(57)【要約】  本発明の通信ネットワークは、カスケード型トポロジを構成する複数の上位ノード１１０〜１ｍ０と、複数の上位ノードの少なくともいずれかに接続され、上位ノードとスター型トポロジを構成する複数の末端ノード１１１〜１１ｎと、を有する構成である。
2008062724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カスケード型トポロジを構成する複数の上位ノードと、
前記複数の上位ノードの少なくともいずれかに接続され、該上位ノードとスター型トポロジを構成する複数の末端ノードと、
を有する通信ネットワーク。
【請求項２】
請求の範囲１記載の通信ネットワークにおいて、
前記カスケード型トポロジが複数設けられ、
複数の前記カスケード型トポロジの通信経路における所定の通信方向の最上流側に基地局が設けられた通信ネットワーク。
【請求項３】
請求の範囲１記載の通信ネットワークにおいて、
前記上位ノードのアドレスが、前記カスケード型トポロジの通信経路における所定の通信方向の最上流の上位ノードから下流への上位ノードの深度レベルを示すホップ数を少なくとも有し、
前記末端ノードのアドレスが、前記ホップ数と、前記上位ノードが自装置に接続される前記複数の末端ノードを識別するためのノード副番号とからなる、通信ネットワーク。
【請求項４】
請求の範囲２記載の通信ネットワークにおいて、
前記上位ノードのアドレスが、前記基地局に接続される複数の前記カスケード型トポロジの通信経路を識別するための枝番号と、前記基地局から下流への上位ノードの深度レベルを示すホップ数とを少なくとも有し、
前記末端ノードのアドレスが、前記枝番号と、前記ホップ数と、前記上位ノードが自装置に接続される前記複数の末端ノードを識別するためのノード副番号とからなる、通信ネットワーク。
【請求項５】
請求の範囲４記載の通信ネットワークにおいて、
前記アドレスとして所定のホップ数および所定のノード副番号を含む全てのノードに同一のフレームを送信する際、該フレームの宛先アドレスは、前記所定のホップ数および前記所定のノード副番号であって、かつ、前記枝番号がワイルドカードである、通信ネットワーク。
【請求項６】
請求の範囲４記載の通信ネットワークにおいて、
前記アドレスとして所定の枝番号および所定のノード副番号を含む全てのノードに同一のフレームを送信する際、該フレームの宛先アドレスは、前記所定の枝番号および前記所定のノード副番号であって、かつ、前記ホップ数がワイルドカードである、通信ネットワーク。
【請求項７】
請求の範囲４記載の通信ネットワークにおいて、
前記アドレスとして所定の枝番号および所定のホップ数を含む全てのノードに同一のフレームを送信する際、該フレームの宛先アドレスは、前記所定の枝番号および前記ホップ数であって、かつ、前記ノード副番号がワイルドカードである、通信ネットワーク。
【請求項８】
請求の範囲１から７のいずれか１項記載の通信ネットワークにおいて、
前記上位ノード間を接続する通信経路、および前記上位ノードと前記末端ノードとを接続する通信経路のうち少なくとも１つが無線通信によるものである通信ネットワーク。
【請求項９】
カスケード型トポロジを構成する複数の情報処理装置と、前記複数の情報処理装置の少なくともいずれかに接続され、該情報処理装置とスター型トポロジを構成する複数の末端ノードとを有する通信ネットワークにおける前記情報処理装置であって、
アドレス管理テーブルが格納される記憶部と、
前記末端ノードが接続されると、前記カスケード型トポロジの通信経路における所定の通信方向の最上流の情報処理装置から下流への自装置の深度レベルを示すホップ数と、自装置に接続される前記複数の末端ノード毎に異なるノード副番号とからなるアドレスを前記末端ノードに割り当て、該アドレスを前記アドレス管理テーブルに登録する制御部と、
を有する情報処理装置。
【請求項１０】
請求の範囲９記載の情報処理装置において、
前記通信ネットワークは、前記カスケード型トポロジが複数設けられ、複数の該カスケード型トポロジの通信経路における所定の通信方向の最上流側に基地局が設けられ、
前記制御部は、
前記末端ノードが接続されると、前記基地局に接続される複数の前記カスケード型トポロジの通信経路のうち自装置が接続された通信経路を示す枝番号と、前記ホップ数と、前記ノード副番号とからなるアドレスを前記末端ノードに割り当て、該アドレスを前記アドレス管理テーブルに登録する、情報処理装置。
【請求項１１】
カスケード型トポロジを構成する複数の上位ノードと、前記複数の上位ノードの少なくともいずれかに接続され、該上位ノードとスター型トポロジを構成する複数の末端ノードとを有する通信ネットワークにおけるアドレス割当方法であって、
前記上位ノードは、接続される前記末端ノードに対して、前記カスケード型トポロジの通信経路における所定の通信方向の最上流の上位ノードから下流への自装置の深度レベルを示すホップ数と、自装置に接続される前記複数の末端ノード毎に異なるノード副番号とからなるアドレスを割り当てる、アドレス割当方法。
【請求項１２】
請求の範囲１１記載のアドレス割当方法において、
前記通信ネットワークに、前記カスケード型トポロジが複数設けられ、複数の該カスケード型トポロジの通信経路における所定の通信方向の最上流側に基地局を備え、
