(57)【要約】【課題】Ｐ２Ｐ（ピアツウピア）ネットワークトポロジーを決定する際に、通信効率の向上を満たしつつ、Ｐ２Ｐネットワークの匿名性向上の条件であるバケツリレー式の情報伝達がおこなえるようなネットワーク通信方法および通信システムを提供することができる。【解決手段】ネットワークに属する通信装置を、基幹ノードと、基幹ノードを媒介として他の通信装置と通信する枝ノードの二階層のノードとし、さらに、管理ノードを設けて、管理ノードは、基幹ノードと基幹ノードの通信量を最小になるように通信経路を確立するために、基幹ノード間の論理的ネットワークトポロジーを定め、それを基幹ノードに通知する。そして、基幹ノードは、枝ノードの通信を媒介するときに、管理ノードから通知された論理的ネットワークトポロジーに従って、他の基幹ノードとの通信をおこなう。【選択図】        図１
2006261880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信回線によりピアツーピアにより接続された複数の通信装置からなるネットワークのネットワーク通信方法において、
前記複数の通信装置の中から基幹ノードとなる通信装置と、前記基幹ノードとなる通信装置間の通信経路を確立するための論理的ネットワークトポロジーを管理する管理ノードとなる通信装置とを定め、
前記管理ノードとなる通信装置は、前記基幹ノードとなる通信装置に対して、前記基幹ノードとなる通信装置間の通信状況を報告要求を出す手順と、
前記基幹ノードとなる通信装置が、前記報告要求に対して前記管理ノードとなる通信装置に通信状況を報告する手順と、
前記管理ノードとなる通信装置は、報告を受けた前記基幹ノードとなる通信装置の通信状況と、定められた制約条件により、前記論理的ネットワークトポロジーを決定し、その論理的ネットワークトポロジーを前記基幹ノードに通知する手順と、
前記基幹ノードとなる通信装置は、通知された前記論理的ネットワークトポロジーに従って、前記基幹ノードとなる通信装置間で通信をおこなう手順とからなることを特徴とするネットワーク通信方法。
【請求項２】
前記管理ノードとなる通信装置が、前記基幹ノードとなる通信装置に対して通信状況の報告を要求するタイミングは、前記ネットワークに新たな通信装置が加わったとき、前記ネットワークに接続されたいずれかの通信装置が離脱したとき、または、一定時間経過したときのいずれかであることを特徴とする請求項１記載のネットワーク通信方法。
【請求項３】
前記論理的ネットワークトポロジーを決定するための制約条件は、前記基幹ノードなる通信装置同士が互いに直接通信する相手先の数の上限であることを特徴とする請求項１記載のネットワーク通信方法。
【請求項４】
前記論理的ネットワークトポロジーを決定するための制約条件に含まれる評価指標は、前記基幹ノードとなる通信装置同士のネットワーク上の距離と前記通信状況を定量化したものであることを特徴とする請求項１記載のネットワーク通信方法。
【請求項５】
前記通信装置は、前記通信装置同士のネットワーク上の距離をもとに近接するもの同士が局所グループを構成し、前記局所グループの代表として基幹ノードとなる通信装置を選び、
前記報告要求に対して前記管理ノードとなる通信装置に通信状況を報告する手順は、前記局所グループの代表とされた基幹ノードとなる通信装置が、自分の属する局所グループから他の前記局所グループの代表とされた基幹ノードとなる通信装置との通信状況をまとめて前記管理ノードとなる通信装置に報告する手順であり、
通知された前記論理的ネットワークトポロジーに従って、前記基幹ノードとなる通信装置間で通信をおこなう手順において、前記局所グループの代表とされた基幹ノードとなる通信装置がハブとなって前記局所グループに属する通信装置に対して局所グループ内外の通信を媒介することを特徴とする請求項１記載のネットワーク通信方法。
【請求項６】
前記局所グループを構成するネットワークに新たな通信装置が加わったとき、前記ネットワークに接続されたいずれかの通信装置が離脱したとき、または、一定時間経過したときのいずれかのタイミングで、
前記局所グループに属するいずれかの通信装置が、その局所グループにおける通信量が最小となるように、前記局所グループの代表となる基幹ノードを選択し、
前記選択した通信装置が、その局所グループに属する他の通信装置、他の局所グループの代表とされる基幹ノードとなる通信装置、および、前記管理ノードとなる通信装置に通知することを特徴とする請求項５記載のネットワーク通信方法。
【請求項７】
さらに、前記ネットワークへの参加を新たに要求する通信装置は、前記管理ノードとなる通信装置に対して参加要求を送信する手順と、
前記管理ノードとなる通信装置は、前記参加要求を受信したとき、ネットワーク上の距離の近接する基幹ノードとなる通信装置が存在する場合には、
その基幹ノードとなる通信装置を選択し、前記新たに参加を要求する通信装置に、その基幹ノードとなる通信装置を伝える手順と、
前記新たに参加を要求する通信装置は、その基幹ノードに対して接続を要求する手順と、
前記基幹ノードは、その基幹ノードとなる通信装置を代表とする局所グループに、前記新たに参加を要求する通信装置を含める手順とを有することを特徴とする請求項１記載のネットワーク構築方法。
【請求項８】
通信回線によりピアツーピアにより接続された複数の通信装置からなるネットワークのネットワーク通信方法において、
前記複数の通信装置の中から基幹ノードとなる通信装置と、前記基幹ノードとなる通信装置間の通信経路を確立するための論理的ネットワークトポロジーを管理する管理ノードとなる通信装置と、前記基幹ノードをハブとして通信する枝ノードとなる通信装置と、その基幹ノードとなる通信装置を代表とし、枝ノードとなる通信装置が属する局所グループとを定め、
前記管理ノードとなる通信装置は、前記基幹ノードとなる通信装置に対して、前記基幹ノードとなる通信装置間の通信状況を報告要求を出す手順と、
前記基幹ノードとなる通信装置が、前記報告要求に対して前記管理ノードとなる通信装置に通信状況を報告する手順と、
前記管理ノードとなる通信装置は、報告を受けた前記基幹ノードとなる通信装置の通信状況と、前記基幹ノードとなる通信装置間の通信量の総和を最小にするように定められた制約条件により、前記論理的ネットワークトポロジーを決定し、その論理的ネットワークトポロジーを前記基幹ノードに通知する手順と、
前記基幹ノードとなる通信装置は、通知された前記論理的ネットワークトポロジーに従って、前記基幹ノードとなる通信装置間で通信をおこなう手順とを有し、
さらに、前記基幹ノードとなる通信装置が、前記ネットワークに新たに枝ノードとなる通信装置が加わったとき、前記ネットワークに接続されたいずれかの通信装置が離脱したとき、または、一定時間経過したときのいずれかのタイミングで、前記枝ノードとなる通信装置の状況を収集する手順と、
前記基幹ノードとなる通信装置が、自分の局所グループ内での通信量の総和を最小にするようなハブとなる通信装置を選択する手順と、
前記基幹ノードとなる通信装置が、自分の局所グループ内での通信量の総和を最小にするようなハブとなる通信装置が他にあったときに、その通信装置を基幹ノードとなる通信装置にすることを、その新たに基幹ノードとなる通信装置と、前記管理ノードとなる通信装置と、他の局所グループの代表とされる基幹ノードとなる通信装置とに通知する手順とを有することを特徴とするネットワーク通信方法。
【請求項９】
通信回線によりピアツーピアにより接続された複数の通信装置からなるネットワークシステムにおいて、
前記ネットワークは、前記複数の通信装置の中から基幹ノードとなる通信装置と、前記基幹ノードとなる通信装置間の通信経路を確立するための論理的ネットワークトポロジーを管理する管理ノードとが定められたネットワークであって、
前記管理ノードとなる通信装置は、前記基幹ノードとなる通信装置に対して、前記基幹ノードとなる通信装置間の通信状況を報告要求を出し、
報告を受けた前記基幹ノードとなる通信装置の通信状況と、定められた制約条件により、前記論理的ネットワークトポロジーを決定し、その論理的ネットワークトポロジーを前記基幹ノードに通知し、
前記基幹ノードとなる通信装置は、前記基幹ノードとなる通信装置からの報告要求に対して、通信状況を報告し、
前記管理ノードから通知された前記論理的ネットワークトポロジーに従って、前記基幹ノードとなる通信装置間で通信をおこなうことを特徴とするネットワークシステム。
