特開 2023-177513 情報処理装置、プログラム、及び、ネットワークの通信経路制御方法

(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】P2023177513

(43)【公開日】2023-12-14

(54)【発明の名称】情報処理装置、プログラム、及び、ネットワークの通信経路制御方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 45/42 20220101AFI20231207BHJP

   H04L 45/302 20220101ALI20231207BHJP

【ＦＩ】

H04L45/42

H04L45/302

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022090233

(22)【出願日】2022-06-02

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 研究集会名：ＩＯＷＮ Ｇｌｏｂａｌ ＦｏｒｕｍＦＳ／ＴＭＣＩ／ＣＰＩ／ＡＲＡ ｊｏｉｎｔ ｍｅｅｔｉｎｇ 開催日：令和３年６月３０日 公開形式：下記ＵＲＬにて電気通信回線を通じて公開された。 ｈｔｔｐｓ：／／ｉｏｗｎｇｆ．ａｔｌａｓｓｉａｎ．ｎｅｔ／ｗｉｋｉ／ｓｐａｃｅｓ／ＴＷＧ／ｐａｇｅｓ／１３９４９９９５１０／Ｊｕｎｅ＋３０ｔｈ＋ＦＳ＋ＴＭＣＩ＋ＣＰＩ＋ＡＲＡ＋ｊｏｉｎｔ＋ｍｅｅｔｉｎｇ

(71)【出願人】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114292

【弁理士】

【氏名又は名称】来間 清志

(74)【代理人】

【識別番号】100205659

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 拓也

(72)【発明者】

【氏名】寺崎 僚晃

(72)【発明者】

【氏名】後藤 健一

(72)【発明者】

【氏名】謝 炎

(72)【発明者】

【氏名】宮本 凌竹

【テーマコード（参考）】

5K030

【Ｆターム（参考）】

5K030LB07

5K030MB06

5K030MB09

(57)【要約】

【課題】ネットワーク２のユーザ個別の要求或いは目的に対応してネットワーク２の経路を制御する情報処理装置１を提供すること。
【解決手段】情報処理装置１は、複数のノード３を備えているネットワーク２について、ノード３間の伝搬遅延情報を取得する第１取得手段１０１と、個々のノード３での処理に起因する遅延情報を取得する第２取得手段１０３と、ネットワーク２における通信に対するネットワーク２の利用者の要求或いは目的を取得する第３取得手段と、第３取得手段により取得されたネットワーク２の利用者の要求或いは目的と、第２取得手段１０３により取得された個々のノード３での処理に起因する遅延情報と、第１取得手段１０１により取得されたノード３の間の伝搬遅延情報とに基づいて第３経路情報を生成する第３経路生成手段１０６を備え、送信手段１０７は、第３経路情報を各ノード３に送信する
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のノードを備えているネットワークについて、前記ノード間の伝搬遅延情報を取得する第１取得手段と、
前記第１取得手段により取得された前記ノード間の伝搬遅延情報に基づいて第１経路情報を生成する第１経路生成手段と、
前記第１経路情報を各前記ノードに送信する送信手段と、
個々の前記ノードでの処理に起因する遅延情報を取得する第２取得手段と、
前記第２取得手段により取得された個々の前記ノードでの処理に起因する遅延情報と、前記第１取得手段により取得された前記ノード間の伝搬遅延情報とに基づいて第２経路情報を生成する第２経路生成手段とを備え、
前記送信手段は、前記第２経路情報と前記第１経路情報とが異なる場合、前記第２経路情報を各前記ノードに送信する情報処理装置。

【請求項2】

前記ネットワークにおける通信に対するネットワーク利用者の要求或いは目的を取得する第３取得手段と、
前記第３取得手段により取得された前記ネットワーク利用者の要求或いは目的と、前記第２取得手段により取得された個々の前記ノードでの処理に起因する遅延情報と、前記第１取得手段により取得された前記ノード間の伝搬遅延情報とに基づいて第３経路情報を生成する第３経路生成手段を備え、
前記送信手段は、前記第３経路情報が前記第１経路情報及び前記第２経路情報と異なる場合、前記第３経路情報を各前記ノードに送信する請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項3】

前記個々の前記ノードでの処理に起因する遅延情報が、各前記ノードにおけるパケット再送信の割合、メモリの使用量、転送遅延情報、伝送遅延情報、再送遅延情報の少なくとも何れか一つを含む、
請求項１又は請求項２に記載の情報処理装置。

【請求項4】

前記ノード間の伝搬遅延情報が、前記ネットワークの経路を構成する光ファイバ上の伝播遅延、前記光ファイバの接続形式、パケットの集中度合い、経由する前記ノードの数、パケットロスに伴う再送遅延の少なくとも何れかを含む、
請求項１又は請求項２に記載の情報処理装置。

【請求項5】

前記第３経路生成手段は、前記第３取得手段が取得した前記ネットワークにおける前記ネットワーク利用者の要求あるいは目的が前記ネットワーク利用者の利用態様を含み、前記利用態様から通信頻度、パケットサイズ及び通信プロトコルの少なくとも１つを特定し、前記ネットワーク利用者の要求或いは目的に対応する前記ノードを含む前記第３経路情報を生成する、
請求項２に記載の情報処理装置。

【請求項6】

前記第３経路生成手段は、前記第３取得手段が取得した前記ネットワークにおける前記ネットワーク利用者の前記利用態様が所定以上の頻度で所定長さ以下のパケットが送信されているか、又は所定の前記通信プロトコルで送信されていることを示している場合、信号の送受信の頻度が高い通信を行っていると推定し、信号の送受信の頻度が高い通信に対応する前記ノードを含む前記第３経路情報を生成する、
請求項５に記載の情報処理装置。

