(57)【要約】【課題】帯域の狭い通信回線の消費を簡単かつ効果的な方法で抑制し、効率的なオーバレイパケット通信を行うことができる、狭帯域通信路を含むオーバレイネットワークにおけるパケット通信システムを得る。【解決手段】制御装置間を接続する物理的な通信路の広狭に基づき狭帯域通信路を介さずに接続されている複数の制御装置を夫々含む複数の副集合に分割され、制御装置は、自装置と同じ副集合に所属する全ての制御装置への転送経路の情報を保持し、自装置と同じ副集合に所属する全ての制御装置へ直接通信可能に論理的な通信路を追加し、同一の副集合に所属する制御装置に接続する通信端末同士は、前記追加した論理的な通信路に沿ってパケットを送受信する。【選択図】        図３
2009141414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の制御装置がパケットを転送する論理的な通信路を構成し、前記制御装置に通信端末を接続して前記論理的な通信路に沿って前記通信端末間でパケット通信するオーバレイネットワークにおけるパケット通信システムにおいて、
前記制御装置間を接続する物理的な通信路の広狭に基づき狭帯域通信路を介さずに接続されている複数の制御装置を夫々含む複数の副集合に分割され、制御装置は、自装置と同じ副集合に所属する全ての制御装置への転送経路の情報を保持することによって、自装置と同じ副集合に所属する全ての制御装置へ直接通信可能に論理的な通信路を追加し、
同一の副集合に所属する制御装置に接続する通信端末同士は、他の副集合に所属する制御装置を経由せずに前記追加した論理的な通信路に沿ってパケットを送受信する、
ことを特徴とする狭帯域通信路を含むオーバレイネットワークにおけるパケット通信システム。
【請求項２】
前記制御装置は、
同一の副集合に所属する制御装置に接続する全ての通信端末についての、個別の通信端末の識別情報と該通信端末が接続されている制御装置の識別情報との関係を示す情報であるエントリを有し、
自装置と同じ副集合に所属する制御装置に接続されている通信端末へ宛てたパケットを受信した場合、該パケットの宛先の通信端末の識別情報をキーとして自装置が保持するエントリを検索して宛先の通信端末が接続している制御装置を特定し、該宛先の通信端末が接続している制御装置に前記パケットを直接送信する、
ことを特徴とする請求項１に記載の狭帯域通信路を含むオーバレイネットワークにおけるパケット通信システム。
【請求項３】
複数の制御装置がパケットを転送する論理的な通信路を構成し、ユーザは前記制御装置に通信端末を接続して前記論理的な通信路に沿ってパケット通信するオーバレイネットワークにおけるパケット通信システムにおいて、
制御装置の集合が各制御装置間を接続する物理的な通信路の広狭に基づき狭帯域通信路を介さずに接続されている制御装置群からなる複数の副集合に分割され、各副集合は固有の識別番号を有し、各副集合内の制御装置は、制御装置に固有の識別情報の上位桁を所属する副集合の識別番号で置き換えた値に基づいて論理的な通信路を形成し、
個別の通信端末の識別情報と該通信端末が接続されている制御装置の識別情報との関係を示す情報であるエントリが、前記通信端末の固有の識別情報と前記制御装置の固有の識別情報とに基づいて一意に決定される制御装置の第一のエントリデータベースにエントリごとに夫々分散されて保持されるとともに、前記通信端末と前記制御装置の双方の識別情報の上位桁を所属する副集合の識別番号で置き換えた値に基づいて一意に決定される制御装置の第二のエントリデータベースにエントリごとに夫々分散されて保持され、
パケットは、該パケットの宛先の通信端末のエントリが保持される前記第一または第二のエントリデータベースを保持する制御装置に至るまで前記論理的な通信路に沿って制御装置間を転送され、該エントリを保持するエントリデータベースを有する制御装置に至った場合、該エントリに記述される宛先の通信端末が接続されている制御装置に前記論理的な通信路に沿って転送される、
ことを特徴とする狭帯域通信路を含むオーバレイネットワークにおけるパケット通信システム。
【請求項４】
パケットは、該パケットの宛先の通信端末のエントリが保持される前記第一のエントリデータベースを保持する制御装置の候補に向けて前記論理的な通信路に沿って制御装置間を転送され、前記候補の制御装置の前記第一のエントリデータベースに前記エントリが無かった場合、前記エントリが保持される前記第二のエントリデータベースを保持する制御装置に向けて前記論理的な通信路に沿って転送される、
