(57)【要約】【課題】近隣網では、ノードがフラッディングで送出したパケットが、そのノードへ戻ってくるルーチングループと呼ばれる現象を防ぐことが、また無線パケット通信網では、同一パケットがブロードキャストにより異なる経路で到着し中継され、トラヒックが増大するブロードキャスト・ストームと呼ばれる現象を防ぐことが、それぞれ課題となる。【解決手段】本発明は上記の課題を、到着パケットのパケットヘッダ領域の内、パケットを同定することが可能な領域の情報を一時記憶させ、他の到着パケットのパケットヘッダ領域内の該情報と照合し、一致すれば後着、一致しなければ新着と判定する手段により解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接する家庭、事業所、および公的機関からなるノード同士を、有線リンクまたは全二重の無線リンクで直接連結することによって構築する近隣網と称する通信網の各ノードにおいて、フラッディングを行うパケットが到着したときに、先着パケットと同一パケットであれば廃棄し、先着パケットと異なる新着パケットであれば、着信、または隣接するノードへ転送するために、到着パケットのパケットヘッダ領域の内、パケットを同定することが可能な領域の情報を一時記憶させ、他の到着パケットのパケットヘッダ領域内の該情報と照合し、一致すれば後着、一致しなければ新着と判定することを特徴とする到着パケット同定装置。
【請求項２】
パケット通信網の各ノードにおいて、ブロードキャストでパケットが到着したときに、先着パケットと同一パケットであれば廃棄し、先着パケットと異なる新着パケットであれば、着信、または隣接するノードへ転送するために、到着パケットのパケットヘッダ領域の内、パケットを同定することが可能な領域の情報を一時記憶させ、他の到着パケットのパケットヘッダ領域内の該情報と照合し、一致すれば後着、一致しなければ新着と判定することを特徴とする請求項１記載の到着パケット同定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラッディングまたはブロードキャストを行うパケット通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラッディングは、送元ノードが、同一データを複数のパケットに積載し、一つないし複数の宛先ノードへ向け、送元ノードの複数の出方路からそれぞれ同時に送出し、中継ノードもまた受信したパケットを自身の複数の出方路からそれぞれ同時に送出するデータ伝送方式である。そのパケットが特定の中継ノードにおいてバッファ溢れ等により廃棄されても、同一データをもつパケットが他の経路を経由して宛先ノードへ到着することができるので、通信の高い信頼性が保持される。
【０００３】
ブロードキャストは、送元ノードが、パケットを、隣接ノードへ向けて放送し、中継ノードもまた受信したパケットを隣接ノードへ向けて放送するデータ伝送方式である。そのパケットが特定の隣接ノードにおいてバッファ溢れ等により廃棄されても、同一データをもつパケットが他の隣接ノードを経由して宛先ノードへ到着することができるので、通信の高い信頼性が保持される。
【０００４】
フラッディングは、主として送り元ノードから宛先ノードまでの通信経路を開拓するための、経路情報の収集（discovering）や経路情報の広告（advertising）に用いられる。ＩＰ網では、ルータを立ち上げるときに、フラッディングが実行される。
【０００５】
ブロードキャストは、無線パケット通信ではＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）の形態で用いられ、モバイル・アドホックネットワークやセンサネットワークにおける伝送方式となっている。
【０００６】
一方、我国では２０５０年頃から３人に１人が６５歳以上になると推計されており、この少子高齢社会において、市民や自治体の財政負担を少なく、高速広帯域を必要としない様々な非営利サービスを、近隣地域の市民同士が提供し助け合うために、課金無用のオープンな近隣網が提案されている。
【０００７】
