコルスタックの一方に対応するI/O部(第2のI/O部)は例えば無線アドホック通信プロトコル用のドライバであり、その他方に対応するI/O部(第3のI/O部)は例えばZigBee用のドライバである。また、物理層が同一でないプロトコルスタックに対応する通信部(第1の通信部)は例えばEthernetボードであり、物理層が同一である2つのプロトコルスタックに対応する通信部(第2の通信部)は例えば無線通信モジュールである。このような構成は、例えば図22に示したシステムのゲートウェイ装置124_4に適用される。
 また、本実施形態に係るシステムでは、当該システムの構成に応じて、ノード装置を、例えば図27及び28に示すように構成することも可能である。
 図27は、一部の構成をチップ化した場合のノード装置の構成例を示す図である。この場合、ノード装置251において、処理振り分け部、処理振り分けDB、プロトコル変換処理部、I/O部がチップ化され、それらが通信制御チップ252として構成される。なお、ここでは、ノード装置251に実装されるプロトコルスタックの通信プロトコルが無線アドホック通信プロトコルである場合を想定している。無線アドホック通信プロトコルでは通信プロトコルにより送信先を決定することができるので、このような通信プロトコルが用いられる場合には、図27に示したように、送信先検索部及び送信先変換DBが不要となる。
 図28は、一部の構成を通信モジュールとした場合のノード装置の構成例を示す図である。この場合、ノード装置261は、PC(Personal Computer)等の汎用コンピュータ262と通信モジュール263によって構成される。汎用コンピュータ262のバス264には、CPU(Central Processing Unit)265の他、複数のセンサ機器266等が接続されている。ここで、CPU265は、ノード装置の演算処理部の機能を有する。通信モジュール263は、処理振り分け部、処理振り分けDB、プロトコル変換処理部、送信先検索部、送信先変換DB、I/O部、通信部を含む。そして、汎用コンピュータ262のCPU265と通信モジュール263の処理振り分け部とが例えばRS232C(Recommended Standard 232 version C)等のシリアル回線267を介して接続される。
 また、図示はしないが、ノード装置の他の構成例として、図6や図23等に示したゲートウェイ装置と同様に、複数のプロトコルスタックが実装され、プロトコルスタック毎に、プロトコル変換処理部、I/O部、通信部を備えるように構成することも可能である。
 次に、本実施形態に係るシステムの適用例について説明する。
 本実施形態に係るシステムは、例えば、データセンタの環境管理(温度管理等)に適用することができる。この場合、データセンタのサーバラックに設置した多数のセンサ(温度センサ等)をセンサネットワークに統合し、監視サーバ装置が一括管理するようにする。これにより、例えば、センサデータに基づいて空調設備の温度調節を細かく制御することにより、データセンタ全体の消費電力を削減すること等が可能になる。
 図29は、本実施形態に係るシステムをデータセンタの環境管理に適用した例を示す図である。
 図29に示したように、この場合、本実施形態に係るシステムは、データセンタの環境管理を行う監視サーバ装置271を含むIP網272と、センサネットワーク273とが、ゲートウェイ装置274を介して接続される。
 センサネットワーク273では、電波漏洩によるセキュリティ上の問題とセンサデータ取得の信頼性向上のため、無線ネットワークは用いられずに有線ネットワークが用いられる。このセンサネットワーク273では、各サーバラック275に、温度センサを備えたセンサノード装置276と、そのセンサノード装置276に接続されたセンサ中継ノード装置277とが配置される。また、各サーバラック275に配置されたセンサ中継ノード装置277がラック列毎に直列に接続され、その各両端が基幹中継ノード装置278に接続される。さらに、それらの基幹中継ノード装置278がリング状に直列に接続され、それがゲートウェイ装置274に接続される。ここで、ゲートウェイ装置274と基幹中継ノード装置278の間及び基幹中継ノード装置278間の接続は、例えば、100BASE-TXの規格に準拠したネットワークである。また、基幹中継ノード装置278とセンサ中継ノード装置277の間及びセンサ中継ノード装置277間の接続は、例えば、RS422(Recommended Standard 422)の規格に準拠したネットワークである。また、センサ中継ノード装置277とセンサノード装置276との間の接続は、例えば、シリアル通信で接続されたネットワークである。
