特開 2023-134137 ネットワークシステム、ルートノード、エッジノード及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023134137

(43)【公開日】2023-09-27

(54)【発明の名称】ネットワークシステム、ルートノード、エッジノード及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04W 4/38 20180101AFI20230920BHJP

   H04W 84/22 20090101ALI20230920BHJP

   H04W 4/18 20090101ALI20230920BHJP

   H04W 40/30 20090101ALI20230920BHJP

【ＦＩ】

H04W4/38

H04W84/22

H04W4/18

H04W40/30

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022039497

(22)【出願日】2022-03-14

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 崇裕

(72)【発明者】

【氏名】米山 清二郎

(72)【発明者】

【氏名】小堺 康之

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067AA21

5K067BB21

5K067DD17

5K067EE02

5K067EE10

5K067EE16

5K067HH22

(57)【要約】

【課題】ルートノードとエッジノードとが広域通信網を介して通信し、エッジノードと下層ノードとが狭域通信網を介して通信するネットワークシステム、ルートノード、エッジノード及びプログラムを提供する。
【解決手段】実施形態のネットワークシステムは、ルートノードと、エッジノードと、下層ノードとを持つ。ルートノードは上位装置と接続される。エッジノードは広域通信網を経由してルートノードと１ホップで接続される。下層ノードはエッジノードを介してルートノードと２ホップ以上のホップ数で接続される。エッジノードは、ルートノードと第１の通信手段により通信を行い、下層ノードと第１の通信手段と異なる第２の通信手段により通信を行う。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上位装置と接続されるルートノードと、
前記ルートノードと広域通信網を経由して１ホップで接続されるエッジノードと、
前記エッジノードを介して前記ルートノードと２ホップ以上のホップ数で接続された下層ノードと、
を備え、
前記エッジノードは、前記ルートノードと第１の通信手段により通信を行い、前記下層ノードと前記第１の通信手段と異なる第２の通信手段により通信を行う、
ネットワークシステム。

【請求項2】

前記第１の通信手段は、有線通信および無線通信の一方または双方を含む広域通信手段であり、
前記第２の通信手段は、狭域の通信手段である、
請求項１に記載のネットワークシステム。

【請求項3】

前記第１の通信手段及び前記第２の通信手段による通信により、ネットワークシステムを制御するためのプロトコル情報が送受信される、
請求項１又は請求項２に記載のネットワークシステム。

【請求項4】

前記ルートノードは、各下層ノードと通信するための経路情報を備え、
各下層ノードに対するパケットを取得したとき、該当する下層ノードと接続されたエッジノードを選択し、当該エッジノードに前記パケットを転送する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のネットワークシステム。

【請求項5】

前記エッジノードに接続されている前記下層ノードの数が所定の数以上であり、前記エッジノードに新たな下層ノードが接続された場合に、前記ルートノードは前記新たな下層ノードに接続が許可されないことを通知する、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のネットワークシステム。

【請求項6】

前記エッジノードを複数備える、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のネットワークシステム。

【請求項7】

複数の前記ルートノードを備え、
ルートノードと当該ルートノードに接続されるエッジノード及び下層ノードごとに異なるネットワークアドレスが割り当てられる、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のネットワークシステム。

【請求項8】

下層ノードごとにシリアル番号が割り当てられ、
前記シリアル番号と、前記ネットワークアドレスと各エッジノードに接続された下層ノードのノード番号との組み合わせの対応関係に基づいて下層ノードに送信されるデータが管理される、
請求項７に記載のネットワークシステム。

【請求項9】

前記エッジノードは、前記ルートノードとの疎通状態を監視し、
疎通異常を検出した場合に、前記下層ノードに疎通異常を通知する、
請求項１から８のいずれか一項に記載のネットワークシステム。

【請求項10】

前記下層ノードは、ルートノードとの疎通有無を親ノードの選択条件の１つとし、前記疎通異常が通知された後所定時間、もしくは、疎通異常が通知された後に疎通正常が通知されるまでの間、親ノードの選択条件からルートノードとの疎通有無を条件から除外する、
請求項９に記載のネットワークシステム。

【請求項11】

上位装置と接続されるルートノードであって、
前記ルートノードと１ホップで接続され、前記ルートノードと２ホップ以上のホップ数で接続された下層ノードを含む下層に接続されるエッジノードと通信を行い。
前記エッジノードと下層のノードとの間の第２の通信手段とは異なる第１の通信手段により前記エッジノードと通信を行う、
ルートノード。