【請求項7】

複数のノードを備えているネットワークについて、前記ノード間の伝搬遅延情報を取得する第１取得機能と、
前記第１取得機能により取得された前記ノード間の伝搬遅延情報に基づいて第１経路情報を生成する第１経路生成機能と、
前記第１経路情報を各前記ノードに送信する送信機能と、
個々の前記ノードでの処理に起因する遅延情報を取得する第２取得機能と、
前記第２取得機能により取得された個々の前記ノードでの処理に起因する遅延情報と、前記第１取得機能により取得された前記ノード間の伝搬遅延情報とに基づいて第２経路情報を生成する第２経路生成機能とを、コンピュータに実行させ、
前記送信機能は、前記第２経路情報と前記第１経路情報とが異なる場合、前記第２経路情報を各前記ノードに送信するプログラム。

【請求項8】

複数のノードを備えているネットワークについて、前記ノード間の伝搬遅延情報を取得する第１取得ステップと、
前記第１取得ステップにより取得された前記ノード間の伝搬遅延情報に基づいて第１経路情報を生成する第１経路生成ステップと、
前記第１経路情報を各前記ノードに送信する送信ステップと、
個々の前記ノードでの処理に起因する遅延情報を取得する第２取得ステップと、
前記第２取得ステップにより取得された個々の前記ノードでの処理に起因する遅延情報と、前記第１取得ステップにより取得された前記ノード間の伝搬遅延情報とに基づいて第２経路情報を生成する第２経路生成ステップとを備え、
前記送信ステップは、前記第２経路情報と前記第１経路情報とが異なる場合、前記第２経路情報を各前記ノードに送信するネットワークの通信経路制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、情報処理装置、プログラム、及び、ネットワークの通信経路制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、インターネットにおいては、パケットを目的のアドレスに送信させる場合、複数のルータを経由する。経路は、各ルータが有する経路表により振り分けられ、パケットは転送される。この経路表の作成は、静的な経路制御と動的な経路制御により行われてきた。静的な経路制御においては、人手により予め特定の経路について経路表が作成され、ルータに保持される。動的経路制御においては、一般的に、一定のアルゴリズムに基づいてルータにより経路表は管理される。この経路制御を、各ルータによる管理ではなく、センタサーバで行う技術が提案されている。この種の技術が記載されるものとして特許文献１がある。特許文献１においては、ネットワーク内の複数のサーバそれぞれでの実行実績を記憶し、センタサーバで転送遅延時間の測定結果が収集される。起点のサーバからみて、接続する通信経路と接続可能であるが接続しない経路がデータ転送の遅延時間に応じて判定され、接続する通信経路の策定とデータの転送とが行われる。経路は、宛先まで通過するルータの数で代表される距離、各ルータに接続されている回線の状態等に基づいて策定される。ここでは各ルータに接続されているリンクの状態が収集されており、ノードに起因する遅延、例えばノードを構成する回路に起因する遅延などは考慮されていない。更には、遅延の総量が着目されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－２０７２８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ノードでの処理に起因する遅延、或いは、ノードを構成する回路に起因する遅延、所謂ノードの内部遅延が考慮されていないため、一つの通信経路における遅延量が精密に見積もられておらず、実際の遅延との間に誤差が生じていた。また、遅延の総量が着目されるがため、ユーザ個別の課題に対応することができない。例えば、ドローンによるインフラや工場の故障検知では、遅延なくドローンを現場まで移動させることが必要である。ドローンによる故障検知においては、ドローンは遠隔制御されており、遠隔監視が行われている。ネットワークを利用した通信は、ドローンのみならず様々な機器により利用されている。利用する機器によって通信に関する要求や用途が異なり、また、これらの機器を扱うユーザにも様々な要求や目的がある。このような状況において、遅延の総量に基づいて経路を選択する従来型の仕組みでは、それぞれのニーズに対応した最適な通信経路を選択することが困難であった。

【0005】

本発明は、ノードでの処理に起因する遅延、或いは、ノードを構成する回路に起因する遅延、所謂ノードの内部遅延を考慮したより緻密な遅延情報を加味し、ネットワークを利用するユーザ個別の要求或いは目的及びネットワーク上に接続されている様々な機器の要求及び用途に対応した最適な通信経路を選択することができる情報処理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）情報処理装置は、複数のノードを備えているネットワークについて、ノード間の伝搬遅延情報を取得する第１取得手段と、第１取得手段により取得されたノード間の伝搬遅延情報に基づいて第１経路情報を生成する第１経路生成手段と、第１経路情報を各ノードに送信する送信手段と、個々のノードでの処理に起因する遅延情報を取得する第２取得手段と、第２取得手段により取得された個々のノードでの処理に起因する遅延情報と、第１取得手段により取得されたノード間の伝搬遅延情報とに基づいて第２経路情報を生成する第２経路生成手段とを備え、送信手段は、第２経路情報と第１経路情報とが異なる場合、第２経路情報を各ノードに送信する。

【0007】

（２）（１）の情報処理装置は、ネットワークにおける通信に対するネットワーク利用者の要求或いは目的を取得する第３取得手段と、第３取得手段により取得されたネットワーク利用者の要求或いは目的と、第２取得手段により取得された個々のノードでの処理に起因する遅延情報と、第１取得手段により取得されたノード間の伝搬遅延情報とに基づいて第３経路情報を生成する第３経路生成手段を備え、送信手段は、第３経路情報が第１経路情報及び第２経路情報と異なる場合、第３経路情報を各ノードに送信する。

【0008】

（３）（１）又は（２）の情報処理装置において、個々のノードでの処理に起因する遅延情報が、各ノードにおけるパケット再送信の割合、メモリの使用量、転送遅延情報、伝送遅延情報、再送遅延情報の少なくとも何れか一つを含む。

【0009】

（４）（１）又は（２）の情報処理装置において、ノード間の伝搬遅延情報が、ネットワークの経路を構成する光ファイバ上の伝播遅延、光ファイバの接続形式、パケットの集中度合い、経由するノードの数、パケットロスに伴う再送遅延の少なくとも何れかを含む。