近隣網とは、近隣地域における各家庭、事業所、および公的機関等が通信ノードとなり、端末機能とルーチング機能とをもつ各ノードが、ワイヤレスの全二重リンクで連結し、ルータおよび管理・制御を行うためのサーバ等の設備投資を行わず、無料で通信を実現する通信網である。近隣網では、経路探索やマルチキャストを、フラッディングで提供し、ユニキャストを、経路探索で得た経路を使いソースルーチングで提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】高瀬柔郎，”近隣網内パケット通信方式”，日本国公開特許公報，公開番号：特開２００５−２２９５６７，公開日：平成１７年８月２５日。
【０００９】
【特許文献２】高瀬柔郎，”近隣網接続装置”，日本国公開特許公報，公開番号：特開２００７−２９５５２６，公開日：平成１９年１１月８日。
【００１０】
【特許文献３】高瀬柔郎，”多方路発着中継装置”，日本国公開特許公報，公開番号：特開２００８−１８７４１１，公開日：平成２０年０８月１４日。
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】高瀬柔郎，”近隣網における損失率について  −フラッディングのために−”，電子情報通信学会論文誌Ｂ，Vol. J88-B, No. 8, pp.1393−1401，Aug. 2005。
【００１２】
【非特許文献２】高瀬柔郎，”近隣網アーキテクチャ  −トポロジを不変に保つ網接続装置−”，電子情報通信学会技術報告，IN2004−52，pp. 43−48，Sep. 2004。
【００１３】
【非特許文献３】高瀬柔郎，”近隣網における経路選択方式  −ソースルーチングをベースとして−”，電子情報通信学会技術報告，IN2004−53，pp. 49−54，Sep. 2004。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
近隣網では、ノードがフラッディングで送出したパケットが、そのノードへ戻ってくるルーチングループと呼ばれる現象を防ぐことが課題となる。
【００１５】
無線パケット通信網では、同一パケットがブロードキャストにより、異なるノードへ到着し中継され、トラヒックが増大するブロードキャスト・ストームと呼ばれる現象を防ぐことが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、前記の二つの課題を、網内の各ノードにおいて、到着するパケットに対し、それぞれ請求項１および請求項２記載の手段によって解決する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は以下の効果をもつ。
【００１８】
請求項１記載の到着パケット同定装置を用いることにより、ルータの設備投資を行わずに、各々のノードだけで自律的にルーチングループを防止できる効果をもつ。
【００１９】
請求項２記載の到着パケット同定装置を用いることにより、同一データをもつ複数のパケットが網内に滞留することを防ぐことができるので、網内の冗長なトラヒック量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】到着パケット同定装置の実施方法を示した説明図である。
【図２】到着パケット同定装置におけるパケット用照合回路の実施方法を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明を実施するために必要な、各ノードに設置する到着パケット同定装置に関する形態を、図面に基づき詳細に説明する。
【実施例】
【００２２】
以下では、フラッディングまたはブロードキャストによってノードへ到着するパケットを対象とし、これをパケットと呼ぶ。
【００２３】
到着パケット同定装置の原理は、ノードへ到着するパケットに対し、該パケットヘッダ領域から、パケットを同定することができるＢビット（Ｂ＞１）の２進情報を読出し、ノードに先着したパケットのヘッダ領域から読出され、一時保管されている該Ｂビットの２進情報と照合し、一致すれば後着、一致しなければ新着と判定する。但し、該Ｂビットのうち少なくとも１ビットは２進情報１をもつ。
【００２４】
図１は、本発明における到着パケット同定装置の実施例である。
【００２５】
到着パケットヘッダ内パケット同定用Ｂビット信号端子１，２，・・・，３は、ノードに到着するパケットの前記Ｂビットから生成されるＢ個の２進パルス信号が加わる端子である。図で番号１，２，３が付された端子の個数は実際にはＢである。
