(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信機器が複数の通信経路によって相互に通信可能なように接続されたネットワークにおいて通信経路を特定するためのネットワーク経路探索方法であって、
前記複数の通信機器のうちの一の通信機器が、前記複数の通信機器を通過する複数の巡回経路のうちから巡回経路の選択を行うことにより初期経路を設定し、前記初期経路に基づいて所定のパケット情報を前記ネットワークに流通させ、前記複数の通信機器のうちの他の通信機器が、前記パケット情報を通過させる際に隣接する通信機器間との通信情報を前記パケット情報に付加するとともに、前記パケット情報に既に付加されている通信情報を取得して各通信機器間の通信状況を評価することで、前記パケット情報とは独立して受ける送信データに関し送信すべき経路の特定を行い、
前記一の通信機器は、前記パケット情報に付加される前記通信情報に基づいて所定の評価を行うことにより、前記初期経路を他の巡回経路に変更することを特徴とするネットワーク経路探索方法。
【請求項２】
請求項１に記載のネットワーク経路探索方法において、
前記一の通信機器は、前記初期経路を他の巡回経路に変更する際に、前記巡回経路の組み替えを行うことを特徴とするネットワーク経路探索方法。
【請求項３】
請求項１あるいは請求項２に記載のネットワーク経路探索方法において、
前記複数の通信機器のうちのデータ送信元となる送信側通信機器は、データ送信先となる受信側通信機器との間の複数の通信経路のうちから一の通信経路の選択と、当該一の通信経路の組み替えとを行いつつ、各通信経路について前記パケット情報から取得した前記各通信機器間の前記通信情報に基づいた評価を行うことで、データを送信すべき経路の特定を行うことを特徴とするネットワーク経路探索方法。
【請求項４】
複数の通信機器が複数の通信経路によって相互に通信可能なように接続されたネットワークシステムであって、
前記複数の通信機器のうちの一の通信機器が、前記複数の通信機器を通過する複数の巡回経路のうちから巡回経路を選択することにより初期経路を設定し、前記初期経路に基づいて所定のパケット情報を前記ネットワークに流通させ、前記複数の通信機器のうちの他の通信機器が、前記パケット情報を通過させる際に隣接する通信機器間との通信情報を前記パケット情報に付加するとともに、前記パケット情報に既に付加されている通信情報を取得して各通信機器間の通信状況を評価することで、前記パケット情報とは独立して受ける送信データに関し送信すべき経路の特定を行い、
前記一の通信機器は、前記パケット情報に付加される前記通信情報に基づいて所定の評価を行うことにより、前記初期経路を他の巡回経路に変更することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のネットワークシステムにおいて、
前記一の通信機器は、前記初期経路を他の巡回経路に変更する際に、巡回経路の組み替えを行うことを特徴とするネットワークシステム。
【請求項６】
請求項４あるいは請求項５に記載のネットワークシステムにおいて、
前記複数の通信機器のうちのデータ送信元となる送信側通信機器は、データ送信先となる受信側通信機器との間の複数の通信経路のうちから一の通信経路の選択と、当該一の通信経路の組み替えとを行いつつ、各通信経路について前記パケット情報から取得した前記各通信機器間の前記通信情報に基づいた評価を行うことで、データを送信すべき経路の特定を行うことを特徴とするネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の通信機器が複数の通信経路によって相互に通信可能なように接続されたネットワークにおいて、通信経路を決定するためのネットワーク経路探索方法及びネットワークシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、ローカル領域で複数の通信機器が有線又は無線によって相互に通信可能なように接続された、ＬＡＮ（local Area Network）、無線内線電話ネットワーク、対戦ゲームネットワーク、構内電話網、又は工場等における多点無線制御網等のような種々のネットワークが存在する。
【０００３】
このようなネットワークにおいて、送信側と受信側との間に１つの通信経路しか存在しない場合には、通信経路を探索する必要はない。ところが、送信側と受信側との間に複数の通信経路が存在する場合には、複数経路のうちから最も効率的に通信を行うことの可能な１つの経路を特定することが好ましい。また、中継局となる通信機器においても受信した情報を複数の経路のうちのいずれに送信すればよいかを効率的に決定することが望まれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ネットワーク内に例えば５つの通信機器が設置されており、各通信機器が任意の通信機器と相互に通信可能である場合には、その通信経路は総計で５！（＝１２０）通りとなる。
【０００５】