前記上位ノードは、接続される前記末端ノードに対して、前記基地局に接続される複数の前記カスケード型トポロジの通信経路のうち自装置が接続された通信経路を示す枝番号と、前記ホップ数と、前記ノード副番号とからなるアドレスを割り当てる、アドレス割当方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ、ハブおよびルータなどの情報処理装置が複数接続される通信ネットワーク、接続された他の装置にアドレスを割り当てる情報処理装置、およびアドレス割当方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連する通信ネットワークの接続形態を示すトポロジについて説明する。図１から図６は通信ネットワークの構成例を示す図である。【０００３】
図１はバス型トポロジを説明するための図である。バス型トポロジでは、１つの通信経路２０をすべてのノード１が共有している。あるノードが別のあるノードと通信している際に、他のノードは通信することができない。また、通信経路を無線で構成する際には、全てのノードが無線の到達範囲に存在する必要がある。ノードは情報処理装置に相当する。【０００４】
図２はリング型トポロジを説明するための図である。リング型トポロジは、バス型トポロジの両端を結んだものである。複数のノード１０がリング状の通信経路２１で接続されている。これにより、どこか一箇所の通信経路が故障しても、反対側から情報を伝送できる。【０００５】
図３はピアトゥピア型トポロジを説明するための図である。ピアトゥピア型トポロジでは、１つの通信経路２は２つのノード１間でのみ共有する。【０００６】
図４はカスケード型トポロジを説明するための図である。カスケード型トポロジでも同じく、１つの通信経路２は２つのノード間でのみ共有する。カスケード型トポロジの特徴は、離れたノードへの通信が、ノードからノードへと情報をバケツリレー式に転送することで行われることにある。ノード１１ａからノード１１ｂに情報を送る場合には、情報はノード１１ａからノード１０ａ、１０ｂを経由してノード１１ｂに到達する。そのため、例えば、ノード１１ａの無線通信範囲がノード１０ａまでであっても、無線の到達範囲外にあるノード１１ｂとも別のノード１０ａ、１０ｂを介して実質的に通信が可能である。【０００７】
図５はメッシュ型トポロジを説明するための図である。メッシュ型トポロジでも同じく、１つの通信経路２は２つのノード１０間でのみ共有する。また、離れたノードへの通信は、ノードからノードへとバケツリレー式に情報を転送することで行われる。メッシュ型トポロジの特徴は、全ノードまたは一部のノードにおける２つのノードにおいて、その２つのノードを直接結ぶ経路だけではなく、他のノードを経由する複数の経路が存在することになる。全ノードの場合はフルメッシュと称され、一部のノードの場合は部分メッシュと称されている。【０００８】
図６はスター型トポロジを説明するための図である。スター型トポロジは１つの中心となるノード１０に他の全ての末端ノード１１を集中的に接続するものである。一般に末端ノード１１同士は通信経路２を共有しない。ただし、２つ以上の末端ノードで１つの通信経路を共有する場合であっても、末端ノード同士の通信が発生しない方式、または、末端ノード同士の通信が全て中心となるノードを介して行われる方式であれば、スター型トポロジに相当する。通信経路２を無線で構成する際には、全てのノードが無線の到達範囲に存在する必要がある。【０００９】
図７はツリー型トポロジを説明するための図である。ツリー型トポロジでは、スター型トポロジにおける末端ノードがもうひとつのスター型トポロジにおける中心となるノード１０となり、再帰的に構成されるトポロジである。通信経路２を共有していない離れたノードへの通信は、ノードからノードへとバケツリレー式に情報を転送することで行われる。【００１０】
一般に有線によるネットワークに比べ、無線ネットワークは設置が容易であるなどの特徴があるため、ネットワークの全部または一部に無線ネットワークが用いられることがある。【００１１】
図１から図７のトポロジのうち、無線ネットワークにおいては、データをバケツリレー式に転送するマルチホップ方式を用いる図４のカスケード型、図５のメッシュ型、および図７のツリー型のトポロジが、電波の到達範囲に制限されずに構成できるため、広範囲をカバーするのに適している。さらに、メッシュ型、ツリー型のトポロジでは広範囲、かつノード数が多い大規模なネットワークを比較的簡単に構築することが可能となる。【００１２】
メッシュ型トポロジでは、１つのノードに達するために複数の経路があることになる。これは、ある経路で障害が生じた場合も迂回することができるという利点もあるが、その経路を決定するためのルーティングと呼ばれる作業が必要となる。無線ネットワークでは、各ノードがルーティングに必要な接続情報を入手することが困難な場合も多い。また、その接続情報の伝達が、ネットワークの負荷を高くしてしまうこともある。【００１３】
一方で、ツリー型トポロジでは、１つのノードに達するための経路は１つに限られるという点においては、ルーティングは必要とならない。【００１４】
ネットワークに参加する全てのノードにはアドレスが割り当てられる。ネットワーク中を流れるデータは、このアドレスを宛先として配送される。【００１５】
図８は、特開２００６−５９２８号公報（以下では、特許文献１と称する）に記載されているツリー型トポロジにおいてアドレスが割り当てられた状態を示している。この場合、HOST（A）は、各ノードに下位ノードが接続されることを考慮して、２つのネットワークパラメータCmおよびLmを考慮してアドレスを割り当てる。ここで、Cmは各ノードに接続できる下位ノードの最大個数、Lmはツリー構造のレベルの最深度を示す。【００１６】
