ツリー型トポロジー・ネットワークにおける信頼性強化
【課題】ツリー型トポロジーを用いるネットワークの信頼性を強化する方法を提供する。
【解決手段】下位ノードが、ツリー型トポロジーでルートノードに到達するためにバックアップノードとして直接隣接するノードの１つを選択する方法で、ツリー型トポロジー中のノードはルートノードに対するそのレベルによって差別化される。たとえば、レベル１ノードは、上位ノードがルートノードであるノードのことであり、レベル２ノードは、上位ノードがレベル１ノードであるノードのことである。全ての下位ノードは、最小レベルの隣接するノード（上位ノードを除く）の１つをバックアップノードとして選択する。この方法は非常に簡単で適用しやすく、ノードまたはリンクの障害の際にツリー型トポロジーの信頼性を維持し、大きく強化する。
【解決手段】下位ノードが、ツリー型トポロジーでルートノードに到達するためにバックアップノードとして直接隣接するノードの１つを選択する方法で、ツリー型トポロジー中のノードはルートノードに対するそのレベルによって差別化される。たとえば、レベル１ノードは、上位ノードがルートノードであるノードのことであり、レベル２ノードは、上位ノードがレベル１ノードであるノードのことである。全ての下位ノードは、最小レベルの隣接するノード（上位ノードを除く）の１つをバックアップノードとして選択する。この方法は非常に簡単で適用しやすく、ノードまたはリンクの障害の際にツリー型トポロジーの信頼性を維持し、大きく強化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ツリー型トポロジーを利用する通信ネットワークにおける信頼性強化に関する。
【背景技術】
【０００２】
ツリー型トポロジーは、その集中化構造により管理と維持が比較的容易なため、通信システムにおいて広く利用されている。しかしながら、全ての下位ノードが上位ノードに完全に依存するという事実は、ツリー型トポロジーの最大の限界である。上位ノードに障害が発生すると、その全ての下位ノードがルートノードから切断されてしまう。
【発明の概要】
【０００３】
そこで、本発明は関連技術の限界および不利益による問題の１つ以上を実質的に取り除く信頼性強化方法を目的とする。
【０００４】
本発明の目的は、ツリー型トポロジーを用いるネットワークの信頼性を強化する方法を提供することである。
【０００５】
本発明のさらなる特徴および利点は、以下の明細書に記載され、明細書から明らかであると共に、本発明の実施により学ぶこともできる。本発明の目的および他の利点は、書面による明細書とその請求の範囲並びに添付の図面に特に指摘される構造により実現および達成される。
【０００６】
これら及び／または他の目的を達成するため、具現化され、広く記述されるように、本発明は、下位ノードが、ツリー型トポロジーを用いたネットワークのルートノードに達するためのバックアップ経路を選択する方法を提供するもので、（ａ）ノードがその直接隣接するノードに関する情報を取得できるようにする方法と、（ｂ）ノードが、ルートノードに達するためのバックアップノードとして好適な隣接ノードを選択できるようにする方法とからなる。
【０００７】
前述の一般的な記載と以下の詳細な記載はいずれも例示および説明であり、請求のように本発明のさらなる説明の提供を目的としていることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、ツリー型トポロジーを用いたネットワークの例を示す。
【図２】図２は、図１に記述するネットワークのバックアップ経路の例を示す。
【図３】図３は、ノード３に障害が発生した場合、図１に記述するネットワークの新しいツリー型トポロジーの例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ツリー型トポロジーを用いるネットワークの信頼性を強化するため、下位ノードがルートノードに到達するためのバックアップ経路を用いることができる。
【００１０】
本発明の実施形態は、下位ノードがルートノードに到達するためのバックアップノードとして直接隣接するノードのうちの１つを選択する方法を提供する。
【００１１】
この方法の詳細は次の通りである。
【００１２】
１．ツリーのルートノードは、下位ノード全てに、ツリー型トポロジーにおけるそれらのレベルを頻繁に通知する。たとえば、レベル１ノードとは、上位ノードがルートノードであるノードのことである。レベル２ノードとは、上位ノードがレベル１ノードであるノードのことである。
【００１３】
２．全ての下位ノードは、ツリー型トポロジーにおけるそのレベルを隣接するノードに頻繁に通知する。
【００１４】
３．ルートノードへのバックアップノードを持たない、レベル＞１の下位ノードは全てその隣接するノード（上位ノードを除く）を（対象バックアップノード）セットという名のセットに入れなければならない。この（対象バックアップノード）セット中のノードはレベル情報に基づき上り順にソートされる。
【００１５】
４．（対象バックアップノード）セット中の第１のノードが、ルートノードに達するバックアップノードとして選択される。
【００１６】
５．ツリー型トポロジー中のリンクまたはノードに障害が発生すると、影響を受けたノードはそれぞれのバックアップノードを使ってルートノードに到達する。それらのバックアップノードへのリンクは、ツリーの新しいリンクとして用いられる。
【００１７】
図１は、ツリー型トポロジーを用いたネットワークを示す。ノード１は、トポロジーツリーのルートノードである。ツリーリンク１からツリーリンク９までの全てがトポロジーツリーのリンクである。さらに、ツリー型トポロジーのノードは、１個より多い隣接ノードを持つことができる。直接リンク１は、ノード６とノード３とが隣接するノードであることを表す。直接リンク３は、ノード６とノード５とが隣接するノードであることを表す。直接リンク４は、ノード６とノード７とが隣接するノードであることを表す。直接リンク７は、ノード６とノード１０とが隣接するノードであることを表す。そのため、ノード６は、ノード２、ノード３、ノード５、ノード７、およびノード１０の５個の隣接ノードを有する。ノード９は、ノード４とノード１０の２個の隣接ノードを有する。同じ原理が他のノードにも適用される。
【００１８】
ノード２とノード３は、これらの上位ノードがノード１、すなわちルートノードであるため、レベル１ノードである。ノード４、ノード５、ノード６、ノード７、ノード８は、これらの上位ノードがそれぞれ、レベル１ノードのノード２とノード３であるため、レベル２ノードである。ノード９とノード１０は、これらの上位ノードがそれぞれレベル２ノードのノード４とノード５であるため、レベル３ノードである。
【００１９】
図２は図１のツリー型トポロジーのバックアップノードを示す。ノード４には、ノード２（レベル１）、ノード５（レベル２）、ノード９（レベル３）の３個の隣接ノードがある。ノード４の対象バックアップノードセットは、ノード５とノード９とからなる。ノード５は、対象バックアップノードセットの中の最低レベル、すなわちレベル２であるため、ノード４のバックアップノードに選ばれる。バックアップリンク２がこの事実を表す。
【００２０】
同じ原理が他のノードにも適用される。たとえば、ノード５の、バックアップリンク３によって表されるバックアップノードはノード６である。ノード６の、バックアップリンク１によって表されるバックアップノードはノード３である。
【００２１】
図３は、図１のツリー型トポロジーのノード３に障害が発生した場合を示す。ノード３は、ノード７とノード８との上位ノードである。そのため、ノード７とノード８は、ルートノードに到達するために、それぞれのバックアップノードを用いなければならない。図２から、ノード７はノード８のバックアップノードであり、ノード６はノード７のバックアップノードである。そのため、図２のバックアップリンク４および５がそれぞれ図３のツリーリンク５および６となり、新しいツリー型トポロジーを図３に示す。この新しいツリー型トポロジーは非常に速く形成され、ネットワークの信頼性維持に役立つ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ツリー型トポロジーを利用する通信ネットワークにおける信頼性強化に関する。
【背景技術】
【０００２】
ツリー型トポロジーは、その集中化構造により管理と維持が比較的容易なため、通信システムにおいて広く利用されている。しかしながら、全ての下位ノードが上位ノードに完全に依存するという事実は、ツリー型トポロジーの最大の限界である。上位ノードに障害が発生すると、その全ての下位ノードがルートノードから切断されてしまう。
【発明の概要】
【０００３】
そこで、本発明は関連技術の限界および不利益による問題の１つ以上を実質的に取り除く信頼性強化方法を目的とする。
【０００４】
本発明の目的は、ツリー型トポロジーを用いるネットワークの信頼性を強化する方法を提供することである。
【０００５】
本発明のさらなる特徴および利点は、以下の明細書に記載され、明細書から明らかであると共に、本発明の実施により学ぶこともできる。本発明の目的および他の利点は、書面による明細書とその請求の範囲並びに添付の図面に特に指摘される構造により実現および達成される。
【０００６】
これら及び／または他の目的を達成するため、具現化され、広く記述されるように、本発明は、下位ノードが、ツリー型トポロジーを用いたネットワークのルートノードに達するためのバックアップ経路を選択する方法を提供するもので、（ａ）ノードがその直接隣接するノードに関する情報を取得できるようにする方法と、（ｂ）ノードが、ルートノードに達するためのバックアップノードとして好適な隣接ノードを選択できるようにする方法とからなる。
【０００７】