【００２６】
第１パケット用一時格納装置１５は、ノードへ１番目に先着したパケットの該Ｂビットの２進情報が一時保管される格納装置である。
【００２７】
第１パケット用一時格納装置１５に格納されているＢビットの２進情報は、２進パルス信号として端子４，５，・・・，６を介して第１パケット用照合回路１８へ加わる。図で番号４，５，６が付された端子の個数は実際にはＢである。
【００２８】
第１パケット用照合回路１８は、端子４，５，・・・，６を介して加わるＢ個の２進パルス信号と、端子１，２，・・・，３を介して加わるＢ個の２進パルス信号とから、各々のパルス信号がもつ２進情報を照合し、Ｂビットのすべてが一致すれば２進情報１で照合結果を表し、Ｂビットのうち少なくとも１つが異なれば２進情報０で照合結果を表す。該照合結果に対応する２進パルス信号は端子１１へ出力される。
【００２９】
到着パケットヘッダ内パケット同定用Ｂビット信号端子１，２，・・・，３に加わるＢ個の２進パルス信号は、同時に端子１２，１３，・・・，１４に出力され、第２パケット用照合回路１９へ加わる。図で番号１２，１３，１４が付された端子の個数は実際にはＢである。
【００３０】
第２パケット用一時格納装置１６は、ノードへ２番目に先着したパケットの該Ｂビットの２進情報が一時保管される格納装置であり、該Ｂビットの２進情報は、２進パルス信号として端子２４，２５，・・・，２６を介して第２パケット用照合回路１９へ加わる。図で番号２４，２５，２６が付された端子の個数は実際にはＢである。
【００３１】
第２パケット用照合回路１９は、端子２４，２５，・・・，２６を介して加わるＢ個の２進パルス信号と、端子１２，１３，１４を介して加わるＢ個の２進パルス信号とから、各々のパルス信号がもつ２進情報を照合し、Ｂビットすべてが一致すれば２進情報１で照合結果を表し、Ｂビットのうち少なくとも１つが異なれば２進情報０で照合結果を表す。該照合結果に対応する２進パルス信号は端子２７へ出力される。
【００３２】
到着パケットヘッダ内パケット同定用Ｂビット信号端子１，２，・・・，３に加わるＢ個の２進パルス信号は、同時に端子２８，２９，・・・，３０に出力され、同時に端子３１，３２，・・・，３３に出力される。図で番号２８，２９，３０が付された端子の個数は実際にはＢであり、番号３１，３２，３３が付された端子の個数も実際にはＢである。
【００３３】
それぞれ最大Ｎ個からなる、パケット用一時格納装置、およびパケット用照合回路とを設置する。そのうちの第Ｎパケット用一時格納装置１７は、ノードへＮ番目に先着したパケットが存在すれば、該Ｂビットの２進情報を一時保管のために格納し、該Ｂビットの２進情報は、２進パルス信号として端子３４，３５，・・・，３６を介して第Ｎパケット用照合回路２０へ加わる。図で番号３４，３５，３６が付された端子の個数は実際にはＢである。
【００３４】
一方、ノードへＮ番目に先着したパケットが存在しないときには、第Ｎパケット用一時格納装置１７に格納されている、初期値のＢビット全０の２進情報が、２進パルス信号として端子３４，３５，・・・，３６を介して第Ｎパケット用照合回路２０へ加わる。
【００３５】
第Ｎパケット用照合回路２０は、端子３４，３５，・・・，３６を介して加わるＢ個の２進パルス信号と、端子３１，３２，・・・，３３を介して加わるＢ個の２進パルス信号とから、各々のパルス信号がもつ２進情報を照合し、Ｂビットすべてが一致すれば２進情報１で照合結果を表し、Ｂビットのうち少なくとも１つが異なれば２進情報０で照合結果を表す。該照合結果に対応する２進パルス信号は端子３７へ出力される。
【００３６】
端子３１，３２，・・・，３３に加わる到着パケットヘッダ内パケット同定用Ｂビットの２進パルス信号は、同時に端子３８，３９，・・・，４０に出力される。図で番号３８，３９，４０が付された端子の個数は実際にはＢである。
【００３７】
端子１１，２７，・・・，３７にそれぞれ加わるＮ個の２進パルス信号は、論理和回路（ＯＲ回路）２１によって演算され、このＮ個の２進パルス信号のうち、少なくとも１個の２進パルス信号が２進情報１をもてば１となり、Ｎ個の２進パルス信号のすべてが２進情報０をもてば０となる。図で番号１１，２７，３７が付された端子の個数は実際にはＮである。