【請求項１０】
前記管理ノードとなる通信装置が、前記基幹ノードとなる通信装置に対して通信状況の報告を要求するタイミングは、前記ネットワークに新たな通信装置が加わったとき、前記ネットワークに接続されたいずれかの通信装置が離脱したとき、または、一定時間経過したときのいずれかであることを特徴とする請求項９記載のネットワークシステム。
【請求項１１】
前記論理的ネットワークトポロジーを決定するための制約条件は、前記基幹ノードなる通信装置同士が互いに直接通信する相手先の数の上限であることを特徴とする請求項９記載のネットワークシステム。
【請求項１２】
前記論理的ネットワークトポロジーを決定するための制約条件に含まれる評価指標は、前記基幹ノードとなる通信装置同士のネットワーク上の距離と前記通信状況を定量化したものであることを特徴とする請求項９記載のネットワークシステム。
【請求項１３】
前記通信装置は、前記通信装置同士のネットワーク上の距離をもとに近接するもの同士が局所グループを構成し、前記局所グループの代表として基幹ノードとなる通信装置を選び、
前記局所グループの代表とされた基幹ノードとなる通信装置が、自分の属する局所グループから他の前記局所グループの代表とされた基幹ノードとなる通信装置との通信状況をまとめて前記管理ノードとなる通信装置に報告し、
前記局所グループの代表とされた基幹ノードとなる通信装置がハブとなって前記局所グループに属する通信装置に対して局所グループ内外の通信を媒介することを特徴とする請求項９記載のネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク通信方法およびネットワークシステムに係り、特に、ピアツーピアネットワークのように通信装置が通信に際して他の通信装置を媒介とすることを前提とするネットワークにおいて、通信量の増加を抑えるように通信経路を自動的に決定し、匿名性も保たれるネットワーク通信方法およびネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
主にファイル交換や情報共有などの分野で、ファイルサーバーや情報サーバーなどに依存せずにネットワーク参加者（参加している通信装置）同士のバケツリレーによる情報通信方式（ピアツーピアネットワーク、以下「Ｐ２Ｐネットワーク」と略する）が注目を集めている。Ｐ２Ｐネットワークによる情報通信は、通信をおこなう二者間に通信を媒介する第三者が複数介在することから、通信者間の匿名性を比較的保ちやすいという利点があり、現在多数のユーザの参加するＰ２Ｐネットワークがインターネット上に存在している。
【０００３】
Ｐ２Ｐネットワークの代表的なソフトウェアとしては、以下の非特許文献１記載のようなＮａｐｓｔｅｒ、Ｇｎｕｔｅｌｌａ、Ｗｉｎｎｙ等々多数存在している。これらは、サーバー装置による中央集中管理型によるネットワークトポロジーを構成するものや、サーバー装置を介さず（初期参加時の設定を除く）に全て対等なエンドノード同士によるネットワークトポロジーを構成するものが存在する。
【０００４】
これらのＰ２Ｐネットワークのソフトウェアの中のひとつであるＦａｓｔｔｒａｃｋプロトコルを利用したｋａｚａａでは、以下の非特許文献２によれば、スーパーノード呼ぶノードが複数存在し、Ｐ２Ｐネットワークを形成しており、各スーパーノードの下に複数の一般ノードが接続し、一般ノードはスーパーノードにしか接続しないように設計されている。スーパーノードは、さらに上位のネットワーク・マネージメント・サーバーにより、トラフィック量やスーパーノードのネットワークを制御している。
【０００５】
また、以下の特許文献１記載の方法によれば、配信コストが最小となるような最適化手段を用いることによりネットワークの通信効率を上げる方法について記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１６６０８１号公報。
【０００７】
【非特許文献１】「Ｐ２Ｐファイル共有」，日経ＮＥＴＷＯＲＫ，ｐｐ．１２０−ｐｐ．１３２，Ｎｏ．３，２００３。
【０００８】