例えば、HOSTは自分のアドレスがsである場合、最初に接続されたノードにアドレスs+1を割り当てる。２番目に接続されたノードのアドレスには、s+1+CskipLsと割り当てる。その後、接続されるノードのアドレスは、s+1+2・CskipLsと割り当てる。すなわち、Cm番目に接続されるノードのアドレスは、s+1+(Cm-1)・CskipLsとなる。ここで、CskipLsは下記の式で表現できる。この式を数式１とする。【００１７】
【数１】
2008062724.tif 000003
式中、BLは、ネットワーク全体のアドレスの大きさ、Lsはアドレスsを有するHOSTのレベルナンバーを意味する。ここでBLはCmおよびLmを用いて下記の式を用いて演算する。この式を数式２とする。【００１８】
【数２】
2008062724.tif 000004
HOSTは、自身が定義したCmおよびLmを各ノードに与える。これにより、各ノードも自分の下位ノードに対して前記の方式でアドレスを割り当てる。【００１９】
図８によれば、ノードＡがHOSTになる。ノードＡのアドレスは０となり、CmおよびLmはそれぞれ４に定義される。一方、ノードＡには、下位ノードＢ、Ｃ、Ｄが接続される。数式２によれば、HOSTで使用可能なアドレス全体の大きさBLは３４１と求められる。これを用いて数式１による演算を行うと、HOSTのCskipは８５と求められる。これにより、下位ノードＢ、Ｃ、Ｄそれぞれのアドレスは８５の間隔を有する。【００２０】
具体的には、最初に接続されたノードＢのアドレスは１となり、２番目に接続されたノードＣは８６、ノードＤは１７１のアドレスが割り当てられる。一方、数式２を用いて、第１のレベル（Ls＝１）に属するノードＢ、Ｃ、ＤのCskipを演算すれば２１となる。これにより、第２のレベル（Ls）に属するノードＥ〜Ｊそれぞれのアドレスは２１の間隔を有する。【００２１】
図８のアドレス割当方式では、ネットワーク全体の各ノードには、固定したCmおよびLmを使用してアドレスが割り当てられる。すなわち、各デバイスは、自身の上位デバイスからCmおよびLmを受け取った後、上記数式１、２を用いて自身の下位デバイスのアドレスを割り当てる。
【発明の開示】
【００２２】
上述したように、メッシュ型またはツリー型トポロジを用いることにより、無線通信の場合の電波の到達範囲を超えるような広範囲をカバーし、多数のノードをかかえる大規模ネットワークを比較的簡単に構成することが可能である。しかしながら、メッシュ型トポロジでは、到達経路が複数あるために、ルーティングが必要になるという問題があった。
【００２３】
また、ツリー型トポロジでは、特許文献１に示したアドレス割当方式を用いると、アドレス管理テーブルが巨大になるという問題点があった。
【００２４】
本発明は、ノード間の通信経路を１つに絞り込むためのルーティングを必要とせず、かつ、アドレス管理テーブルの規模を縮小した通信ネットワーク、情報処理装置およびアドレス割当方法を提供することを目的とする。
【００２５】
本発明の通信ネットワークは、カスケード型トポロジを構成する複数の上位ノードと、複数の上位ノードの少なくともいずれかに接続され、上位ノードとスター型トポロジを構成する複数の末端ノードと、を有する構成である。
【００２６】
本発明のアドレス割当方法は、カスケード型トポロジを構成する複数の上位ノードと、複数の上位ノードの少なくともいずれかに接続され、上位ノードとスター型トポロジを構成する複数の末端ノードとを有する通信ネットワークにおけるアドレス割当方法であって、上位ノードは、接続される末端ノードに対して、カスケード型トポロジの通信経路における所定の通信方向の最上流の上位ノードから下流への自装置の深度レベルを示すホップ数と、自装置に接続される複数の末端ノード毎に異なるノード副番号とからなるアドレスを割り当てるものである。
【００２７】
本発明によれば、１つのノードから他のノードへの通信経路を１つに絞り込むためのルーティングを必要としないため、フレーム転送時の通信経路にあたるノードの転送処理の負荷が軽減する。また、アドレス体系が大きくなるのが抑制され、関連する通信ネットワーク技術よりもアドレス管理テーブルの規模を縮小できる。そのため、アドレス管理テーブルを格納しておくためのメモリ容量が、関連する通信ネットワーク技術よりも小さくてすむ。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は関連する通信ネットワークの一例としてバス型トポロジを示す図である。
【図２】図２は関連する通信ネットワークの一例としてリング型トポロジを示す図である。
【図３】図３は関連する通信ネットワークの一例としてピアトゥピア型トポロジを示す図である。
【図４】図４は関連する通信ネットワークの一例としてカスケード型トポロジを示す図である。
【図５】図５は関連する通信ネットワークの一例としてメッシュ型トポロジを示す図である。
【図６】図６は関連する通信ネットワークの一例としてスター型トポロジを示す図である。
【図７】図７は関連する通信ネットワークの一例としてツリー型トポロジを示す図である。
【図８】図８はツリー型トポロジにおけるアドレス割当方法の一例を示す図である。
【図９】図９は第１の実施形態の通信ネットワークの一構成例を示す図である。
【図１０】図１０は上位ノードの一構成例を示すブロック図である。
【図１１】図１１は第１の実施形態におけるアドレス構成の一例を示す図である。
【図１２】図１２は第２の実施形態の通信ネットワークの一構成例を示す図である。
【図１３】図１３は第２の実施形態におけるアドレス構成の一例を示す図である。
