(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身の機器情報と接続構成情報を送信するためのネットワーク機器エージェントまたは自身の機器情報を送信するためのエンド端末エージェントを有するＨＴＩＰ（Home network Topology Identifying Protocol）対応機器が接続されたホームネットワークに接続されるトポロジー特定装置であって、
前記ネットワーク機器エージェントから前記接続構成情報および前記機器情報を受信するとともに前記エンド端末エージェントから前記機器情報を受信する受信部と、
前記受信部により受信された前記接続構成情報と前記機器情報に基づいて、ネットワーク機器とエンド端末を総称した端末全体の集合Ｇおよび互いに直接接続された２以上の端末の集合Ｅｎｔの組を求めることで、前記ホームネットワークにおけるトポロジーを特定するマネージャ部と、
を備えたことを特徴とするトポロジー特定装置。
【請求項２】
前記ホームネットワークには、前記ネットワーク機器エージェントまたは前記エンド端末エージェントを有しない１または複数のＨＴＩＰ非対応機器を通じてＨＴＩＰ対応機器ＡとＨＴＩＰ対応機器Ｂが接続され、
前記ＨＴＩＰ対応機器Ａにおいて、前記ＨＴＩＰ非対応機器を介して間接的に前記ＨＴＩＰ対応機器Ｂと接続されている物理ポートをＰａ１とし、
前記ＨＴＩＰ対応機器Ｂにおいて、前記ＨＴＩＰ非対応機器を介して間接的に前記ＨＴＩＰ対応機器Ａと接続されている物理ポートをＰｂ１とした場合、
前記マネージャ部は、前記物理ポートＰａ１とＰｂ１は近接ポートであると定義し、前記近接ポートの集合として前記Ｅｎｔをとらえることで、前記ホームネットワークにおけるトポロジーを特定することを特徴とする請求項１記載のトポロジー特定装置。
【請求項３】
前記マネージャ部は、前記ホームネットワークにおいてＭＡＣコピー機能を有するネットワーク機器が存在する場合、（１）全てのＨＴＩＰ対応機器のエージェントから送信されてくるＭＡＣアドレステーブルと同義である前記接続構成情報、（２）ＬＬＤＰＤＵヘッダの送信元ＭＡＣアドレスもしくはＩＤ、（３）全てのＨＴＩＰ対応機器のエージェントから送信されてくるＭＡＣアドレステーブル中のＴＬＶに基づいて、前記ホームネットワークにおけるトポロジーを特定することを特徴とする請求項１または２記載のトポロジー特定装置。
【請求項４】
さらに、前記マネージャ部により特定されたトポロジーを描画する描画部を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のトポロジー特定装置。
【請求項５】
自身の機器情報と接続構成情報を送信するためのネットワーク機器エージェントまたは自身の機器情報を送信するためのエンド端末エージェントを有するＨＴＩＰ対応機器が接続されたホームネットワークにおけるトポロジー特定方法であって、
前記ネットワーク機器エージェントから前記接続構成情報および前記機器情報を受信するとともに前記エンド端末エージェントから前記機器情報を受信する受信ステップと、
前記受信ステップで受信された前記接続構成情報と前記機器情報に基づいて、ネットワーク機器とエンド端末を総称した端末全体の集合Ｇおよび互いに直接接続された２以上の端末の集合Ｅｎｔの組を求めることで、前記ホームネットワークにおけるトポロジーを特定する特定ステップと、
を備えたことを特徴とするトポロジー特定方法。
【請求項６】
前記ホームネットワークには、前記ネットワーク機器エージェントまたは前記エンド端末エージェントを有しない１または複数のＨＴＩＰ非対応機器を通じてＨＴＩＰ対応機器ＡとＨＴＩＰ対応機器Ｂが接続され、
前記ＨＴＩＰ対応機器Ａにおいて、前記ＨＴＩＰ非対応機器を介して間接的に前記ＨＴＩＰ対応機器Ｂと接続されている物理ポートをＰａ１とし、
前記ＨＴＩＰ対応機器Ｂにおいて、前記ＨＴＩＰ非対応機器を介して間接的に前記ＨＴＩＰ対応機器Ａと接続されている物理ポートをＰｂ１とした場合、
前記特定ステップでは、前記物理ポートＰａ１とＰｂ１は近接ポートであると定義し、前記近接ポートの集合として前記Ｅｎｔをとらえることで、前記ホームネットワークにおけるトポロジーを特定することを特徴とする請求項５記載のトポロジー特定方法。
【請求項７】
前記特定ステップでは、前記ホームネットワークにおいてＭＡＣコピー機能を有するネットワーク機器が存在する場合、（１）全てのＨＴＩＰ対応機器のエージェントから送信されてくるＭＡＣアドレステーブルと同義である前記接続構成情報、（２）ＬＬＤＰＤＵヘッダの送信元ＭＡＣアドレスもしくはＩＤ、（３）全てのＨＴＩＰ対応機器のエージェントから送信されてくるＭＡＣアドレステーブル中のＴＬＶに基づいて、前記ホームネットワークにおけるトポロジーを特定することを特徴とする請求項５または６記載のトポロジー特定方法。
【請求項８】
請求項５から７のいずれか一項に記載した各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とするトポロジー特定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホームネットワークに接続された機器のトポロジー（接続形態）を特定するトポロジー特定装置、トポロジー特定方法、およびトポロジー特定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のネットワーク機器がどのようなトポロジーで接続されているかを知り、ネットワーク構成図を生成するための従来の技術として、非特許文献１に記載のＳＮＭＰを利用して非特許文献２に記載のＭＩＢ−IIの情報を取得する方法がある。ＳＮＭＰはSimple Network Management Protocolのアクロニムで、ＩＰネットワーク上のネットワーク機器を監視・制御するためのプロトコルである。ＭＩＢ−IIはManagement Information Base−IIのアクロニムで、ＴＣＰ／ＩＰベースのネットワーク間でのネットワーク管理プロトコルで使われる管理情報ベースである。ＭＩＢが取り扱う情報の一例として、ネットワーク上でネットワーク構築者が変更できるＩＰアドレスと、機器製造時に固定される物理的に一意なＭＡＣアドレスの対応づけを行なうＡＲＰ（Address Resolution Protocol）テーブルがある。