【請求項12】

上位装置と接続されるルートノードのプロセッサに、
前記ルートノードと１ホップで接続され、前記ルートノードと２ホップ以上のホップ数で接続された下層ノードを含む下層に接続されるエッジノードと通信を行わせるプログラムであって、
前記エッジノードと下層のノードとの間の第２の通信手段とは異なる第１の通信手段により前記エッジノードと通信を行わせる、
プログラム。

【請求項13】

上位装置と接続されるルートノードと１ホップで接続され、自身を介して前記ルートノードと２ホップ以上のホップ数で接続された一以上の下層ノードと接続されるエッジノードであって、
前記ルートノードと第１の通信手段により通信を行い、前記一以上の下層ノードのうち１ホップで接続される下層の下層ノードと前記第１の通信手段と異なる第２の通信手段により通信を行う、
エッジノード。

【請求項14】

請求項１２に記載のプログラムと、
請求項１３に記載のエッジノードと、
を備えるネットワークシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、ネットワークシステム、ルートノード、エッジノード及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

マルチホップネットワークは、マルチホップ通信を行うノードと、マルチホップネットワークを終端し、外部との通信機能を有するルートノードから構成される。無線を使ったマルチホップネットワークは、直接無線が届かないノード同士が通信可能な距離にあるノードを中継することで通信することができる。マルチホップネットワークは、通信ケーブルの敷設が難しいIoT機器で利用されることがある。

【0003】

無線マルチホップネットワークを利用してスマートメータからデータを収集するシステムにおいて、一般的にはデータを収集する地域にノード及びルートノードを設置し、ルートノードは広域網に接続され、広域網を介して上位装置と通信を行う。

【0004】

ルートノードは配下のノードに関する情報を管理する必要があるため、メモリが搭載される必要がある。ノード数が増えるとメモリや処理能力が増える可能性がある。そのため、ルートノードが多くのノードを管理するとき、メモリが搭載される必要がある又はＣＰＵ処理能力が高い必要があるなど、ノードに許容される実装サイズに収まらない可能性があった。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】RPL: IPv6 Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks, IETF RFC 6550

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、多数のノードを管理することができるネットワークシステム、ルートノード、エッジノード及びプログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態のネットワークシステムは、ルートノードと、エッジノードと、下層ノードとを持つ。ルートノードは上位装置と接続される。エッジノードは広域通信網を経由してルートノードと１ホップで接続される。下層ノードはエッジノードを介してルートノードと２ホップ以上のホップ数で接続される。エッジノードは、ルートノードと第１の通信手段により通信を行い、下層ノードと第１の通信手段と異なる第２の通信手段により通信を行う。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１の実施形態に係るネットワークシステムの構成を示す図。

【図2】ルートノードの構成を示す図。

【図3】エッジノードの構成を示す図。

【図4】複数のルートノードと複数のエッジノードを備えるネットワークシステムの一例を示す図。

【図5】ルートノードとエッジノードとの接続開始を示すフローチャート。

【図6】新たな下層ノードである第２下層ノードが参入したときの処理を示すフローチャート。

【図7】第２の実施形態に係るエッジノードの構成を示す図。

【図8】第２の実施形態に係るネットワークシステムの動作の一例を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、実施形態のネットワークシステム、ルートノード、エッジノード及びプログラムを、図面を参照して説明する。

【0010】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るネットワークシステム１の構成を示す図である。ネットワークシステム１において、備えられるノード間で通信が行われる。ネットワークシステム１は、ルートノード２０、広域通信網３０、ローカルネットワーク４０を備える。ローカルネットワーク４０は、エッジノード４１及び下層ノード４２を備える。ネットワークシステム１におけるノード間の通信において、ルートノード２０はローカルネットワーク４０よりも上位のノードである。また、ローカルネットワーク４０においてエッジノード４１は下層ノード４２よりも上位のノードである。

【0011】

ルートノード２０と、ローカルネットワーク４０に含まれるエッジノード４１及び下層ノード４２とはマルチホップネットワークを形成するための制御プロトコルが実装される。制御プロトコルは例えばＲＰＬ(Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks)である。以下の説明においてネットワークシステム１は制御プロトコルとしてＲＰＬを使用するものとする。