ことを特徴とする請求項３に記載の狭帯域通信路を含むオーバレイネットワークにおけるパケット通信システム。
【請求項５】
異なる副集合間の論理的な通信路は、各副集合につき一台の制御装置のみが保持する、
ことを特徴とする請求項３または４に記載の狭帯域通信路を含むオーバレイネットワークにおけるパケット通信システム。
【請求項６】
全ての制御装置が、異なる副集合間の論理的な通信路を有するように論理的な通信路を形成する、
ことを特徴とする請求項３または４に記載の狭帯域通信路を含むオーバレイネットワークにおけるパケット通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、狭帯域通信路を含むオーバレイネットワークにおけるパケット通信システムに関するものであり、特に狭帯域通信路の負荷を低減するパケット通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オーバレイネットワークを用いたノード間通信、ならびにデータの分散配置をスケーラブルに行う方法として、非特許文献１に代表される分散ハッシュテーブル（ＤＨＴ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｈａｓｈ  Ｔａｂｌｅ）技術がある。ＤＨＴを用いたオーバレイネットワークでは、ネットワークを構成するノードとそこに配置するデータの双方にハッシュ関数を用いて固定長のＩＤ値を割り当てる。各々のデータはＩＤ値が最も近くなるノードが管理するようにして、データを分散配置する。また、ＩＤ値の差に基づいて選択した別のノードに対して論理的通信路を設定することで、データの管理・探索をスケーラブルに実現できるネットワークを構築することができる。
【０００３】
ハッシュ関数は入力値が僅かに異なるだけで全く異なる値を出力するという性質をもつため、互いに近接するノードの位置情報やＩＰアドレスなどを入力値としてＩＤを計算しても、得られるＩＤには元の値が有する近接性が反映されない。オーバレイネットワークにおける転送経路（ルーティングルート）やデータ配置先はすべてＩＤにより決定されるため、ＩＰレイヤのネットワーク構成とは全く異なる構成を取ることになる。
【０００４】
上記ＤＨＴ技術によって構成したオーバレイネットワークを用いて、ノードに接続したユーザ端末間でパケット送受信を行うことを考える。両端となるユーザ端末は何れかのノードに接続しているが、それがどのノードであるのかを互いに知る方法が無い。そのため、ユーザのＩＤと接続ノードのＩＤを結びつけるデータをＤＨＴによって分散管理して、このデータを探索することによって宛先端末が接続しているノードを調べて転送する。
【０００５】
このとき、パケットはノードＩＤに基づいて選択される通信路に従って転送されるため、ＩＰレイヤで見ると必ずしも効率的な転送経路をとらない。例えば、送受信端末が接続するノード同士がＩＰネットワーク上ではごく近接（同一のローカルエリアネットワーク上など）して存在している場合であっても、オーバレイネットワークでは別のネットワークにあるノードを経由する遠回りな経路のほうが近いと判断してそのノードにパケット転送を行うことがある。また、途中に帯域が狭く通信遅延が大きい回線が、帯域が広く通信遅延の小さい回線より優先して転送経路に選ばれることもあり得る。このような迂回経路の利用はその回線が有する通信帯域を余分に消費することになる。特に、ネットワーク間を接続する回線の帯域がネットワーク内部の回線の帯域に比べて著しく狭い場合には、迂回に伴う帯域消費や遅延の影響が大きくなる。このことは、音声通信のように遅延に対する要求が厳しいアプリケーションの使用において特に支障をきたす。
【０００６】
このことに対応するために、特許文献１に示される技術によれば、ノード間の距離をパケットのＴＴＬフィールドの減少量や一定期間の通信応答時の統計値に基づいて通信負荷を算出し、互いに通信負荷が一定以下で通信が可能なノードを集めて自動的にゾーンを形成さる。
【０００７】
【非特許文献１】“Ｃｈｏｒｄ：  Ａ  Ｓｃａｌａｂｌｅ  Ｐｅｅｒ―ｔｏ―Ｐｅｅｒ  Ｌｏｏｋｕｐ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  ｆｏｒ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”,  Ｐｒｏｃ.  ＡＣＭ  ＳＩＧＣＯＭＭ,２００１