【0010】

（５）（２）の情報処理装置において、第３経路生成手段が、第３取得手段が取得したネットワークにおけるネットワーク利用者の要求あるいは目的がネットワーク利用者の利用態様を含み、利用態様から通信頻度、パケットサイズ及び通信プロトコルの少なくとも１つを特定し、ネットワーク利用者の要求或いは目的に対応するノードを含む前記第３経路情報を生成する。

【0011】

（６）（５）の情報処理装置において、第３取得手段が取得したネットワークにおけるネットワーク利用者の利用態様が、所定以上の頻度で所定長さ以下のパケットが送信されているか、又は所定の通信プロトコルで送信されていることを示している場合、信号の送受信の頻度が高い通信を行っていると推定し、信号の送受信の頻度が高い通信に対応するノードを含む第３経路情報を生成する

【0012】

（７）プログラムは、複数のノードを備えているネットワークについて、ノード間の伝搬遅延情報を取得する第１取得機能と、第１取得手段により取得されたノード間の伝搬遅延情報に基づいて第１経路情報を生成する第１経路生成機能と、第１経路情報を各ノードに送信する送信機能と、個々のノードでの処理に起因する遅延情報を取得する第２取得機能と、第２取得手段により取得された個々のノードでの処理に起因する遅延情報と、第１取得手段により取得されたノード間の伝搬遅延情報とに基づいて第２経路情報を生成する第２経路生成機能と、第２経路情報と第１経路情報とが異なる場合、第２経路情報を各ノードに送信する送信機能とを、コンピュータに実行させる。

【0013】

（８）ネットワークの通信経路制御方法は、複数のノードを備えているネットワークについて、ノード間の伝搬遅延情報を取得する第１取得ステップと、第１取得手段により取得されたノード間の伝搬遅延情報に基づいて第１経路情報を生成する第１経路生成ステップと、第１経路情報を各ノードに送信する送信ステップと、個々のノードでの処理に起因する遅延情報を取得する第２取得ステップと、第２取得ステップにより取得された個々のノードでの処理に起因する遅延情報と、第１取得手段により取得されたノード間の伝搬遅延情報とに基づいて第２経路情報を生成する第２経路生成ステップと、第２経路情報と第１経路情報とが異なる場合、第２経路情報を各ノードに送信する送信ステップとを有する。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、ネットワークのユーザ個別の要求或いは目的に対応してネットワークの経路を制御する情報処理装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１実施形態に係るネットワークの通信経路制御システムの全体概要を示す模式図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係る情報処理装置の機能的構成を示すブロック図である。

【図4】本発明の第１実施形態に係るネットワークにおいて、ノードが隣接するノード及びスレーブから情報を取得する例を示す模式図である。

【図5】本発明の第１実施形態に係る情報処理装置がノードからノード情報を取得する形態を示す模式図である。

【図6】本発明の第１実施形態に係る情報処理装置の第１経路生成手段が策定した経路の例を示す模式図である。

【図7】本発明の第１実施形態に係る情報処理装置の第２経路生成手段が策定した経路の例を示す模式図である。

【図8】本発明の第１実施形態に係る情報処理装置の第３経路生成手段が策定した経路の例を示す模式図である。

【図9】本発明の第１実施形態に係る通信経路制御の処理のシーケンス図である。

【図10】本発明の第２実施形態に係るネットワークの通信経路制御の例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態に係る情報処理装置１について図面を参照しながら説明する。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付す。また、構成要素が同様の機能を有し特に区別する必要のない場合には符号として区別されない。構成要素が同様の機能を有するものの特に区別する必要のある場合には、符号に追加の小文字アルファベットを付与して構成要素は互いに区別される。

【0017】

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係るネットワーク２の通信経路制御システム１００の全体概要を示す模式図である。ネットワーク２は、末端のスレーブ４と、ネットワーク２の節となるノード３と、スレーブ４とノード３との間、及び、ノード３と他のノード３との間を結ぶリンク５とからなる。例えば、スレーブ４ａは、リンク５ａを通してノード３ａと接続されている。ノード３ａは更に、リンク５ｂを通してスレーブ４ｂに接続され、リンク５ｄを通してノード３ｅと接続され、リンク５ｅを通してノード３ｂと接続される。

【0018】

ノード３は中継器であり、後述する情報処理装置１と同様の構成を有してもよい。ノード３として、光スイッチ等の光集積回路が使用されてもよい。光スイッチ等の光集積回路は、電気処理を極力用いない低遅延の集線を可能とする。光スイッチ等の光集積回路は、ノード３として、波長の割り当て制御や集線を行う。ノード３は、受信したパケットを次に送り出す隣接するノード３を記憶する経路表を有する。

【0019】

スレーブ４は、例えば、後述する情報処理装置１と同様の構成を有する端末装置である。また、スレーブ４は、例えば図１には図示されないドローン２２と電波を送受信する電波送受信装置であり、後述する情報処理装置１と同様の構成を有する情報処理機器を内蔵し、ネットワーク２からの信号に基づいて作動する機器を含む。

【0020】

リンク５は例えば同軸ケーブル、光ファイバーケーブルである。一本のリンク５であっても、距離が長く使用されるケーブルが長い場合には、途中に中継器が設けられることがある。この中継器が伝送速度に影響する場合がある。

【0021】

情報処理装置１はリンク５ｊを通してノード３ｂに接続される。情報処理装置１は、各ノードの有する経路表を管理し、ネットワーク２におけるパケットの送信経路を一元管理する。経路表を管理するとは、経路表を保持（記憶）し、ネットワーク２の利用者の利用目的、利用形態、及び、要求と、ノード３間の遅延の種類、遅延の要因等に基づいて、経路表を生成することである。経路表は、情報処理装置１と各ノードとの両方により保持される。ネットワーク２の利用者の利用目的、利用形態、及び、要求と、ノード３間の遅延の種類、遅延の要因等と、に基づいて、利用者に割り当てる最適な通信経路が作成される。