【非特許文献２】「企業ネットワーク上のＰ２Ｐ通信をコントロールするためのベスト・プラクティス」，（株）Ｂｌｕｅ  Ｃｏａｔホワイトペーパー。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記非特許文献１によるネットワークの構築方法では、参加者間の通信の匿名性を向上させるための配慮（具体的にはバケツリレー式の情報伝達への考慮）はあるが、効率的な論理的ネットワークトポロジーを構成していないため、増大する通信量に対処できない場合も発生している。
【００１０】
また、上記非特許文献２によるネットワークの構築方法では、通信の効率性を考慮したネットワークトポロジーを決定するものの、通信をおこなう二者間で匿名性の保持には十分に考慮がなされておらず、具体的にはバケツリレー式の情報伝達を実現するための仕組みが取り入れられていない。
【００１１】
また、上記特許文献１によるネットワーク構築方法では、配信コストが最小となるような最適化計算を組み込んであるが、そもそも対象とするネットワークとして互いに通信できるノード同士を固定で与えており、与えられた接続先のなかで、配信コストが最小となる計算をおこなっている。そのため、インターネットなどのオープンなネットワークとの親和性が悪いという問題点がある。また、通信の匿名性向上のための考慮も特に存在していない。
【００１２】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、Ｐ２Ｐネットワークトポロジーを決定する際に、通信効率の向上を満たしつつ、Ｐ２Ｐネットワークの匿名性向上の条件であるバケツリレー式の情報伝達がおこなえるようなネットワーク通信方法および通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明では、Ｐ２Ｐネットワークにおいて、ネットワークに属する通信装置を、基幹ノードと、基幹ノードを媒介として他の通信装置と通信する枝ノードの二階層のノードとして捉える。さらに、管理ノードを設けて、管理ノードは、基幹ノードと基幹ノードの通信量を最小になるように通信経路を確立するために、基幹ノード間の論理的ネットワークトポロジーを定め、それを基幹ノードに通知する。そして、基幹ノードは、枝ノードの通信を媒介するときに、管理ノードから通知された論理的ネットワークトポロジーに従って、他の基幹ノードとの通信をおこなう。
【００１４】
基幹ノードは、枝ノードの通信状況を常時、把握しており、他の枝ノードをハブとして通信した方が、局所的なネットワークの通信量が小さくなると見積もったときには、その枝ノードに基幹ノードの役割を委譲する。そのときには、他の枝ノード、管理ノード、他の基幹ノードに基幹ノードの役割を委譲したことを通知する。
【００１５】
なお、著作権や公衆送信権を無視するユーザの存在により、 Ｐ２Ｐネットワークの匿名性の利点を悪用され、Ｐ２Ｐネットワークが犯罪や倫理に欠ける用途に使用され、社会問題となっている事例もあるが、本発明はＰ２Ｐネットワークのこのような利用を促進することを目的としているわけではなく、使い方によっては次世代の重要なネットワーク基盤となりうるＰ２Ｐネットワークの性能向上を目指すものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、Ｐ２Ｐネットワークトポロジーを決定する際に、通信効率の向上を満たしつつ、Ｐ２Ｐネットワークの匿名性向上の条件であるバケツリレー式の情報伝達がおこなえるようなネットワーク通信方法および通信システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る一実施形態を、図１ないし図５を用いて説明する。
【００１８】
先ず、図１を用いて本発明に係るネットワークシステムの構成について説明する。
図１は、本発明のネットワークシステムのトポロジーを説明するための概念図である。
【００１９】
本実施形態のネットワークシステムは、通信回線により接続されたＰ２Ｐのネットワークにおける通信装置間の通信経路を確立するためのネットワークトポロジーを対象とするものである。
【００２０】
なお、通信装置の接続に使用する通信回線は、有線によるものだけに限るものではなく、無線によるものであってよく、光回線を使ったものでもよい。
【００２１】