【０００３】
このようなＳＮＭＰ、ＭＩＢ−IIを有するネットワーク機器やＰＣ等の端末は企業内において短期間に障害の発生を検知し、障害箇所を突き止め、修理あるいは代替物との交換を行なう必要性から用いられるもので、一般の家庭で用いられるエンド端末やネットワーク機器に比べて高価であり、また各種設定を必要とする。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】RFC 2571, "An Architecture for Describing SNMP Management Frameworks", April 1999.(URL= http://www.ietf.org/rfc/rfc2571.txt、2010年2月17日検索)
【非特許文献２】RFC 1213, "Management Information Base for Network Management of TCP/IP-based internets: MIB-II", March 1991.(URL=http://www.ietf.org/rfc/rfc1213.txt、2010年2月17日検索)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
企業において用いられるような高価でかつ設定の手間のかかるネットワーク機器およびエンド端末を用いることで、従来の技術によってもホームネットワークのトポロジーを特定することはできる。しかしながら、このように高価な機器（エンド端末、ネットワーク機器）を比較的安価なネットワーク機器やエンド端末で構成されるホームネットワークに求めることはできない。ホームネットワークに接続されるエンド端末は、ＴＶやＤＶＤレコーダや電話／ＦＡＸ／プリンタ複合機などの家電商品と呼ばれる範疇の製品である。既に市販されておりこれからも市販されるこれらの装置に対して、従来の技術に紹介したＳＮＭＰやＭＩＢ−IIのような機能の完備を求めることは現実的ではない。また、家庭において構築されるホームネットワークにおいてはネットワーク機器も安価なものであることが想定できる。
【０００６】
すなわち、ホームネットワークにおいては、ネットワーク機器は通信の転送を行なうことにとどまっており、ネットワーク機器に接続されたその他の端末に関する情報を提供しない。このため、ホームネットワークにおいてこれら安価なネットワーク機器を用いた場合、ホームネットワーク内でどのような端末がどのようなトポロジーで接続されているかを知ることができないという課題がある。この結果、ホームネットワークの端末に障害が生じた際に、障害を起こしている機器の発見や対処が困難であった。
【０００７】
本発明は、上述した従来の技術に鑑み、ホームネットワークにおいて安価な機器を用いた場合でもそのトポロジーを適切に特定することができるトポロジー特定装置、トポロジー特定方法、およびトポロジー特定プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、第１の態様に係る発明は、自身の機器情報と接続構成情報を送信するためのネットワーク機器エージェントまたは自身の機器情報を送信するためのエンド端末エージェントを有するＨＴＩＰ（Home network Topology Identifying Protocol）対応機器が接続されたホームネットワークに接続されるトポロジー特定装置であって、前記ネットワーク機器エージェントから前記接続構成情報および前記機器情報を受信するとともに前記エンド端末エージェントから前記機器情報を受信する受信部と、前記受信部により受信された前記接続構成情報と前記機器情報に基づいて、ネットワーク機器とエンド端末を総称した端末全体の集合Ｇおよび互いに直接接続された２以上の端末の集合Ｅｎｔの組を求めることで、前記ホームネットワークにおけるトポロジーを特定するマネージャ部とを備えたことを要旨とする。
【０００９】
第２の態様に係る発明は、第１の態様に係る発明において、前記ホームネットワークには、前記ネットワーク機器エージェントまたは前記エンド端末エージェントを有しない１または複数のＨＴＩＰ非対応機器を通じてＨＴＩＰ対応機器ＡとＨＴＩＰ対応機器Ｂが接続され、前記ＨＴＩＰ対応機器Ａにおいて、前記ＨＴＩＰ非対応機器を介して間接的に前記ＨＴＩＰ対応機器Ｂと接続されている物理ポートをＰａ１とし、前記ＨＴＩＰ対応機器Ｂにおいて、前記ＨＴＩＰ非対応機器を介して間接的に前記ＨＴＩＰ対応機器Ａと接続されている物理ポートをＰｂ１とした場合、前記マネージャ部が、前記物理ポートＰａ１とＰｂ１は近接ポートであると定義し、前記近接ポートの集合として前記Ｅｎｔをとらえることで、前記ホームネットワークにおけるトポロジーを特定することを要旨とする。
【００１０】
第３の態様に係る発明は、第１または第２の態様に係る発明において、前記マネージャ部が、前記ホームネットワークにおいてＭＡＣコピー機能を有するネットワーク機器が存在する場合、（１）全てのＨＴＩＰ対応機器のエージェントから送信されてくる前記接続構成情報と同義であるＭＡＣアドレステーブル、（２）ＬＬＤＰＤＵヘッダの送信元ＭＡＣアドレスもしくはＩＤ、（３）全てのＨＴＩＰ対応機器のエージェントから送信されてくるＭＡＣアドレステーブル中のＴＬＶに基づいて、前記ホームネットワークにおけるトポロジーを特定することを要旨とする。