 図29に示したシステムにおいて、IP網、100BASE-TX網、RS422網、及びシリアル通信網の各ネットワークでは、通信プロトコルが異なる。そのため、ゲートウェイ装置274、基幹中継ノード装置278、センサ中継ノード装置277の各装置は、対応する2種類の通信プロトコルのプロトコルスタックが実装される。
 監視サーバ装置271は、図4に示したサーバ装置121のように、実装されるプロトコルスタック中にネットワークミドルウェアが設けられる。また、ゲートウェイ装置274、基幹中継ノード装置278、センサ中継ノード装置277の各装置は、図4に示したゲートウェイ装置124のように、実装される2種類のプロトコルスタック中にネットワークミドルウェアが設けられる。また、センサノード装置276は、図4に示したノード装置123のように、実装されるプロトコルスタック中にネットワークミドルウェアが設けられる。
 図29に示したシステムでは、温度センサのセンサデータが、センサノード装置276から、センサ中継ノード装置277、基幹中継ノード装置278、ゲートウェイ装置274を介して、監視サーバ装置271へ送信される等の通信が行われる。また、データセンタの構成は増設やメンテナンスの度に変化する。データセンタの規模に応じて、変更箇所も増える。そこで、構成を動的に検知し、さらには近傍のセンサを役割分担して収集する。
 図30に示したシステムは、一列に接続されたセンサ中継ノード装置277のセンシングデータを監視サーバ271へ送信する際に、2台の基幹中継ノード装置278が役割分担して送信する例である。基幹中継ノード装置278はA、センサ中継ノード装置277はBで示している。
 図31は、図30のシステム構成におけるセンサ情報収集制御のシーケンスである。次に示す(1)~(6)で シーケンスの説明を行う。
(1)情報収集を行いたいサーバ装置から情報収集のコマンドをA1、A2が受け取る。(2)A1とA2はお互いに制御対象のBに向けて経路および、Bに接続される情報収集デバイスの情報を取得する。
(3)(2)で検索した内容によりA1とA2はお互いに、ペアがあることを確認する。ペアは、検索内容にAの装置IDが存在する場合となる。具体的には装置種別がAとBで異なっているので判別が可能になっている。
(4)経路の確認でペアまでの確認が取れた場合、ペアとの通信が100BASE-TX網で出来るかを確認する。
(5)ペアとの通信がOKであれば、ペアとの情報収集分担を決定する。この場合、A1はB1、B2、B3とこれらに接続される情報収集デバイスについて収集し、A2はB4、B5およびこれらのに接続される情報収集デバイスについて収集する。
(6)分担決定後、情報収集を実施し、結果をサーバ装置に送信する。
 また、本実施形態に係るシステムは、例えば、土木建築構造物、機械構造物、設備等の損傷検知や健全性評価に適用することもできる。この場合、例えば橋梁や線路等に設置した多数のセンサ(センサノード装置)をセンサネットワークに統合し、監視サーバ装置がセンサデータを一括管理するようにする。
 また、本実施形態に係るシステムは、例えば、放射能汚染された地域での放射線量の測定に適用することもできる。この場合、センサノード装置は、放射線量センサとGPSセンサ等を備え、無線アドホック通信プロトコルやZigBee等の無線通信プロトコルを用いて無線通信可能に構成される。そして、このようなセンサノード装置を、ヘリコプター等を利用して目的とする地域へ投下する。このようにして設置された多数のセンサ(センサノード装置)をセンサネットワークに統合し、監視サーバ装置がセンサデータを一括管理するようにする。なお、この場合には、図15等を用いて説明したようにして、センサノード装置の追加に係る処理が行われる。
 また、本実施形態に係るシステムは、例えば、移動体を用いた環境情報(温度や気圧等)の測定に適用することも可能である。この場合、センサノード装置は、温度や気圧等のセンサとGPSセンサ等を備え、例えば人、自動車、自転車等に設置される。そして、このようにして設置されたセンサ(センサノード装置)をセンサネットワークに統合し、監視サーバ装置がセンサデータをGPSデータと共に一括管理するようにする。