本発明では、ネットワークを構成し、ノードとなる通信装置間において、通信経路を確立するための論理的なネットワークのトポロジーを定める。これを「論理的ネットワークトポロジー」ということにする。
【００２２】
そして、本発明が適用されたネットワークシステムは、後述の処理により前記論理的ネットワークトポロジーを決定する通信装置（以下、これを「管理ノード」と呼ぶ）１０１と、この管理ノード１０１の決定する論理的ネットワークトポロジーに従い互いにＰ２Ｐによる通信ネットワークを形成する通信端末（以下、これを「基幹ノード」と呼ぶ）１０２ａ〜１０２ｆと、前記基幹ノード１０２のいずれかとのみ接続し、他の通信端末と通信をおこなう際には前記基幹ノード１０２のいずれかを介しておこなう通信端末（以下、「枝ノード」と呼ぶ）１０３ａ〜１０３ｃや１０３ｄ等とから構成される。
【００２３】
ノード同士を結ぶ実線１１１が、前記論理的ネットワークに基づく基幹ノード１０２や枝ノード１０３の間の通信接続を表しており、管理ノード１０１と基幹ノードを結ぶ破線１１２は、前記論理ネットワークを基幹ノードに通知する際の通信接続を表している。
【００２４】
例えば、枝ノード１０３ａと枝ノード１０３ｄが通信をおこないたい場合が発生したときには、その通信は、１０３ａ〜１０２ａ〜１０２ｄ〜１０２ｆ〜１０３ｄの経路により実現される。この経路は、必ずしも最短の距離をとる必要はなく、１０３ａ〜１０２ａ〜１０２ｃ〜１０２ｆ〜１０３ｄや他の経路であってもよい。
【００２５】
なお、管理ノード１０１は、図１の概略図のように他の通信装置と独立して存在していてもよいし、基幹ノード１０２のいづれかが管理ノード１０１の機能を有している構成でもよい。さらには、管理ノード１０１の機能を基幹ノード１０２の全てが有し、全ての基幹ノードが同等に管理ノードとして同等の条件で論理的ネットワークトポロジーを計算し、それに従って通信するようにしてもよい。この場合には、各基幹ノードで並列に論理的ネットワークトポロジーを計算することになるため、後述のように互いに前記論理的ネットワークトポロジーを通知しあう処理が不要となる。
【００２６】
次に、図２を用いて本発明のネットワークシステムにおいて、新たに参加するノード（通信装置）が発生した場合の各ノードの処理手順について説明する。
図２は、新たに参加するノードが発生した場合の新規参加ノード（２０１）と管理ノード（２０２）と基幹ノード（２０３）の手順を示すフローチャートである。
【００２７】
新規に参加するノードが発生した場合（２１０）、新規参加ノードは管理ノード２０２に対して参加要求を出す（ステップ２１１）。このとき、新規に参加するノード２０１は、管理ノードの所在地（アドレス）は知っているものとする。
【００２８】
管理ノード２０２は、新規参加ノードの参加要求を受信し（ステップ２２１）、その新規参加ノードの近隣の基幹ノードが存在するか否かを検索する（ステップ２２２）。管理ノード２０２は、この新規参加ノードの近隣の基幹ノードの検索のためと、後述の論理的ネットワークトポロジーの決定をおこなうために、全ての基幹ノードのＩＰアドレスや基幹ノード同士のメトリック（距離、具体的には、ホップ数など）を把握しているものとする。管理ノード２０２は、前記基幹ノードのＩＰアドレスが近いもの、あるいは近いと判断される基幹ノードを複数選択し、その新規参加ノードに提示し、新規参加ノードに提示した基幹ノードへのメトリックを計測させ、最も近いものを報告させることにより、その新規参加ノードの近隣の基幹ノードが存在するか否かを判断する。そして、近隣の基幹ノードが存在する場合には、ステップ２１２に、近隣の基幹ノードが存在しない場合にはステップ２２３に進む。
【００２９】
近隣に基幹ノードが存在する場合には、前記新規参加ノードは、その旨の通知を受け、近隣の基幹ノードの所在地を知り、その近隣の基幹ノードに対して接続を要求する（ステップ２１２）。接続を要求された基幹ノードは、新規参加ノードの接続要求を受信し（ステップ２３１）、後述の局所ネットワークを構成し（ステップ２３２）、終了する。
【００３０】