【００１１】
第４の態様に係る発明は、第１から第３のいずれかの態様に係る発明において、さらに、前記マネージャ部により特定されたトポロジーを描画する描画部を備えたことを要旨とする。
【００１２】
また、上記目的を達成するため、第５の態様に係る発明は、自身の機器情報と接続構成情報を送信するためのネットワーク機器エージェントまたは自身の機器情報を送信するためのエンド端末エージェントを有するＨＴＩＰ対応機器が接続されたホームネットワークにおけるトポロジー特定方法であって、前記ネットワーク機器エージェントから前記接続構成情報および前記機器情報を受信するとともに前記エンド端末エージェントから前記機器情報を受信する受信ステップと、前記受信ステップで受信された前記接続構成情報と前記機器情報に基づいて、ネットワーク機器とエンド端末を総称した端末全体の集合Ｇおよび互いに直接接続された２以上の端末の集合Ｅｎｔの組を求めることで、前記ホームネットワークにおけるトポロジーを特定する特定ステップとを備えたことを要旨とする。
【００１３】
第６の態様に係る発明は、第５の態様に係る発明において、前記ホームネットワークには、前記ネットワーク機器エージェントまたは前記エンド端末エージェントを有しない１または複数のＨＴＩＰ非対応機器を通じてＨＴＩＰ対応機器ＡとＨＴＩＰ対応機器Ｂが接続され、前記ＨＴＩＰ対応機器Ａにおいて、前記ＨＴＩＰ非対応機器を介して間接的に前記ＨＴＩＰ対応機器Ｂと接続されている物理ポートをＰａ１とし、前記ＨＴＩＰ対応機器Ｂにおいて、前記ＨＴＩＰ非対応機器を介して間接的に前記ＨＴＩＰ対応機器Ａと接続されている物理ポートをＰｂ１とした場合、前記特定ステップでは、前記物理ポートＰａ１とＰｂ１は近接ポートであると定義し、前記近接ポートの集合として前記Ｅｎｔをとらえることで、前記ホームネットワークにおけるトポロジーを特定することを要旨とする。
【００１４】
第７の態様に係る発明は、第５または第６の態様に係る発明において、前記特定ステップで、前記ホームネットワークにおいてＭＡＣコピー機能を有するネットワーク機器が存在する場合、（１）全てのＨＴＩＰ対応機器のエージェントから送信されてくるＭＡＣアドレステーブルと同義である前記接続構成情報、（２）ＬＬＤＰＤＵヘッダの送信元ＭＡＣアドレスもしくはＩＤ、（３）全てのＨＴＩＰ対応機器のエージェントから送信されてくるＭＡＣアドレステーブル中のＴＬＶに基づいて、前記ホームネットワークにおけるトポロジーを特定することを要旨とする。
【００１５】
また、上記目的を達成するため、第８の態様に係る発明は、第５から第７のいずれかの態様に係る各ステップをトポロジー特定プログラムがコンピュータに実行させることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ホームネットワークにおいて安価な機器を用いた場合でもそのトポロジーを適切に特定することができるトポロジー特定装置、トポロジー特定方法、およびトポロジー特定プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態におけるトポロジー特定装置の構成図である。
【図２】本発明の実施形態におけるホームネットワークの説明図である。
【図３】本発明の実施形態におけるＭＡＣアドレステーブルの説明図である。
【図４】本発明の実施形態におけるＭＡＣアドレステーブル・リストの説明図である。
【図５】本発明の実施形態におけるＭＡＣアドレステーブル・リストの説明図である。
【図６】本発明の実施形態におけるＭＡＣアドレステーブル・リストの説明図である。
【図７】本発明の実施形態における機器情報および接続構成情報の説明図である。
【図８】本発明の実施形態におけるホームネットワークの構成例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態におけるＭＡＣアドレステーブル・リストを示す図である。
【図１０】本発明の実施形態における仮想ネットワーク機器の配置例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態における仮想ネットワーク機器の配置例を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態における仮想ネットワーク機器の配置例を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態におけるＭＡＣアドレステーブル・リストを示す図である。
【図１４】本発明の実施形態におけるトポロジー特定手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
まず、本発明の概要を説明する。すなわち、本発明は、従来の課題を解決するために、（１）ネットワーク機器が自身の物理ポート間での通信を転送するために本質的に保持している接続構成情報と自身の情報（以下、機器情報と呼称する）を送信するための簡易なプログラム（以下、ネットワーク機器エージェントと呼称する）を具備する。また、（２）エンド端末が機器情報を送信するための簡単なプログラム（以下、エンド端末エージェントと呼称する）を具備する。さらに、（３）ホームネットワークに接続されたエンド端末あるいはネットワーク機器（以下、両者を区別せず単に端末と呼称する場合がある）上で実行するプログラム（以下、マネージャと呼称する）を具備する。そして、マネージャがネットワーク機器エージェントとエンド端末エージェントから接続構成情報と機器情報を受信し、その接続構成情報と機器情報に基づいてホームネットワークのトポロジーを特定する。また、マネージャは、必要に応じてエンド端末エージェントに対してＩＣＭＰｅｃｈｏを送信し、死活状態を監視することもある。
