(57)【要約】【課題】  ツリー型の通信経路に対して、負荷分散、通信経路の安定化を図り、複数経路から最適経路を選択可能とする。【解決手段】  ゲートウェイノードＧＮ１は、クラスタ条件に従って、複数の通信ノードからなるクラスタＣ１を構築する。ゲートウェイノードＧＮ１、通信ノードＮ１〜Ｎ３５は、ルートノードに至るパスコスト、通信経路保持条件、クラスタ条件、トラフィック状況を含むメッセージＭ２を交換する。クラスタ内の通信ノードは、トラフィックに関与しない静的パラメータから算出されたパスコストを用いて通信経路を構築する。一方、クラスタ外の通信ノードは、上記パスコスト、およびトラフィックに関与する動的パラメータであるトラフィック状況を用いて通信経路を構築する。【選択図】    図１
2007060476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ルートノードを基準とするツリー構造の通信経路を構築する、データ転送が可能な複数のノードの各々に相当する情報通信装置であって、
ノード間のトラフィックに関与しない静的パラメータとノード間のトラフィックに関与する動的パラメータとを含むメッセージをノード間で交換するメッセージ通信手段と、
前記ルートノードを中心とする所定の範囲内の複数のノードから構成されるクラスタに属するか否かを判別する判別手段と、
前記判別手段によって前記クラスタに属すると判別された場合には、前記メッセージ通信手段により受信した前記静的パラメータに基づいて通信経路を構築する一方、前記判別手段によって前記クラスタに属しないと判別された場合には、前記メッセージ通信手段により受信した、前記静的パラメータと前記動的パラメータとに基づいて通信経路を構築する通信経路構築手段と
を具備することを特徴とする情報通信装置。
【請求項２】
前記ルートノードが複数存在し、該複数のルートノードに至る、ツリー構造の複数の通信経路が構築されている場合、前記複数の通信経路のうち、少なくとも一部の通信経路または全通信経路を保持する通信経路保持手段を備え、
前記通信経路構築手段は、前記通信経路保持手段に保持されている通信経路のうち、最もパスコストが小さい値の通信経路を選択することを特徴とする請求項１記載の情報通信装置。
【請求項３】
前記通信経路保持手段は、前記判別手段によって前記クラスタに属すると判別された場合には、前記ルートノードに至るトラフィックに関与しない静的パラメータから算出されるパスコストに基づいて保持すべき通信経路を決定することを特徴とする請求項２記載の情報通信装置。
【請求項４】
前記通信経路保持手段は、前記判別手段によって前記クラスタに属しないと判別された場合には、前記ルートノードに至るトラフィックに関与しない静的パラメータと、前記クラスタ内のトラフィックに関与する動的パラメータとから算出されるパスコストに基づいて保持すべき通信経路を決定することを特徴とする請求項２記載の情報通信装置。
【請求項５】
前記通信経路保持手段は、前記判別手段によって前記クラスタに属しないと判別された場合には、前記ルートノードが構成するクラスタに至るトラフィックに関与しない静的パラメータと、前記クラスタ内のトラフィックに関与する動的パラメータとから算出されるパスコストに基づいて保持すべき通信経路を決定することを特徴とする請求項２記載の情報通信装置。
【請求項６】
ツリー構造の通信経路を構築する、データ転送が可能な複数のノードの基準となるルートノードに相当する情報通信装置であって、
前記ルートノードを中心とする複数のノードからなるクラスタの範囲を決定するクラスタ範囲決定手段を具備することを特徴とする情報通信装置。
【請求項７】
前記クラスタ範囲決定手段は、前記ルートノード自身に至るトラフィックに関与しない静的パラメータから算出されるパスコストに基づいて前記クラスタの範囲を決定することを特徴とする請求項６記載の情報通信装置。
【請求項８】
前記クラスタ範囲決定手段は、前記クラスタ内の通信状態に基づいて前記クラスタの範囲を変更することを特徴とする請求項６記載の情報通信装置。
【請求項９】
ルートノードを基準とするツリー構造の通信経路を、データ転送が可能な複数のノードで構築する通信経路構築方法であって、
前記ルートノードを中心とする所定の範囲内の複数のノードからなるクラスタを構成するステップと、
ノード間のトラフィックに関与しない静的パラメータとノード間のトラフィックに関与する動的パラメータとを含むメッセージをノード間で交換するステップと、
前記ルートノードを中心とする所定の範囲内の複数のノードから構成されるクラスタに属するか否かを判別するステップと、
前記クラスタに属する場合には、前記静的パラメータに基づいて通信経路を構築する一方、前記クラスタに属しない場合には、前記静的パラメータと前記動的パラメータとに基づいて通信経路を構築するステップと