したがって、最も効率的に通信可能な１つの通信経路を特定するにあたっては、１２０通りもの全ての通信経路を総当たり的に探索することが必要となり、１つの通信経路を特定するまでに非常に時間を要することとなる。また、全ての通信経路を探索する場合には、各通信経路の情報を収集するためのデータ（パケット情報）をネットワーク上に流通させる必要があるため、ネットワークの渋滞を招く可能性がある。
【０００６】
そこで、この発明は、ネットワークに複数の通信経路が存在する場合に、より効率的に通信経路を特定するためのネットワーク経路探索方法及びネットワークシステムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数の通信機器が複数の通信経路によって相互に通信可能なように接続されたネットワークにおいて通信経路を特定するためのネットワーク経路探索方法であって、前記複数の通信機器のうちの一の通信機器が、前記複数の通信機器を通過する複数の巡回経路のうちから巡回経路の選択を行うことにより初期経路を設定し、前記初期経路に基づいて所定のパケット情報を前記ネットワークに流通させ、前記複数の通信機器のうちの他の通信機器が、前記パケット情報を通過させる際に隣接する通信機器間との通信情報を前記パケット情報に付加するとともに、前記パケット情報に既に付加されている通信情報を取得して各通信機器間の通信状況を評価することで、前記パケット情報とは独立して受ける送信データに関し送信すべき経路の特定を行い、前記一の通信機器が、前記パケット情報に付加される前記通信情報に基づいて所定の評価を行うことにより、前記初期経路を他の巡回経路に変更することを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のネットワーク経路探索方法において、前記一の通信機器が、前記初期経路を他の巡回経路に変更する際に、前記巡回経路の組み替えを行うことを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１あるいは請求項２に記載のネットワーク経路探索方法において、前記複数の通信機器のうちのデータ送信元となる送信側通信機器が、データ送信先となる受信側通信機器との間の複数の通信経路のうちから一の通信経路の選択と、当該一の通信経路の組み替えとを行いつつ、各通信経路について前記パケット情報から取得した前記各通信機器間の前記通信情報に基づいた評価を行うことで、データを送信すべき経路の特定を行うことを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、複数の通信機器が複数の通信経路によって相互に通信可能なように接続されたネットワークシステムであって、前記複数の通信機器のうちの一の通信機器が、前記複数の通信機器を通過する複数の巡回経路のうちから巡回経路を選択することにより初期経路を設定し、前記初期経路に基づいて所定のパケット情報を前記ネットワークに流通させ、前記複数の通信機器のうちの他の通信機器が、前記パケット情報を通過させる際に隣接する通信機器間との通信情報を前記パケット情報に付加するとともに、前記パケット情報に既に付加されている通信情報を取得して各通信機器間の通信状況を評価することで、前記パケット情報とは独立して受ける送信データに関し送信すべき経路の特定を行い、前記一の通信機器が、前記パケット情報に付加される前記通信情報に基づいて所定の評価を行うことにより、前記初期経路を他の巡回経路に変更することを特徴としている。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のネットワークシステムにおいて、前記一の通信機器が、前記初期経路を他の巡回経路に変更する際に、巡回経路の組み替えを行うことを特徴としている。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項４あるいは請求項５に記載のネットワークシステムにおいて、前記複数の通信機器のうちのデータ送信元となる送信側通信機器が、データ送信先となる受信側通信機器との間の複数の通信経路のうちから一の通信経路の選択と、当該一の通信経路の組み替えとを行いつつ、各通信経路について前記パケット情報から取得した前記各通信機器間の前記通信情報に基づいた評価を行うことで、データを送信すべき経路の特定を行うことを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
＜１．第１の実施の形態＞
図１は、この発明の第１の実施の形態におけるネットワークシステム１の構成を示す図である。図１に示すように、このネットワークシステム１は複数の通信機器２ａ〜２ｅを有しており、各通信機器２ａ〜２ｅは、任意の通信機器と有線又は無線で相互に接続されて通信可能となっている。したがって、例えば通信機器２ａから通信機器２ｅへデータを伝送しようとする場合には、通信機器２ｅに対して直接データ伝送を行う経路、通信機器２ｂを介して伝送する経路、通信機器２ｃを介して伝送を行う経路、通信機器２ｄを介して伝送する経路、又は通信機器２ｂ〜２ｄのうちの複数の機器を介して伝送を行う経路等というように複数の伝送経路が存在する。換言すれば、このネットワークシステム１は、一の通信機器から他の通信機器へデータ伝送を行う際に採用し得る送信経路が複数存在するような構成となっている。ただし、ネットワークシステム１の構成は、図１に示すものに限定されるものではない。