【００２０】
原理的には上述の通りの動作であるが、ネットワーク機器が接続情報と機器構成情報をそのネットワーク機器の有する蓄積部にあらかじめ蓄積しておき、接続構成情報と機器情報を代理で送信する仕組みとしても良い。このようにすれば、通信量を低減することができる。
【００２１】
ホームネットワークに接続された全てのネットワーク機器、全てのエンド端末がそれぞれ、ネットワーク機器エージェント、エンド端末エージェントを具備することが望ましいが、家庭用の安価なネットワーク機器、ホーム機器で構成されるホームネットワークにおいては、これらのプログラム（ネットワーク機器エージェント、エンド端末エージェント）が完備されていることを期待することはできない。このため、一部のネットワーク機器がネットワーク機器エージェントを持たない場合及び一部のエンド端末がエンド端末エージェントを持たない場合及びその両方において、ホームネットワークのトポロジーを矛盾なく特定できるようにするために、マネージャは、自身が受信した接続構成情報と機器情報から後述する原理に従ってホームネットワーク構成情報を算出する。
【００２２】
本発明の原理を説明するために、ここで用語と概念を定義する。
【００２３】
（１）エンド端末とは、通信においてフレーム／パケットを終端するものである。
【００２４】
（２）ネットワーク機器とは、通信においてフレーム／パケットを転送するものである。
【００２５】
（３）端末とは、ネットワーク機器、エンド端末を総称したものである。
【００２６】
（４）ＨＴＩＰ対応端末とは、エンド端末エージェントプログラムを有するエンド端末か、ネットワーク機器エージェントプログラムを有するネットワーク機器である。ここで、ＨＴＩＰとはHome network Topology Identifying Protocolのことである。
【００２７】
（５）ＨＴＩＰ非対応端末とは、これらのエージェントプログラムを有しない端末である。
【００２８】
（６）近接ポート：ＨＴＩＰ対応のネットワーク機器の物理ポートＰ１から他のＨＴＩＰ対応ネットワーク機器の物理ポートＰ２までの径路上に、他のＨＴＩＰ対応のネットワーク機器が接続されていないとき、Ｐ１とＰ２は近接ポートであると定義する。
【００２９】
（７）ＭＡＣアドレステーブル・リスト：ホームネットワーク内のＨＴＩＰ対応ネットワーク機器から収集したＭＡＣアドレステーブルからなるリストのこと（ＭＡＣアドレステーブル自体はＨＴＩＰ非対応ネットワーク機器も有している）。
【００３０】
（８）ＭＡＣコピー機能：無線ネットワーク上のアクセスポイントＡＰに無線接続する機器ステーション（ＳＴＡ）が具備しうる機能のひとつ。ＳＴＡの有線ポートに接続されている端末からのパケットを無線ポートに転送する時、ＩＥＥＥ８０２．１１ヘッダにおける送信元ＭＡＣアドレスをＳＴＡの無線ポートのＭＡＣアドレスに変更し、アクセスポイントＡＰに送信する機能のこと。このため、通信先にはＳＴＡ有線ポートに接続された端末のＭＡＣアドレスが送信されないことになる。
【００３１】
次に、ホームネットワークのトポロジーについて詳しく説明する。ホームネットワークのトポロジーとは、（１）｛端末全体｝の集合、（２）｛互いに直接接続された２以上の端末｝の集合の２つ組であり、具体的には次のようになる。
【００３２】
（１）端末全体の集合Ｇ
Ａをアクセスゲートウェイ、ＮＷ１、ＮＷ２をネットワーク機器、Ｅ１〜Ｅ６をエンド端末とすると、端末全体の集合Ｇは次の通りである。
【００３３】
Ｇ＝｛Ａ，ＮＷ１，ＮＷ２，Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６｝
（２）互いに直接接続された２以上の端末の集合Ｅｎｔ
互いに直接接続された端末を｛Ａ，ＮＷ１｝，｛ＮＷ１，Ｅ１｝，・・・のように対として表す。ＵＴＰケーブルで接続されている場合には１対１接続であるから要素数は２となり、無線ＬＡＮ接続などバス形式で接続されている場合には要素数は２以上となる。この結果、互いに直接接続された２以上の端末の集合Ｅｎｔは次のようになる。
【００３４】
Ｅｎｔ＝｛｛Ａ，ＮＷ１｝，｛ＮＷ１，Ｅ１｝，｛ＮＷ１，ＮＷ２｝，・・・｝
以上二つをあわせた組（Ｇ，Ｅｎｔ）あるいは端末の集合Ｇを省略したＥｎｔがホームネットワークのトポロジーになる。実際には、ＡとＮＷ１が近接ポートである場合などＨＴＩＰ非対応機器が存在する場合があるため、「直接」接続されるネットワーク機器のみではなく「近接ポート」の集合としてＥｎｔをとらえる。
【００３５】
図１は、本発明の実施形態におけるトポロジー特定装置の構成図である。このトポロジー特定装置１００は、図１に示すように、マネージャを実行するエンド端末であり、機能的には、受信部１０１と、送信部１０２と、蓄積部１０３と、マネージャ部１０４と、描画部１０５とを備えている。受信部１０１は、ネットワーク機器エージェントから接続構成情報および機器情報を受信するとともにエンド端末エージェントから機器情報を受信する。マネージャ部１０４は、受信部１０１により受信された接続構成情報と機器情報に基づいて（Ｇ，Ｅｎｔ）を求めることで、ホームネットワークにおけるトポロジーを特定する。描画部１０５は、マネージャ部１０４により特定されたトポロジーを描画する。このような描画部１０５としては、“Graphviz-Graph Visualization Software”などの既存ツールを採用することができる。
【００３６】
なお、トポロジー特定装置１００は上記した通りエンド端末であるので、機器情報などの情報を他の端末に送信するための送信部１０２を備えている。また、接続構成情報や機器情報などの各種情報を蓄積する蓄積部１０３を備えてもよいし、さらに、描画部１０５により描画された描画情報（トポロジー）を利用者に提示するための液晶ディスプレイ等（図示せず）を備えてもよいのはもちろんである。