【0022】

図２は、情報処理装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。図２に示すように、情報処理装置１は、制御部１０と、入出力部１６と、通信部１７と、記憶部１８と、を備える。制御部１０は、プロセッサ１１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３と、バス１４と、入出力インタフェース１５とを有する。情報処理装置１は、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な汎用のパーソナルコンピュータであってもよいし、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであってもよい。

【0023】

プロセッサ１１は、各種演算及び処理を行う。プロセッサ１１は、例えば、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（ｍｉｃｒｏ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、ＳｏＣ（ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ ａ ｃｈｉｐ）、ＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（ｇｒａｐｈｉｃｓ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＰＬＤ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）又はＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ－ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）等である。或いは、プロセッサ１１は、これらのうちの複数を組み合わせたものである。また、プロセッサ１１は、これらにハードウェアアクセラレーター等を組み合わせたものであってもよい。

【0024】

プロセッサ１１、ＲＯＭ１２及びＲＡＭ１３は、バス１４を介して相互に接続されている。プロセッサ１１は、ＲＯＭ１２に記録されているプログラム又はＲＡＭ１３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。プログラムの一部又は全部は、プロセッサ１１の回路内に組み込まれていてもよい。

【0025】

バス１４は入出力インタフェース１５にも接続される。入出力インタフェース１５には、入出力部１６と、通信部１７と、記憶部１８とが接続されている。

【0026】

入出力部１６は、有線又は無線により電気的に入出力インタフェース１５に接続される。入出力部１６は例えばキーボード及びマウス等の入力部と撮影画像を表示するディスプレイ及び音声を拡声するスピーカ等の出力部とによって構成される。なお、入出力部１６はタッチパネルのように表示機能と入力機能が一体的な構成であってもよい。

【0027】

通信部１７は、プロセッサ１１が、ネットワーク２を介して他の装置、特に各ノード３との間で通信を行うための装置である。記憶部１８は、後述するノード情報及びリンク情報等を記憶する例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、半導体ドライブ（ＳＳＤ）等の記憶装置である。

【0028】

図２に関して示したハードウェア構成は、あくまで一例であり、特にこの構成に限定されるわけではない。シングルプロセッサ、マルチプロセッサ及びマルチコアプロセッサ等の各種処理装置単体によって構成されるものの他、これら各種処理装置と、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）及びＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ‐Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の処理回路とが組み合わせられたものを、プロセッサとしての機能的構成を実現するものとして採用してもよい。情報処理装置１が記憶部１８を有するのではなく、記憶部１８が別途設けられる構成が採用されてもよい。

【0029】

また、例えば通信部１７に基づいて情報処理装置１がネットワーク２を通して図１には示されない装置により遠隔制御されることも好ましい。

【0030】

図３は、本実施形態に係る情報処理装置１の機能的構成を示すブロック図である。図３に示すように、情報処理装置１は、図２に示すプロセッサ１１等により実現される第１取得手段１０１、第１経路生成手段１０２、第２取得手段１０３、第２経路生成手段１０４、第３取得手段１０５、第３経路生成手段１０６、送信手段１０７、時刻設定手段１０８を機能的構成として有する。

【0031】

図１、図２、図４から図８を参照しつつ、図３の各機能部の機能について説明する。図４は、本発明の第１実施形態に係るネットワーク２において、他のノード３が隣接するノード３及びスレーブ４から情報を取得する例を示す模式図である。図５は、本発明の第１実施形態に係る情報処理装置１がノード３の間の遅延情報とノード３での処理に起因する遅延情報とをノード３ｅから取得する形態を示す模式図である。図６は、本発明の第１実施形態に係る情報処理装置１の第１経路生成手段１０２が策定した最適な経路の例を示す模式図である。図７は、本発明の第１実施形態に係る情報処理装置１の第２経路生成手段１０４が策定した最適な経路の例を示す模式図である。図８は、本発明の第１実施形態に係る情報処理装置１の第３経路生成手段１０６が策定した最適な経路の例を示す模式図である。

【0032】

情報処理装置１の有する時刻設定手段１０８は、例えば図示されない測位装置を用いてもよく、正確な時刻を取得し、ネットワーク２内の時刻を統一する。定期的に時刻が補正される。そして、時刻情報の転送時の遅延はノード３及びリンク５の伝送遅延で補正される。統一された時刻の元、ネットワーク２内の処理が実行される。

【0033】

リンク５は例えば光ファイバで構成されており、一つのリンク５に割り当てられている光ファイバの本数、光信号の中継器の性能等がその伝播遅延に影響する。遅延の単位は秒である。

【0034】

ノード３とノード３との間は、例えば、光ファイバ１本で接続されている。また、ノード３に複数の機器（スレーブ４）が接続されるが、ノード３と機器の間において、分岐により途中から複数の光ファイバによりノード３と各機器が接続される場合がある。このような構成の場合、光ファイバの接続形式は、１対多の接続であると言える。このように、光ファイバの接続形式が、１対多の接続になる場合、伝送する光信号の多重方式がＴＤＭ（時分割多重）かＷＤＭ（波長多重）かで遅延が異なる場合がある。

【0035】

ネットワーク２の通信経路制御は３段階で実行される。第１段階として、リンク５の情報に基づいて経路が生成される。第２段階として、ノード３内部の情報を加えた情報に基づいて経路が生成される。第３段階として、ユーザ情報を加えた情報に基づいて経路が生成される。これらの３段階について以下説明が行われる。