【００１７】
図２は、一の通信機器２ａの詳細構成を示す図である。なお、他の通信機器２ｂ〜２ｅについても同様の構成となる。通信機器２ａは、内部にＣＰＵやメモリ等を備えて構成され、ＣＰＵが所定のプログラムを実行することによって、図２に示すような、巡回パケット発生部１０、受信部２１、ビットレート検出部２２、データ認識部２３、ビットレート付加部２４、通信状況評価部２５、送信経路特定部２６、送信部２７が機能するように構成される。
【００１８】
巡回パケット発生部１０は、ネットワークシステム１において各通信機器２ａ〜２ｅが効率的な通信経路に受信データを送出することができるように、各通信機器２ａ〜２ｅに対して各通信経路の通信情報を与えるためのパケットデータを生成するものである。この巡回パケット発生部１０は、経路設定部１１とパケット生成部１２とパケット送信部１３とを備えて構成される。なお、この巡回パケット発生部１０は、ネットワークシステム１に含まれる複数の通信機器２ａ〜２ｅのうちの少なくとも１つの通信機器に含まれていればよい。
【００１９】
経路設定部１１は、全ての通信機器２ａ〜２ｅを通過する巡回経路を設定する。そして、その巡回経路をパケット生成部１２に与え、パケット生成部１２では前記巡回経路に基づいてネットワークシステム１を流通する巡回パケット（パケット情報）を生成する。
【００２０】
図３はパケット生成部１２にて生成される巡回パケットのデータ構造の一例を示す図である。図３に示すように、巡回パケットにおいてデータ先頭側に全ての通信機器２ａ〜２ｅを経由する巡回ルートがルート情報（巡回経路情報）として格納されており、それに続いて各通信経路での個別の通信情報が格納される領域が確保されている。
【００２１】
そして、パケット生成部１２は巡回パケットを生成すると、それをパケット送信部１３に与え、パケット送信部１３はこの巡回パケットを送信部２７に与えるように構成されている。
【００２２】
受信部２１及び送信部２７は有線又は無線で他の通信機器２ｂ〜２ｅとデータの送受信を行うためのインタフェースであり、他の任意の通信機器２ｂ〜２ｅからデータを受信することができ、また、他の任意の通信機器２ｂ〜２ｅに対してデータを送信することができるように構成されている。
【００２３】
ビットレート検出部２２は、受信部２１で受信するデータのビットレート（すなわち、単位時間当たりのデータの受信量）を検出するものである。そしてビットレート検出部２２で検出されるビットレートはビットレート付加部２４に与えられる。
【００２４】
データ認識部２３は受信部２１で受信するデータが巡回パケットであるか、又は通常の送信データ（つまり、一の通信機器から他の通信機器へ向けて送信されるデータ）であるかを判断し、巡回パケットである場合には、受信部２１より得られる巡回パケットをビットレート付加部２４に与える。一方、通常の送信データである場合には、受信部２１より得られる送信データを送信経路特定部２６に与える。
【００２５】
図４は、送信データのデータ構造の一例を示す図である。図４に示すように、送信データは送信先となる宛先情報と、送信先の通信機器に送信すべき内容である送信用データとを含んで構成される。したがって、データ認識部２３は図３に示す巡回パケットと図４に示す送信データとのデータ構造を解析することにより、いずれのデータであるかを認識することができる。
【００２６】
ビットレート付加部２４は、ビットレート検出部２２にて検出されるビットレートを通信情報として、データ認識部２３から得られる巡回パケットの所定位置に付加する。例えば、通信機器２ａが通信機器２ｃから巡回パケットを受信した場合には、その巡回パケットを受信した際の通信機器２ｃと２ａとの間のビットレートを通信情報として付加する。なお、通信機器２ａが通信機器２ｃから巡回パケットを受信した際に、既に通信機器２ａと２ｃと間の通信情報が記録されている場合には、ビットレート付加部２４はその通信情報を最新の情報に更新する。そしてビットレート付加部２４は巡回パケットに通信情報を付加すると、通信状況評価部２５に与える。
【００２７】
通信状況評価部２５は巡回パケットに含まれる通信情報を取得し、複数の通信経路のうちのいずれにデータを送信すれば各通信機器に効率よくデータ伝送を行うことができるかを評価する。
【００２８】
例えば、通信機器２ａが通信機器２ｅに対してデータ送信を行う場合、送信データを最も効率よく通信機器２ｅに到達させるために送信データを、通信機器２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅのいずれに対して送信することが適当であるかを評価するのである。より具体的には、巡回パケットに含まれる通信情報に基づいて、通信機器２ａから通信機器２ｅへデータ伝送するための複数経路の総合的なビットレートを求め、その総合的なビットレートが最高となるような一の経路を特定する。ここにビットレートが最高とは、最も効率よくデータ伝送を行うことができることを意味する。そして、送信相手先が通信機器２ｂ、２ｃ、２ｄ、又は２ｅの各場合についてビットレートが最高となる一の経路が特定される。