【図１４】図１４は実施例１のアドレス割当方法を説明するための図である。
【図１５】図１５は、実施例２において、フレームの宛先を判断する手順を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は実施例３におけるアドレス割当方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２９】
１１０〜ｌｍ０    上位ノード
１１１〜ｌｍｎ    末端ノード
５４    記憶部
５６    制御部
１０００    基地局
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
（第１の実施形態）
本実施形態の通信ネットワークの構成を説明する。図９は本実施形態の通信ネットワークの一構成例を示す図である。【００３１】
図９に示すように、通信ネットワークは、上位ノードCH（110）と、この上位ノードに接続される複数の末端ノードCM（111、…、11n）とを有する。上位ノードCHと複数の末端ノードCMは、上位ノードCHを中心として複数の末端ノードCMが接続されたスター型トポロジを構成している。上位ノードCH(120、…、1m0)のそれぞれと、複数の末端ノードCM(121、…、12n、…、1m1、…、1mn)のそれぞれとの関係についても同様である。【００３２】
そして、各上位ノードCHは１つの上流ノードのみと接続されるか、または１つの上流ノードおよび１つの下流ノードのみと接続されている。接続された複数の上位ノードCHがカスケード型トポロジを構成している。【００３３】
ノード間の通信経路２は、有線であってもよく、無線であってもよく、有線と無線が混在していてもよい。【００３４】
図１０は上位ノードの一構成例を示すブロック図である。各上位ノードCHは、通信経路を介して外部と情報を送受信する通信部５２と、アドレス管理テーブル（以下、アドレステーブルと称する）が格納される記憶部５４と、各部を制御する制御部５６とを有する構成である。【００３５】
制御部５６は、プログラムにしたがって所定の処理を実行するＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、プログラムを格納するためのメモリとを有する。プログラムには、末端ノードへのアドレス割当方法が記述されている。アドレス割当方法については、実施例で説明する。【００３６】
図１１は本実施形態の通信ネットワークにおけるアドレステーブルを説明するための図である。【００３７】
アドレステーブルは、上位ノードCH接続のレベル深度を示すホップ数と、スター型トポロジ内でのアドレスを表すノード副番号との組が記述されている。図１１では、ノード副番号をNODESUBADDRESSと記し、ホップ数をDEPTHと記している。ノード副番号は、上位ノードが自分に接続された複数の末端ノードを識別するための識別子となる。このアドレステーブルは記憶部５４に格納される。【００３８】
例えば、図９における末端ノードCM  121は、上位ノードCH  110のカスケード型トポロジのレベル深度が「2」で、上位ノードCH  110を中心とするスター型トポロジ内でのNODESUBADDRESSが「1」であることから、そのアドレスは「2.1」となる。【００３９】
上位ノードCHの制御部５６は、末端ノードCMが接続されると、末端ノードCMに対して、ホップ数と、ノード副番号とからなるアドレスを割り当て、そのアドレスをアドレステーブルに登録する。制御部５６は、アドレステーブルを参照することで、端末ノードCMとデータを送受信する際に各端末ノードを識別することが可能となる。【００４０】
なお、本実施形態では全ての上位ノードCHにn個の末端ノードCMが接続されているが、末端ノードCMの数は上位ノードCH毎に異なっていてもよい。また、末端ノードCMを持たない上位ノードCHが存在してもよい。これらいずれの場合についても、同様の効果が得られる。【００４１】
また、末端ノードCMが図１０に示す構成と同様であってもよい。この場合、アドレス割当方法がプログラムに記述されている必要はない。【００４２】
（第２の実施形態）
本実施形態の通信ネットワークの構成を説明する。図１２は本実施形態の通信ネットワークの一構成例を示す図である。【００４３】
図１２に示すように、通信ネットワークは、上位ノードCH（110）と、この上位ノードに接続される複数の末端ノードCM（111、…、11n）とを有する。上位ノードCHと複数の末端ノードCMは、上位ノードCHを中心として複数の末端ノードCMが接続されたスター型トポロジを構成している。上位ノードCH(120、…、lm0)のそれぞれと、複数の末端ノードCM(121、…、12n、…、lm1、…、lmn)のそれぞれとの関係についても同様である。【００４４】
そして、第１の実施形態と同様に、各上位ノードCHは１つの上流ノードのみと接続されるか、または１つの上流ノードおよび１つの下流ノードのみと接続されている。接続された複数の上位ノードCHがカスケード型トポロジを構成している。【００４５】
さらに、本実施形態では、上位ノードCHのうち最上流の上位ノード（110、210、…、l10）はその上位の基地局（HOST）1000を中心として接続されるスター型トポロジを構成している。そのため、基地局1000と複数の上位ノードCH(110、210、…、l10)との関係は、各上位ノードCHと複数の末端ノードCMとの関係と同様になる。【００４６】