を含むことを特徴とする通信経路構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のノードからなるネットワークに係り、ルートノードを基準とするツリー構造の通信経路を構築する情報通信装置および通信経路構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有線・無線に関わらず、ネットワーク特性を決める大きな要因の１つにルーティングプロトコルがある。その１つにスパニングツリープロトコル（ＳＴＰ：Spanning Tree Protocol）がある（例えば、非特許文献１参照）。ＳＴＰは、レイヤ２スイッチからなるネットワークにおいて、スイッチ間の接続および通信経路を司る技術として開発・標準化されたプロトコルであり、通信経路のループ構造を排除し、リンクスピード（伝送速度）の逆数をコストパラメータとして最短経路を構築・維持するものである。
【０００３】
上記ＳＴＰは、イーサネットスイッチ（イーサネットは登録商標）を中心に広く用いられており、現在では、リンク断に伴う経路再構築や負荷分散に関する冗長性機能を改良したＲＳＴＰ（Rapid STP）（例えば、非特許文献２参照）や、ＭＳＴＰ（Multiple STP）（例えば、非特許文献３参照）なども標準化されている。
【０００４】
ここで、図１０ないし図１２は、上記ＳＴＰの動作例を示す概念図である。図１０は、２つのネットワークＮＷ１、ＮＷ２がゲートウェイノードＧＮ１を介して接続されている様子を示す概念図である。図１１は、一方のネットワークＮＷ１の構成を示す概念図であり、Ｎ１〜Ｎ３５は、データ転送が可能な通信ノードを示す。
【０００５】
ネットワークＮＷ１は、通信ノードＧＮ１、Ｎ１〜Ｎ３５間で、図１２に示すようなメッセージＭ１を交換することでゲートウェイノードＧＮ１をルートノードとするツリー構造の通信経路を構築・維持する。図１１では、通信ノードＧＮ１−Ｎ１８−Ｎ１７−Ｎ１９という通信経路に関わる通信ノードでメッセージＭ１（Ｍ１ａ〜Ｍ１ｈ）を交換している様子を示している。また、複数のノードをグループ化し、このグループを仮想的なルートノードとしてツリー構造の通信経路を構築する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【非特許文献１】ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ．８０２．１ｄ、１９９８
【非特許文献２】ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ．８０２．１ｗ、２００１
【非特許文献３】ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ．８０２．１ｓ、２００２
【特許文献１】特開平１１−４６２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記ＳＴＰは、トラフィック状況に応じて適応的に通信経路を変更することが難しく、トラフィック集中から生じる輻輳に対する根本的な解決方法とならない。
【０００７】
また、特許文献１の従来技術によれば、グループ化された仮想的なルートノードを用いることで、トラフィックが集中し易いルートノード近傍での負荷分散を実現することができるとされる。しかしながら、特許文献１の従来技術は、仮想的なルートノードの内部と外部の状態を完全に分離することを目的としており、仮想ルートノード内部の状態が外部に伝わる手段を持たないため、仮想ルートノードまでの通信経路と仮想ルートノード内の通信経路とを合わせた全通信経路が最適にならない場合が発生する。さらに、複数のルートノードが存在する複合的なネットワークでは、ルートノード、または仮想的なルートノード内の状況を加味した上で最適な通信経路を選択することができないという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、構造的にトラフィックが特定のノードに集中し易いツリー型の通信経路に対して、負荷分散、通信経路の安定化を図ることができるとともに、複数経路から最適経路を容易に選択することができる情報通信装置および通信経路構築方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明は、ルートノードを基準とするツリー構造の通信経路を構築する、データ転送が可能な複数のノードの各々に相当する情報通信装置であって、ノード間のトラフィックに関与しない静的パラメータとノード間のトラフィックに関与する動的パラメータとを含むメッセージをノード間で交換するメッセージ通信手段と、前記ルートノードを中心とする所定の範囲内の複数のノードから構成されるクラスタに属するか否かを判別する判別手段と、前記判別手段によって前記クラスタに属すると判別された場合には、前記メッセージ通信手段により受信した前記静的パラメータに基づいて通信経路を構築する一方、前記判別手段によって前記クラスタに属しないと判別された場合には、前記メッセージ通信手段により受信した、前記静的パラメータと前記動的パラメータとに基づいて通信経路を構築する通信経路構築手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明は、上記の発明において、前記ルートノードが複数存在し、該複数のルートノードに至る、ツリー構造の複数の通信経路が構築されている場合、前記複数の通信経路のうち、少なくとも一部の通信経路または全通信経路を保持する通信経路保持手段を備え、前記通信経路構築手段は、前記通信経路保持手段に保持されている通信経路のうち、最もパスコストが小さい値の通信経路を選択することを具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明は、上記の発明において、前記通信経路保持手段は、前記判別手段によって前記クラスタに属すると判別された場合には、前記ルートノードに至るトラフィックに関与しない静的パラメータから算出されるパスコストに基づいて保持すべき通信経路を決定することを特徴とする。
【００１２】
本発明は、上記の発明において、前記通信経路保持手段は、前記判別手段によって前記クラスタに属しないと判別された場合には、前記ルートノードに至るトラフィックに関与しない静的パラメータと、前記クラスタ内のトラフィックに関与する動的パラメータとから算出されるパスコストに基づいて保持すべき通信経路を決定することを特徴とする。
【００１３】
本発明は、上記の発明において、前記通信経路保持手段は、前記判別手段によって前記クラスタに属しないと判別された場合には、前記ルートノードが構成するクラスタに至るトラフィックに関与しない静的パラメータと、前記クラスタ内のトラフィックに関与する動的パラメータとから算出されるパスコストに基づいて保持すべき通信経路を決定することを特徴とする。
【００１４】
また、上述した課題を解決するために、本発明は、ツリー構造の通信経路を構築する、データ転送が可能な複数のノードの基準となるルートノードに相当する情報通信装置であって、前記ルートノードを中心とする複数のノードからなるクラスタの範囲を決定するクラスタ範囲決定手段を具備することを特徴とする。
【００１５】
本発明は、上記の発明において、前記クラスタ範囲決定手段は、前記ルートノード自身に至るトラフィックに関与しない静的パラメータから算出されるパスコストに基づいて前記クラスタの範囲を決定することを特徴とする。
【００１６】
本発明は、上記の発明において、前記クラスタ範囲決定手段は、前記クラスタ内の通信状態に基づいて前記クラスタの範囲を変更することを特徴とする。
【００１７】
また、上述した課題を解決するために、本発明は、ルートノードを基準とするツリー構造の通信経路を、データ転送が可能な複数のノードで構築する通信経路構築方法であって、前記ルートノードを中心とする所定の範囲内の複数のノードからなるクラスタを構成するステップと、ノード間のトラフィックに関与しない静的パラメータとノード間のトラフィックに関与する動的パラメータとを含むメッセージをノード間で交換するステップと、前記ルートノードを中心とする所定の範囲内の複数のノードから構成されるクラスタに属するか否かを判別するステップと、前記クラスタに属する場合には、前記静的パラメータに基づいて通信経路を構築する一方、前記クラスタに属しない場合には、前記静的パラメータと前記動的パラメータとに基づいて通信経路を構築するステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、メッセージ通信手段により、ノード間のトラフィックに関与しない静的パラメータとノード間のトラフィックに関与する動的パラメータとを含むメッセージをノード間で交換し、判別手段により、ルートノードを中心とする所定の範囲内の複数のノードから構成されるクラスタに属するか否かを判別し、通信経路構築手段により、クラスタに属すると判別された場合には、静的パラメータに基づいて通信経路を構築する一方、クラスタに属しないと判別された場合には、静的パラメータと動的パラメータとに基づいて通信経路を構築する。したがって、クラスタ内部の通信経路をトラフィック変動に対して安定化させることができ、クラスタ外部ではクラスタ内部のトラフィック状態を加味してルートノードまでの最適な通信経路を構築することができるという利点が得られる。
【００１９】