【0012】

ルートノード２０は、上位装置１０と接続される。ルートノード２０は、広域通信網３０と接続される。ルートノード２０は、広域通信網３０に対するインタフェース装置を有する機器として実装されてもよい。ルートノード２０は、１つ又は複数のサーバ上で動作するソフトウェア機能として実装されてもよい。ネットワークシステム１において、ホップ数には広域通信網３０に含まれるルータは含まない。トンネル技術によりルートノード２０とエッジノード４１は論理的には１ホップで接続される。エッジノード４１は、広域通信網３０を介してルートノード２０と１ホップで接続され、下層ノード４２は、ルートノード２０と２以上のホップ数で接続される。ルートノード２０は、上位装置１０と広域通信網３０との間に設けられ、上位装置１０及び広域通信網３０とデータを送受信する。

【0013】

ルートノード２０が動作する機器には物理IPアドレスが割り当てられ、ルートノード機能に対して論理IPアドレスが割り当てられる。

【0014】

図２は、ルートノード２０の構成を示す図である。ルートノード２０は、上位装置通信部２０１、ネットワークシステム制御部２０２、下位装置通信部２０３、ノード管理情報記憶部２０４を備える。

【0015】

上位装置通信部２０１は、上位装置１０とデータを送受信する。

【0016】

ネットワークシステム制御部２０２は、下位装置通信部２０３を制御し、データを送信させる。ネットワークシステム制御部２０２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。

【0017】

下位装置通信部２０３は、広域通信網３０を介してエッジノード４１とデータを送受信する。例えば、下位装置通信部２０３は、エッジノード４１にデータを送信する。下位装置通信部２０３がエッジノード４１に送信するデータは、例えば、上位装置１０からルートノードに送信されたデータ又はプロトコル情報である。プロトコル情報は、新規のノードがネットワークシステム１に参入するのに必要な情報、及びＤＡＯ－ＡＣＫなどのＲＰＬメッセージを含む。

【0018】

新規のノードがネットワークシステム１に参入するのに必要な情報は、ＭＡＣレベルで参入するのに必要な情報であって、例えばショートアドレス割当に関する情報である。IEEE802.15.4で規定されるMACプロトコルでは、64ビット長のロングアドレスと、16ビット長のショートアドレスが規定されている。ロングアドレスは端末固有のアドレスとするが、通信量削減のために通常の通信では下層ノード４２はネットワークにおける通信にショートアドレスを割り当てる運用を行うことができる。下位装置通信部２０３は新たに参入する下層ノード４２に対してショートアドレスを通知することで下層ノード４２の参入が完了される。

【0019】

ＤＡＯ－ＡＣＫは、新たに参入した下層ノード４２からＤＡＯメッセージが受信されたことを確認する通知である。

【0020】

ノード管理情報記憶部２０４は、ノード管理に関するデータを記憶する。ノード管理情報記憶部２０４は、例えばショートアドレス割当情報、参入状態情報、又は下り通信経路情報を記憶する。

【0021】

ショートアドレス割当情報は、下層ノード４２に割り当てたショートアドレスに関する情報である。ショートアドレス割当情報に基づいて新たに割り当てるショートアドレスが使用されているショートアドレスと重複しないようにネットワークシステム制御部２０２は下位装置通信部２０３にショートアドレス割当に関する情報を送信させることができる。

【0022】

参入状態情報は、エッジノード４１に接続されている下層ノード４２の数に関する情報である。ネットワークシステム制御部２０２は、参入状態情報に基づいて下位装置通信部２０３を制御してもよい。例えば、エッジノード４１に接続されている下層ノード４２の数が所定の数以上であり、新たな下層ノード４２から参入要求を受信した場合に、ネットワークシステム制御部２０２は下位装置通信部２０３を制御して、当該新たな下層ノード４２に接続が許可されないことを通知させてもよい。

【0023】

下り通信経路情報は、各下層ノード４２と通信するための経路情報である。ルートノード２０において、上位装置通信部２０１が各下層ノード４２に対するパケットを取得したとき、ネットワークシステム制御部２０２は経路情報に基づいて該当する下層ノード４２と接続されたエッジノード４１を選択し、下位装置通信部２０３は当該エッジノード４１にパケットを転送する。