なお、基地局1000は、図１０に示した通信部５２、制御部５６、および記憶部５４と同様な構成を備えている。また、上位ノードCH、末端ノードCMの構成は第１の実施形態と同様である。ここでは、これらの構成については、その詳細な説明を省略する。【００４７】
図１３は本実施形態の通信ネットワークにおけるアドレステーブルを説明するための図である。【００４８】
アドレステーブルは、基地局1000から分かれた枝番号を示すTRUNKと、上位ノードCH接続のレベル深度を示すDEPTHと、スター型トポロジ内でのアドレスを表すNODESUBADDRESSとの組が記述されている。ここで、例えば、図１２におけるノード121のアドレスは、「1.2.1」となる。【００４９】
上位ノードCHの制御部５６は、末端ノードCMが接続されると、末端ノードCMに対して、基地局1000に接続される複数のカスケード型トポロジの通信経路２を識別するための枝番号と、ホップ数と、ノード副番号とからなるアドレスを割り当て、そのアドレスをアドレステーブルに登録する。
【実施例１】
【００５０】
本実施例は、図１３に示したアドレステーブルを用いる際、TRUNK、DEPTH、NODESUBADDRESSそれぞれのフィールドに用いられるビット数を、アドレス設定レジスタを用いて可変的に運用するものである。【００５１】
図１４は本実施例のアドレス割当方法を説明するための図である。【００５２】
上流ノードから下流ノードへのアドレス割当方法に関するものである。基地局1000による複数の上位ノード(110、210、…、l10)へのアドレス割当や、各上位ノード（110、…、lmn）による複数の末端ノード（111、…、11n、…、lm1、…、lmn）へのアドレス割当の方法である。具体的には、次のように行う。【００５３】
はじめに、TRUNK、DEPTH、NODESUBADDRESS用にそれぞれ４ビットのアドレス幅設定レジスタを割り当てる。続いて、そのアドレス幅設定レジスタの値に相当する分のTRUNKフィールド、DEPTHフィールド、NODESUBADDRESSフィールドのビット数をアドレステーブル内に用意する。本実施例では、TRUNK、DEPTHのフィールドのビット数をそれぞれ４ビットとし、NODESUBADDRESSのフィールドのビット数を８ビットとしている。【００５４】
これにより、TRUNKフィールド、DEPTHフィールド、NODESUBADDRESフィールドの大きさをそれぞれフレキシブルに運用できるため、末端ノードの増減や、レベル深度DEPTHの増減に柔軟に対応することが可能になる。【００５５】
次に、図１２に示した通信ネットワークの場合でアドレス割当方法の具体例を説明する。【００５６】
基地局1000は、自分のアドレスが「T.D.N」(HOSTなのでT=  D=  N=  0)である場合、最初に接続された上位ノードCHに「T+1.D+1.N」、つまり「1.1.0」を割り当てる。そして、次に接続された上位ノードCHに「T+2.D+1.N」、つまり「2.1.0」をTRUNKフィールドの大きさが許す限り割り当てる。【００５７】
また、上位ノードCHは自分のアドレスが「T.D.N」（CHなのでN=0）である場合、最初に接続された上位ノードCHにのみ、DEPTHフィールドの大きさが許す限り、「T.D+1.N」（CHなのでN=0）を割り当てる。そして、最初に接続された末端ノードCMに「T.D.N+1」を割り当て、次に接続された末端ノードCMに「T.D.N+2」をNODESUBADDRESSフィールドが許す限り割り当てる。【００５８】
次に、本実施例のアドレス割当方法を背景技術で説明した方法と比較する。図１２に示す本実施例のトポロジにおいて、TRUNK、DEPTH、およびNODESUBADDRESSのそれぞれの最大値をl、m、nのそれぞれとし、n=14、m=5、l=14とした場合とする。【００５９】
本実施例のアドレス全体の大きさBLは、「TRUNKの最大値  ×  DEPTHの最大値  ×  NODESUBADDRESSの最大値」、すなわち  n×m×l  より求められ、ここでは、アドレス全体の大きさBLは980となる。これは10ビット分のアドレステーブルに収めることができる。また、l、m、nをそれぞれ別々にアドレステーブルに収めた場合でも、nを4ビット、mを3ビット、lを4ビットで表すことができるため、4+3+4=11  (ビット)  のアドレステーブルで全ノードを管理できる。【００６０】
一方、背景技術で説明した割り当て方法に基づいて、図１２に示したトポロジを表してみる。各ノードに接続できる下位ノードの最大個数は、nとlのうち大きい方になるのでCmは14となる。ツリー構造のレベル深度は同じなのでLmは5となる。よって、アドレス全体の大きさBLは579195となり、20ビット分のアドレステーブルを必要とする。【００６１】
この違いは、レベル深度が増えた場合のアドレス全体の大きさの増え方の違いに起因する。本実施例のネットワークトポロジおよびアドレス割当方法では、レベル深度の増加に比例してアドレス全体の大きさが増加する。それに対し、関連するツリー型トポロジおよびアドレス割当方法では、数式２から明らかなように、レベル深度の増加に対して指数関数的にアドレス全体の大きさが増加してしまう。
【実施例２】
【００６２】
本実施例は、第２の実施形態で説明したアドレス指定を用いた場合に、届いたフレームが自ノード宛であるか他ノード宛であるかの判断手法の一例を示すものである。【００６３】
本実施例では、データ、コマンド等の転送時における宛先指定には、３つの指定方法をサポートする。【００６４】
（１）ユニキャスト