また、本発明によれば、ルートノードが複数存在し、該複数のルートノードに至る、ツリー構造の複数の通信経路が構築されている場合、通信経路保持手段により、複数の通信経路のうち、少なくとも一部の通信経路または全通信経路を保持し、前記通信経路構築手段により、通信経路保持手段に保持されている通信経路のうち、最もパスコストが小さい値の通信経路を選択する。したがって、ルートノード近傍の通信経路の安定化、トラフィックに対する負荷分散を図ることができ、複数のルートノードから最適なルートノードを選択することができるという利点が得られる。
【００２０】
また、本発明によれば、前記判別手段によって前記クラスタに属すると判別された場合には、通信経路保持手段により、ルートノードに至るトラフィックに関与しない静的パラメータから算出されるパスコストに基づいて保持すべき通信経路を決定する。したがって、ルートノード近傍の通信経路の安定化、トラフィックに対する負荷分散を図ることができ、複数のルートノードから最適なルートノードを選択することができるという利点が得られる。
【００２１】
また、本発明によれば、前記判別手段によって前記クラスタに属しないと判別された場合には、通信経路保持手段により、ルートノードに至るトラフィックに関与しない静的パラメータと、クラスタ内のトラフィックに関与する動的パラメータとから算出されるパスコストに基づいて保持すべき通信経路を決定する。したがって、ルートノード近傍の通信経路の安定化、トラフィックに対する負荷分散を図ることができ、複数のルートノードが存在する場合において最適なルートノードを選択することができるという利点が得られる。
【００２２】
また、本発明によれば、前記判別手段によって前記クラスタに属しないと判別された場合には、通信経路保持手段により、ルートノードが構成するクラスタに至るトラフィックに関与しない静的パラメータと、クラスタ内のトラフィックに関与する動的パラメータとから算出されるパスコストに基づいて保持すべき通信経路を決定する。したがって、ルートノード近傍の通信経路の安定化、トラフィックに対する負荷分散を図ることができ、複数のルートノードが存在する場合において最適なルートノードを選択することができるという利点が得られる。
【００２３】
また、この発明によれば、クラスタ範囲決定手段により、ルートノードを中心とする複数のノードからなるクラスタの範囲を決定する。したがって、クラスタ内部の通信経路をトラフィック変動に対して安定化させることができ、クラスタ外部ではクラスタ内部のトラフィック状態を加味してルートノードまでの最適な通信経路を構築することができるという利点が得られる。
【００２４】
また、本発明によれば、クラスタ範囲決定手段により、ルートノード自身に至るトラフィックに関与しない静的パラメータから算出されるパスコストに基づいてクラスタの範囲を決定する。したがって、クラスタ内部の通信経路をトラフィック変動に対して安定化させることができ、クラスタ外部ではクラスタ内部のトラフィック状態を加味してルートノードまでの最適な通信経路を構築することができるという利点が得られる。
【００２５】
また、本発明によれば、クラスタ範囲決定手段により、クラスタ内の通信状態に基づいてクラスタの範囲を変更する。したがって、クラスタ内部の通信経路をトラフィック変動に対して安定化させることができ、クラスタ外部ではクラスタ内部のトラフィック状態を加味してルートノードまでの最適な通信経路を構築することができるという利点が得られる。
【００２６】
また、この発明によれば、ルートノードを中心とする所定の範囲内の複数のノードからなるクラスタを構成し、ノード間のトラフィックに関与しない静的パラメータとノード間のトラフィックに関与する動的パラメータとを含むメッセージをノード間で交換し、ルートノードを中心とする所定の範囲内の複数のノードから構成されるクラスタに属するか否かを判別し、クラスタに属する場合には、静的パラメータに基づいて通信経路を構築する一方、クラスタに属しない場合には、静的パラメータと動的パラメータとに基づいて通信経路を構築する。したがって、クラスタ内部の通信経路をトラフィック変動に対して安定化させることができ、クラスタ外部ではクラスタ内部のトラフィック状態を加味してルートノードまでの最適な通信経路を構築することができるという利点が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態による電子機器を、図面を参照して説明する。
Ａ．第１実施形態
まず、本発明の第１実施形態について説明する。なお、基本的なネットワーク構成は、図１０に示すネットワーク構成と同じであり、２つのネットワークＮＷ１、ＮＷ２がゲートウェイノードＧＮ１を介して接続されている。
【００２８】