 次に、本実施形態に係るシステムの変形例として、実現される仮想ネットワーク上に1つのIP網を構築するようにした例を説明する。
 図32は、その変形例に係るシステムに含まれる、各サーバ装置121、ゲートウェイ装置124、各ノード装置123の構成例を示す図である。
 本変形例に係るシステムでは、各サーバ装置121、ゲートウェイ装置124、各ノード装置123の各々が、仮想ネットワーク上のIPアドレスを有する。
 図32に示したように、各サーバ装置121は、演算処理部131と処理振り分け部132との間にIPプロトコル処理部281を備える。同様に、ゲートウェイ装置124も、演算処理部141と処理振り分け部142との間にIPプロトコル処理部282を備える。同様に、各ノード装置123も、演算処理部161と処理振り分け部162との間にIPプロトコル処理部283を備える。また、各サーバ装置121の処理振り分けDB133、ゲートウェイ装置124の処理振り分けDB143、各ノード装置123の処理振り分けDB163には、宛先に対する振り分け先の情報として、IPアドレスとポート番号に対する振り分け先の情報を記憶する。また、各サーバ装置121の送信先変換DB136、ゲートウェイ装置124の送信先変換DB145、各ノード装置123の送信先変換DB166には、宛先に対する送信先の情報として、IPアドレスとポート番号に対する送信先の情報を記憶する。各装置のその他の構成については、図5乃至7を用いて説明した各装置の構成と同様となる。
 図33は、IPプロトコル処理部281、282、283の各部の動作例を示す第1のフローチャートである。図34は、IPプロトコル処理部281、282、283の各部の動作例を示す第2のフローチャートである。なお、IPプロトコル処理部281、282、283の各部の動作は、対応する装置内において同様の動作となる。
 図33に示したように、IPプロトコル処理部は、演算処理部で実行されるアプリケーションからIPプロトコルのメッセージが入力されると、次のような処理を行う。
 まず、入力されたIPプロトコルのメッセージからIPアドレスとポート番号を取り出し(S501)、そのIPアドレスとポート番号を宛先とし、そのメッセージを送信データとして、処理振り分け部へ出力する(S502)。続いて、その出力が成功したか否かを判定し(S503)、その判定結果がYesの場合には当該フローを終了し、Noの場合には、エラー処理を行って(S504)、当該フローを終了する。
 また、図34に示したように、IPプロトコル処理部は、処理振り分け部から送信データが入力されると、次のような処理を行う。
 まず、その送信データを受け取り(S511)、その送信データをIPプロトコルのメッセージとして認識し、演算処理部のアプリケーションに出力する(S512)。続いて、その出力が成功したか否かを判定し(S513)、その判定結果がYesの場合には当該フローを終了し、Noの場合には、エラー処理を行って(S514)、当該フローを終了する。
 このような構成により、実現される仮想ネットワーク上に1つのIP網を構築することができる。
 本変形例に係るシステムは、更に次のような変形も可能である。
 例えば、インターネットプロトコルスイートとは異なる通信プロトコルが用いられるネットワークが更に追加され、そのようなネットワークを2つ以上中継して通信が行われる場合が想定される。このような場合には、新規に追加したゲートウェイ装置によりネットワーク間を連結することによって、同様に処理を行うことができる。
 また、本変形例に係るシステムでは、各サーバ装置121とゲートウェイ装置124が、元々、インターネットプロトコルスイートの通信プロトコルを用いて通信を行う構成であるので、それらを、例えば次のように構成することも可能である。
 図35は、変形例に係るシステムに含まれる、各サーバ装置121、ゲートウェイ装置124、各ノード装置123の他の構成例を示す図である。
 図35に示したように、この場合、各サーバ装置121は、IPプロトコル処理部281、処理振り分け部132、処理振り分けDB133、プロトコル変換処理部134、送信先検索部135、送信先変換DB136を省いた構成となる。また、ゲートウェイ装置124は、IPプロトコル処理部282、第1のプロトコル変換処理部146を省いた構成となる。このようなゲートウェイ装置124では、TCP/IPのIP層でルーティング機能を有し、ノード装置宛の通信では、宛先及び送信データが処理振り分け部142へ出力される。