【００３８】
こうして、該論理和回路の演算結果が１であるときには、到着したパケットが新着パケットであり、該論理和回路の演算結果が０であるときには、到着したパケットは後着パケットであることが判定される。
【００３９】
該演算結果をもつ２進パルスの新着／後着判定信号は、新着／後着判定信号出力端子２３から、ノード内で到着パケットが格納されている緩衝記憶装置へ送られ、該新着／後着判定信号が新着と判定するときには、該到着パケットは着信または隣接ノードへ転送され、該新着／後着判定信号が後着と判定するときには、該到着パケットは廃棄される。
【００４０】
該新着／後着判定信号は、同時に一時保管時間および格納アドレス管理装置２２へ加えられる。
【００４１】
一時保管時間および格納アドレス管理装置２２は、該新着／後着判定信号が新着と判定するときには、端子３８，３９，・・・，４０に加わる到着パケットヘッダ内パケット同定用Ｂビット信号にそれぞれ対応する２進情報を、第１パケット用一時格納装置１５から第Ｎパケット用一時格納装置１７のうちで、初期化されている一時格納装置へ格納する。（図では、第Ｎパケット用一時格納装置１７へ格納される例が示されている。）
【００４２】
同時に、一時保管時間および格納アドレス管理装置２２は、該一時格納装置に一時保管を開始した時刻を記憶する。以下では、この記憶する時刻をタイムスタンプと称す。
【００４３】
一方、一時保管時間および格納アドレス管理装置２２は、該新着／後着判定信号が後着と判定するときには、端子３８，３９，・・・，４０に加わる到着パケットヘッダ内パケット同定用Ｂビット信号にそれぞれ対応する２進情報を廃棄する。図では、端子４１へ接続され廃棄される。
【００４４】
同時に、一時保管時間および格納アドレス管理装置２２は、第１パケット用一時格納装置１５から第Ｎパケット用一時格納装置１７までのうちで、初期化されていない一時格納装置の各々について、タイムスタンプと現時刻との差分を、設定されている一時保管時間と照合する。
【００４５】
該差分が、一時保管時間を超えている一時格納装置については、格納されている２進情報の初期化を行い、Ｂビットを全０にする。該差分が、一時保管時間以内である一時格納装置については、格納されている２進情報の一時保管を継続する。
【００４６】
最大Ｎ個の端子４２，４３，・・・，４４は、初期化されている一時格納装置へ、新着と判定された到着パケットヘッダ内パケット同定用Ｂビットを接続するための信号端子であり、端子４１は、後着と判定された到着パケットヘッダ内パケット同定用Ｂビットを廃棄するための信号端子である。
【００４７】
図２は、本発明におけるパケット用照合回路の実施例である。
【００４８】
到着パケットヘッダ内パケット同定用の第１ビット信号端子１と、先着パケットヘッダ内パケット同定用の第１ビット信号端子４から、それぞれ入力される２進パルス信号が、排他的論理和回路（ＥｘＯＲ回路）７によって演算され、この二つの２進パルス信号がもつ２進情報が一致すれば０、相違すれば１が出力され、否定論理和回路（ＮＯＲ回路）１０へ加わる。
【００４９】
到着パケットヘッダ内パケット同定用の第２ビット信号端子２と、先着パケットヘッダ内パケット同定用の第２ビット信号端子５から、それぞれ入力される２進パルス信号が、排他的論理和回路８によって演算され、この二つの２進パルス信号がもつ２進情報が一致すれば０、相違すれば１が出力され、否定論理和回路１０へ加わる。
【００５０】
同様に、到着パケットヘッダ内パケット同定用の第Ｂビット信号端子３、先着パケットヘッダ内パケット同定用の第Ｂビット信号端子６から、それぞれ入力される２進パルス信号が、排他的論理和回路９によって演算され、この二つの２進パルス信号がもつ２進情報が一致すれば０、相違すれば１が出力され、否定論理和回路１０へ加わる。
【００５１】
否定論理和回路１０は、排他的論理和回路７，８，・・・，９の出力に対して演算し、該出力がすべて２進情報０であるときには演算結果として２進情報１を出力し、該出力のうち少なくとも一つが２進情報１であるときには演算結果として２進情報０を出力する。
【００５２】