【特許文献１】特開２００６−２１７５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、事業者がノードを設置し、ユーザはノードに通信端末を接続してパケット通信を行うような事業形態を実施する場合、ノードの追加や消滅は頻繁に行われるものではないので、上記特許文献１の技術のようにノードの追加や消滅に対応して自動的にゾーンを形成させるような工夫は不要である。また、上記特許文献１の技術によれば最適なゾーンを形成するまでにタイムラグがあり、タイムラグの期間は前述の帯域消費や遅延の影響を受ける。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、帯域の狭い通信回線の消費を簡単かつ効果的な方法で抑制し、効率的なオーバレイパケット通信を行うことができる、狭帯域通信路を含むオーバレイネットワークにおけるパケット通信システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の制御装置がパケットを転送する論理的な通信路を構成し、前記制御装置に通信端末を接続して前記論理的な通信路に沿って前記通信端末間でパケット通信するオーバレイネットワークにおけるパケット通信システムにおいて、前記制御装置間を接続する物理的な通信路の広狭に基づき狭帯域通信路を介さずに接続されている複数の制御装置を夫々含む複数の副集合に分割され、制御装置は、自装置と同じ副集合に所属する全ての制御装置への転送経路の情報を保持することによって、自装置と同じ副集合に所属する全ての制御装置へ直接通信可能に論理的な通信路を追加し、同一の副集合に所属する制御装置に接続する通信端末同士は、他の副集合に所属する制御装置を経由せずに前記追加した論理的な通信路に沿ってパケットを送受信する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、各制御装置は、制御装置の集合が各制御装置間を接続する物理的な通信路の広狭に基づき狭帯域通信路を介さずに接続されている制御装置群からなる複数の副集合に分割され、同一の副集合に所属する制御装置に接続する通信端末同士は、他の副集合に所属する制御装置を経由せずに直接パケットを送受信できるようになるので、帯域の狭い通信回線の消費を簡単かつ効果的な方法で抑制し、効率的なオーバレイパケット通信を行うことができる、狭帯域通信路を含むオーバレイネットワークにおけるパケット通信システムを得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる実施の形態によるパケット通信システムを、図面を用いて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１.
図１は、本発明の実施の形態１にかかるパケット通信システムを構成するノードである制御装置の構成を示す図である。図１において、制御装置１は、制御情報管理部２、データベース管理部３、演算処理部４、送信処理部５および受信処理部６を備える。
【００１４】
制御情報管理部２は、制御装置識別番号２１および転送経路情報２２を保持する。制御装置識別番号２１は、自装置１の識別情報である。転送経路情報２２は、パケット転送が可能な宛先の制御装置１の制御装置識別番号２１の情報である。分散ハッシュテーブル（ＤＨＴ）アルゴリズムにより決定される制御装置１と、自装置１と同一のネットワークアイランドに属する全ての制御装置１と、が転送可能な制御装置１となっている。
【００１５】
ネットワークアイランドとは、ネットワーク上のある地点から帯域の狭い通信経路を使用しないで到達可能な領域であり、互いに異なるネットワークアイランドに属する制御装置１を接続する通信路は同一のネットワークアイランドに属する制御装置１を接続する通信路に比べて狭い通信帯域を有する。通信帯域が狭い通信路とは、具体的には、実際に早い通信速度が得られない通信路のほか、インターネット・エクスチェンジやＩＳＰの接点など、実際は広い帯域が確保されている場所であっても構造的にアクセスが集中するために広い通信帯域が確保できないか、負荷をかけることが望ましくない箇所を含む。制御装置１群のネットワークアイランドへの分割は、ＩＰレイヤや実際の通信速度の計測結果に基づいて、事業者により行われる。
【００１６】