一方、近隣に基幹ノードが存在しない場合には、管理ノード２０２は、その新規参加ノード２０１を基幹ノードとみなし（ステップ２２３）、新しい基幹ノードからなる論理ネットワークトポロジーを構築する（ステップ２２４以降）。この際には、管理ノード２０２は、その新規参加ノード２０１に対して、新たに基幹ノードとして取り扱うことを通知しておく。この場合、新規参加ノード２０１は、以降では基幹ノード２０３と同様の扱い（処理）となる。
【００３１】
管理ノード２０２は、新しい基幹ノードからなる論理ネットワークトポロジーを構築するために、基幹ノード同士の通信状況を全ての基幹ノードに要求し（ステップ２２４）、各基幹ノード２０３は通信状況を管理ノード２０２に報告する（ステップ２３３）。ここで、各基幹ノード２０３は、他の全ての基幹ノードとの通信実績（通信量）は把握しているものとする。なお、新たに参加した基幹ノードは、通信実績が存在しないので、適当な予測量もしくは初期設定量を通信状況として報告する。
【００３２】
管理ノード２０２は、全ての基幹ノード２０３から通信状況を収集して（ステップ２２５）、通信状況とある制約条件をもとにある評価指標に基づいて前記基幹ノードの論理的ネットワークトポロジーを決定する（ステップ２２６）。ここで、ある制約条件は、前記基幹ノード同士が互いに直接通信する相手先の数の上限などであり、また、ある評価指標は、前記通信装置同士のメトリックなどによる距離と通信状況を定量化したものである。制約条件と評価指標に基づく前記の論理ネットワークトポロジーの決定のための計算は、後述の最適化計算に基づくものとする。
【００３３】
この後、管理ノード２０２は、決定した論理的ネットワークトポロジーを全ての基幹ノード２０３へ通知し（ステップ２２７）、ネットワーク上の基幹ノード２０３はこれを受信し、適用して（ステップ２３４）、以降は、論理的ネットワークトポロジーに従った処理をおこなうようになる。
【００３４】
次に、図４を用いて本発明の論理的ネットワークトポロジーを決定するための最適化計算について詳述する。
図４は、本発明の基幹ノードの論理的ネットワークトポロジーを示した図である。
【００３５】
図４の（ａ）は、基幹ノードが六つ（４０１ａ〜４０６ａ）存在する場合のフルメッシュで接続している論理ネットワークトポロジーを示している。
【００３６】
以下の（式１）〜（式６）は、論理的ネットワークトポロジーを決定するための最適化計算で使用する最適化計算を定式化したものの例である。
【００３７】
【数１】
2006261880.tif 000003
【００３８】
このとき、ノード番号をｉやｊ（ｉ＝１，…，６）として、また、ノードｉとノードｊの接続を（ｉ，ｊ）として表す。例えば、ノード１とノード２の接続は（１，２）となる。さらに、ノードｉからノードｊに対して発生する通信要求をｒとし、その通信要求ｒの通信元のノードをｓ（ｒ）、通信先ノードをｔ（ｒ）とすると、通信要求ｒが接続（ｉ，ｊ）を使用する場合に１の値をとり、そうでない場合に０の値をとるような変数をｘｉｊｒとする（（式６））。このときのネットワークフロー問題における流量収支条件を表しているのが、（式２）および（式３）であり、これがこの例における第一の制約条件である。これは、送信のノードでは、この変数が１、受信のノードでは、この変数が０になり、中間のノードでは、０になることを示している。
【００３９】
ここで、Ｒは通信要求ｒの集合、Ｎはノードｉの集合である。また本発明によるネットワーク構築方法においては、ノード同士の通信の匿名性の向上も目的のひとつとしているため、第二の制約条件として、（式４）および（式５）を導入している。第二の制約条件では前記匿名性の向上を図るため、すなわち具体的にはバケツリレー式のネットワークトポロジーを実現するために個々のノードが論理的に接続できる他のノードの数に上限を設けている。この第二の制約条件を定式化するため、各ノードの接続できるノードの数をある一定数ｌ以下に抑えているのが（式５）である。（式１）は、上記制約条件のもと最小化すべき通信量とホップ数の総和（ステップ２２６における評価指標に相当する）である。通信量とホップ数の総和を最小化するようにとれば、基幹ノード間での通信量が最小化されて、グローバルなネットワークでの論理的ネットワークトポロジーが定められたことになる。
【００４０】