こうして、該演算結果が１であるときには、到着したパケットと先着パケットとが一致し、該演算結果が０であるときには、到着したパケットと先着パケットとは異なることが判明するので、該演算結果に対応する２進パルス信号がパケット同定結果信号として、端子１１から出力される。
【００５３】
なお、図１における端子１，２，３は、図２における第２パケット用照合回路の端子１２，１３，１４、および第Ｎパケット用照合回路の端子３１，３２，３３に対応する。
【００５４】
また、図１における端子４，５，６は、図２における第２パケット用照合回路の端子２４，２５，２６、および第Ｎパケット用照合回路の端子３４，３５，３６に対応する。
【００５５】
同様に、図１における端子１２，１３，１４は、図２における第２パケット用照合回路の端子２８，２９，３０、および第Ｎパケット用照合回路の端子３８，３９，４０に対応する。
【００５６】
更に、図１における端子１１は、図２における第２パケット用照合回路の端子２７、および第Ｎパケット用照合回路の端子３７に対応する。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
請求項１および請求項２記載の手段は、情報通信産業および電子機器産業において利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００５８】
１  到着パケットヘッダ内パケット同定用第１ビット信号端子
２  到着パケットヘッダ内パケット同定用第２ビット信号端子
３  到着パケットヘッダ内パケット同定用第Ｂビット信号端子
４  先着パケットヘッダ内パケット同定用第１ビット信号端子
５  先着パケットヘッダ内パケット同定用第２ビット信号端子
６  先着パケットヘッダ内パケット同定用第Ｂビット信号端子
７  端子１および端子４信号用排他的論理和回路（ＥｘＯＲ回路）
８  端子２および端子５信号用排他的論理和回路（ＥｘＯＲ回路）
９  端子３および端子６信号用排他的論理和回路（ＥｘＯＲ回路）
１０  排他的論理和回路出力信号用否定論理和回路（ＮＯＲ回路）
１１  第１パケット同定結果信号端子
１２  到着パケットヘッダ内パケット同定用第１ビット信号端子
１３  到着パケットヘッダ内パケット同定用第２ビット信号端子
１４  到着パケットヘッダ内パケット同定用第Ｂビット信号端子
１５  第１パケット用一時格納装置
１６  第２パケット用一時格納装置
１７  第Ｎパケット用一時格納装置
１８  第１パケット用照合回路
１９  第２パケット用照合回路
２０  第Ｎパケット用照合回路子
２１  第１，２，・・・，Ｎパケット同定結果信号用論理和回路（ＯＲ回路）
２２  一時保管時間および格納アドレス管理装置
２３  新着／後着判定信号出力端子
２４  先着パケットヘッダ内パケット同定用第１ビット信号端子
２５  先着パケットヘッダ内パケット同定用第２ビット信号端子
２６  先着パケットヘッダ内パケット同定用第Ｂビット信号端子
２７  第２パケット同定結果信号端子
２８  到着パケットヘッダ内パケット同定用第１ビット信号端子
２９  到着パケットヘッダ内パケット同定用第２ビット信号端子
３０  到着パケットヘッダ内パケット同定用第Ｂビット信号端子
３１  到着パケットヘッダ内パケット同定用第１ビット信号端子
３２  到着パケットヘッダ内パケット同定用第２ビット信号端子
３３  到着パケットヘッダ内パケット同定用第Ｂビット信号端子
３４  先着パケットヘッダ内パケット同定用第１ビット信号端子
３５  先着パケットヘッダ内パケット同定用第２ビット信号端子
３６  先着パケットヘッダ内パケット同定用第Ｂビット信号端子
３７  第Ｎパケット同定結果信号端子
３８  到着パケットヘッダ内パケット同定用第１ビット信号端子
３９  到着パケットヘッダ内パケット同定用第２ビット信号端子
４０  到着パケットヘッダ内パケット同定用第Ｂビット信号端子
４１  到着パケットヘッダ内パケット同定用Ｂビット信号廃棄端子
４２  到着パケットヘッダ内パケット同定用Ｂビット信号第１格納装置接続端子
４３  到着パケットヘッダ内パケット同定用Ｂビット信号第２格納装置接続端子
４４  到着パケットヘッダ内パケット同定用Ｂビット信号第Ｎ格納装置接続端子
【図１】
2014220586.tif 000003
【図２】
2014220586.tif 000004