【0024】

図３は、エッジノード４１の構成を示す図である。エッジノード４１は、第１通信部４１１、変換部４１２、第２通信部４１３、ネットワークシステム制御部４１４を備える。

【0025】

第１通信部４１１は、広域通信網３０を介して下位装置通信部２０３と通信する。第１通信部４１１と下位装置通信部２０３との間の通信は第１の通信手段により行われる。第１の通信手段は有線通信および無線通信の一方または双方を含む広域通信手段である。

【0026】

変換部４１２は、第１の通信手段と第２通信部４１３による第２の通信手段に適合するようにデータを変換する。

【0027】

第２通信部４１３は、エッジノード４１に接続される下層ノード４２と通信する。第２通信部４１３と下層ノード４２との間の通信は第１の通信手段と異なる第２の通信手段により行われる。第２の通信手段は９２０ＭＨｚの特定小電力無線など狭域の通信手段である。下層ノード４２間も第２の通信手段により通信する。

【0028】

ネットワークシステム制御部４１４は、第１通信部４１１及び第２通信部４１３を制御し、データを送受信させる。

【0029】

ネットワークシステム１は、エッジノード４１を複数備えてもよい。また、ネットワークシステム１は、ルートノード２０を複数備えてもよい。ネットワークシステム１がルートノード２０を複数有する場合、各ルートノード２０と接続されるローカルネットワーク４０には異なるネットワークアドレスが割り当てられる。また、各ローカルネットワーク４０においては、各下層ノード４２に異なるノード番号が割り当てられる。ネットワークシステム１は下層ノード４２と接続されるルートノードを管理する管理装置を備え、管理装置は上位装置１０から送信されたデータをネットワークアドレスに基づいて宛先である下層ノード４２と接続されるルートノード２０に転送する。エッジノード４１及び下層ノード４２は、ノード番号に基づいてデータの宛先である下層ノード４２にデータを転送する。

【0030】

当該管理装置は、各下層ノード４２に割り当てられたシリアル番号に基づいてデータの送信先を管理してもよい。例えば、管理装置は、シリアル番号とネットワークアドレスとノード番号との組み合わせとの間の対応関係に基づいてデータの送信先を管理する。

【0031】

図４は、複数のルートノード２０と複数のエッジノード４１を備えるネットワークシステム１の一例を示す図である。例えば第１ルートノード２０－１は広域通信網３０を介して第１エッジノード４１－１及び第２エッジノード４１－２と接続され、第２ルートノード２０－２は広域通信網３０を介して第３エッジノード４１－３と接続される。

【0032】

以下、ルートノード２０とエッジノード４１との接続開始について説明する。以下、ネットワークシステム１はIPネットワークであるとして説明する。

【0033】

図５は、ルートノード２０とエッジノード４１との接続開始を示すフローチャートである。エッジノード４１は、広域通信網３０と接続した後にエッジノード４１に設定されたルートノード２０の物理ＩＰアドレスとの間で通信路を設定する（ステップＳ１）。その後、確立された通信路によりエッジノード４１に設定されたルートノード２０の論理ＩＰアドレスとの間で論理的な通信路を設定する（ステップＳ２）。

【0034】

エッジノード４１は、論理的な通信路が確立された後、ネットワーク構成に必要となる情報をルートノード２０から取得する（ステップＳ３）。ネットワーク構成に必要となる情報は例えばＤＩＯ(DODAG Information Object)メッセージである。エッジノード４１は、ルートノード２０からＤＩＯメッセージを受け取り、規定された処理を行う（ステップＳ４）。その後、１ホップ目のノードとしてＤＩＯメッセージを接続された下層ノード４２に送信する（ステップＳ５）。各下層ノード４２はＲＰＬの規定に従い通信処理を行う（ステップＳ６）。これにより、ルートノード２０、エッジノード４１及び下層ノード４２が接続されたネットワークシステムが形成される。以上により、ルートノード２０とエッジノード４１とが接続される。

【0035】

以下、新たな下層ノード４２が参入したときの処理について説明する。以下、新たに参入する下層ノードを第２下層ノード４２－２とし、エッジノード４１と接続され第２下層ノード４２－２の親ノードとなる下層ノード４２を第１下層ノード４２－１とする。