 また、本変形例に係るシステムにおいて、仮想ネットワーク上のIPアドレスを、次のようにして自動的に割り当てるようにすることも可能である。
 この場合、図15等を用いて説明した新規に装置(サーバ装置、ゲートウェイ装置、ノード装置)を追加する手法を組み合わせることにより、新規に追加された装置に対してIPアドレスを自動的に割り当てることが可能となる。
 具体的には、特定のサーバ装置121が、演算処理部131で実行されるアプリケーションとして、当該サーバ装置121をDHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)サーバ装置として機能させるアプリケーションを備えるようにする。なお、DHCPは、アプリケーション層のプロトコルであり、DHCPサーバ装置側で、予めDHCPクライアント用にIPアドレスを幾つか用意しておき、DHCPクライアントの要求に応じて、この中から1つのIPアドレスを割り当てる技術である。
 新規に装置が追加されると、図15等を用いて説明した処理が行われ、他の装置との通信が可能になる。すなわち、仮想ネットワーク上で通信可能になる。このようになると、新規に追加された装置は、DHCPのプロトコルに従い、宛先IPアドレスが255.255.255.255のブロードキャストのUDP(User Datagram Protocol)パケットを送出する。このパケットを受信したDHCPサーバ装置121は、用意されているIPアドレスから、割り当てるIPアドレスを選択し、それを新規に追加された装置のMAC(Media Access Control)アドレス向けに返信する。これにより、新規に追加された装置にIPアドレスが自動的に割り当てられる。
 このように、本変形例に係るシステムでは、新規に追加する装置にIPアドレスを自動的に割り当てることができるので、仮想ネットワーク上に構築されたIP網に新規に多数の装置を接続する際に、装置毎にネットワーク設定を手動で行う必要が無い。
 以上、本実施形態に係るシステムによれば、次のような効果を奏する。
 通信プロトコルの異なる複数のネットワークを仮想化することができるので、通信プロトコルを考慮することなく通信プロトコルの異なるネットワーク間で通信を行うことができる。
 また、本実施形態に係るシステムにおいては、例えば、ネットワークで用いられる通信プロトコルが変更される場合又は異なる通信プロトコルのネットワークが新規に追加される場合が考えられる。このような場合には、各装置(サーバ装置、ゲートウェイ装置、ノード装置)において、対応するプロトコル変換処理部、I/O部、及び通信部の変更又は追加を行うだけでよい。この場合、変更又は追加される通信プロトコルのプロトコルスタックの物理層が同一であれば、対応するプロトコル変換処理部及びI/O部の変更又は追加を行うだけでよい。
 また、各装置(サーバ装置、ゲートウェイ装置、ノード装置)において、処理振り分け部とプロトコル変換処理部との間のインタフェースを共通化し、プロトコル変換処理部、I/O部、及び通信部を取り替え可能な部品(モジュール)として実装するようにしておけば、各装置の開発が容易になる。この場合、プロトコルスタックの物理層が同一であれば、プロトコル変換処理部及びI/O部を取り替え可能な部品として実装するようにしておくことも可能である。
 なお、本実施形態に係るシステムにおいて、各装置(サーバ装置、ゲートウェイ装置、ノード装置)は、例えば、次のようなコンピュータシステムを含む構成とすることも可能である。
 図36は、そのコンピュータシステムの構成例を示す図である。
 このコンピュータシステムは、CPU301、ROM(Read Only Memory)302、RAM(Random Access Memory)303、通信インタフェース304、記憶装置305、入出力装置306、読取り装置307、及び、これらの全てが接続されたバス308を含む。