ネットワーク内で、単一のアドレスを指定して特定のノードにデータを送信する場合のアドレス指定方法を説明する。TRUNK、DEPTH、NODESUBADDRESSのそれぞれを、「TRUNK.  DEPTH.  NODESUBADDRESS」のように指定する。【００６５】
（２）ワイルドカードを用いたマルチキャスト
ネットワーク内で、複数のノードに同じデータを送信する場合のアドレス指定方法を説明する。TRUNK、DEPTH、NODESUBADDRESSのフィールド単位で全てのノードを宛先として指定したい場合に、「全てのノード」を意味するワイルドカードを用いる。ワイルドカードを意味するものとして、予め特定の値が設定される。本実施例では、特定の値をフィールドの最大値（全ビットが「１」）とする。以下に、図１４に示したアドレス設定レジスタの条件の場合で具体例を説明する。
TRUNK.DEPTH.11111111  ：同じTRUNKとDEPTHを持つ全てのノードを指定
TRUNK.1111.11111111  ：指定したTRUNKの値を持つ全てのノードを指定
TRUNK.1111.0  ：指定したTRUNKの値を持つ全ての中継ノードを指定
TRUNK.1111.NODESUBADDRESS  ：同じTRUNKとNODESUBADDRESSを持つ全てのノードを指定
1111.DEPTH.NODESUBADDRESS  ：同じDEPTHとNODESUBADDRESSを持つ全てのノードを指定
1111.1111.11111111  ：全てのノードを指定
なお、特定の値は、上述の場合に限られず、他の値を設定した場合も同様である。【００６６】
（３）SubNetMaskを用いたマルチキャスト
送信先アドレスを指定する方法の１つとして、マルチキャスト指定の有効範囲を決定するためにSubNetMaskを使用する。送信先アドレスを指定する場合に、SubNetMaskと宛先アドレスの指定方法により自由度の高いアドレスを指定することができる。
SubNetMaskの判定方法として、例えば、宛先アドレスとSubNetMaskとのアドレス比較を行い、SubNetMaskのビットが「１」の桁は宛先アドレスを識別し、SubNetMaskのビットが「０」の桁は宛先アドレスが何であっても「０」と「１」の両方を取り得るものとする。この場合について、図１４に示したアドレス設定レジスタの値の条件で、具体例を以下に挙げる。【００６７】
例１）
宛先アドレス  =  1011.1011.11010111
SubNetMask  =  1111.1110.11111111
とすると、これらのアドレス比較を行う。SubNetMaskのTRUNKフィールドとNODESUBADDRESSフィールドは全て「１」なので、TRUNK=  1011、NODESUBADDRESS=  11010111が指定される。SubNetMaskのDEPTHフィールドは上３桁が「１」で下１桁が「０」なので、DEPTH=  1010  または  1011が指定される。よって、TRUNK=  1011、DEPTH=  1010  または  1011、NODESUBADDRESS=  11010111である全てのノードを指定することになる。【００６８】
例２）
宛先アドレス  =  1011.1011.11010111
SubNetMask  =  1111.1111.00000001
とすると、これらのアドレス比較を行う。SubNetMaskのTRUNKフィールドとDEPTHフィールドは全て「１」なので、TRUNK=  1011、DEPTH=  1011が指定される。SubNetMaskのNODESUBADDRESSフィールドは下１桁が「１」で他の全ての桁が「０」なので、NODESUBADDRESSの下一桁が１に指定され、他の桁は「０」と「１」の両方の値を取り得る。よって、TRUNK=  1011、DEPTH=  1011、NODESUBADDRESSの下一桁が１である全てのノードを指定することになる。【００６９】
なお、SubNetMaskの判定条件は、上述の場合に限られない。例えば、「０」の桁だけ比較する場合でも同様である。【００７０】
次に、受信するフレームのアドレスフィルタリング処理について説明する。本実施例の処理方法では、フレームにSubNetMaskがあってもなくてもいずれの場合にも対応可能である。受信ノードは、以下に説明する手順でアドレスフィルタリング処理を制御部５６が行って自ノード宛のフレームであるか否かを判断する。【００７１】
図１５はフレームの宛先を判断する手順を示すフローチャートである。【００７２】
制御部５６は、他のノードからフレームを受信すると、フレームにSubNetMask（ＳＭ）が有るか否かを判定する（ステップ３０１）。ＳＭがなければ、TRUNK、DEPTH、NODESUBADDRESSの各フィールドが全て「１」のＳＭを用意する（ステップ３０２）。フレームにＳＭが有れば、ＳＭを準備しない。【００７３】
続いて、宛先ノードアドレス（ＤＡ）について上記３つのフィールドのうち、全て「１」に設定されたフィールドがあるか否かを判定する（ステップ３０２）。全て「１」が設定されたフィールドがあると、ＳＭにおける該当フィールドのビットを全て「０」にする（ステップ３０４）。ＤＡ内で全て「１」に設定されたフィールドがあると、そのフィールドで指定可能な全てのノードがフレームの転送先として選択されていることを意味する。ＳＭでそのフィールドを全て「０」にすることで、上記例１）、例２）で説明したように、この後のビット演算で、その意味が失われないようにするためである。【００７４】