前述の一般的な記載と以下の詳細な記載はいずれも例示および説明であり、請求のように本発明のさらなる説明の提供を目的としていることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、ツリー型トポロジーを用いたネットワークの例を示す。
【図２】図２は、図１に記述するネットワークのバックアップ経路の例を示す。
【図３】図３は、ノード３に障害が発生した場合、図１に記述するネットワークの新しいツリー型トポロジーの例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ツリー型トポロジーを用いるネットワークの信頼性を強化するため、下位ノードがルートノードに到達するためのバックアップ経路を用いることができる。
【００１０】
本発明の実施形態は、下位ノードがルートノードに到達するためのバックアップノードとして直接隣接するノードのうちの１つを選択する方法を提供する。
【００１１】
この方法の詳細は次の通りである。
【００１２】
１．ツリーのルートノードは、下位ノード全てに、ツリー型トポロジーにおけるそれらのレベルを頻繁に通知する。たとえば、レベル１ノードとは、上位ノードがルートノードであるノードのことである。レベル２ノードとは、上位ノードがレベル１ノードであるノードのことである。
【００１３】
２．全ての下位ノードは、ツリー型トポロジーにおけるそのレベルを隣接するノードに頻繁に通知する。
【００１４】
３．ルートノードへのバックアップノードを持たない、レベル＞１の下位ノードは全てその隣接するノード（上位ノードを除く）を（対象バックアップノード）セットという名のセットに入れなければならない。この（対象バックアップノード）セット中のノードはレベル情報に基づき上り順にソートされる。
【００１５】
４．（対象バックアップノード）セット中の第１のノードが、ルートノードに達するバックアップノードとして選択される。
【００１６】
５．ツリー型トポロジー中のリンクまたはノードに障害が発生すると、影響を受けたノードはそれぞれのバックアップノードを使ってルートノードに到達する。それらのバックアップノードへのリンクは、ツリーの新しいリンクとして用いられる。
【００１７】
図１は、ツリー型トポロジーを用いたネットワークを示す。ノード１は、トポロジーツリーのルートノードである。ツリーリンク１からツリーリンク９までの全てがトポロジーツリーのリンクである。さらに、ツリー型トポロジーのノードは、１個より多い隣接ノードを持つことができる。直接リンク１は、ノード６とノード３とが隣接するノードであることを表す。直接リンク３は、ノード６とノード５とが隣接するノードであることを表す。直接リンク４は、ノード６とノード７とが隣接するノードであることを表す。直接リンク７は、ノード６とノード１０とが隣接するノードであることを表す。そのため、ノード６は、ノード２、ノード３、ノード５、ノード７、およびノード１０の５個の隣接ノードを有する。ノード９は、ノード４とノード１０の２個の隣接ノードを有する。同じ原理が他のノードにも適用される。
【００１８】
ノード２とノード３は、これらの上位ノードがノード１、すなわちルートノードであるため、レベル１ノードである。ノード４、ノード５、ノード６、ノード７、ノード８は、これらの上位ノードがそれぞれ、レベル１ノードのノード２とノード３であるため、レベル２ノードである。ノード９とノード１０は、これらの上位ノードがそれぞれレベル２ノードのノード４とノード５であるため、レベル３ノードである。
【００１９】
図２は図１のツリー型トポロジーのバックアップノードを示す。ノード４には、ノード２（レベル１）、ノード５（レベル２）、ノード９（レベル３）の３個の隣接ノードがある。ノード４の対象バックアップノードセットは、ノード５とノード９とからなる。ノード５は、対象バックアップノードセットの中の最低レベル、すなわちレベル２であるため、ノード４のバックアップノードに選ばれる。バックアップリンク２がこの事実を表す。
【００２０】
同じ原理が他のノードにも適用される。たとえば、ノード５の、バックアップリンク３によって表されるバックアップノードはノード６である。ノード６の、バックアップリンク１によって表されるバックアップノードはノード３である。
【００２１】
図３は、図１のツリー型トポロジーのノード３に障害が発生した場合を示す。ノード３は、ノード７とノード８との上位ノードである。そのため、ノード７とノード８は、ルートノードに到達するために、それぞれのバックアップノードを用いなければならない。図２から、ノード７はノード８のバックアップノードであり、ノード６はノード７のバックアップノードである。そのため、図２のバックアップリンク４および５がそれぞれ図３のツリーリンク５および６となり、新しいツリー型トポロジーを図３に示す。この新しいツリー型トポロジーは非常に速く形成され、ネットワークの信頼性維持に役立つ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下のａ−ｄを特徴とするツリー型トポロジーを用いたネットワークに実装される方法。