 記憶装置305としてはハードディスク、磁気ディスクなど様々な形式の記憶装置を使用することができる。記憶装置305、またはROM302に、上述の処理振り分け部、プロトコル変換処理部、送信先検索部、I/O部、IPプロトコル処理部等の動作が行われるためのプログラム等が格納される。また、記憶装置305、またはROM302に、処理振り分けDB、送信先変換DBに記憶されている情報等も格納される。そして、そのプログラムがCPU301によって実行されることにより、処理振り分け部、プロトコル変換処理部、送信先検索部、I/O部、IPプロトコル処理部等が実現される。
 このようなプログラムは、プログラム提供者端末309からネットワーク310、および通信インタフェース304を介して、例えば記憶装置305に格納されて、CPU301によって実行されることも可能である。また、市販され、流通している可搬型記憶媒体311に格納され、読取り装置307にセットされて、CPU301によって実行されることも可能である。可搬型記憶媒体311としてはCD-ROM、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、DVDディスク、USBメモリなど様々な形式の記憶媒体を使用することができる。なお、通信インタフェース304は、例えば、各装置の通信部に対応する。
 101 ネットワーク
 102 ゲートウェイ装置
 103 サーバ装置
 104 ZigBee装置
 111 ネットワーク
 112 ゲートウェイ装置
 113 サーバ装置
 114 ZigBee装置
 115、116 センサノード装置
 121 サーバ装置
 122 ネットワーク
 123 ノード装置
 124 ゲートウェイ装置
 125、126 アプリケーション
 127 仮想ネットワーク
 128 アプリケーション
 131 演算処理部
 132 処理振り分け部
 133 処理振り分けDB
 134 プロトコル変換処理部
 135 送信先検索部
 136 送信先変換DB
 137 I/O部
 138 通信部
 141 演算処理部
 142 処理振り分け部
 143 処理振り分けDB
 144 送信先検索部
 145 送信先変換DB
 146 第1のプロトコル変換処理部
 147 第1のI/O部
 148 第1の通信部
 149 第2のプロトコル変換処理部
 150 第2のI/O部
 151 第2の通信部
 161 演算処理部
 162 処理振り分け部
 163 処理振り分けDB
 164 プロトコル変換処理部
 165 送信先検索部
 166 送信先変換DB
 167 I/O部
 168 通信部
 171 GD
 172 送信データ
 173 GS
 174 送信先アドレス
 181、191、201 仮想ネットワーク
 211、221、231、241 ゲートウェイ装置
 251 ノード装置
 252 通信制御チップ
 262 汎用コンピュータ
 263 通信モジュール
 264 バス
 265 CPU
 266 センサ機器
 267 シリアル回線
 271 監視サーバ装置
 272 IP網
 273 センサネットワーク
 274 ゲートウェイ装置
 275 サーバラック
 276 センサノード装置
 277 センサ中継ノード装置
 278 基幹中継ノード装置
 281、282、283 IPプロトコル処理部

Claims (17)

  1.  サーバ装置とノード装置とゲートウェイ装置とを有する通信システムにおいて、複数のプロトコルスタックが実装され、サーバ装置とノード装置との間の通信を仲介するゲートウェイ装置であって、
     宛先に応じた処理を行う振り分け先の情報を、宛先毎に記憶する振り分け先記憶部と、
     入力された宛先及び送信データを、前記振り分け先記憶部に記憶されている情報の中から検索された、前記宛先に応じた振り分け先へ出力する振り分け部と、
     宛先毎の送信先の情報を記憶する送信先記憶部と、
     実装されているプロトコルスタック毎に設けられ、対応するプロトコルスタックに応じた送信処理及び受信処理を行う入出力部と、
     実装されているプロトコルスタック毎に設けられ、前記振り分け部から宛先及び送信データが入力されると、前記宛先及び送信データを、対応するプロトコルスタックの形式に合うデータに組み立て、当該組み立てたデータを、前記送信先記憶部に記憶されている情報の中から検索された前記宛先に応じた送信先へ送信するよう、対応するプロトコルスタックの前記入出力部に指示するプロトコル変換部と、
     を有するゲートウェイ装置。
  2.  前記プロトコル変換部は、対応するプロトコルスタックの前記入出力部から、対応するプロトコルスタックに応じた受信処理により得られたデータが入力されると、当該データから宛先及び送信データを抽出し、前記振り分け部へ出力する、