その後、制御部５６は、ビット演算のＤＡ＊ＳＭ＝＝ＭＡ＊ＳＭが成立するか否か判定する（ステップ３０５）。続いて、この式が成立する場合、フレームを自ノード宛として処理する（ステップ３０６）。マルチキャストの場合には、自ノード以外のアドレスも含まれているため、マルチキャストか否か判定する（ステップ３０７）。マルチキャストでない場合、自ノード宛だけなので処理を終了する。【００７５】
ステップ３０７で、マルチキャストである場合、自ノード以外の宛先が末端ノードであるか否かを判定する（ステップ３０８）。また、ステップ３０５で、ＤＡ＊ＳＭ＝＝ＭＡ＊ＳＭが成立しない場合もステップ３０８の処理を行う。ステップ３０８で、宛先が末端ノードでない場合、他ノードへの転送処理を起動する（ステップ３０９）。宛先が末端ノードである場合、末端ノードへフレームを転送する（ステップ３１０）。
【実施例３】
【００７６】
本実施例は、第２の実施形態で説明した通信ネットワークおよびアドレス割当方法をビル管理に応用したものである。【００７７】
図１６は本実施例におけるアドレス割当方法を説明するための図である。図１６を参照して、本発明のアドレス割当方法をビル管理に応用する場合を説明する。【００７８】
第２の実施形態で説明した通信ネットワークおよびアドレス割当方法を利用し、ビルの１号棟にはTRUNK=1のノードを用い、２号棟にはTRUNK=2のノードを用いる。また、同じくビルの１階にはDEPTH=1のノードを用い、２階にはDEPTH=2のノードを用い、３階にはDEPTH=3のノードを用いる。【００７９】
以上のようにノードを配置し、さらに、実施例２のアドレス指定を用いる。ここで、アドレス設定レジスタの値を、図１４のアドレス設定レジスタの値の場合について例をあげると、２号棟３階のノード全てを指定するためには宛先アドレスとして、0010.0011.11111111  を用いる。これを10進数にすると、「2.3.255」となり、ノードアドレスを直感的に見つけることができる。【００８０】
本発明の通信ネットワークおよびアドレス割当方法をビル管理などに応用し、TRUNKを棟に対応させ、DEPTHを階に対応させると、TRUNK=2、DEPTH=3のノードは2号棟3階のノードであるというように、直感的に理解しやすいアドレスを与えることができる。これにより、応用ソフトの作成が容易になる。【００８１】
本発明の通信ネットワークでは、複数の上位ノードが直線状に接続され、そして、上位ノードを中心として複数の末端ノードが直接接続される。このような構成にすることで、１つのノードから他のノードへのルーティングが１通りとなり、ルーティングのための複雑な処理を必要としない。また、上位ノードの配列順序が一意的に決まり、カスケード型トポロジにおける各上位ノードのアドレスがその順序となるホップ数で決定可能となる。【００８２】
そして、上位ノードに接続される複数の末端ノードに対して上位ノードが識別子（ノード副番号）を付与すれば、各末端ノードのアドレスは、上位ノードの配列順序、および、同じ上位ノードに接続される複数の末端ノード毎に異なる識別子で特定される。よって、背景技術で説明した通信ネットワーク技術よりもシンプルなアドレス体系を構築することが可能となる。【００８３】
本発明によれば、無線通信の電波の到達範囲を超えるような広範囲の通信エリアをカバーし、かつ、多数のノードをかかえる大規模ネットワークを、背景技術で説明した通信ネットワーク技術よりも簡単に構成することが可能である。また、１つのノードから他のノードへの通信経路を１つに絞り込むためのルーティングを必要としない。そのため、フレーム転送時の通信経路にあたるノードの転送処理の負荷が軽減する。【００８４】
また、アドレス体系が大きくなるのが抑制され、背景技術で説明した通信ネットワーク技術よりもアドレス管理テーブルの規模を縮小できる。そのため、アドレス管理テーブルを格納しておくためのメモリ容量が、背景技術で説明した通信ネットワーク技術よりも小さくてすむ。【００８５】
さらに、ある上位ノードが下位ノードにアドレスを与える場合、例えば、下位ノードが末端ノードであれば新しいノード副番号を付与すればよいので、特許文献１に例示されたCm、Lmなどのネットワークパラメータを参照する必要がない。そのため、Cm、Lmなどの値を一部のノードに通達する必要がなく、不要な通信を削減できる。【００８６】
なお、本発明の通信ネットワークおよびアドレス割当方法を、家庭内の各種センサを集中管理する家庭内管理、ビルの空調管理、ならびに監視カメラおよび入退場のセキュリティ管理などに用いられる無線センサネットワークの用途に適用できる。家庭内の各種センサとは、室内灯の点灯、室内温度、冷蔵庫内の温度などのセンサである。【００８７】
また、本発明のアドレス割当方法を上位ノードが実行する場合に限らず、操作者が本発明のアドレス割当方法を用いて各末端ノードのアドレスを設定してもよい。【００８８】
以上、実施形態及び実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。【００８９】
この出願は、２００６年１１月２２日に出願された日本出願の特願２００６−３１５６１０の内容が全て取り込まれており、この日本出願を基礎として優先権を主張するものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年3月17日(2008.3.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アドレスが割り当てられ、カスケード型トポロジを構成する複数の上位ノードと、
アドレスが割り当てられ、前記複数の上位ノードの少なくともいずれかに接続され、該上位ノードとスター型トポロジを構成する複数の末端ノードと、