【００３７】
以上の準備のもとで、本発明の原理を図面を用いて説明する。
【００３８】
図２は、本発明の原理の説明図である。１１はＷＡＮ、１２はホームゲートウェイ装置、１３はネットワーク機器Ａ、１４はネットワーク機器Ｂ、１５はネットワーク機器Ｃ、１６はネットワーク機器Ｄである。以下の説明では、符号１３のネットワーク機器Ａを「ネットワーク機器Ａ・１３」と呼称する（他の符号についても同様）。１７はネットワーク機器Ｃ・１５に接続された端末Ａ、１８はネットワーク機器Ｃ・１５に接続された端末Ｂ、１９はネットワーク機器Ｄ・１６に接続された端末Ｃ、１１０はネットワーク機器Ｄ・１６に接続された端末Ｄである。同図中に示す各々の括弧内の数字は、原理の説明のためにホームゲートウェイ装置、ネットワーク機器、および端末の物理ポートを識別するための識別子として、その機器に付した番号である。説明のため、同図中で一意な番号を付与している。
【００３９】
ホームネットワークは、これらホームゲートウェイ装置１２、ネットワーク機器Ａ・１３、ネットワーク機器Ｂ・１４、ネットワーク機器Ｃ・１５、ネットワーク機器Ｄ・１６、端末Ａ・１７、端末Ｂ・１８、端末Ｃ・１９、端末Ｄ・１１０およびこれら構成要素間を接続する線により構成される（ＷＡＮ１１およびＷＡＮ１１とホームゲートウェイ装置１２間の線（１）は除く）。これら構成要素間を接続する線（１）〜（１３）は物理的にはＬＡＮケーブルまたは無線ＬＡＮである。
【００４０】
エンド端末が通信を試みる又はネットワーク機器がその通信を仲介しようとしたときに、伝送されるフレームから各ポートの先に、直接・間接的につながっている機器のＭＡＣアドレスを知ることができる。本発明の原理の説明を簡便に行うため、各ネットワーク機器におけるＭＡＣアドレステーブルをひとつにまとめたリストを作成する。これを図５に示した。ホームゲートウェイ装置１２のポート番号（１）等はＭＡＣアドレス００：００：００：００：００：１１を有しているので、括弧内の数字の番号とＭＡＣアドレスを対応づくように表記した。以下、同様の省略記法を用いて説明する。特にわかりにくい場合には “＝（１２）”などの注釈をつけた。全ての物理ポートには一つのＭＡＣアドレスが対応しているものとして説明しているが、同じネットワーク機器における物理ポートのＭＡＣアドレスがそれぞれ異なる場合においてもホームネットワークのトポロジーを特定するアルゴリズムはかわることなく同じである。
【００４１】
次に、このＭＡＣアドレステーブル・リスト４１、５１から近接ポート組（タプル）を算出し、これら近接ポート組（タプル）の集合としてホームネットワークのトポロジーを特定することが本発明の特徴の１つである。なお、ここでは、ＭＡＣアドレステーブル・リストの前半を図５に、その後半を図６に示している。
【００４２】
図７は、本発明の原理の説明図である。６１は機器情報であり、６２は接続構成情報である。ここでは、ホームネットワーク機器がＨＴＩＰ対応である場合について説明する。
【００４３】
まず、機器情報６１について説明する。機器情報６１の第１列は機器情報ＩＤである。機器情報６１の第２列は機器情報実体である。機器情報６１は端末のそれぞれが有している情報である。これらの情報はエンド端末エージェントもしくはネットワーク機器エージェントから送信され、いずれかの端末で実行されるマネージャにて受信される。もちろん、先に述べたように、ネットワーク機器があらかじめ自身の蓄積部にそのネットワーク機器に接続されているエンド端末あるいはネットワーク機器の持つ機器情報を蓄積しておき、代理で送信しても良い。
【００４４】
なお、図７では機器情報ＩＤが１、２、３、４である場合について例示しているが、本発明は機器情報ＩＤの個数にとらわれるものではなく、４未満あるいは４を超える数さらには可変個の機器情報ＩＤに対しても適用可能であることはいうまでもない。機器情報実体は、その機器情報実体と組みをなしている機器情報ＩＤによって示される。この例で言えば、機器情報ＩＤ＝１については機器情報実体＝区分、機器情報ＩＤ＝２については機器情報実体＝メーカ名、のごとくである。
【００４５】
次に、接続構成情報６２について説明する。接続構成情報６２の第１列はホームゲートウェイ装置ＩＤあるいはネットワーク機器ＩＤである。第２列は大きくは接続構成情報実体である。それぞれの列について説明する。第２．１列はインターフェースタイプである。インターフェースタイプにより１対１接続であることや、多対多のバス接続であることがわかる。第２．２列はポートナンバーであり、当該ネットワーク機器の物理ポート毎に一意な識別子である。このポートナンバーはＭＡＣアドレスではないことに注意しておく。図２においては説明を簡単にするため、括弧内の数字に示すようにネットワーク機器毎に一意なだけではなく、図全体で一意な番号とした。第２．３列の表題にはＭＡＣアドレス集合と記した。この欄は、その物理ポートに直接・間接的に（すなわちネットワーク機器を介して）接続している全てのエンド端末およびホームゲートウェイ装置１２のＭＡＣアドレスからなる集合である。ネットワーク機器のＭＡＣアドレスは、説明が煩雑にならないようにするため、６２においては３１，４１，５１とは異なり記載しないこととした。あるネットワーク機器の各物理ポート毎に対応しているＭＡＣアドレスの集合は、正確には次に述べるものである。
【００４６】
（ａ）その物理ポートに何も接続されていない場合は、その物理ポートに対応するＭＡＣアドレス集合は空集合φ＝｛｝である。
【００４７】
（ｂ）その物理ポートに対向して接続されているものがエンド端末の場合は、その端末のＭＡＣアドレス１つからなる集合である。例えば、図２の物理ポート（１０）に対応するＭＡＣアドレス集合は｛Ａ｝である。ここで、端末Ａ・１７のＭＡＣアドレスを簡単に記載するため、Ａと書き表した。以下、同様の省略記法を用いる。