データベース管理部３は、第一のエントリデータベース３１および第二のエントリデータベース３２を保持する。本発明の実施の形態によるパケット通信システムのネットワーク構成は、ユーザがノードである制御装置１に通信端末を接続してパケット通信の通信グループに参加する構成となっている。このようなネットワーク構成において、通信端末を用いて接続するユーザは、ユーザが参加する通信グループの固有の識別情報である通信グループ識別番号とユーザに固有の識別情報であるユーザ識別番号によって識別され、どのユーザが通信端末７を用いてどの制御装置１に接続されているかを示す情報は、通信グループ識別番号およびユーザ識別番号と、制御装置識別番号２１との対（以下、エントリという）でもって表現され、各制御装置１はこのエントリのリストを第一のエントリデータベース３１として保持する。図２に、エントリのリストの例を示す。ただし、各制御装置１は、全てのユーザに関するエントリを保持するのではなく、ＤＨＴアルゴリズムによって決定されるユーザに関するエントリのみを保持する。ここでは、夫々の第一のエントリデータベース３１は、自装置１の制御装置識別番号２１のハッシュ値に近いグループ識別番号およびユーザ識別番号から算出したハッシュ値を持つエントリのみを保持するとする。
【００１７】
第二のエントリデータベース３２は、同じネットワークアイランドに属する全ての制御装置１に接続するユーザに関するエントリをリストにしたものである。これにより、制御装置１は、同じネットワークアイランドに属するどの制御装置１にどのユーザが接続しているかを認識することが可能となる。
【００１８】
第一のエントリデータベース３１および第二のエントリデータベース３２は、通信グループ識別番号およびユーザ識別番号をキーとして演算処理部４により検索され、ユーザが接続している制御装置１の制御装置識別番号２１を返す。以下、通信グループ識別とユーザ識別番号の対を、単にキーという。
【００１９】
送信処理部５および受信処理部６は、外部ネットワークとの通信を行う。
【００２０】
演算処理部４は、制御情報管理部２、データベース管理部３、送信処理部５および受信処理部６を連結し、受信処理部６から到達するデータを解析し、それがネットワークの制御要求であれば制御情報処理部２へ、データベースの取得要求であればデータベース管理部３へ、また他の制御装置１へ転送すべきデータであれば制御情報処理部２を参照の上で送信処理部５より外部ネットワークへ転送する。
【００２１】
続いて、ネットワーク構成について説明する。図３は、本発明の実施の形態１によるパケット通信システムのネットワーク構成を説明する図である。本ネットワーク構成は、前述したように、ユーザがノードである制御装置１に通信端末７を接続してパケット通信に参加する構成となっている。各制御装置１は、前述のように、ネットワーク上のある地点から帯域の狭い物理的な通信経路を使用しないで到達可能な領域であるネットワークアイランドと呼ぶ複数の副集合に分けられて所属している。
【００２２】
図３において、制御装置１間、および制御装置１と通信端末７の間に示す実線は、各々の通信路において片方向あるいは双方向の通信が可能である論理的な通信路を示す。実施の形態１による制御装置１は、転送経路情報２２の転送宛先に、同じネットワークアイランド８に所属する全ての制御装置１が追加されているので、このように同一のネットワークアイランド８内の制御装置１は互いに直接の通信が可能に論理的な通信路が形成される。
【００２３】
因みに、このように同一のネットワークアイランド８内の制御装置１の情報を転送経路情報２２に保持しない場合のネットワーク構成を説明する。図４は、実施の形態１によるパケット通信システムを適用しない一般的なパケット通信システムのネットワーク構成を説明する図である。図４においては、例えば同一のネットワークアイランド８ａに所属する通信端末７ａから通信端末７ｂへのパケット通信を行う場合であっても、別のネットワークアイランド８を経由しないと通信できないので、ネットワークアイランド８間の狭い帯域の通信路に大きな負荷がかかることとなる。
【００２４】
また、実施の形態１によるパケット通信システムは、オーバレイネットワークのノードである制御装置にユーザが通信端末を接続して参加する形態のパケット通信システムにおいて、事業者が制御装置１をネットワークの通信帯域の広狭に応じて最適な副集合であるネットワークアイランド８に分類するので、ＩＰレイヤを考慮したネットワークを構築することが可能であるとともに、特許文献１に示される技術にみられるような各制御装置が最適な副集合に分かれるまでのタイムラグが生じることがない。
【００２５】
次に、実施の形態１のパケット通信システムの動作を説明する。
【００２６】
まず、本発明の実施の形態１にかかるパケット通信システムにおいて、あるユーザが通信端末７を制御装置１に接続して通信グループに参加処理を行う際に、制御装置１が行うエントリ送信処理を説明する。
【００２７】