図１は、本第１実施形態における一方のネットワークＮＷ１の構成を示す概念図である。図１において、Ｎ１〜Ｎ３５は、データ転送が可能な通信ノードを示す。ネットワークＮＷ１は、ゲートウェイノードＧＮ１を含む通信ノードＧＮ１、Ｎ１〜Ｎ３５間で、後述するメッセージＭ２を交換することで、ゲートウェイノードＧＮ１をルートノードとするツリー構造の通信経路を構築・維持する。また、本実施形態では、ゲートウェイノードＧＮ１と通信ノードＮ１２、Ｎ１５、Ｎ１６、Ｎ１７、Ｎ１８、Ｎ２０、Ｎ２１、Ｎ２２、Ｎ２３、Ｎ２４、Ｎ２５、Ｎ２７とによるクラスタＣ１が形成されている。
【００２９】
図１に示すように、ゲートウェイノードＧＮ１−通信ノードＮ１８ではメッセージＭ２ａが交換され、通信ノードＮ１２−Ｎ１８ではメッセージＭ２ｂ、通信ノードＮ１８−Ｎ２３ではメッセージＭ２ｃ、通信ノードＮ１７−Ｎ１８ではメッセージＭ２ｄ、通信ノードＮ１３−Ｎ１７ではメッセージＭ２ｅ、通信ノードＮ１７−Ｎ２３ではメッセージＭ２ｆ、通信ノードＮ１７−Ｎ１９ではメッセージＭ２ｇ、通信ノードＮ１４−Ｎ１９ではメッセージＭ２ｈが交換されている。これらメッセージＭ２（＝Ｍ２ａ〜Ｍ２ｈ）は、図５に示すように、トラフィックに関与しないパラメータから算出されたパスコストＰＣ２、通信経路保持条件ＲＣ２、クラスタ条件ＣＣ２、クラスタ内のトラフィック状況ＴＣ２を含む。
【００３０】
ここで、トラフィックに関与しないパラメータとは、アプリケーションの使用状況により値が変動しないネットワークの設計条件、能力を示す静的パラメータ（例：ホップ数、リンクスピード（伝送速度）、リンク状況（誤り率、受信電力、ＳＮＲ：Signal to Noise Ratio、同一無線チャネル共用ノード数など）である。また、トラフィック状況ＴＣ２とは、アプリケーションの使用状況により値が変動する動的パラメータ（例：ノード負荷、リンク使用率、遅延時間など）である。
【００３１】
なお、図５に示すメッセージＭ２の構成は簡略化した例であり、ルートノードに至るパスコストＰＣ２、通信経路保持条件ＲＣ２、クラスタ条件ＣＣ２、トラフィック状況ＴＣ２を含むことが重要であり、その順序、他の情報については限定するものではない。
【００３２】
ゲートウェイノードＧＮ１は、クラスタ条件ＣＣ２からクラスタＣ１を決定する。また、クラスタＣ１内の通信ノードは、静的パラメータから算出されたパスコストＰＣ２から通信経路を決定する。また、クラスタＣ１外の通信ノードは、パスコストＰＣ２とクラスタＣ１内のトラフィック状況ＴＣ２（動的パラメータ）とから通信経路を決定する。
【００３３】
次に、図２は、上述したゲートウェイノードＧＮ１、通信ノードＮ１〜Ｎ３５の略構成を示すブロック図である。図において、ゲートウェイノードＧＮ１、通信ノードＮ１〜Ｎ３５は、メッセージ受信部４０、クラスタ内外判定部４１、パスコスト補正部４２、パスコスト判定部４３、パスコスト更新部４４、リンク更新部４５、タイマ部４６、メッセージ更新部４７、メッセージ送信部４８および通信経路保持部４９からなる。なお、クラスタ範囲決定部５０は、ゲートウェイノードＧＮ１のみが備えている。つまり、ゲートウェイノードＧＮ１、通信ノードＮ１〜Ｎ３５が同じ機能を有するように構成した場合に、クラスタ範囲決定部５０を機能させたものがゲートウェイノードＧＮ１となることを意味している。
【００３４】
メッセージ受信部４０は、隣接する通信ノードからのメッセージＭ２を受信する。クラスタ内外判定部４１は、メッセージＭ２のクラスタ条件ＣＣ２を参照し、自身がクラスタ内の通信ノードであるか、クラスタ外の通信ノードであるかを判定する。パスコスト補正部４２は、受信したメッセージＭ２からパスコストＰＣ２を取得するとともに、クラスタ外の通信ノードである場合に、取得したパスコストＰＣ２をトラフィック状況ＴＣ２で補正する。パスコスト判定部４３は、後述する通信経路保持部４９に保持されている、当該通信ノードが利用可能な通信経路を参照し、取得したパスコストＰＣ２、あるいは補正したパスコストＰＣ２が以前より小さくなったかを判定したり、接続可能な通信経路（リンク）がある場合、どのリンクのパスコストＰＣ２が最小であるかを判定する。
【００３５】
パスコスト更新部４４は、取得したパスコストＰＣ２、あるいは補正したパスコストＰＣ２が以前より小さくなった場合に、対応する通信経路（リンク）のパスコストＰＣ２を更新する。リンク更新部４５は、複数の通信経路（リンク）がある場合、パスコストＰＣ２の値に応じて通信経路（リンク）を更新する。タイマ部４６は、メッセージＭ２の送信タイミングを計時する。メッセージ更新部４７は、タイマ部４６による計時が所定の時間経過すると、ルートリンクのパスコストに送信リンクのパスコストを加えた新しいパスコストＰＣ２とトラフィック状況とをメッセージＭ２に書き込む。メッセージ送信部４８は、上記メッセージ更新部４７により更新されたメッセージＭ２を送信する。通信経路保持部４９は、当該通信ノードが利用可能な通信経路の一部、または全てを保持する。クラスタ構成部５０は、前述したように、ゲートウェイノードＧＮ１のみが備えており、パスコスト、ホップ数とパスコストなどに従って、クラスタＣ１の範囲を決定する。