【００４８】
（ｃ）その物理ポート（説明のためにωと呼ぶ）に対向して接続されているものがネットワーク機器の場合には、次のステップ（Ａ）からステップ（Ｄ）のようにして計算されるＭＡＣアドレスの集合である。
【００４９】
（Ａ）対向側ネットワーク機器の全ての物理ポートの集合を求める。ここでは、この集合としてΣ＝｛α、β、γ、δ｝を用いる。α、β、γ、δは対向側ネットワーク機器の物理ポートである。
【００５０】
（Ｂ）物理ポートωに対向して接続されている物理ポートをαとする。
【００５１】
（Ｃ）Σからαを取り除いた集合、すなわちΣ’＝Σ＼｛α｝を求める。ここで、記号「＼」は差集合を表しており、Σ’＝｛β、γ、δ｝である。
【００５２】
（Ｄ）Σ’の各物理ポートに対して帰納的に対応するＭＡＣアドレスの集合を求める。
【００５３】
「帰納的に」とは、計算機プログラムで用いられる良く知られた技法の一つであるリカーシブな関数呼び出しのことであり、「再帰的」と呼ばれることもある。この機能を備えたプログラム言語としては例えば「JIS X3010-1993プログラム言語C」がある。
【００５４】
（Ｅ）上記ステップ（Ｄ）で求めた全てのＭＡＣアドレスの集合を合併したものが、求めるべき物理ポートωに対応するＭＡＣアドレスの集合である。
【００５５】
具体的には、図２でω＝（６）とすれば、Σ＝｛（７）、（１０）、（１１）、（８）｝であり、Σ’＝｛（１０）、（１１）、（８）｝であり、物理ポート（１０）に対応するＭＡＣアドレスの集合は｛Ａ｝、物理ポート（１１）に対応するＭＡＣアドレスの集合は｛Ｂ｝、物理ポート（８）に対応するＭＡＣアドレスの集合はステップ（Ａ）から（Ｅ）を物理ポート（８）に対して帰納的に適用することで｛Ｃ，Ｄ｝と求まる。最終的な結果である、物理ポートω＝（６）に対応するＭＡＣアドレスの集合は、図７にも記載の通り｛Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ｝と計算される。
【００５６】
さて、これまでの説明で、ホームネットワークのトポロジーのうち、端末Ｇに関する情報は得られている。すなわち、接続構成情報６２の第１欄、及び第２．３欄に現れているＭＡＣアドレスから同定できる。端末Ｇの構成要素は、ネットワーク機器ＩＤ或いはエンド端末のＭＡＣアドレスである。
【００５７】
次に、ホームネットワークのトポロジーのうち、Ｅｎｔを求める手順を説明する。全ての端末が図７に記載の機器情報と接続構成情報を送信している場合には、それぞれの端末が直接接続されているかいないかを判定することができ、トポロジーを特定できる。例えば、図２、図７の場合であれば、全てのネットワーク機器が接続構成情報を送信することで接続構成情報６２を入手でき、それぞれの端末（エンド端末、ネットワーク機器）がどのように接続されているかを知ることができる。すなわち、Ｅｎｔ＝６２の第２．３列である。
【００５８】
以下、一部の端末がＨＴＩＰに対応していない場合について説明する。すなわち、一部のネットワーク機器が接続構成情報を送信しない場合には、次に述べる近接ポートという概念と推定アルゴリズムによりトポロジーを推定（特定）する。
【００５９】
まず、機器情報と接続構成情報を送信する機能を有するネットワーク機器（以下、ＨＴＩＰ対応機器と呼称する）のあるポートＰ１から他のＨＴＩＰ対応ネットワーク機器のあるポートＰ２までの径路上に、ＨＴＩＰ対応のネットワーク機器が接続されていないときのＰ１とＰ２のことを近接ポートと呼ぶ（定義（６））。
【００６０】
図８は、あるホームネットワークの構成図である。また、図９は、同図８におけるホームネットワークのＭＡＣアドレステーブル・リストである。図８では、ＨＴＩＰ対応ネットワーク機器ＡとＨＴＩＰ対応ネットワーク機器Ｂが様々なＨＴＩＰ非対応ネットワーク機器を通じて接続されている。ネットワーク機器Ａにおいて、ＨＴＩＰ非対応ネットワーク機器を介して間接的にネットワーク機器Ｂと接続されている物理ポートをＰａ１とする。同様に、ネットワーク機器Ｂにおいて、ＨＴＩＰ非対応ネットワーク機種を介して間接的にネットワーク機器Ａと接続されている物理ポートをＰｂ１とする。ネットワーク機器ＡのＰａ１以外の物理ポート（Ｐａ２，Ｐａｎ等）に接続されている端末のＭＡＣアドレスの集合をＸとし、同様に、ネットワーク機器ＢのＰｂ１以外の物理ポート（Ｐｂ２，Ｐｂｍ等）に接続されている端末のＭＡＣアドレスの集合をＺとする。
【００６１】
物理ポートＰａ１と物理ポートＰｂ１は定義（６）にある近接ポートである。それぞれの、物理ポートＰａ１（ｒｅｓｐ．物理ポートＰｂ１）と直接あるいは間接的に接続されている端末のＭＡＣアドレスは、図９の３行目の{b}∪Y∪Z（ｒｅｓｐ．７行目の{a}∪X∪Y）である。これら２つのＭＡＣアドレス・リストに記載されているＭＡＣアドレスの集合の共通部分はＹとなり、すなわちこれはＰａ１とＰｂ１の間に存在する全ての端末のＭＡＣアドレスの集合となる。図９で得られる情報と上で計算した集合Ｙから、次の２つの式を計算できる。
【００６２】
｛ａ｝∪Ｘ∪Ｙ＼Ｘ＼Ｙ＝｛ａ｝            式１
｛ｂ｝∪Ｙ∪Ｚ＼Ｚ＼Ｙ＝｛ｂ｝            式２
式１は、（１）ネットワーク機器ＡのＰｂ１に接続された端末のＭＡＣアドレスの集合全体から、（２）ネットワーク機器ＡのＰａ１以外のポートに接続されている端末のＭＡＣアドレスの集合Ｘを引き（集合差）、さらにＰａ１とＰｂ２の間にあるＨＴＩＰ非対応機器の端末のＭＡＣアドレスの集合Ｙを引いたもの（集合差）である。
【００６３】
式２は、（１）ネットワーク機器ＡのＰａ１に接続された端末のＭＡＣアドレスの集合全体から、（２）ネットワーク機器ＡのＰｂ１以外のポートに接続されている端末のＭＡＣアドレスの集合Ｚを引き（集合差）、さらにＰａ１とＰｂ２の間にあるＨＴＩＰ非対応機器の端末のＭＡＣアドレスの集合Ｙを引いたもの（集合差）である。