図３において、ユーザが通信端末７ａから参加処理を行ったとする。ユーザが通信端末７ａを用いて参加処理を行うと、通信端末７ａが接続された制御装置１の演算処理部４は該ユーザに関するエントリを生成する。そして該エントリは、該エントリのキーと制御装置識別番号２１とをＤＨＴアルゴリズムによりハッシュ値同士で比較され、該エントリのキーに最も近い値の制御装置識別番号２１を有する何れかの制御装置１に送信されて第一のエントリデータベース３１に登録されるとともに、図５に示すように、前記転送経路情報２２に基づいて形成される通信路に基づいて同じネットワークアイランド８ａに属する全ての制御装置１に送信され、夫々の制御装置１の第二のエントリデータベース３２に登録される。これにより、ユーザと、該ユーザが操作する通信端末７ａが接続されている制御情報１とに関するエントリは、ＤＨＴアルゴリズムにより選択される制御装置１と、所属するネットワークアイランド８ａ内の全ての制御装置１とに保持されることとなる。
【００２８】
次に、本発明の実施の形態１にかかるパケット通信システムにおける、パケット転送を行う個別の制御装置１の動作を説明する。図６は、パケットを受信したときの個別の制御装置１の動作を説明するフローチャートである。
【００２９】
図６において、制御装置１がパケットを受信すると、演算処理部４は、宛先に指定された通信グループ識別番号およびユーザ識別番号のキーを使用して、自制御装置１が管理する第一のエントリデータベース３１および第二のエントリデータベース３２を検索する（ステップＳ１）。演算処理部４はエントリが存在したかどうかを判定し（ステップＳ２）、エントリが存在しなかった場合（ステップＳ２、Ｎｏ）、自制御装置１が所属するネットワークアイランド８に宛先の通信端末７が存在しないことになるので、ハッシュ値同士で比較から、この制御装置１から論理的通信路によって転送可能な別のネットワークアイランドに所属する制御装置１のうち前記キーに最も近い制御装置識別番号２１を有する制御装置１を転送経路情報２２の中から選択し（ステップＳ５）、選択した制御装置１に転送する（ステップＳ７）。以下、制御装置識別番号２１同士および制御装置識別番号２１とキーとの値の比較は、夫々の値のハッシュ値同士で行われるものとする。
【００３０】
また、ステップＳ１において対応するエントリが存在した場合（ステップＳ１、Ｙｅｓ）、演算処理部４は、さらにそのエントリに記載される制御装置識別番号２１が自分自身の制御装置識別番号２１かどうか判定し（ステップＳ３）、自分自身の制御装置識別番号２１であった場合（ステップＳ３、Ｙｅｓ）、パケットを宛先のユーザが操作する通信端末７に転送する（ステップＳ４）。一方、エントリが自分自身の制御装置識別番号２１ではなかった場合（ステップＳ３、Ｎｏ）、演算処理部４は、制御装置１の制御装置識別番号２１に等しいか最も近い制御装置識別番号２１を有する制御装置１を転送経路情報２１の中から選択し（ステップＳ６）、選択された制御装置１にパケットを転送する（ステップＳ７）。
【００３１】
このように動作する制御装置１によって行われるパケット転送の様子を、ネットワーク構成図を用いて説明する。第一のユーザが通信端末７ａから第二のユーザが接続する通信端末７ｂにパケットを転送する動作を、図７を用いて説明する。通信端末７ａが接続された制御装置１ａは、図中（１）の経路によりパケットを受信すると、第二のユーザのエントリが登録された第２のエントリデータベース３２を検索することにより宛先通信端末７ｂが接続する制御装置１ｂが分かり、ネットワークアイランド８ａ内の通信路によって制御装置１ａから制御装置１ｂにパケットを直接転送する（図中矢印（２））。これにより、ネットワークアイランド８ａから外に出ることなく通信端末７ａから通信端末７ｂにパケットを送信することができる。
【００３２】
このように、実施の形態１によるパケット通信システムによれば、各制御装置は、制御装置間を接続する物理的な通信路の広狭に基づき狭帯域通信路を介さずに接続されている複数の制御装置を夫々含む複数の副集合に分割し、制御装置は、自装置と同じ副集合に所属する全ての制御装置への転送経路の情報を保持することによって、自装置と同じ副集合に所属する全ての制御装置へ直接通信可能に論理的な通信路を追加し、同一の副集合に所属する制御装置に接続する通信端末同士は、他の副集合に所属する制御装置を経由せずに前記追加した論理的な通信路に沿ってパケットを送受信するように構成したので、帯域の狭い通信回線の消費を簡単かつ効果的な方法で抑制し、効率的なオーバレイパケット通信を行うことができる。
【００３３】
実施の形態２.