【００３６】
次に、本第１実施形態の動作について説明する。ここで、図３は、通信ノードＮｉ（ｉ＝１〜３５）でのメッセージＭ２の受信動作を示すフローチャートである。通信ノードＮｉ（ｉ＝１〜３５）では、まず、メッセージ受信部４０により、接続される任意のリンクであるリンクＸよりメッセージＭ２を受信する（Ｓａ１）。次に、クラスタ内外判定部４１により、自身がクラスタ内のノードであるか否かを判定し（Ｓａ２）、クラスタ内のノードである場合には、メッセージＭ２内のパスコストＰＣ２を取得し（Ｓａ３）、クラスタ外のノードである場合には、メッセージＭ２内のパスコストＰＣ２を取得するとともに、パスコスト補正部４２により、トラフィック状況ＴＣ２を用いてパスコストＰＣ２を補正する（Ｓａ４）。
【００３７】
ここで、パスコストとトラフィック状況とからパスコストを補正する手順について簡単に説明する。図６は、パスコストとトラフィック状況とからパスコストを補正するための補正テーブルＴＢＬ１である。トラフィック状況（利用率：Ｃ）の値に応じて、例えば、５段階の係数α１〜α５が予め与えられる。パスコスト補正部４２は、取得したパスコストＰＣ２に、トラフィック状況の値に対応する係数αを乗算するか（α×パスコスト）、もしくは加算して（α＋パスコスト）、パスコストＰＣ２を補正する。
【００３８】
いずれの場合も、パスコスト判定部４３により、通信経路保持部４９に保持されている、当該通信ノードが利用可能な通信経路を参照し、パスコストＰＣ２が以前より小さいか否かを判定し（Ｓａ５）、パスコストＰＣ２が以前より小さくなっていない場合には、通信経路（リンク状態）を更新することなく、ステップＳａ１に戻り、上述した処理を繰り返す。
【００３９】
一方、パスコストＰＣ２が以前より小さい場合には、パスコスト更新部４４により、リンクＸのパスコストを更新する（Ｓａ６）。次に、パスコスト判定部４３により、リンクＸのパスコストＰＣ２が最小であるか否かを判定し（Ｓａ７）、パスコストＰＣ２が最小でない場合には、通信経路（リンク状態）を更新することなく、ステップＳａ１に戻り、上述した処理を繰り返す。一方、パスコストＰＣ２が最小である場合には、パスコスト更新部４４により、リンクＸをルートリンクに設定してリンク状態を見直す（Ｓａ８）。その後、ステップＳａ１に戻り、上述した処理を繰り返す。
【００４０】
次に、図４は、通信ノードでのメッセージＭ２の送信動作を示すフローチャートである。通信ノードＮｉ（ｉ＝１〜３５）では、まず、メッセージ更新部４７により、リンクＸに対するタイマ部４６の時間経過が所定時間経過したか否かを判定し（Ｓｂ１）、経過していない場合には、送信待機する。そして、所定時間経過した場合には、メッセージ更新部４７により、ルートリンクのパスコストに送信リンクのパスコストを加えた新しいパスコストＰＣ２と、トラフィック状況ＴＣ２とを書き込み、メッセージＭ２を更新する（Ｓｂ２）。そして、メッセージ送信部４８により、リンクＸにメッセージＭ２を送信する（Ｓｂ３）。その後、ステップＳｂ１に戻る。
【００４１】
パスコストを、例えば、ホップ数とした場合、ゲートウェイノードＧＮ１までのホップ数がそのままパスコストになる。また、パスコストをリンクスピードやリンク状況とした場合、複数のリンクが在る場合には、リンク毎にメッセージＭ２中のパスコストＰＣ２は変わることになる。例えば、リンクスピードとリンクコストとの関係が、リンクスピード：Ｓ  Ｍｂ／ｓ⇔リンクコスト：１０００／Ｓで与えるとき、各リンクのパスコストＰＣ２は、それぞれのリンクにおける各通信ノード間のリンクコストを合計した値となる。
【００４２】
なお、ゲートウェイノードＧＮ１においては、パスコストＰＣ２＝０としてメッセージＭ２を送信すること以外、基本動作は同じである。
【００４３】
例えば、図１において、通信経路ＧＮ１−Ｎ１８−Ｎ１７−Ｎ１９に関わる通信ノード間では、メッセージＭ２ａ、Ｍ２ｄ、Ｍ２ｇが交換されている。ここで、ゲートウェイノードＧＮ１と通信ノードＮ１８との間を通過するトラフィック量が増加したと仮定する。通信ノードＮ１７が受信するメッセージＭ２ｄ中のトラフィック状況ＴＣ２ｄの値が悪化したことを示すようになる。しかし、クラスタＣ１内の通信ノードであるため、通信ノードＮ１７は、ゲートウェイノードＧＮ１との通信経路を変更しない。一方、通信ノードＮ１９が受信するメッセージＭ２ｇ中のトラフィック状況の値は、通信ノードＮ１７と同様に悪化したことを示すようになる。
【００４４】