この最適化計算のために、 ｘｉｊｒと、ノードｉとノードｊとの間のメトリック（ホップ数） ｄｉｊと、前記通信要求ｒの通信量ｃｒとを乗じたものを、全てのｒ、全てのノードｉ，ｊについて足し合わせたものを用いている。
【００４１】
したがって、この最適化計算の定式化を用いる場合、管理ノード２０２は、ステップ２２４からステップ２２５の処理において、通信要求ｒの通信量ｃｒを前記の通信状況として全ての基幹ノード２０３から収集する必要があり、また、そのために、全ての基幹ノード２０３は前記管理ノード２０２の要求に応えるために、通信状況として通信量ｃｒに相当する情報を通信実績として保持しておく必要がある。
【００４２】
例えば、前記のｌを３とした場合のこの方法より求められる論理的ネットワークトポロジーは、図４の（ｂ）に示されるようになる。
【００４３】
次に、図３を用いて本発明のネットワークシステムにおいて、局所ネットワークにおける各ノードの処理手順について説明する。
図３は、局所ネットワークに属する枝ノード（３０１）と、その局所ネットワークの代表とされる基幹ノード（３０２）と、その局所ネットワークには属しない他の基幹ノードと管理ノード（３０３）の処理手順を示したフローチャートである。
【００４４】
ここで、局所ネットワークとは、代表とされる基幹ノードと、その基幹ノードをハブとして介し、他の通信装置と通信する枝ノード（局所グループ）により構成されるネットワークである。
【００４５】
局所ネットワークは、ある一定時間を経過した後、離脱ノードの発生を検知した後、または、参加ノードの発生を検知した後のいづれかのタイミングで形成・再形成が行われる（ステップ３２０）。
【００４６】
基幹ノード３０２は、上記事象が発生したとき、局所ネットワークの構成をおこなうために枝ノードの通信状況を、自己の局所ネットワークに属する全ての枝ノード３０１に対して通信状況を要求する（ステップ３２１）。
【００４７】
その基幹ノード３０２からの要求を受信した枝ノード３０１の各々は、通信状況を前記基幹ノード３０２に報告する（ステップ３１１）。全ての枝ノード３０１からの通信状況の報告（ステップ３２２）を受けた基幹ノード３０２は、局所グループに属する通信装置の中で、通信を媒介するのに最もふさわしい通信装置がないかを計算する。すなわち、その計算によりその基幹ノードは、基幹ノードになるべきノードが他に存在するか否かを判断することができる（ステップ３２３）。この計算は、例えば、後述の（式７）の計算式によりおこなう。ステップ３２３の判断により、他に基幹ノードになるべきノードが存在しない場合は、終了である。他に基幹ノードになるべきノードが存在すると判断した場合は、そのノードを新たに基幹ノード３０２となるノードとみなし、その枝ノードに基幹ノードの役割を委譲することを通知する（ステップ３２４）。新たに基幹ノード３０２となると判断された枝ノードは、その基幹ノード３０２からの通知を受け付け（ステップ３１２）、その基幹ノード３０２に対して前記通知を受け付けたことを基幹ノードに伝達し、基幹ノード３０２はこれを受ける（ステップ３２５）。
【００４８】
その後、基幹ノード３０２は、新たに基幹ノードとなるノード以外の枝ノードに対して基幹ノードの役割が他のノードに移譲されることを通知し（ステップ３２６）、各枝ノード３０１はこれを受信する（ステップ３１３）。
【００４９】
最後に、元の基幹ノード３０２は、他の基幹ノードおよび管理ノード３０３に対しても、自身の属する局所ネットワークにおける基幹ノードが新たに基幹ノードとなるノードに移ったことを通知し（ステップ３２７）、他の基幹ノードと管理ノードはこれを受信し（ステップ３３１）、基幹ノードに関する情報を更新し（ステップ３３２）、終了する。
【００５０】
なお、図３による局所ネットワークのノードの処理手順では、その局所ネットワークに属する唯一の基幹ノードが離脱した場合については触れていないが、その場合には、基幹ノードが離脱した場合に、新たに基幹ノードとなる枝ノードを事前に決めておくことで、前記基幹ノードが離脱した場合においては前記代理を務める枝ノードが図３の基幹ノードの機能を果たすことにより、目的を達成することができる。
【００５１】
次に、図５を用いて局所ネットワークにおいて、基幹ノードとなるべきノードを計算する方法について説明する。