ａ．全ての下位ノードがツリーにおけるそれぞれのレベルに関する情報を取得する。たとえば、レベル１ノードは、上位ノードがルートノードであるノードであり、レベル２ノードは上位ノードがレベル１ノードであるノードとなる。
ｂ．全ての下位ノードは、ツリー型トポロジーにおけるそのレベルを隣接するノードに頻繁に通知する。
ｃ．ルートノードへのバックアップノードを持たない、レベル＞１の下位ノードは全て、最小レベルの隣接するノード（上位ノードを除く）の１つをバックアップノードとして選択しなければならない。
ｄ．ツリー型トポロジーのリンクまたはノードに障害が発生した時、影響を受けたノードはそれぞれのバックアップノードを用いてルートノードに到達する。このバックアップノードへのリンクは、ツリーの新しいリンクとして用いられる．
【請求項２】
ツリー型トポロジーを用いることのできる請求項１記載の方法。
【請求項３】
ｅ．全てのレベル１下位ノードがバックアップノードとして隣接するノードの１つを選択しなければならないステップからさらになる請求項２記載の方法。
【請求項４】
ツリー型トポロジー中のノードのレベルが、帯域、消費電力、可動性等異なる基準を用いることができることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項５】
下位はその隣接ノードのレベル情報を受動的に取得するか、能動および受動両方の組み合わせで取得することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項６】
下位ノードは、その隣接する多くのノードをバックアップノードとして選択することができることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項７】
時宜に応じて新しいルートノードがあることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項１】
以下のａ−ｄを特徴とするツリー型トポロジーを用いたネットワークに実装される方法。
ａ．全ての下位ノードがツリーにおけるそれぞれのレベルに関する情報を取得する。たとえば、レベル１ノードは、上位ノードがルートノードであるノードであり、レベル２ノードは上位ノードがレベル１ノードであるノードとなる。
ｂ．全ての下位ノードは、ツリー型トポロジーにおけるそのレベルを隣接するノードに頻繁に通知する。
ｃ．ルートノードへのバックアップノードを持たない、レベル＞１の下位ノードは全て、最小レベルの隣接するノード（上位ノードを除く）の１つをバックアップノードとして選択しなければならない。
ｄ．ツリー型トポロジーのリンクまたはノードに障害が発生した時、影響を受けたノードはそれぞれのバックアップノードを用いてルートノードに到達する。このバックアップノードへのリンクは、ツリーの新しいリンクとして用いられる．
【請求項２】
ツリー型トポロジーを用いることのできる請求項１記載の方法。
【請求項３】
ｅ．全てのレベル１下位ノードがバックアップノードとして隣接するノードの１つを選択しなければならないステップからさらになる請求項２記載の方法。
【請求項４】
ツリー型トポロジー中のノードのレベルが、帯域、消費電力、可動性等異なる基準を用いることができることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項５】
下位はその隣接ノードのレベル情報を受動的に取得するか、能動および受動両方の組み合わせで取得することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項６】
下位ノードは、その隣接する多くのノードをバックアップノードとして選択することができることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項７】
時宜に応じて新しいルートノードがあることを特徴とする請求項２記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２１７１１２（Ｐ２０１２−２１７１１２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−９２４５５（Ｐ２０１１−９２４５５）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（３０１０２２４７１）独立行政法人情報通信研究機構 (1,071)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９２４５５（Ｐ２０１１−９２４５５）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（３０１０２２４７１）独立行政法人情報通信研究機構 (1,071)
【Ｆターム（参考）】
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