【００６４】
２つの式で、Ｐａ１とＰｂ１のＭＡＣアドレスａ，ｂが求まる。このＭＡＣアドレスａ，ｂがそれぞれ１つに定まるとき、Ｐａ１とＰｂ１は近接ポートである。逆に、上の計算でＭＡＣアドレスがそれぞれ１つに決まらないときは、Ｙ内部にＨＴＩＰ対応ネットワーク機器が存在するときであるから、Ｐａ１とＰｂ１は近接ポートではない。この計算を全ての端末の組Ｇ×Ｇに対して繰返し求めることで、求めたホームネットワークの全ての近接ポートの集合Ｅｎｔと端末全体の集合Ｇとを用いてホームネットワークのトポロジー（Ｇ，Ｅｎｔ）を特定する。
【００６５】
このように、いくつかのネットワーク機器がＨＴＩＰ非対応な場合でも、ホームネットワークのトポロジー（Ｇ，Ｅｎｔ）を特定することができる。そして、特定したトポロジー（Ｇ，Ｅｎｔ）を描画部１０５がグラフ等として描画して適切に提示することで、利用者がホームネットワークの状態を視覚的に把握することが簡単となる。
【００６６】
上記では全ての端末がＨＴＩＰ対応機器である場合、一部の端末がＨＴＩＰ非対応機器である場合にホームネットワークのトポロジーを特定する方法について説明したが、ＭＡＣコピー機能（定義（８））がある場合も同様にホームネットワークのトポロジーを特定することが可能である。この点については後述する。
【００６７】
以上のように、本発明によれば、企業で用いられているような高価なネットワーク機器や端末を用いることなく、安価で既に市販されているホーム機器も含めてホームネットワークのトポロジーを特定することができる。ホームネットワークに接続されるネットワーク機器が本文に述べたネットワーク機器エージェントを具備することは必須ではなく、当該エージェントを具備することでトポロジーに関してより詳しい情報を取得することが可能となるのである。
【００６８】
このようにホームネットワークのトポロジーを特定し、それを描画して利用者に提示すれば、ホーム機器に障害が発生した場合に迅速に問題点を発見することが可能になるのみならず、新たにホーム機器を増設する場合でも、その特定したトポロジーを元に適切な接続を検討することが可能となる。例えば、ＤＬＮＡ対応のビデオレコーダーとＴＶを接続する場合には広い通信帯域を必要とするのでネットワークのトポロジーとして近くに配置したほうが良い、などの判断を適切に行なうことができる。また、逆にホーム機器を撤去するときには、ホームネットワーク上のどこにそのホーム機器が存在しているかを確認することで、接続点を調べるための労力と時間を節約できる上に、別のホーム機器をホームネットワークから切り離してしまうといった誤りの発生を低減することができる。
【００６９】
本発明を良く表す実施形態について図面を用いて説明する。
【００７０】
すなわち、各端末エージェントプログラムが送信してマネージャプログラムが収集する機器情報と、各ネットワーク機器エージェントプログラムが送信してマネージャプログラムが収集する接続構成情報により、機器情報を含んだホームネットワーク構成図を表現することが可能になる。この実施形態においては、ホームネットワーク内にＨＴＩＰ対応機器とＨＴＩＰ非対応機器が混在する場合について説明する。なお、マネージャプログラムはＨＴＩＰ非対応機器から機器情報、接続構成情報を取得できないため、ＨＴＩＰ非対応機器の台数や配置を正確には特定できない。すなわち、ＨＴＩＰ非対応機器については推定により台数と配置に関する情報を定めることとなる。
【００７１】
本発明の原理に述べた、二つのＨＴＩＰ対応ネットワーク機器間にＨＴＩＰ非対応機器が存在する場合、それらＨＴＩＰ非対応機器の台数と構成を知ることはできない。このため、ＨＴＩＰ対応ネットワーク機器間に複数のエンド端末が接続されていることを検知した場合は、ＭＡＣアドレスを有しない仮想ネットワーク機器をホームネットワークに配置し、これらエンド端末をその仮想ネットワーク機器に接続する。ここで、仮想ネットワーク機器について定義を与える。
【００７２】
すなわち、ＨＴＩＰ非対応ネットワーク機器がホームネットワークに存在する場合、その台数、構成を求めることができないため、図１０に示すように仮想的に取り扱う。図１０（ａ）では仮想ネットワーク機器１台として取り扱う場合を記載し、図１０（ｂ）では仮想ネットワーク機器２台の縦続接続として取り扱う場合を記載した。どちらの構成を採用するかは、論理的には違いがないため実装依存とすることができる。例えば、仮想ネットワーク機器を１階と２階に分けて設置するなど、物理的な配置関係に基づいて定めればよい。
【００７３】
図１１は、ホームネットワークにおける仮想ネットワーク機器の別の配置例を示す図である。Ｐａ１、Ｐｂ１が無線のようにスイッチングポートを持たないインタフェースのネットワーク機器である場合、図１０とは異なり、図１１（ａ）（ｂ）に示すようなトポロジーとなる。大きな丸印で表した領域は、１対１の接続ではなく他対他のバス形式の接続の領域、すなわち無線ＬＡＮの到達できる領域であることを示しており、この大きな丸印領域に接している端末は、無線のようにスイッチングポートを持たないインタフェースであることを示している。
【００７４】
無線のようにスイッチングポートを持たないインタフェースの場合は、図１１（ａ）のように、スイッチングポートを持たないＰａ１／Ｐｂ１に直接エンド端末が接続されていると考えることもできるし、図１１（ｂ）のように、Ｐａ１とＰｂ１の間に１つ以上の仮想ネットワーク機器を設置し、エンド端末はそれらの仮想ネットワーク機器と接続されていると考えることもできる。どのような接続形態が妥当であるかの判断基準は特に限定されるものではない。
【００７５】