【0036】

図６は、新たな下層ノード４２である第２下層ノード４２－２が参入したときの処理を示すフローチャートである。
第２下層ノード４２－２は、第１下層ノード４２－１が報知するＭＡＣレベルのビーコンを受信する（ステップＳ１０）。ＭＡＣレベルのビーコンを受信後、第２下層ノード４２－２は、第１下層ノード４２－１に参入要求を送信する（ステップＳ１２）。第１下層ノード４２－１は参入要求を上位のノードに転送し（ステップＳ１４）、参入要求は最終的にルートノード２０に転送される。ルートノード２０は、ＭＡＣレベルの参入に必要な情報を第１下層ノード４２－１に送信する（ステップＳ１６）。ルートノード２０は、例えば第２下層ノード４２－２に対してショートアドレスを割り当て、割り当てたショートアドレスに関するデータを第１下層ノード４２－１に送信する。

【0037】

第１下層ノード４２－１は、ＭＡＣレベルの参入に必要な情報を第２下層ノード４２－２に転送する（ステップＳ１８）。第２下層ノード４２－２は、受信した情報に基づいてＭＡＣレベルに参入する（ステップＳ２０）。

【0038】

第２下層ノード４２－２は、ＭＡＣレベルに参入した後、ＲＰＬのプロトコル処理を開始する。第２下層ノード４２－２は第１下層ノード４２－１からＤＩＯメッセージを受信する（ステップＳ２２）。親選択処理を行い、第１下層ノード４２－１を親ノードとして選択する（ステップＳ２４）。その後、ルートノード２０を宛先として親ノードである第１下層ノード４２－１に対してＤＡＯ(Destination Advertisement Object)メッセージを送信する（ステップＳ２６）。

【0039】

ルートノード２０は、ＤＡＯメッセージを受信すると、下り通信の経路管理として、エッジノード４１経由で第２下層ノード４２－２と通信可能であることを記録する（ステップＳ２８）。ルートノード２０は、ＤＡＯメッセージの送達確認として第２下層ノード４２－２にＤＡＯ－ＡＣＫメッセージを送信する（ステップＳ３０）。以上により、新たな下層ノード４２が参入する。
第２下層ノード４２－２は参入後、周囲に自身のＤＩＯメッセージの報知を開始する。

【0040】

第１の実施形態によれば、ルートノードを各地に設置する必要がなく、必要に応じた能力やメモリ量を備えたサーバ機器によりルートノードを実装することが可能である。これにより、多数のノードを管理することができる。

【0041】

また、ルートノードは、参入状態情報に基づいて、参入を要求する新たな下層ノードに接続が許可されないことを通知することができる。これにより、エッジノードで下層ノードの管理をすることなく、エッジノードに接続されるノードの数を制限することができる。

【0042】

ネットワークシステム１は、複数のエッジノードを備えることができる。これにより、各エッジノードを離れた場所に設置しても、ネットワークシステムを構成することができる。

【0043】

ネットワークシステム１は、複数のルートノードを備えることができる。これにより、それぞれのルートノードに要求される処理能力やメモリ量を削減し、故障した場合の影響範囲を小さくすることができる。

【0044】

ネットワークシステム１は、管理装置を備え、異なるルートノードへ送信されるデータを管理することができる。これにより、データが経由するルートノードが容易に判断される。また、下層ノードに固有のシリアル番号を使用することで、ネットワークの構成に依存しない通信を実現することができる。

【0045】

（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係るエッジノード４１の構成を示す図である。第２の実施形態に係るエッジノード４１は、第１の実施形態に係るエッジノード４１に加えルートノード監視部４１５を備える。

【0046】

ルートノード監視部４１５は、ルートノード２０との間の疎通状態を監視する。例えば、エッジノード４１は疎通確認要求をルートノード２０に送信することでルートノード２０との間の疎通状態を監視する。ルートノード監視部４１５は、ルートノード２０との間で疎通異常を検出する。ルートノード監視部４１５は、例えば、ルートノード２０から疎通確認要求に対する疎通確認応答を一定時間内に受信しなかったときに、疎通異常を検出する。ルートノード監視部４１５は、例えば、ルートノード２０から疎通確認要求に対する疎通確認応答を一定時間内に受信したときに、疎通正常を検出する。