次に、本発明にかかる実施の形態２によるパケット通信システムについて説明する。実施の形態２にかかるパケット通信システムでは、制御装置識別番号２１のハッシュ値の上位桁を、制御装置１が所属するネットワークアイランド８に固有の値で置き換えることでネットワークアイランド８内での論理的な通信路を形成することを特徴とする。また、夫々のネットワークアイランド８について、１つの制御装置１のみがネットワークアイランド８の外への通信路を確保することを特徴とする。
【００３４】
まず、本発明の実施の形態２にかかるパケット通信システムの制御装置の構成を説明する。ここでは、実施の形態２にかかる制御装置の構成を説明する図として、実施の形態１における制御装置の構成図と同様に図１を用い、実施の形態１における制御装置と異なる機能についてのみ説明する。
【００３５】
実施の形態２においては、転送経路情報２２に保持される転送先の制御装置１は、以下のようにして決定される。各ネットワークアイランド８に固有の識別番号が割り当てられ、制御装置識別番号２１のハッシュ値の上位桁を所属するネットワークアイランド８の固有の識別番号でもって置き換えた値（以下、制御装置識別番号２１や、通信グループ識別番号およびユーザ識別番号からなるエントリのキーのハッシュ値の上位桁を所属するネットワークアイランド８の識別番号で置き換える操作を、単に上位桁処理という）をＤＨＴアルゴリズムが使用して転送先の制御装置１が選択される。たとえば、各制御装置１は、この上位桁処理がされた自装置の制御装置識別番号２１のハッシュ値に２のｋ乗（１、２、４、８、・・・）を加算した値に最も近い上位桁処理された制御装置識別番号２１を有する制御装置１を、転送可能な制御装置１の候補とする。
【００３６】
このように上位桁処理された制御装置識別情報２１を使用すると、同一のネットワークアイランド８に所属する制御装置１の制御装置識別情報２１のハッシュ値同士が近くなるので、他のネットワークアイランド８に所属する制御装置１よりも同一のネットワークアイランド８に所属する制御装置１が転送先として選ばれやすくなる。
【００３７】
こうして選択された転送先候補の制御装置１は、同一ネットワークアイランドに所属する制御装置１と、別のネットワークアイランドに所属する制御装置１とで構成されるが、後者への通信路は、各ネットワークアイランドで最小の制御装置識別番号２１をもつ制御装置１だけが保持するように転送先の制御装置１が決定される。これにより、図４に示すネットワーク構成に比較して、ネットワークアイランド８内の通信路が充実するとともに帯域の狭いネットワークアイランド間通信路の本数が少なくなる。他の制御装置がネットワークアイランド外にパケットを送信する場合は、外への通信路を保持する各ネットワークアイランド８で一台の制御装置１を経由して行われる。
【００３８】
第一のエントリデータベース３１は、実施の形態１による第一のエントリデータベース３１と同等であり、ＤＨＴアルゴリズムによってエントリのキーに最も近い制御装置識別番号２１を有する各制御装置１に分散されて保持されるエントリのデータベースである。第二のエントリデータベース３２は、上位桁処理された制御装置識別番号２１と上位桁処理されたキーとに基づき、第一のエントリデータベース３１と同様のルールによって保持先が決まるエントリのデータベースである。第二のエントリデータベース３２は、上位桁処理された制御装置識別番号２１に基づいて保持先が決定されているので、夫々のユーザに関するエントリは、該ユーザが通信端末７を接続する制御装置１と同一のネットワークアイランド８内の何れかの制御装置１の第二のエントリデータベース３２に保持される。
【００３９】
続いて、ネットワーク構成について説明する。図８は、本発明の実施の形態２によるパケット通信システムのネットワーク構成を説明する図である。転送経路情報２２の転送宛先は、各ネットワークアイランド８に固有の識別番号で上位桁を置き換える操作を行われた制御装置識別番号２１を用いて選択されているとともに、異なるネットワークアイランド８間の通信路の保持は各ネットワークアイランド８に一台の制御装置１のみ許可されている。
【００４０】
次に、実施の形態２にかかるパケット通信システムの動作を説明する。
【００４１】
まず、本発明の実施の形態２にかかるパケット通信システムにおいて、あるユーザが通信端末７を制御装置１に接続して通信グループに参加処理を行う際に、制御装置１が行うエントリ送信処理を説明する。
【００４２】
図９において、ユーザが通信端末７ａから参加処理を行ったとする。ユーザが通信端末７ａを用いて参加処理を行うと、通信端末７ａが接続された制御装置１の演算処理部４は該ユーザに関するエントリを生成する。該エントリは、ユーザが接続した制御装置１と同一のネットワークアイランド８ａに属する制御装置群１の中で上位桁処理された該エントリのキーに最も近い上位桁処理された制御装置識別番号２１を有する制御装置１に送信するとともに、上位桁処理なしのキーに最も近い上位桁処理なしの制御装置識別番号２１を有する制御装置１に送信する。そして、前記エントリを受信した前者の制御装置１は、該エントリを第二のエントリデータベース３２に登録し、後者の制御装置１は、該エントリを第一のエントリデータベース３１に登録する。
【００４３】
このようにして登録された第二のエントリデータベース３２を用いると、ネットワークアイランド８内部の制御装置群１だけで分散ハッシュによるデータ探索ができるようになる。
【００４４】
次に、本発明の実施の形態２にかかるパケット通信システムにおける、パケット転送を行う個別の制御装置１の動作を説明する。図１０は、パケットを受信したときの個別の制御装置１の動作を説明するフローチャートである。
【００４５】