次に、ＭＡＣコピー機能を有する仮想ネットワーク機器が存在する場合について、図１２を用いて説明する。ＭＡＣコピー機能を有するＳＴＡが存在する場合のＭＡＣアドレステーブル・リストは図１３のようになる。図１３には、仮想ネットワーク機器は現れず、実在のネットワーク機器Ａ、Ｂのみが現れている。
【００７６】
ここで、例えばネットワーク機器ＡのポートＰａ１から見た場合、ＭＡＣコピー機能を持つＳＴＡ（図１２の仮想ネットワーク機器Ｘ）のＭＡＣアドレスｃまでしか知りえない。これは、仮想ネットワーク機器Ｘの有線ポートに接続された端末からはネットワーク機器Ａの物理ポートを知りえるのに対して、仮想ネットワーク機器Ｙ等の無線インタフェースから仮想ネットワーク機器Ｘを見た場合、ＭＡＣコピーされたＭＡＣアドレスの集合｛ｃ｝しか見えず、その先の有線ネットワークに接続された例えば｛ｂ｝∪ＯなどのＭＡＣアドレスの集合を知ることができないためである。
【００７７】
このとき、Ｐａ１のＭＡＣアドレスを計算する手順（式１）を実行した結果は｛ａ｝∪Ｚとなり、一つに定まらないため、一意にＰａ１のＭＡＣアドレスを式１の計算手順だけでは特定できない。しかしながら、マネージャプログラムが受信したＰａ１からのＬＬＤＰＤＵ（Link Layer Discovery Protocol Data Unit）フレームにおけるＬＬＤＰＤＵヘッダの送信元ＭＡＣアドレスもしくはＩＤが｛ａ｝∪Ｚに含まれていれば判別が可能である。また、ネットワーク機器Ａのネットワーク機器エージェントプログラムがＭＡＣアドレステーブルのＴＬＶ（Type, Length, Value）を送信していれば、このＴＬＶに基づいて確実にネットワーク機器が出すＭＡＣアドレスを特定することが可能となる。一方逆に、Ｐｂ１のＭＡＣアドレスを式２の手順で計算すると、Ｐｂ１のＭＡＣアドレスはｃと求まる。
【００７８】
トポロジーを特定する手順を図１４に示す。すなわち、マネージャ部１０４は、全てのエージェントからＭＡＣアドレステーブルを集めた後（ステップＳ１）、エージェントの応答があるかどうかを判定する（ステップＳ２）。ここで、エージェントの応答が１つもない場合、ＡＲＰテーブルから入手できる情報で出力を生成する（ステップＳ３）。一方、エージェントの応答が１つはある場合、全てのポートの近接ポートを算出する（ステップＳ４）。さらに、ＭＡＣアドレスとＩＰとの関係はＡＲＰテーブルから判別でき、また、エンド端末とＩＰとの関係はエージェントから送信されてくるので、エンド端末とＭＡＣアドレスの関係が分かり、トポロジーを特定することができる（ステップＳ５）。そして、生成したトポロジーを描画して利用者に提示し、処理を終了する（ステップＳ６）。
【００７９】
最後に、トポロジー特定装置のＩ（Input）、Ｐ（Process）、Ｏ（Output）を示す。
【００８０】
全ての端末がＨＴＩＰ対応機器である場合、Ｉ（Input）は、全てのエージェントが定期的にブロードキャストする全てのＭＡＣアドレスリストと機器情報である（図７の６１）。Ｐ（Process）は、全てのネットワーク機器の全てのポートに対して上記したアルゴリズムを適用し、そのポートに近接する近接ポートの組のたぐいのものを全て集める。Ｏ（Output）は、Ｐ（Process）で集めたトポロジーである。全ての端末がＨＴＩＰ対応機器である場合、トポロジーの各要素は２つ組になる特徴がある。
【００８１】
ＨＴＩＰ対応機器とＨＴＩＰ非対応機器とが混在している場合、Ｉ（Input）は、全てのＨＴＩＰ対応機器のエージェントから送信されてくるＭＡＣアドレステーブルである。Ｐ（Process）は、全ての端末がＨＴＩＰ対応機器である場合と同様、全てのポートに対して上記したアルゴリズムを適用する。Ｏ（Output）は、Ｐ（Process）で集めたトポロジーである。この場合もトポロジーの各要素は２つ組になる。
【００８２】
ＭＡＣコピー機能を有する仮想ネットワーク機器が存在する場合、Ｉ（Input）は、（１）全てのＨＴＩＰ対応機器のエージェントから送信されてくるＭＡＣアドレステーブル、（２）ＬＬＤＰＤＵヘッダの送信元ＭＡＣアドレスもしくはＩＤ、（３）全てのＨＴＩＰ対応機器のエージェントから送信されてくるＭＡＣアドレステーブル中のＴＬＶである。Ｐ（Process）は、上記したアルゴリズムでは｛ａ｝∪Ｚのように一意に定まらない場合には（２）（３）の情報を用いて一意に定める。Ｏ（Output）は、Ｐ（Process）で集めたトポロジーである。
【００８３】
以上のように、本発明によれば、ホームネットワーク機器が全てＨＴＩＰ対応である場合、また一部にＨＴＩＰ非対応機器を含んでいる場合、さらにホームネットワークにおいてＭＡＣコピー機能を有する仮想ネットワーク機器が存在する場合の様々な構成に対して、適切にホームネットワークのトポロジーを特定することができる。これにより、ホームネットワークにおいて障害が発生した場合などに速やかに問題となっている機器を特定することが可能となる。
【００８４】
なお、本発明は、トポロジー特定装置１００として実現することができるだけでなく、このようなトポロジー特定装置１００が備える特徴的な処理部をステップとするトポロジー特定方法として実現したり、それらのステップをコンピュータに実行させるトポロジー特定プログラムとして実現したりすることもできる。このようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等の伝送媒体を介して配信することができるのはいうまでもない。
【符号の説明】
【００８５】
１００…トポロジー特定装置
１０１…受信部
１０２…送信部
１０３…蓄積部
１０４…マネージャ部
１０５…描画部
【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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