【0036】

第１段階について説明する。

【0037】

第１取得手段１０１は、ネットワーク２上に設けられているノード３を検出し、各ノード３、例えば図１におけるノード３ａからノード３ｅ、を記憶部１８に登録する。第１取得手段１０１は、ネットワーク２上に設けられている各ノード３及びスレーブ４から、通信の遅延量を含む隣接するノード３及びスレーブ４との間の情報である伝搬遅延情報を取得する。例えば、図４のノード３ｅは、隣接するノード３ａとノード３ｄとノード３ｃとから、及び、スレーブ４ｃから伝搬遅延情報を太い黒矢印で示すように取得する。本明細書では、隣接するスレーブ４から取得される情報についても伝搬遅延情報と称する。

【0038】

伝送遅延は、パケットを送り始めてから送り終えるまでの時間である。伝搬遅延は、パケットがリンク上を伝搬される時間である。

【0039】

第１取得手段１０１は、最新のノード３間の通信の遅延状態を示す最新遅延状態情報を取得する。最新遅延状態情報は、ネットワーク２の通信経路を構成する光ファイバ上の伝播遅延時間を含む。

【0040】

図６に示すように、第１経路生成手段１０２は、第１取得手段１０１により取得されたノード３間の伝搬遅延情報に基づいて第１経路情報を生成する。第１経路情報、即ち各ノード３の経路表は、送信手段１０７により各ノード３に送信される。

【0041】

第２段階について説明する。

【0042】

第２取得手段１０３は、個々のノード３での処理に起因する遅延情報を取得する。各ノード３での処理に起因する遅延情報は、各ノード３内部における転送状態と転送遅延量を含んでいる。第２取得手段１０３が取得する遅延の種類は、ノード内部での信号処理や伝送などに要する時間であるノード内部処理遅延、等を含む。また、遅延の要因は、光ファイバの接続形式、パケットの集中度合い等を含む。第２取得手段１０３が取得する個々のノード３での処理に起因する遅延情報が、各ノード３におけるパケット再送信の割合、メモリの使用量、転送遅延情報、伝送遅延情報、再送遅延情報の少なくとも何れか一つを含んでもよい。

【0043】

例えば、あるノード３が受信したパケットを解析して、行先を判別し、経路表に基づいて転送する速度は、ノード３が有するＣＰＵの処理速度に依存する。また、例えば、光スイッチ等の光集積回路がノード３を構成している場合には、電気的な処理が少なく、より転送遅延が少ない。再送遅延は実時間での遅延ではなく、伝送ミスで何度送り直しているかに依存する遅延である。第２取得手段１０３は、リアルタイムの遅延に関する情報だけでなく、過去の遅延関連情報も有する。以上のように、遅延の種類及び要因は多岐に渡る。

【0044】

第２取得手段１０３は、個々のノード３の変動を把握する。第２取得手段１０３は、遅延の種類ごとに記憶部１８に記録する。

【0045】

ノード３間の伝搬遅延情報と個々のノード３での処理に起因する遅延情報とは、図５の点線で示されるように情報処理装置１に送られる。図５ではノード３ｅからのみノード情報が情報処理装置１に送信されるように記載されているが、全てのノード３及び全てのスレーブ４からノード情報が情報処理装置１に送信される。

【0046】

第２取得手段１０３により取得された個々のノード３での処理に起因する遅延情報と、第１取得手段１０１により取得されたノード３間の伝搬遅延情報と、に基づいて、第２経路生成手段１０４は、第２経路情報を生成する。

【0047】

第２取得手段１０３は、従来のプロトコルに捉われず高精度に遅延を取得し把握する。第２経路生成手段１０４は、ネットワーク２全体の遅延の情報に基づいて経路を生成する。

【0048】

図７は生成された第２経路の例を示す。送信手段１０７は、第２経路情報と第１経路情報とが異なる場合、第２経路情報を各ノード３に送信する。図７と図６との経路は異なるため、第２経路情報である図７の経路が各ノード３に送信される。

【0049】

第３段階について説明する。

【0050】

情報処理装置１の有する第３取得手段１０５は、ネットワーク２における通信に対するネットワーク２の利用者の要求或いは目的を取得する。第３経路生成手段１０６は、第３取得手段１０５により取得されたネットワーク２利用者の要求或いは目的と、第２取得手段１０３により取得された個々のノード３での処理に起因する遅延情報と、第１取得手段１０１により取得されたノード３間の伝搬遅延情報とに基づいて第３経路情報を生成する。第３経路生成手段１０６が、第３取得手段１０５が取得したネットワーク２におけるネットワーク２利用者の要求あるいは目的がネットワーク２利用者の利用態様を含み、利用態様から通信頻度、パケットサイズ及び通信プロトコルの少なくとも１つを特定し、ネットワーク２利用者の要求或いは目的に対応した通信経路を提供する。

【0051】

送信手段１０７は、第３経路情報が第１経路情報及び第２経路情報と異なる場合、第３経路情報を各ノード３に送信する。

【0052】

第３経路情報は、ネットワーク２の利用者情報に基づいて生成されてもよい。利用者情報には、利用者がアクセスするスレーブ４の位置、利用者がパケットを送る宛先のスレーブ４の位置を含んでもよい。また、利用者情報は、利用者の過去の利用態様についての統計情報を含んでもよく、利用者の現時点での利用用途、例えば、ドローン等の動体の制御かを含んでもよく、制御信号が頻繁に発信されているか、等の情報を含んでもよい。

【0053】

第３経路生成手段１０６は、第３取得手段１０５が取得したネットワーク２における利用者の利用態様が所定以上の頻度で所定長さ以下のパケットが送信されているか、又は、所定の通信プロトコルで送信されていることを示している場合には、信号の送受信の頻度が高い通信を行っていると推定し、信号の送受信の頻度が高い通信に対応するノード３を含む第３経路情報を生成する。信号の送受信が高い通信に対応するノード３とは、光スイッチ等の光集積回路により構成されており、電気的な処理が少なく、より転送遅延が少ないノード３のことである。