実施の形態２のパケット通信システムにおいては、最初は、ネットワークアイランド８内の制御装置１間のみの転送を行う。すなわち、図１０において、制御装置１がパケットを受信すると、自制御装置１の演算処理部４は、宛先に指定された通信グループ識別番号およびユーザ識別番号をキーとして、自制御装置１の第二のエントリデータベース３２を検索する（ステップＳ１１）。演算処理部４は、対応するエントリが存在するかどうか判定し（ステップＳ１２）、対応するエントリが存在しなかった場合（ステップＳ１２、Ｎｏ）、この制御装置１から転送可能な制御装置のうち、上位桁処理されたキーに最も近い上位桁処理された制御装置識別番号２１を有するものを選択し（ステップＳ１５）、選択された制御装置１にパケットを転送する（ステップＳ１７）。また、対応するエントリが存在した場合（ステップＳ１２）、演算処理部４は、該エントリが、自制御装置１に宛先のユーザの通信端末７が接続されていることを指すものかどうか判定し（ステップＳ１３）、該エントリが、自制御装置１に宛先のユーザの通信端末７が接続されていることを指している場合（ステップＳ１３、Ｙｅｓ）、宛先のユーザの通信端末７に該パケットを転送する（ステップＳ１４）。前記エントリが、自制御装置１に宛先の通信端末７が接続されていることを指していない場合（ステップＳ１３、Ｎｏ）、該エントリが指す転送先と一致する制御装置１を選択し（ステップＳ１６）、選択された制御装置１にパケットを転送する（ステップＳ１７）。
【００４６】
このように、パケットの転送は、最初に、第二のエントリデータベース３２からエントリを検索し、上位桁処理された識別情報に基づいて転送先を決定することで、ネットワークアイランド８内を検索範囲としてパケットの転送を行うが、上位桁処理されたキーに最も近い上位桁操作された制御装置識別情報２１を有する制御装置１までパケットが転送されてもネットワークアイランド８内におけるパケットの宛先の検索が成功しない場合は、実施の形態２にかかる全体のネットワークを検索対象として検索と転送を行う。全体のネットワークを検索対象とした検索と転送は、具体的には、図１０のフローにおいて、ステップＳ１１においては第一のエントリデータベース３１を検索し、転送先の決定の際にはいっさい識別情報に上位桁処理を行わないことで実現する。
【００４７】
次に、このように動作する制御装置１によって、どのようにパケットが転送されるかを、より具体的に説明する。図１１は、実施の形態２の制御装置１の転送動作によって、あるユーザが通信端末７ａから発信した通信パケットが同一のネットワークアイランド８ａに所属する別のユーザの通信端末７ｂに到達するまでの転送経路を示す図である。制御装置１ｃの第二のエントリデータベース３２を検索することで、宛先通信端末７ｂが接続する制御装置１ｂが分かり（図中点線矢印（１））、転送経路情報２２によって形成される通信路によって制御装置１ｃから１ｂにパケットを転送する（図中実線矢印（２））。このように、同じネットワークアイランド８内の通信端末７同士は、該ネットワークアイランド８の外の制御装置１を経由することなくパケット通信を行うことができる。
【００４８】
図１２はあるユーザが通信端末７ａから発信した通信パケットが異なるネットワークアイランド８ｅに所属する別のユーザの通信端末７ｅに到達するまでの転送経路を示す図である。通信端末７ａからパケットを受信した制御装置１ａは、先ず、図１１における説明と同様に自装置１ａが所属するネットワークアイランド８ａの内部で、第二のエントリデータベース３２の探索を試みる（図中点線矢印（１））が、異なるネットワークアイランド８ｅに所属する通信端末７ｅに関するエントリは第二のエントリデータベース３２には存在しないため、上位桁処理されたキーに最も近い値の上位桁処理された制御装置識別番号２１を持つ制御装置１ｃに転送する。
【００４９】
制御装置１ｃにおいても同様に第二のエントリデータベース３２を検索するが、同様に検索に失敗し、今度は検索範囲をネットワーク全体に切り替える。そして、上位桁処理を行わない宛先のユーザ識別番号および転送経路情報２２の制御装置識別番号２１を用い、第一のエントリデータベース３１に宛先のユーザに関するエントリが保存されている制御装置１に到達するまで転送を行う（図中破線矢印（２））。
【００５０】
この転送により、別のネットワークアイランド８ｄに所属する制御装置１ｄに到達し、同装置１ｄの第一のエントリデータベース３１を探索することで宛先のユーザが接続している制御装置１ｅが判明する。そして制御装置１ｄから制御装置１ｅに宛ててパケットを転送し、制御装置１ｅから通信端末７ｅにパケットが到達する（図中実線矢印（３））。
【００５１】
このように、実施の形態２によるパケット通信システムによれば、制御装置識別番号２１の上位桁を、制御装置１が所属するネットワークアイランド８に固有の値で置き換えた値に基づいて論理的な通信路を設定することにより、ネットワークアイランド８内での論理的な通信路が充実するとともに、パケットの送付先の検索と転送の対象を、ネットワークアイランド８内とネットワークアイランド８外の制御装置１の２通りの方法で実行できるようにした。さらに、ネットワークアイランド８内の制御装置１を転送してパケットの送付先を探索し、この探索に失敗した場合、ネットワークアイランド８外の制御装置１を転送して送付先を検索するようにしたので、実施の形態１による方法と異なった方法で帯域の狭い通信回線の消費を簡単かつ効果的な方法で抑制し、効率的なオーバレイパケット通信を行うことができる。また、夫々のネットワークアイランド８について、特定の一台の制御装置１のみがネットワークアイランド８の外への通信路を確保するようにしたので、狭帯域通信路の帯域消費をさらに抑制することができる。
【００５２】
実施の形態３.