【００２９】
そして、送信相手先が各通信機器２ｂ〜２ｅのそれぞれである場合について特定された一の経路は送信経路特定部２６に与えられる。
【００３０】
なお、通信状況評価部２５はビットレート付加部２４から得られた巡回パケットを巡回パケット発生部１０の経路設定部１１と、送信経路特定部２６とに導くようにも構成されている。
【００３１】
送信経路特定部２６は、データ認識部２３から得られる送信データの宛先情報を取得し、送信データの宛先に応じて上記通信状況評価部２５で特定された一の経路を設定する。そして、その設定経路に基づいて送信データを他の通信機器に送出すべく送信部２７に送信データを与える。送信部２７は、送信経路特定部２６にて設定された経路に基づいて、複数の送信経路のうちの一の経路に送信データを送信する。
【００３２】
また、送信経路特定部２６はビットレートの付加された巡回パケットを入力した場合には、その巡回パケットに示されている巡回経路に基づいて巡回パケットを送出すべく送信部２７に巡回パケットを与える。送信部２７は、送信経路特定部２６より得られる巡回パケットを巡回経路に基づいて複数の送信経路のうちの一の経路に送信する。
【００３３】
また、送信部２７はパケット送信部１３から巡回パケットを取得すると、そのルート情報に基づいて、複数の送信経路のうちの一の経路に巡回パケットを送信する。
【００３４】
上記のように構成されたネットワークシステム１においては、複数の通信機器２ａ〜２ｅのうちの少なくとも一の通信機器から巡回パケットが巡回する。この巡回パケットはネットワークシステム１を構成する全ての通信機器２ａ〜２ｅを通過するように経路設定が行われており、各通信機器２ａ〜２ｅは自身を巡回パケットが通過する際に通信経路のビットレートを通信情報として付加又は更新するように構成される。また、各通信機器２ａ〜２ｅは自身を巡回パケットが通過する際に通信情報を取得して、他の通信機器にデータ伝送を行う際には隣接する他の通信機器のうちのいずれに対してデータ送信を行えば効率よくデータ伝送を行うことが可能であるか否かを求める。このため、各通信機器２ａ〜２ｅにおいては、特定の宛先への送信データを受け取った際に、複数の送信経路のいずれに対して送信データを転送するかは、巡回パケットに含まれる通信情報の評価結果に基づいて決定され、最も効率的な送信経路にデータ伝送が行われるように構成されているのである。
【００３５】
ここで巡回パケットを常に一定の経路で巡回させる場合には、巡回パケットが通過しない経路に関する通信情報が巡回パケット中に付加されることがない。図５は、巡回パケットの巡回経路の一例を示す図であり、実線矢印は巡回パケットの送信経路を示しており、点線は巡回パケットが通過しない経路を示している。例えば、図５に示すように巡回パケットが全ての通信機器２ａ〜２ｅを「２ａ→２ｂ→２ｃ→２ｄ→２ｅ」という経路で巡回している場合、各通信機器２ａ〜２ｅは巡回パケットに通信情報を付加するが、巡回パケットが通過しない点線で示される経路の通信情報については付加されない。
【００３６】
このため、各通信機器においては巡回パケットが通過しなかったルートについては評価対象とならない。しかしながら、巡回パケットがネットワークシステム１を巡回する際に比較的に効率のよい通信経路を巡回している場合には、各通信機器２ａ〜２ｅは少なくとも効率のよい通信経路に関する通信情報は取得することができる。
【００３７】
そこで、各通信機器２ａ〜２ｅにおいて設けられる巡回パケット発生部１０の経路設定部１１は、巡回パケットが常に効率のよい経路でネットワークシステム１を巡回するように、巡回パケットに含まれる通信情報を評価してより伝送効率のよい巡回経路に設定変更されるように構成されている。そして、この実施の形態では、巡回パケットを効率のよい通信経路で巡回させるために、いわゆる遺伝子アルゴリズム（ＧＡ）による巡回セールスマン問題の解法を適用して、そのような通信経路を特定するように構成されている。
【００３８】
図６は、経路設定部１１の詳細構成を示す図である。図６に示すように経路設定部１１は、初期経路設定部１０１と経路評価部１０２と選択部（淘汰部）１０３と経路突然変異部１０４と経路交叉部１０５とを備えている。なお、経路評価部１０２と選択部１０３と経路突然変異部１０４と経路交叉部１０５とは、一体となって、遺伝子アルゴリズム実行手段として機能する。
【００３９】
初期経路設定部１０１は巡回パケットの初期経路を設定するものである。ネットワークシステム１においては巡回パケットの巡回経路が複数存在するため、この初期経路設定部１０１では複数の巡回経路のうちからいくつかの複数の経路を任意に選択し、初期経路として設定する。例えば、初期経路設定部１０１は初期経路として４つ程度の初期経路を設定する。
【００４０】
そして、初期経路設定部１０１で設定された経路情報はパケット生成部１２に与えられ、巡回パケットが生成されて、ネットワーク中を設定された経路に基づいて巡回する。初期経路設定部１０１において複数の初期経路が設定されると、それら複数の初期経路のそれぞれについて複数の巡回パケットが生成され、ネットワークを巡回する。