但し、トラフィック状況は、該当通信ノードが属する通信経路内の最も悪い値がメッセージＭ２で送信されるので、通信経路内のいずれかの通信ノード間でトラフィック量が増加するなどしてトラフィック状況の値が悪化しても、他の通信ノード間でのトラフィック状況の値の方が悪いことを示している場合には、通信ノードＮ１９でのトラフィック状況の値は変化しない。言い換えると、通信経路内の通信ノード間でトラフィック状況の値の大小関係が変化した場合に、通信ノードＮ１７が受信するメッセージＭ２ｄ中のトラフィック状況ＴＣ２ｄの値が変化（悪化）することになる。そして、該トラフィック状況ＴＣ２ｄの値が悪化して通信経路内のトラフィック状況の値の大小関係が変化すると、通信ノードＮ１９が受信するメッセージＭ２ｇ中のトラフィック状況ＴＣ２ｇの値も悪化することになる。
【００４５】
クラスタ外の通信ノードＮ１９は、通信ノードＮ１４から別のメッセージＭ２ｈも受信している。ゆえに、通信ノードＮ１９は、メッセージＭ２ｈ中のパスコストＰＣ２ｈとトラフィック状況ＴＣ２ｈに変動がなく、上述したステップＳａ４で、パスコストＭ２ｇ、Ｍ２ｈとトラフィック状況ＴＣ２ｇ、ＴＣ２ｈとから算出したトータルのパスコストを比較した結果、通信経路ＧＮ１−Ｎ１６−Ｎ１２−Ｎ１３−Ｎ１１−Ｎ１４−Ｎ１９のトータルのパスコストの方が従来の通信経路ＧＮ１−Ｎ１８−Ｎ１７−Ｎ１９のものより良い値と判定されると、通信経路が通信経路ＧＮ１−Ｎ１６−Ｎ１２−Ｎ１３−Ｎ１１−Ｎ１４−Ｎ１９に変更される。
【００４６】
Ｂ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、基本的なネットワーク構成は、図１０に示すネットワーク構成と同じであり、２つのネットワークＮＷ１、ＮＷ２がゲートウェイノードＧＮ１を介して接続されている。
【００４７】
図７は、本第２実施形態における一方のネットワークＮＷ１の構成を示す概念図である。図７において、Ｎ１〜Ｎ３５は、データ転送が可能な通信ノードを示す。ネットワークＮＷ１では、ゲートウェイノードＧＮ１をルートノードとするツリー構造の通信経路が構築されている。図７では、３つのクラスタＣ２、Ｃ３、Ｃ４の範囲が示されている。クラスタは、図５に示すメッセージＭ２のクラスタ条件ＣＣ２に従って規定される。図７に示すクラスタＣ２、Ｃ３、Ｃ４は、ゲートウェイノードＧＮ１からそれぞれ１ホップ、２ホップ、３ホップ以内の通信ノードというクラスタ条件ＣＣ２によって形成されている。クラスタ条件ＣＣ２は、パスコスト、ホップ数とパスコスト、とすることも可能である。
【００４８】
ゲートウェイノードＧＮ１からは、４つの通信経路ＧＮ１−Ｎ１６、ＧＮ１−Ｎ１８、ＧＮ１−Ｎ２１、ＧＮ１−Ｎ２２が出ている。図８（ａ）は、これら４つの通信経路のトラフィック状況（例えば、負荷率）のうち、最もトラフィック状況が良いもの（最低負荷率）と悪いもの（最高負荷率）との差ＬＤの時間変動を示しており、差ＬＤは、クラスタ範囲決定部５０により、３つの閾値ＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３と比較される。
【００４９】
ゲートウェイノードＧＮ１は、クラスタ範囲決定部５０により、比較した結果を、図８（ｂ）に示すクラスタレンジテーブルＴＢＬ２と照らし合わせ、クラスタの範囲を決定する。この結果を、図５に示すメッセージＭ２のクラスタ条件ＣＣ１に反映させ、ネットワークＮＷ１に向けてメッセージＭ２を送信することでクラスタが形成される。例えば、Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ１、Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ２、Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ３をゲートウェイノードＧＮ１からのホップ数がそれぞれ３以内、２以内、１以内、とした場合、図７に示す３つのクラスタＣ２、Ｃ３、Ｃ４を、図８（ｂ）に示すＣｏｎｄｉｔｉｏｎ３、Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ２、Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ１にそれぞれ対応付けることができる。
【００５０】
Ｃ．第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図９は、本第３実施形態において、３つのゲートウェイノードＧＮ１００、ＧＮ２００、ＧＮ３００を有するネットワークＮＷ１００の構成を示す概念図である。図９において、各ゲートウェイＧＮ１００、ＧＮ２００、ＧＮ３００をルートノードとするツリー構造の通信経路、およびクラスタＣ１００、Ｃ２００、Ｃ３００が形成されている。