     ことを特徴とする請求項1記載のゲートウェイ装置。
  3.  前記振り分け先記憶部に記憶される振り分け先の情報は、前記プロトコル変換部と、当該ゲートウェイ装置のアプリケーションに対する振り分け先の情報を含む、
     ことを特徴とする請求項1又は2記載のゲートウェイ装置。
  4.  前記送信先記憶部に記憶される情報は、実装されているプロトコルスタックの通信プロトコルにより送信可能な範囲内の装置を送信先とする情報である、
     ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のゲートウェイ装置。
  5.  前記振り分け先記憶部に記憶される情報は、前記通信システムに追加される装置を管理する管理サーバ装置の管理用アプリケーションを宛先として、その宛先及び対応する振り分け先の情報を含み、
     前記送信先記憶部に記憶される情報は、前記管理サーバ装置の管理用アプリケーションを宛先として、その宛先及び対応する送信先の情報を含み、
     新規ノード装置からノード追加通知を受信すると、前記新規ノード装置のプロトコルスタックに対応する第一のプロトコル変換部が、前記管理サーバ装置の管理用アプリケーションを宛先とし、前記新規ノード装置の追加メッセージである送信データとその宛先を、前記振り分け部に出力し、前記振り分け部は入力された前記送信データの宛先を基に前記振り分け先記憶部を参照し、前記管理サーバのプロトコルスタックに対応する第二のプロトコル変換部を検索し、検索された第二のプロトコル変換部に宛先と追加メッセージを出力し、前記第二のプロトコル変換部は、前記管理サーバ装置の管理用アプリケーションを宛先として、入力された宛先及び追加メッセージを、前記管理サーバ装置のプロトコルスタックの形式に合うようなデータに組み立て、その宛先に対応する送信先の情報を検索して、対応する入出力部に送信を指示する
     ことを特徴とする請求項2乃至4の何れか一項に記載のゲートウェイ装置。
  6.  前記振り分け部に入力された宛先及び送信データが、当該ゲートウェイ装置の更新用アプリケーションを宛先とし、装置の登録メッセージを送信データとする場合に、前記振り分け部が、当該ゲートウェイ装置で実行される更新用アプリケーションに、前記登録メッセージを出力し、前記更新用アプリケーションが、前記登録メッセージに基づいて、前記振り分け先記憶部及び前記送信先記憶部に記憶されている情報を更新する、
     ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載のゲートウェイ装置。
  7.  サーバ装置とノード装置とゲートウェイ装置とを有する通信システムにおいて、複数のプロトコルスタックが実装され、サーバ装置とノード装置との通信を仲介するゲートウェイ装置の通信方法であって、
     宛先及び送信データを、前記宛先に応じた振り分け先へ出力し、
     前記宛先が所定の振り分け先である場合に、前記宛先及び送信データを、対応するプロトコルスタックの形式に合うデータに組み立て、
     前記組み立てられたデータを、対応するプロトコルスタックに応じた送信処理を行った上で、前記宛先に応じた送信先へ送信する、
     ことを特徴とするゲートウェイ装置の通信方法。
  8.  受信したデータに対し、対応するプロトコルスタックに応じた受信処理を行い、
     前記受信処理により得られたデータから、宛先及び送信データを抽出し、
     前記抽出された宛先及び送信データを、前記宛先に応じた振り分け先に出力する、
     ことを特徴とする請求項7記載のゲートウェイ装置の通信方法。
  9.  新規ノード装置からノード追加通知を受信すると、前記通信システムに追加される装置を管理する管理サーバ装置の管理用アプリケーションを宛先とし、当該ゲートウェイ装置の追加メッセージである送信データとその宛先を、前記宛先に応じた振り分け先へ出力する、
     ことを特徴とする請求項7又は8に記載のゲートウェイ装置の通信方法。
  10.  前記宛先及び送信データを、前記宛先に応じた振り分け先へ出力する際に、前記宛先が当該ゲートウェイ装置の更新用アプリケーションである場合は、前記送信データを前記更新用アプリケーションに出力し、