【００４１】
一例として通信機器２ａが巡回パケットを送信した場合について説明する。図２に示すように経路設定部１１にて初期経路の設定された巡回パケットは送信部２７よりネットワーク中に流通する。また、通信機器２ａの受信部２１において巡回パケットを受信すると、上述のように、その巡回パケットはデータ認識部２３、ビットレート付加部２４、通信状況評価部２５を介して巡回パケット発生部１０の経路設定部１１に導かれる。より詳細には、図６に示すようにその巡回パケットは、経路設定部１１の経路評価部１０２に導かれる。
【００４２】
経路評価部１０２は巡回パケットに含まれる通信情報を取得し、その巡回経路における巡回経路評価値を求める。巡回経路評価値は隣接する各通信機器間でのビットレートを総合的に評価するための値であり、例えば各通信機器間でのビットレートの合計値によって表される。また、各通信機器間でのビットレートにばらつきが少なく、かつ、ビットレートの合計が大きいものについて評価値が大きくなるような条件等を定めて、巡回経路評価値を求めるようにしてもよい。
【００４３】
そして経路評価部１０２は、巡回経路評価値が所定の目標値以上であるかを評価し、目標値未満である場合は効率のよい巡回経路ではないと判断する一方、目標値以上である場合は効率のよい巡回経路であると判断する。
【００４４】
初期経路の段階で、巡回経路評価値が目標値以上となる場合には、遺伝子アルゴリズムに基づく経路の組み替えは必要ない。しかし、一般にはランダムに設定される初期経路に基づく巡回パケットの巡回経路評価値が目標値以上となることは少ない。
【００４５】
そこで経路評価部１０２は経路情報と巡回経路評価値とを対応づけて一時的にメモリ等に記憶しておく。初期経路設定部１０１が例えば４つの初期経路を設定した場合には、経路評価値１０２はそれら４つの初期経路のそれぞれについて巡回経路評価値を求めて、目標値に対する評価を行う。そして、経路評価部１０２における評価結果は選択部１０３に与えられる。
【００４６】
選択部１０３は、例えば４つの初期経路のうちで巡回経路評価値の高い初期経路を２つ選択し、選択した２つの経路を経路交叉部１０５又は経路突然変異部１０４に与える。
【００４７】
経路交叉部１０５においては、巡回パケットの通過する通信機器の配列順序を遺伝子配列とすると、選択部１０３によって選択された２つの経路から、１点交叉の遺伝子を生成し、新たな２つの巡回経路を発生させる。具体的には、淘汰された２つの経路において、通信機器の通過する順序を相互に組み替えて新たな巡回経路を生成するのである。ここで交叉を行う位置（組み替えを行う位置）は乱数で決定される。
【００４８】
また、経路突然変異部１０４においては、巡回パケットの通過する通信機器の配列順序を遺伝子とすると、選択部１０３によって選択された２つ経路に対して任意の確率で突然変異を発生させ、新たな巡回経路を発生させる。具体的には、淘汰された経路のうちの１の経路について任意の１箇所をランダムに他の通信機器に変更することで新たな巡回経路を生成するのである。
【００４９】
そして、新たに生成された巡回経路はパケット生成部１２へ与えられ、巡回パケットが生成されてネットワークを巡回する。その後、経路評価部１０２には新たに生成された巡回パケットが通信状況評価部２５より与えられることとなる。
【００５０】
そして、経路評価部１０２にて上記と同様の評価を行うことにより、新たな巡回経路についての評価を行う。そして選択部１０３では、前回選択された巡回経路と新たな巡回経路とを含めて、巡回経路評価値の高い２つの巡回経路の選択が行われる。以下、同様に経路交叉部１０５又は経路突然変異部１０４にて経路の組み替えを繰り返しつつ、巡回経路の評価を繰り返す。
【００５１】
すなわち、初期経路の設定の後は、巡回経路評価値の評価、巡回経路の選択、交叉、突然変異を繰り返すことにより、最終的に巡回経路評価値が目標値以上となる巡回経路が特定される。
【００５２】
ここで、遺伝子アルゴリズムに基づく交叉や突然変異によって通信経路の組み替えが行われる度に、新たな世代の通信経路が生成されると仮定すると、通常、少なくとも数世代若しくは十数世代目で目標値以上の巡回経路評価値を示す巡回経路が特定可能である。なぜなら、複数の初期経路のうちから巡回経路評価値が比較的優秀な巡回経路を選択し、それら優秀な巡回経路から新たな世代の巡回経路を生成しているため、新たな世代の巡回経路の巡回経路評価値は比較的に高くなる場合が多いからである。つまり、優秀な遺伝子配列を組み替えて生成する新たな遺伝子配列は、親世代と同等若しくはそれ以上に優秀であることが多いという遺伝子アルゴリズムの理論に基づくものである。
【００５３】
したがって、巡回経路評価値の評価、巡回経路の選択、交叉、突然変異を繰り返すことによって目標値以上の巡回経路評価値を示す巡回経路を特定するために、ネットワーク中に流通する巡回パケットは、全ての通信経路を総当たりで評価する場合に比べて少なくて済み、巡回パケットが効率よく巡回するための一の通信経路を効率的に特定することができるのである。
【００５４】