【００５１】
図９では、各ゲートウェイノードＧＮ１００、ＧＮ２００、ＧＮ３００から通信ノードＮ１００に至る３つの通信経路Ｒ１００、Ｒ２００、Ｒ３００のみを示している。ここで、通信ノードＮ１００は、図５に示すメッセージＭ２中の通信経路保持条件ＲＣ２に従って通信経路を保持する。
【００５２】
通信経路保持条件ＲＣ２をゲートウェイノードＧＮ１００、ＧＮ２００、ＧＮ３００までのホップ数を５以内とした場合、通信ノードＮ１００が保持・選択できる通信経路は、Ｒ１００とＲ３００となる。通信経路保持条件ＲＣ２をクラスタに至るホップ数が３以内とした場合、通信ノードＮ１００が保持・選択できる通信経路は、Ｒ２００とＲ３００となる。通信経路保持条件ＲＣ２をホップ数ではなく、リンクスピード、リンク状況（誤り率、スループット）、トラフィック状況（輻輳状態）などから算出されるパスコストとしても同様の保持・選択判断が可能である。複数の通信経路を保持した場合、最適なパスコストを１つ選択して通信を行う。但し、条件に当てはまる通信経路が１つも存在しない場合には、最適なパスコストとなる通信経路を１つ保持して通信に用いる。
【００５３】
上述した第１ないし第３実施形態によれば、構造的にトラフィックが特定のノードに集中し易いツリー型の通信経路に対して、クラスタ内部の通信経路をトラフィック変動に対して安定化させることができ、クラスタ外部ではクラスタ内部のトラフィック状態を加味してルートノードまでの最適な通信経路を構築することができる。この結果、通信品質の劣化を抑制することができる。
【００５４】
なお、上述した実施形態においては、上述したゲートウェイノードＧＮ１、通信ノードＮ１〜Ｎ３５などによる一連の処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。すなわち、ゲートウェイノードＧＮ１、通信ノードＮ１〜Ｎ３５などにおける、各処理手段、処理部は、ＣＰＵ等の中央演算処理装置がＲＯＭやＲＡＭ等の主記憶装置に上記プログラムを読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、実現されるものである。
【００５５】
ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本第１実施形態における一方のネットワークＮＷ１の構成を示す概念図である。
【図２】ゲートウェイノードＧＮ１、通信ノードＮ１〜Ｎ３５の略構成を示すブロック図である。
【図３】通信ノードでのメッセージＭ２の受信動作を示すフローチャートである。
【図４】通信ノードでのメッセージＭ２の送信動作を示すフローチャートである。
【図５】メッセージＭ２のデータ構成を示す概念図である。
【図６】パスコストとトラフィック状況とからパスコストを補正するための補正テーブルＴＢＬ１を示す概念図である。
【図７】本第２実施形態における一方のネットワークＮＷ１の構成を示す概念図である。
【図８】トラフィック状況の差の時間変動と、クラスタ範囲を設定するためのクラスタレンジテーブルＴＢＬ２とを示す概念図である。
【図９】本第３実施形態において、３つのゲートウェイノードＧＮ１００、ＧＮ２００、ＧＮ３００を有するネットワークＮＷ１００の構成を示す概念図である。
【図１０】２つのネットワークＮＷ１、ＮＷ２がゲートウェイノードＧＮ１を介して接続されている様子を示す概念図である。
【図１１】従来技術における一方のネットワークＮＷ１の構成を示す概念図である。
【図１２】従来技術によるノード間で送受信されるメッセージのデータ構成を示す概念図である。
【符号の説明】
【００５７】
ＧＮ１  ゲートウェイノード（情報通信装置）
Ｎ１〜Ｎ３５  通信ノード（情報通信装置）
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３  クラスタ
ＴＢＬ１  補正テーブル
ＴＢＬ２  クラスタレンジテーブル
４０  メッセージ受信部（メッセージ通信手段）
４１  クラスタ内外判定部（判別手段）
４２  パスコスト補正部（通信経路構築手段）
４３  パスコスト判定部（通信経路構築手段）
４４  パスコスト更新部（通信経路構築手段）
４５  リンク更新部（通信経路構築手段）
４６  タイマ部
４７  メッセージ更新部
４８  メッセージ送信部（メッセージ通信手段）
４９  通信経路保持部（通信経路保持手段）
５０  クラスタ構成部（クラスタ構成手段）
【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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