図５は、局所ネットワークの論理的ネットワークトポロジーを表す図である。
【００５２】
以下の（式７）は、基幹ノードになるべきノードが他に存在するか否かを判断するために使用する計算式の例である。
【００５３】
【数２】
2006261880.tif 000004
【００５４】
局所ネットワーク５００１は、ノード番号ｋで表記した基幹ノード５１０と、ノード番号１から４で表記した枝ノード５０１〜５０４により構成され、局所ネットワークは基幹ノード５１０を介して局所ネットワーク外のネットワーク５０００と繋がっている。すなわち、局所ネットワーク５００１内の各ノードは、基幹ノード５１０を介してノード５００と接続している。ただし、図５においては、局所ネットワーク外のネットワークを仮想的にノード番号０で表記のノード５００として表現しており、他の枝ノードなどは、詳しく図示していない。
【００５５】
このとき、（式７）では、局所ネットワーク内外のノードｉ、ｊ間の通信量およびメトリック（ホップ数）をｃｉｊ、 ｄｉｊとして表し（仮想的なノード５００と基幹ノード５１０間のメトリックｄ０ｋのみは適当な値を設定する）、（式７）の計算式に従い、局所ネットワーク内のノードから最も適切なノードｋを選択する。（式７）にしたがって、Ｋとして、通信量とメトリックの総和を最小にするように適切にとれば、局所グループ内の通信量が最小になるからである。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明のネットワーク通信方法およびネットワークシステムによる産業上の適用例は、ユビキタス情報社会におけるファイル共有システムや口コミ情報共有システムが対象となる。
【００５７】
前者は、現在のＰ２Ｐネットワークによる著作権侵害が事件として取り扱われているように実際の利用時には、本発明による技術のみならず、著作権管理や確保などの技術もあわせての運用が望ましい。また、後者の口コミ情報共有システムにおいては、発言の匿名性の特徴からより活発な情報交換がおこなわれることが見込まれる。
【００５８】
さらには、現在Ｐ２Ｐネットワークを利用したインターネット電話サービスが出現していることから明らかなように、Ｐ２Ｐネットワークを利用したアプリケーションはこれから様々な分野で利用・応用されていくことになる。本発明はそのようなＰ２Ｐネットワークの利用分野の全てにおいて、基本的な論理的ネットワークトポロジーを決定し、提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明のネットワークシステムのトポロジーを説明するための概念図である。
【図２】新たに参加するノードが発生した場合の新規参加ノード（２０１）と管理ノード（２０２）と基幹ノード（２０３）の手順を示すフローチャートである。
【図３】局所ネットワークに属する枝ノード（３０１）と、その局所ネットワークの代表とされる基幹ノード（３０２）と、その局所ネットワークには属しない他の基幹ノードと管理ノード（３０３）の処理手順を示したフローチャートである。
【図４】本発明の基幹ノードの論理的ネットワークトポロジーを示した図である。
【図５】局所ネットワークの論理的ネットワークトポロジーを表す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０１              管理ノード
１０２ａ〜１０２ｆ  基幹ノード
１０３ａ〜１０３ｄ  枝ノード
１１１              基幹ノード間の接続
１１２              管理ノードと基幹ノード間の接続
４０１ａ〜４０６ａ  基幹ノード
４０１ｂ〜４０６ｂ  基幹ノード
４０２              ノード間の接続
５００              局所ネットワーク５０００のノード
５０１〜５０４      枝ノード
５１０              基幹ノード
５０００            局所ネットワーク
５１００            局所ネットワーク
【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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