     前記更新用アプリケーションが、前記送信データに基づいて、宛先毎の振り分け先及び送信先の情報を更新する、
     ことを特徴とする請求項7乃至9の何れか一項に記載のゲートウェイ装置の通信方法。
  11.  プロトコルスタックが実装されたノード装置であって、
     宛先毎の振り分け先の情報を記憶する振り分け先記憶部と、
     入力された宛先及び送信データを、前記振り分け先記憶部に記憶されている情報の中から検索された前記宛先に応じた振り分け先へ出力する振り分け部と、
     宛先毎の送信先の情報を記憶する送信先記憶部と、
     実装されているプロトコルスタックに対応して設けられ、対応するプロトコルスタックに応じた送信処理及び受信処理を行う入出力部と、
     実装されているプロトコルスタックに対応して設けられ、前記振り分け部から宛先及び送信データが入力されると、前記宛先及び送信データを、対応するプロトコルスタックの形式に合うデータに組み立て、当該組み立てたデータを、前記送信先記憶部に記憶されている情報の中から検索された前記宛先に応じた送信先へ送信するよう、対応するプロトコルスタックの前記入出力部に指示する、プロトコル変換部と、
    を有するノード装置。
  12.  前記プロトコル変換部は、前記入出力部から、対応するプロトコルスタックに応じた受信処理により得られたデータが入力されると、当該データから宛先及び送信データを抽出し、前記振り分け部へ出力する、
     ことを特徴とする請求項11記載のノード装置。
  13.  プロトコルスタックが実装されたノード装置の通信方法であって、
     宛先及び送信データを、前記宛先に応じた振り分け先へ出力し、
     前記宛先が所定の振り分け先である場合に、前記宛先及び送信データを、対応するプロトコルスタックの形式に合うデータに組み立て、
     前記組み立てられたデータを、対応するプロトコルスタックに応じた送信処理を行った上で、前記宛先に応じた送信先へ送信する、
     ことを特徴とするノード装置の通信方法。
  14.  受信したデータに対し、対応するプロトコルスタックに応じた受信処理を行い、
     前記受信処理により得られたデータから、宛先及び送信データを抽出し、
     前記抽出された宛先及び送信データを、前記宛先に応じた振り分け先に出力する、
     ことを特徴とする請求項13記載のノード装置の通信方法。
  15.  サーバ装置を含む第1のネットワークとノード装置を含む第2のネットワークとがゲートウェイ装置を介して接続される通信システムであって、
     前記サーバ装置は、
     前記第1のネットワークの通信プロトコルの第1のプロトコルスタックが実装されると共に、
     宛先毎の振り分け先の情報を記憶する第1の振り分け先記憶部と、
     入力された宛先及び送信データを、前記第1の振り分け先記憶部に記憶されている情報の中から検索された前記宛先に応じた振り分け先へ出力する第1の振り分け部と、
     宛先毎の送信先の情報を記憶する第1の送信先記憶部と、
     前記第1のプロトコルスタックに応じた送信処理及び受信処理を行う第1の入出力部と、
     前記第1の振り分け部から宛先及び送信データが入力されると、前記宛先及び送信データを、前記第1のプロトコルスタックの形式に合うデータに組み立て、当該組み立てたデータを、前記第1の送信先記憶部に記憶されている情報の中から検索された前記宛先に応じた送信先へ送信するよう、前記第1の入出力部に指示し、前記第1の入出力部から、前記第1のプロトコルスタックに応じた受信処理により得られたデータが入力されると、当該データから宛先及び送信データを抽出し、前記第1の振り分け部へ出力する第1のプロトコル変換部と、
     を備え、
     前記ノード装置は、
     前記第2のネットワークの通信プロトコルの第2のプロトコルスタックが実装されると共に、
     宛先毎の振り分け先の情報を記憶する第2の振り分け先記憶部と、
     入力された宛先及び送信データを、前記第2の振り分け先記憶部に記憶されている情報の中から検索された前記宛先に応じた振り分け先へ出力する第2の振り分け部と、
     宛先毎の送信先の情報を記憶する第2の送信先記憶部と、
     前記第2のプロトコルスタックに応じた送信処理及び受信処理を行う第2の入出力部と、