次に、本発明にかかる実施の形態３のパケット通信システムについて説明する。実施の形態３による制御装置の構成図は、実施の形態２による制御装置の構成図と同等であるが、検索経路情報２２の内容が実施の形態２と異なり、全ての制御装置１が異なるネットワークアイランド８に所属する制御装置１への論理的な通信路を有するように構成される。
【００５３】
具体的には、例えば、実施の形態２と同様に上位桁処理を行った制御装置識別番号２１に基づいて、まず転送先の制御装置１の候補をリストアップする。次に、異なるネットワークアイランド８に所属する制御装置１を転送先の候補から外す。さらに、制御装置識別番号１の上位桁を削除した下位桁同士の比較を行い、異なるネットワークアイランド８同士で、夫々下位桁が互いに最も近い制御装置識別番号１を持つ制御装置１同士が論理的な通信路を形成できるよう、転送先に追加し、転送経路情報２２が完成する。
【００５４】
このような転送経路情報２２を有する実施の形態３のパケット通信システムのネットワーク構成の例を、図１３に示す。図１３に示すように、実施の形態３のパケット通信システムによれば、ネットワークアイランド８内に十分な数の論理的な通信路を確保するとともに、全ての制御装置１は、すべてのネットワークアイランド８への転送経路を保持することとなる。
【００５５】
本発明にかかる実施の形態３のパケット通信システムの動作は、実施の形態２によるパケット通信システムの動作と同等であるので、説明を省略する。
【００５６】
以上のように、実施の形態３によるパケット通信システムでは、全ての制御装置１が外部への通信路をもつので、実施の形態２のパケット通信システムと比較して、ネットワークアイランド外の通信路が増加するために狭帯域の通信路における帯域消費は増加するが、パケット送受信に伴う処理負荷が特定の一台の制御装置に集中することを避けることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上のように、本発明にかかる狭帯域通信路を含むオーバレイネットワークにおけるパケット通信システムは、狭帯域通信路の通信負荷を軽減するオーバレイネットワークにおけるパケット通信システムに適用して好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施の形態１〜３における制御装置の構成図である。
【図２】エントリの例を説明する図である。
【図３】実施の形態１におけるパケット通信システムのネットワーク構成を説明する図である。
【図４】実施の形態１によるパケット通信システムを適用しない一般的なパケット通信システムのネットワーク構成を説明する図である。
【図５】実施の形態１によるパケット通信システムにおいて、第二のエントリデータベースにエントリを登録する動作を説明する図である。
【図６】実施の形態１の、パケットを受信したときの個別の制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図７】実施の形態１によるパケット通信システムにおいて、同一のネットワークアイランドに所属する通信端末間でパケットを送信する動作を説明する図である。
【図８】実施の形態２におけるパケット通信システムのネットワーク構成を説明する図である。
【図９】実施の形態２によるパケット通信システムにおいて、第二のエントリデータベースにエントリを登録する動作を説明する図である。
【図１０】実施の形態２の、パケットを受信したときの個別の制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１１】実施の形態２によるパケット通信システムにおいて、同一のネットワークアイランドに所属する通信端末間でパケットを送信する動作を説明する図である。
【図１２】実施の形態２によるパケット通信システムにおいて、異なるネットワークアイランドに所属する通信端末間でパケットを送信する動作を説明する図である。
【図１３】実施の形態３におけるパケット通信システムのネットワーク構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００５９】
１、１ａ〜ｅ  制御装置
２  制御情報管理部
３  データベース管理部
４  演算処理部
５  送信処理部
６  受信処理部
７、７ａ、７ｂ、７ｅ  通信端末
８、８ａ、８ｄ、８ｅ  ネットワークアイランド
２１  制御装置識別番号
２２  転送経路情報
３１  第一のエントリデータベース
３２  第二のエントリデータベース
【図１】
2009141414.tif 000003
【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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