【0054】

ネットワーク利用者の要求には、例えば、端末の種類或いはネット利用者が要求するサービスを含む。例えば、ネット利用者の要求は、ドローン２２に代表される動体の制御に用いられるアプリケーションの使用である。或いは、アプリケーションからの要求も、ネット利用者の要求に含まれる。また、ネットワーク利用者の要求は、極力遅延が少ないデータ転送を行いたい、正確に一定周期でデータ転送を行いたい、多少の遅延は許容しつつ、パケットロスは極力防止したい、等が挙げられる。

【0055】

第３取得手段１０５は、ネットワーク２において、スレーブ４を構成するネットワーク利用者の利用態様を解析してもよい。例えば、スレーブ４がドローン２２である場合には、スレーブ４と接続されているノード３は、スレーブ４との間におけるパケットの状態を把握し、スレーブ４と紐づけられているネットワーク利用者の利用態様として、第３取得手段１０５に情報が送られる。第３取得手段１０５は、受け付けたネットワーク利用者の利用態様を解析し、スレーブ間において信号の送受信が高頻度に行われていれば、例えば、ネットワーク利用者の目的はドローン２２の制御だと推定する。

【0056】

第３経路生成手段１０６は、前記第１取得手段１０１と第２取得手段１０３と第３取得手段１０５とからの情報に基づいて通信経路を制御する。特に、第３取得手段１０５が得たネットワーク利用者の要求に最適な経路、例えば、情報の伝送の遅延が最も少ない経路、或いは、例えば、ネットワーク利用者が要求する遅延量未満で伝送できる可能性が最も高い経路を提供する。また、第３経路生成手段１０６は、第３取得手段１０５の解析結果に基づいてネットワーク利用者に対する最適な経路を提供する。

【0057】

例えば、図８に示すようにスレーブ４ａからスレーブ４ｃにパケットを送信するにあたり、経由するノード３の数から考えると図６に示すようにリンク５ｄを経由した方が良さそうである。図８の、太い矢印で示すように、リンク５ｅ、リンク５ｆ、リンク５ｈ、リンク５ｇが選択される。このような経路設定がなされる理由としては、例えば、リンク５ｄの通信速度が極端に遅いことが想定される。図７に示す経路が選択されない理由としては、例えば、リンク５ｉの通信安定性が悪いという状況が想定される。

【0058】

ユーザの用途に最適な通信経路であり、且つ、最小の遅延で通信を行う通信経路が選択されてもよい。通信経路は、必要に応じて更新される。遅延の総量ではなく、遅延の要因に着目して通信経路が選択される。

【0059】

経路の選択に関わる要素としては、安定性、低ゆらぎ性、速度、コストがある。これらの要素に基づいて、ネットワーク利用者に最適な経路が設定される。

【0060】

例えば、第３取得手段１０５の解析結果が、所定以上に通信頻度が高く、各通信においては所定以上に小さいパケットが送られていると判定した場合、ネットワーク利用者に対して、第３経路生成手段１０６は、最も通信速度が速い通信経路を選択して提供する。例えば、図１に図示されないドローン２２に対する制御信号は、短いパケットで頻度が高く送信される。この場合、即時性が最重要であり、通信速度が最優先される。

【0061】

例えば、第３取得手段１０５の解析結果が、所定以上に稀で且つ所定以上の大きなパケットが送られていると判定した場合、ネットワーク利用者に対して、第３経路生成手段１０６は、最も通信速度の変動が小さい通信経路を選択して提供する。これにより、例えば、画像データのごとき一連のデータが、少ないデータエラー或いは少ないデータ欠損にて送信され得る。即ち、動画像が送られる場合に、即時性よりも、一定の遅れをもってスムーズでムラのない動画像が送られることが重視される。

【0062】

第２経路生成手段１０４は、ネットワーク負荷に関して、一つのノード３に負荷が集中するのを防止すべく負荷分散する。その際、複数のネットワーク利用者が何れもその利用目的を達することができるように全体最適化を行ってもよい。第３取得手段１０５による解析の結果、複数のユーザにとっての最適な通信経路が輻輳し、要求を満たせないと判断された場合、それぞれのユーザ、或いは提供されるサービス優先度等に基づき、第３経路生成手段１０６は、輻輳を回避するように経路を制御してもよい。或いは、複数のネットワーク利用者に優先順位がつけられ、ネットワーク利用者の利用目的の達成に優先順位がつけられてもよい。例えば、通信量が多く契約期間の長いネットワーク利用者の利用目的を優先することが考えられる。

【0063】

図９は、ネットワーク２の通信経路制御の処理のシーケンス図である。図７の例示に限定されることなく、ネットワーク２には、３以上のノード３、複数のスレーブ４が存在してもよい。図９において、左端の列は処理を示し、図の上から下へ時間が経過している。図９の左側の３つの上下に伸びる線は、情報処理装置１の第１取得手段１０１、第１経路生成手段１０２、第２取得手段１０３、第２経路生成手段１０４、第３取得手段１０５、第３経路生成手段１０６の処理を示す。図９の右側の上下に伸びる線は、ノード３ａ、ノード３ｂ、スレーブ４の処理を示す。細線は待機状態を示し、四角は機能発揮状態であることを示す。

【0064】

ノード検出処理（ステップＳ１）として、第１取得手段１０１は、ノード３ａの検出を行い（ステップＳ１）、例えばノード３ａの登録リクエストを受け（ステップＳ２）、ノード識別情報をノード３ａに送付するとともに、ノード３ａを記憶部１８に登録する（ステップＳ３）。ノード３の存在を登録するものであり、ノード３は頻度高く変更されないため、この処理は、低頻度に実行される。隣接ノード検出処理（ステップＳ４）として、ノード３ａは、隣接するノード３ｂを検出し、時刻情報をノード３ｂに付与する（ステップＳ４）。この処理は隣接するノード３の存在を登録するものであり、ノード３は頻度高く変更されない。このため、この処理は低頻度に実行される。