そして特定された一の通信経路に沿って巡回パケットを流通させることにより、巡回パケットは複数の存在する通信経路のうちの効率のよい通信経路を辿ってネットワーク中を巡回する。このとき、各通信機器は、巡回パケット中に含まれる通信情報を取得することにより、送信データを受信したときの宛先に応じて隣接する通信機器のうちのいずれにデータ送信すれば効率よくデータ伝送を行うことができるかを評価することができ、その評価結果に応じて効率よく送信データの送信を行うことが可能となるのである。
【００５５】
なお、目標値以上の巡回経路評価値を示す巡回経路が特定され、その巡回経路に沿って巡回パケットが巡回する場合であっても、その後の通信状況等に応じて巡回経路評価値は常に変動する。したがって、上記のような巡回経路評価値の評価を所定の通信機器において常に行い、巡回経路評価値が目標値未満となったときに再度、交叉や突然変異等を繰り返して、新たに目標値以上となる巡回経路を特定するように構成することが好ましい。こうすることによって、ネットワーク中を巡回する巡回パケットは、常に効率的な巡回経路を流通することになるからである。
【００５６】
また、巡回パケットに含まれるルート情報に基づいて、各通信機器が巡回パケットを送信しようとしたときに、隣接する通信機器との間の接続が良好に行われない場合も生じ得る。そのような場合には、当該通信機器においてタイムアウト等を検出し、タイムアウトが生じた場合には迂回パケットを発生させて、巡回パケットがネットワーク中を流通しないことを回避することが好ましい。
【００５７】
以上説明したように、この実施の形態のネットワークシステム１では、複数の通信機器２ａ〜２ｅが複数の通信経路によって相互に通信可能なように接続されたネットワークシステム１において通信経路を特定するために、複数の通信機器２ａ〜２ｅのうちの一の通信機器が、複数の通信機器２ａ〜２ｅの全てを通過する複数の巡回経路のうちから巡回経路を選択することにより初期経路を設定し、その初期経路に基づいて巡回パケットをネットワーク中に流通させるように構成されている。そして、複数の通信機器２ａ〜２ｅは、巡回パケットを受信すると、隣接する通信機器間との通信情報を巡回パケットに付加するとともに、巡回パケットに既に付加されている通信情報を取得して各通信機器間の通信状況を評価するように構成されている。
【００５８】
したがって、各通信機器においては、隣接する複数の通信機器のうちのいずれに対してデータを送信すれば、効率よくデータ伝送を行うことができるかを、巡回パケットに含まれる通信情報に基づいて比較的効率よく特定することができる。
【００５９】
また、巡回パケットがネットワーク中を巡回する間に通信情報は常に最新の通信情報に更新されるため、更新された最新の通信情報に基づいて、絶えず巡回経路の再評価を行うことが可能となっている。このため、常に巡回パケットは効率のよい経路で巡回することとなる。したがって、各通信機器は常に効率のよい経路の通信情報を取得することができるとともに、効率よくそのような通信情報を取得することができる。
【００６０】
なお、上記の説明においては、巡回パケットが全ての通信機器２ａ〜２ｅを通過するように設定される例について説明したが、複数の通信機器２ａ〜２ｅのうちのいずれかが近辺のネットワークの通信情報をまとめて保有している場合には、巡回パケットをそのネットワークに含まれる全ての通信機器に流通させる必要はなく、通信情報をまとめて保有している通信機器に巡回パケットを流通させるように構成すればよい。そして巡回パケットを受信した通信機器は自身の保有する全ての通信情報を巡回パケット中に付加するようにすれば、より効率的に巡回パケットを巡回させることができ、また、他の通信機器はより効率的に通信情報の取得を行うことが可能になる。
【００６１】
＜２．第２の実施の形態＞
次に、この発明の第２の実施の形態について説明する。この実施の形態では、第１の実施の形態で得られるような通信情報をもとに、送信側通信機器がデータ送信先（宛先）となる受信側通信機器までの効率的な通信経路を、比較的高速に求めるための構成例について説明する。なお、この実施の形態においても、ネットワークシステム１の構成は図１に示したものと同様である。
【００６２】
図７は、この実施の形態における複数の通信機器のうちの一の通信機器２ａの詳細構成を示す図である。なお、図７においては第１に実施の形態において説明したものと同様構成部材については同一符号を付しており、ここではその詳細な説明は省略する。
【００６３】
図７に示すように、受信部２１は第１の実施の形態と同様に巡回パケットと送信データとを受信する。ビットレート検出部２２はデータ受信時のビットレートを検出する。データ認識部２３は受信部２１にて受信したデータが巡回パケットであるか通常の送信データであるかを認識し、巡回パケットである場合には巡回パケットをビットレート付加部２４に与え、送信データである場合には送信データに示される通信経路に基づいて複数の経路のうちの一の経路に送信データを出力すべく、送信部２７に送信データを与える。
【００６４】