を有する通信ネットワーク。
【請求項２】
請求の範囲１記載の通信ネットワークにおいて、
前記カスケード型トポロジが複数設けられ、
複数の前記カスケード型トポロジの通信経路における所定の通信方向の最上流側に基地局が設けられた通信ネットワーク。
【請求項３】
カスケード型トポロジを構成する複数の上位ノードと、
前記複数の上位ノードの少なくともいずれかに接続され、該上位ノードとスター型トポロジを構成する複数の末端ノードと、を有し、
前記上位ノードのアドレスが、前記カスケード型トポロジの通信経路における所定の通信方向の最上流の上位ノードから下流への上位ノードの深度レベルを示すホップ数を少なくとも有し、
前記末端ノードのアドレスが、前記ホップ数と、前記上位ノードが自装置に接続される前記複数の末端ノードを識別するためのノード副番号とからなる、通信ネットワーク。
【請求項４】
カスケード型トポロジを構成する複数の上位ノードと、
前記複数の上位ノードの少なくともいずれかに接続され、該上位ノードとスター型トポロジを構成する複数の末端ノードと、を有し、
前記カスケード型トポロジが複数設けられ、
複数の前記カスケード型トポロジの通信経路における所定の通信方向の最上流側に基地局が設けられ、
前記上位ノードのアドレスが、前記基地局に接続される複数の前記カスケード型トポロジの通信経路を識別するための枝番号と、前記基地局から下流への上位ノードの深度レベルを示すホップ数とを少なくとも有し、
前記末端ノードのアドレスが、前記枝番号と、前記ホップ数と、前記上位ノードが自装置に接続される前記複数の末端ノードを識別するためのノード副番号とからなる、通信ネットワーク。
【請求項５】
請求の範囲４記載の通信ネットワークにおいて、
前記アドレスとして所定のホップ数および所定のノード副番号を含む全てのノードに同一のフレームを送信する際、該フレームの宛先アドレスは、前記所定のホップ数および前記所定のノード副番号であって、かつ、前記枝番号がワイルドカードである、通信ネットワーク。
【請求項６】
請求の範囲４記載の通信ネットワークにおいて、
前記アドレスとして所定の枝番号および所定のノード副番号を含む全てのノードに同一のフレームを送信する際、該フレームの宛先アドレスは、前記所定の枝番号および前記所定のノード副番号であって、かつ、前記ホップ数がワイルドカードである、通信ネットワーク。
【請求項７】
請求の範囲４記載の通信ネットワークにおいて、
前記アドレスとして所定の枝番号および所定のホップ数を含む全てのノードに同一のフレームを送信する際、該フレームの宛先アドレスは、前記所定の枝番号および前記ホップ数であって、かつ、前記ノード副番号がワイルドカードである、通信ネットワーク。
【請求項８】
請求の範囲１から７のいずれか１項記載の通信ネットワークにおいて、
前記上位ノード間を接続する通信経路、および前記上位ノードと前記末端ノードとを接続する通信経路のうち少なくとも１つが無線通信によるものである通信ネットワーク。
【請求項９】
カスケード型トポロジを構成する複数の情報処理装置と、前記複数の情報処理装置の少なくともいずれかに接続され、該情報処理装置とスター型トポロジを構成する複数の末端ノードとを有する通信ネットワークにおける前記情報処理装置であって、
アドレス管理テーブルが格納される記憶部と、
前記末端ノードが接続されると、前記カスケード型トポロジの通信経路における所定の通信方向の最上流の情報処理装置から下流への自装置の深度レベルを示すホップ数と、自装置に接続される前記複数の末端ノード毎に異なるノード副番号とからなるアドレスを前記末端ノードに割り当て、該アドレスを前記アドレス管理テーブルに登録する制御部と、
を有する情報処理装置。
【請求項１０】
請求の範囲９記載の情報処理装置において、
前記通信ネットワークは、前記カスケード型トポロジが複数設けられ、複数の該カスケード型トポロジの通信経路における所定の通信方向の最上流側に基地局が設けられ、
前記制御部は、
前記末端ノードが接続されると、前記基地局に接続される複数の前記カスケード型トポロジの通信経路のうち自装置が接続された通信経路を示す枝番号と、前記ホップ数と、前記ノード副番号とからなるアドレスを前記末端ノードに割り当て、該アドレスを前記アドレス管理テーブルに登録する、情報処理装置。
【請求項１１】
カスケード型トポロジを構成する複数の上位ノードと、前記複数の上位ノードの少なくともいずれかに接続され、該上位ノードとスター型トポロジを構成する複数の末端ノードとを有する通信ネットワークにおけるアドレス割当方法であって、
前記上位ノードは、接続される前記末端ノードに対して、前記カスケード型トポロジの通信経路における所定の通信方向の最上流の上位ノードから下流への自装置の深度レベルを示すホップ数と、自装置に接続される前記複数の末端ノード毎に異なるノード副番号とからなるアドレスを割り当てる、アドレス割当方法。
【請求項１２】
請求の範囲１１記載のアドレス割当方法において、
前記通信ネットワークに、前記カスケード型トポロジが複数設けられ、複数の該カスケード型トポロジの通信経路における所定の通信方向の最上流側に基地局を備え、
前記上位ノードは、接続される前記末端ノードに対して、前記基地局に接続される複数の前記カスケード型トポロジの通信経路のうち自装置が接続された通信経路を示す枝番号と、前記ホップ数と、前記ノード副番号とからなるアドレスを割り当てる、アドレス割当方法。
【国際調査報告】
2008062724.tif 000021
2008062724.tif 000022