     前記第2の振り分け部から宛先及び送信データが入力されると、前記宛先及び送信データを、前記第2のプロトコルスタックの形式に合うデータに組み立て、当該組み立てたデータを、前記第2の送信先記憶部に記憶されている情報の中から検索された前記宛先に応じた送信先へ送信するよう、前記第2の入出力部に指示し、前記第2の入出力部から、前記第2のプロトコルスタックに応じた受信処理により得られたデータが入力されると、当該データから宛先及び送信データを抽出し、前記第2の振り分け部へ出力する第2のプロトコル変換部と、
     を備え、
     前記ゲートウェイ装置は、
     前記第1のプロトコルスタック及び前記第2のプロトコルスタックが実装されると共に、
     宛先毎の振り分け先の情報を記憶する第3の振り分け先記憶部と、
     入力された宛先及び送信データを、前記第3の振り分け先記憶部に記憶されている情報の中から検索された前記宛先に応じた振り分け先へ出力する第3の振り分け部と、
     宛先毎の送信先の情報を記憶する第3の送信先記憶部と、
     前記第1のプロトコルスタックに応じた送信処理及び受信処理を行う第3の入出力部と、
     前記第2のプロトコルスタックに応じた送信処理及び受信処理を行う第4の入出力部と、
     前記第3の振り分け部から宛先及び送信データが入力されると、前記宛先及び送信データを、前記第1のプロトコルスタックの形式に合うデータに組み立て、当該組み立てたデータを、前記第3の送信先記憶部に記憶されている情報の中から検索された前記宛先に応じた送信先へ送信するよう、前記第3の入出力部に指示し、前記第3の入出力部から、前記第1のプロトコルスタックに応じた受信処理により得られたデータが入力されると、当該データから宛先及び送信データを抽出し、前記第3の振り分け部へ出力する第3のプロトコル変換部と、
     前記第3の振り分け部から宛先及び送信データが入力されると、前記宛先及び送信データを、第2のプロトコルスタックの形式に合うデータに組み立て、当該組み立てたデータを、前記第3の送信先記憶部に記憶されている情報の中から検索された前記宛先に応じた送信先へ送信するよう、前記第4の入出力部に指示し、前記第4の入出力部から、前記第2のプロトコルスタックに応じた受信処理により得られたデータが入力されると、当該データから宛先及び送信データを抽出し、前記第3の振り分け部へ出力する第4のプロトコル変換部と、
     を備える、
     ことを特徴とする通信システム。
  16.  前記第1の振り分け先記憶部に記憶される情報は、前記サーバ装置の第1のアプリケーションという宛先に対して前記第1のアプリケーションという振り分け先の情報と、前記ノード装置の第2のアプリケーションという宛先に対して前記第1のプロトコル変換部という振り分け先の情報を含み、
     前記第2の振り分け先記憶部に記憶される情報は、前記サーバ装置の第1のアプリケーションという宛先に対して前記第2のプロトコル変換部という振り分け先の情報と、前記ノード装置の第2のアプリケーションという宛先に対して前記第2のアプリケーションという振り分け先の情報を含み、
     前記第3の振り分け先記憶部に記憶される情報は、前記サーバ装置の第1のアプリケーションという宛先に対して前記第3のプロトコル変換部という振り分け先の情報と、前記ノード装置の第2のアプリケーションという宛先に対して前記第4のプロトコル変換部という振り分け先の情報を含む、
     ことを特徴とする請求項15記載の通信システム。
  17.  前記第1の送信先記憶部に記憶される情報は、前記ノード装置の第2のアプリケーションという宛先に対して前記ゲートウェイ装置という送信先の情報を含み、
     前記第2の送信先記憶部に記憶される情報は、前記サーバ装置の第1のアプリケーションという宛先に対して前記ゲートウェイ装置という送信先の情報を含み、
     前記第3の送信先記憶部に記憶される情報は、前記サーバ装置の第1のアプリケーションという宛先に対して前記サーバ装置という送信先の情報と、前記ノード装置の第2のアプリケーションという宛先に対して前記ノード装置という送信先の情報を含む、
     ことを特徴とする請求項15又は16記載の通信システム。
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