ビットレート付加部２４では巡回パケットの通信情報が格納される領域に対して、ビットレートを通信情報として付加（又は更新）する。そして、ビットレート付加部２４は、通信情報を付加した巡回パケットを巡回パケット発生部１０、送信部２７、送信経路特定部２６に与える。
【００６５】
送信部２７はビットレート付加部２４から巡回パケットが得られた場合には、その巡回パケットが指定された巡回経路に沿って流通するように、巡回パケットを複数の経路のうちの一の経路に送信する。
【００６６】
また、巡回パケット発生部１０では第１の実施の形態と同様に、巡回パケットが効率よくネットワークを巡回するように巡回経路の変更が行われ、新たな巡回パケットが生成される。
【００６７】
送信データ生成部３１は、通信機器２ａから他の通信機器に対して送信すべき内容をデータ化して、送信データを生成する。そして、その送信データを送信経路特定部２６に与える。
【００６８】
送信経路特定部２６は、ビットレート付加部２４から得られる巡回パケットから各通信機器間の通信情報を取得する。また、送信経路特定部２６は、送信データ生成部３１から得られる送信データから送信データの送信先となる受信側通信機器を特定する。
【００６９】
そして、送信経路特定部２６は、送信側通信機器となる通信機器２ａから受信側通信機器までの複数の通信経路のうちからいくつかの通信経路（例えば４つ）を初期経路として抽出し、抽出された複数の通信経路ごとにビットレート等に基づく評価を行って、通信経路を淘汰していく。そして、淘汰された通信経路に基づいて経路の交叉や突然変異を生じさせて新たな通信経路を生成し、その新たな通信経路について再評価を行う。
【００７０】
図８は、この実施の形態における送信経路特定部２６の詳細構成を示す図である。図８に示すように送信経路特定部２６は、初期経路設定部２６１と経路評価部２６２と選択部（淘汰部）２６３と経路突然変異部２６４と経路交叉部２６５と通信経路指定部２６６とを備えている。なお、ここにおいても、経路評価部２６２と選択部２６３と経路突然変異部２６４と経路交叉部２６５とは、一体となって、遺伝子アルゴリズム実行手段として機能する。
【００７１】
初期経路設定部２６１は送信データの送信先に応じて初期経路を設定する。例えば、通信機器２ａから２ｅへとデータ送信を行う際には、図１の構成のネットワークシステム１においては複数の通信経路が存在する。初期経路設定部２６１は、そのような複数の通信経路のうちから任意の通信経路を抽出して初期経路とする。
【００７２】
そして、経路評価部２６２は抽出された初期経路の評価値を求める。抽出された初期経路が４つである場合には、それら４つの初期経路のそれぞれについて評価値が求められる。
【００７３】
そして、選択部２６３では評価値に基づく評価の高い初期経路を例えば２つ選択し、経路交叉部２６５又は経路突然変異部２６４では選択部２６３で選択された経路を交叉させたり、又は突然変異させることで新たな経路を生成する。そして、経路評価部２６２にてそれら新たな次世代の通信経路についての評価が行われる。ここでの評価は、第１の実施の形態と同様に、ビットレート等に基づく評価値が所定の目標値以上となったか否かを判断することにより行われる。
【００７４】
このような処理を繰り返すことで、送信側通信機器から受信側通信機器までの複数の通信経路のうちで効率のよい経路を特定することができる。つまり、送信経路特定２６が、第１の実施の形態における巡回パケットを効率的に巡回させるために行われる遺伝子アルゴリズムに基づく処理と、同様の処理を行うことによって、データ送信元となる送信側通信機器がデータ送信の直前に効率よくデータ伝送を行うことの可能な通信経路を特定することができる。
【００７５】
そして、通信経路指定部２６６が、送信データ生成部３１から送信データを受け取ると、データ送信の際に受信側通信機器までの通信経路を指定して送信部２７へ与える。そして各通信機器は、送信データに含まれる通信経路に関する情報に基づいて隣接する他の通信機器に対してデータ送信を行うだけで、効率的なデータ伝送が実現できる。
【００７６】
これにより、ネットワークシステム１においては、送信側通信機器２ａから受信側通信機器２ｅに対して効率のよい経路でデータ伝送が行われることとなる。
【００７７】
なお、この実施の形態では、送信経路特定部２６の経路評価部２６２が経路を評価する際には、送信側通信機器から受信側通信機器に対して直接的にデータ送信を行う場合と、送信側通信機器から受信側通信機器に対して全ての通信機器を通過してデータ送信する場合とでは、通信経路内に含まれる通信機器の数が異なることとなる。この場合、遺伝子配列の長さが異なることとなるため、適切な評価を行うことが困難となる。したがって、このような場合には、最長の通信経路と適合させるために、それよりも通信経路の短いものについては、ＮＯＰ（ノー・オペレーション命令）等を遺伝子配列中に配置することが好ましい。
【００７８】
以上説明したように、この実施の形態のネットワークシステム１では、送信側通信機器が受信側通信機器に対して送信データを送信する際に、効率よくデータ伝送を行うことの可能な一の通信経路を指定してデータ送信することができるため、ネットワークシステム１において流通するデータは効率よく他の通信機器に伝達される。