【0047】

下層ノード４２は、複数の条件を参照して親選択を実施する。条件とは、例えばある親候補のノードを経由したときのホップ数、親候補から受信する信号の信号強度（ＲＳＳＩ）、伝送品質（例えば、親候補ノードへのパケット到達率やルートノードまでのパケット到達率）、などであり、ルートノードとの疎通有無を含む。下層ノード４２は、疎通異常が通知されてから一定時間又は疎通異常が通知されてから疎通正常が通知されるまでの間、参照する条件としてルートノードとの疎通有無を含まないようにして親選択を実施する。下層ノード４２は、一定時間経過しても疎通正常が通知されない場合、又は一定時間経過前に疎通正常が通知された場合、参照する条件としてルートノードとの疎通有無を含むようにして親選択を実施する。

【0048】

図８は、第２の実施形態に係るネットワークシステム１の動作の一例を示すフローチャートである。
エッジノード４１がルートノード２０に疎通確認要求を送信する（ステップＳ４０）。ルートノード２０は疎通確認要求を受信すると、エッジノード４１に疎通確認応答を送信する（ステップＳ４２）。エッジノード４１は疎通確認応答を受信し、疎通正常を検出する（ステップＳ４４）。

【0049】

再び、エッジノード４１がルートノード２０に疎通確認要求を送信する（ステップＳ５０）。エッジノード４１は、一定時間疎通確認応答を受信しないため、疎通異常を検出する（ステップＳ５２）。エッジノード４１は、下層ノード４２に疎通異常を通知する（ステップＳ５４）。下層ノード４２は疎通異常を通知されると、親ノードを選択するときの条件を変更する（ステップＳ５６）。

【0050】

その後、エッジノード４１がルートノード２０に疎通確認要求を送信する（ステップＳ５８）。ルートノード２０は疎通確認要求を受信すると、エッジノード４１に疎通確認応答を送信する（ステップＳ６０）。エッジノード４１は疎通確認応答を受信し、疎通正常を検出する（ステップＳ６２）。エッジノード４１は、下層ノード４２に疎通正常を通知する（ステップＳ６４）。下層ノード４２は疎通正常を通知されると、親ノードを選択するときの条件を変更して元の設定に戻す（ステップＳ６６）。下層ノード４２は、一定時間経過しても疎通正常が通知されない場合であっても、親ノードを選択するときの条件を変更して元の設定に戻してもよい。

【0051】

ルートノード２０が故障や保守のために停止し、エッジノード４１と疎通ができなくなった場合に、ルートノードとの疎通を親選択の判断条件に入れた親選択方法では、下層ノード４２は他の親ノードに接続を切り替える。通常は近傍の下層ノード４２同士は同じエッジノードに接続されているため、全ての下層ノード４２で参入処理が開始され、ネットワークシステム１の構成が維持されなくなる。第２の実施形態におけるネットワークシステム１においては、下層ノード４２は疎通異常を通知されると、親ノード選択設定を切り替えて疎通状態に基づいて親ノードを選択しない。そのため、下層ノード４２でルートノードとの疎通状態に基づく親選択処理が開始されず、エッジノードまでのマルチホップネットワーク接続状態を維持することができる。その後規定時間までにルートノードとの疎通が回復すれば、そのままルートノードとの通信も回復する。もし、規定時間以内にルートノードとの疎通が回復しない場合、ルートノードとの疎通状態に基づく親選択が実施される。近傍にルートノードと疎通可能なエッジノードを含むネットワークが存在すれば、そのネットワークに接続するため、エッジノードの単独故障に対する冗長性を持たせることが出来る。

【0052】

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、エッジノード４１は、ルートノード２０と第１の通信手段により通信を行い、下層ノード４２と第１の通信手段と異なる第２の通信手段により通信を行う。これにより、ルートノード２０とエッジノード４１とが広域通信網を介して通信し、エッジノード４１と下層ノード４２とが狭域通信網を介して通信するネットワークシステムを構成することができる。したがって、実施形態のネットワークシステムによれば、ルートノード２０により多数のノードを管理することができる。

【0053】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0054】

１…ネットワークシステム、１０…上位装置、２０‥ルートノード、３０…広域通信網、４０…ローカルネットワーク、４１…エッジノード、４２…下層ノード、２０１…上位装置通信部、２０２…ネットワークシステム制御部、２０３…下位装置通信部、２０４…ノード管理情報記憶部、４１１…第１通信部、４１２…変換部、４１３…第２通信部、４１４…ネットワークシステム制御部、４１５…ルートノード監視部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】