【0065】

次に遅延管理処理として、ノード３ｂから検出信号情報と伝播遅延情報とがノード３ａに送られ（ステップＳ５）、ノード３ａから、隣接ノード情報および伝播遅延情報が第１取得手段１０１により取得され（ステップＳ６）、ノード間の伝播遅延情報に基づいて第１経路生成手段１０２が第１経路情報を生成し、送信手段１０７がノード３ａ及びノード３ｂに第１経路情報を送信する（ステップＳ７）。隣接ノード情報或いは伝播遅延情報が第２取得手段１０３により取得される。更に、第２取得手段１０３は、個々のノード３での処理に起因する遅延情報、言い換えれば転送状態を取得する（ステップＳ９）。第２経路生成手段１０４は、第２取得手段１０３により取得された個々のノード３での処理に起因する遅延情報と、第１取得手段１０１により取得されたノード３間の伝搬遅延情報と、に基づいて第２経路情報を生成する。送信手段１０７は、第２経路情報と第１経路情報とが異なる場合、第２経路情報を各ノード３に送信する（ステップＳ１０）。

【0066】

隣接ノード情報、伝播遅延情報、第１、第２経路情報は第３取得手段１０５により取得される（ステップＳ１１）。ノード３からの情報は刻刻変化するので、ステップＳ９からステップＳ１１は高頻度に実行される。

【0067】

次に、第３取得手段１０５は、スレーブ４から、ネットワーク利用者の要求、例えば帯域及び遅延量を取得する（ステップＳ１２）。第３経路生成手段１０６は、ネットワーク利用者の要求に従った経路を第３経路情報として生成し、第２経路情報と異なる場合には、第３経路情報を反映する経路表をノード３ａとノード３ｂとに送付する（ステップＳ１３）。ノード３或いはリンク５の状態で最適経路が刻刻変化するため、目的別経路設定処理（ステップＳ１０４）は高頻度に実行される。第３経路生成手段１０６は、第３取得手段１０５により取得されたネットワーク２利用者の要求或いは目的と、第２取得手段１０３により取得された個々のノード３での処理に起因する遅延情報と、第１取得手段１０１により取得されたノード３間の伝搬遅延情報とに基づいて第３経路情報を生成する。送信手段１０７は、第３経路情報が第１経路情報及び第２経路情報と異なる場合、第３経路情報を各ノード３に送信する。

【0068】

図９に示した、ノード検出処理（ステップＳ１０１）と隣接ノード検出処理（ステップＳ１０２）とは、低頻度に実行され、遅延管理処理（ステップＳ１０３）と目的別経路設定処理（ステップＳ１０４）とは高頻度に実行される。これにより、ネットワーク全体（ノード３やリンク５）の状態は変化しないが、個々のノード３の負荷や利用状況は時々刻々と変動するため、第２経路情報と第３経路情報とは頻繁に更新される。

【0069】

（第２実施形態）
第１実施形態では、パケットの送信元のスレーブ４とパケットの受信先のスレーブ４とが固定されていた。第２実施形態では、パケットの受信先のスレーブ４が変わる場合について説明する。

【0070】

図１０は、第２実施形態に係るネットワーク２の通信経路制御の例を示す模式図である。ネットワーク利用者の端末がスレーブ４ｄの形でノード３ｇに接続されている。ネットワーク利用者はドローン２２を操縦している。

【0071】

最初、ドローン２２は、第１の被点検送電線２３ａを検査している。スレーブ４ｅに接続されるアンテナ６ａから操縦電波が送受信され、ドローン２２はコントロールされている。この時、情報処理装置１は、最適経路として、第１経路３０１を割り当てている。

【0072】

第１の被点検送電線２３ａの検査が終了すると、ドローン２２は第２の被点検送電線２３ｂに移動させられる。この時、アンテナ６ａとドローン２２との間の距離が長くなるため、アンテナ６ａとドローン２２との間の電波強度が弱くなる。一方、アンテナ６ｂとドローン２２との間の距離が短くなるため、アンテナ６ｂとドローン２２との間の電波強度が強くなる。ドローン２２に搭載のローミング機能、或いは、情報処理装置１の有するローミング機能により、アンテナ６ｂがドローン２２の操縦に用いられるように切り替わる。情報処理装置１の第３取得手段１０５は、スレーブ４ｅ及びスレーブ４ｆからの要求及び情報をそれぞれ取得する。第３取得手段１０５は、要求及び情報を受け取る。そして、第３経路生成手段１０６は、第３取得手段１０５から得られている最新遅延状態情報に基づいて、最適経路を策定する。第３経路生成手段１０６は、図１０に示す第２の経路３０２と第３の経路３０３とを比較し、第３の経路３０３を割り当てる。これにより、ドローン２２はシームレスにコントロールされる。

【0073】

以上の説明においては、主に、ネットワーク２の通信経路制御システム１００における情報処理装置１について説明した。情報処理装置１の機能をコンピュータに実行させるプログラムは独立して使用可能であり、情報処理装置１の機能をコンピュータに実行させるプログラムが行っているのと同様のステップに則ったネットワーク２の通信経路制御方法を使用することが可能である。

【0074】

本開示は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。即ち、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。

【0075】

以上説明した実施形態に係る情報処理装置１によれば以下のような効果が奏される。

【0076】

（１）情報処理装置１は、複数のノード３を備えているネットワーク２について、ノード３間の伝搬遅延情報を取得する第１取得手段１０１と、第１取得手段１０１により取得されたノード３間の伝搬遅延情報に基づいて第１経路情報を生成する第１経路生成手段１０２と、第１経路情報を各ノード３に送信する送信手段１０７と、個々のノード３での処理に起因する遅延情報を取得する第２取得手段１０３と、第２取得手段１０３により取得された個々のノード３での処理に起因する遅延情報と、第１取得手段１０１により取得されたノード３間の伝搬遅延情報と、に基づいて第２経路情報を生成する第２経路生成手段１０４とを備え、送信手段１０７は、第２経路情報と第１経路情報とが異なる場合、第２経路情報を各ノード３に送信する。