【００７９】
＜３．変形例＞
以上、この発明に関するいくつかの実施の形態について説明したが、この発明は、上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【００８０】
例えば、上記においては、遺伝子アルゴリズムに基づく評価を行って、評価値が所定の目標値以上となったときに、一の経路を特定するという内容について説明したが、これに限定されるものではなく、経路の交叉や突然変異を所定回数行った時点で、それまでの評価値が最大値を示す経路を巡回経路若しくは通信経路として特定するようにしてもよい。このように構成することで、一の経路を特定する際に、必要以上に時間がかかることを回避することができる。
【００８１】
また、上記説明においては、主として各通信機器間のビットレートに基づいて評価を行う場合について説明したが、これに加えて、各通信機器間の通信コスト等を考慮して評価値を求めるように構成してもよい。このように構成することで、通信コストをも考慮した効率のよい通信経路を特定することが可能になる。
【００８２】
また、上記説明とは異なるネットワーク構成である場合には、経路の交叉や突然変異によって伝送経路として有効でない経路が生成される可能性もある。この場合には、予めそれらの経路が交叉や突然変異によって生成されることのないような対策を講じておくことが好ましい。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１及び請求項４に記載の発明によれば、複数の通信機器のうちの一の通信機器が、複数の通信機器を通過する複数の巡回経路のうちから巡回経路の選択を行うことにより初期経路を設定し、その初期経路に基づいて所定のパケット情報をネットワークに流通させるように構成される一方で、複数の通信機器のうちの他の通信機器が、パケット情報を通過させる際に隣接する通信機器間との通信情報をパケット情報に付加するとともに、そのパケット情報に既に付加されている通信情報を取得して各通信機器間の通信状況を評価することで、前記パケット情報とは独立して受ける送信データに関し送信すべき経路の特定を行うように構成されるため、他の通信機器は、ネットワーク中を流通するパケット情報に基づいて各通信機器間の状況を把握することができ、隣接する通信機器のうちのどれに対して送信データを送信すれば効率的なデータ送信が可能であるかを容易かつ効率的に特定することができる。
【００８４】
加えて、請求項１及び請求項４に記載の発明によれば、一の通信機器が、パケット情報に付加される通信情報に基づいて所定の評価を行うことにより、初期経路を他の巡回経路に変更するため、各通信機器はより効率的な経路に関する通信状況を把握することができる。
【００８５】
また、請求項２及び請求項５に記載の発明によれば、一の通信機器が、初期経路を他の巡回経路に変更する際に、巡回経路の組み替えを行うように構成されているため、効率的に巡回経路を変更することができる。
【００８６】
さらに、請求項３及び請求項６に記載の発明によれば、複数の通信機器のうちのデータ送信元となる送信側通信機器が、データ送信先となる受信側通信機器との間の複数の通信経路のうちから一の通信経路の選択と、当該一の通信経路の組み替えとを行いつつ、各通信経路についてパケット情報から取得した各通信機器間の通信情報に基づいた評価を行うことで、データを送信すべき経路の特定を行うように構成されているため、送信側通信機器において効率的なデータ伝送の可能な通信経路の特定を効率的に行うことができ、送信側通信機器が受信側通信機器に対してデータを送信する際に効率的な通信経路を指定してデータ送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態におけるネットワークシステムの構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態における一の通信機器の詳細構成を示す図である。
【図３】巡回パケットのデータ構造の一例を示す図である。
【図４】送信データのデータ構造の一例を示す図である。
【図５】巡回パケットの巡回経路の一例を示す図である。
【図６】経路設定部の詳細構成を示す図である。
【図７】第２の実施の形態における一の通信機器の詳細構成を示す図である。
【図８】第２の実施の形態における送信経路特定部の詳細構成を示す図である。
【符号の説明】
１  ネットワークシステム
２ａ〜２ｅ  通信機器
１０  巡回パケット発生部
１１  経路設定部
１２  パケット生成部
１３  パケット送信部
２２  ビットレート検出部
２４  ビットレート付加部
２５  通信状況評価部
２６  送信経路特定部
３１  送信データ生成部
１０１，２６１  初期経路設定部
１０２，２６２  経路評価部
１０３，２６３  選択部
１０４，２６４  経路突然変異部
１０５，２６５  経路交叉部
【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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