【0077】

これにより、リンク５とノード３とにおける情報に基づいてインターネットにおける経路を制御する情報処理装置１が実現される。

【0078】

（２）（１）の情報処理装置１は、ネットワーク２における通信に対するネットワーク２の利用者の要求或いは目的を取得する第３取得手段１０５と、第３取得手段１０５により取得されたネットワーク２利用者の要求或いは目的と、第２取得手段１０３により取得された個々のノード３での処理に起因する遅延情報と、第１取得手段１０１により取得されたノード３間の伝搬遅延情報とに基づいて第３経路情報を生成する第３経路生成手段１０６を備え、送信手段１０７は、第３経路情報が第１経路情報及び第２経路情報と異なる場合、第３経路情報を各ノード３に送信してもよい。

【0079】

これにより、ユーザ個別の要求或いは目的に対応してインターネットにおける経路を制御する情報処理装置１が提供される。

【0080】

（３）（１）又は（２）の情報処理装置１において、個々のノード３での処理に起因する遅延情報が、各ノード３におけるパケット再送信の割合、メモリの使用量、転送遅延情報、伝送遅延情報、再送遅延情報の少なくとも何れか一つを含んでもよい。

【0081】

これにより、遅延情報に基づいてのより好適な経路選択が可能となる。

【0082】

（４）（１）又は（２）の情報処理装置１において、ノード３間の伝搬遅延情報が、ネットワーク２の経路を構成する光ファイバ上の伝播遅延、光ファイバの接続形式、パケットの集中度合い、経由するノード３の数、パケットロスに伴う再送遅延の少なくとも何れかを含んでもよい。

【0083】

これにより、遅延時間、遅延の種類、遅延の原因に基づいた経路の制御が実現される。

【0084】

（５）（２）の情報処理装置１において、第３経路生成手段１０６が、第３取得手段１０５が取得したネットワーク２におけるネットワーク２利用者の要求あるいは目的がネットワーク２利用者の利用態様を含み、利用態様から通信頻度、パケットサイズ及び通信プロトコルの少なくとも１つを特定し、ネットワーク２利用者の要求或いは目的に対応するノード３を含む前記第３経路情報を生成してもよい。

【0085】

これによりネットワーク利用者の意向が反映される経路選択が行われる。ネットワーク利用者による要求の入力がない状況下にあっても、ネットワーク利用者に対して好適な通信経路を提供することができる。

【0086】

（６）（５）の情報処理装置１において、第３経路生成手段１０６は、第３取得手段１０５が取得したネットワーク２におけるネットワーク利用者の利用態様が、所定以上の頻度で所定長さ以下のパケットが送信されているか、又は所定の通信プロトコルで送信されていることを示している場合、信号の送受信の頻度が高い通信を行っていると推定し、信号の送受信の頻度が高い通信に対応するノード３を含む第３経路情報を生成してもよい。

【0087】

これにより、例えばドローン２２のような動的物体の制御に好適な通信経路が提供される。そして、制御者或いはネットワーク２の利用者による制御行為と動的物体の動作とのタイムラグの小さい制御が実現される。

【0088】

（７）プログラムは、複数のノード３を備えているネットワーク２について、ノード３間の伝搬遅延情報を取得する第１取得機能と、第１取得手段１０１により取得されたノード３間の伝搬遅延情報に基づいて第１経路情報を生成する第１経路生成機能と、第１経路情報を各ノード３に送信する送信機能と、個々のノード３での処理に起因する遅延情報を取得する第２取得機能と、第２取得手段１０３により取得された個々のノード３での処理に起因する遅延情報と、第１取得手段１０１により取得されたノード３間の伝搬遅延情報と、に基づいて第２経路情報を生成する第２経路生成機能と、第２経路情報と第１経路情報とが異なる場合、第２経路情報を各ノード３に送信する送信機能とを、コンピュータに実行させる。

【0089】

これにより、リンク５とノード３とにおける情報に基づいてインターネットにおける経路を制御する情報処理装置１が実現される。

【0090】

（８）ネットワーク２の通信経路制御方法は、複数のノード３を備えているネットワーク２について、ノード３間の伝搬遅延情報を取得する第１取得ステップと、第１取得手段１０１により取得されたノード３間の伝搬遅延情報に基づいて第１経路情報を生成する第１経路生成ステップと、第１経路情報を各ノード３に送信する送信ステップと、個々のノード３での処理に起因する遅延情報を取得する第２取得ステップと、第２取得ステップにより取得された個々のノード３での処理に起因する遅延情報と、第１取得手段１０１により取得されたノード３間の伝搬遅延情報と、に基づいて第２経路情報を生成する第２経路生成ステップと、第２経路情報と第１経路情報とが異なる場合、第２経路情報を各ノード３に送信する送信ステップとを有する。

【0091】

これにより、リンク５とノード３とにおける情報に基づいてインターネットにおける経路を制御する情報処理装置１が実現される。

【符号の説明】

【0092】

１ 情報処理装置
２ ネットワーク
３ ノード
４ スレーブ
５ リンク
１０ 制御部
１１ プロセッサ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ バス
１５ 入出力インタフェース
１６ 入出力部
１７ 通信部
１８ 記憶部
１００ ネットワークの通信経路制御システム
１０１ 第１取得手段
１０２ 第１経路生成手段
１０３ 第２取得手段
１０４ 第２経路生成手段
１０５ 第３取得手段
１０６ 第３経路生成手段
１０７ 送信手段
１０８ 時刻設定手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】