JP6008761B2 - 自立分散型ネットワークシステム - Google Patents

Description

本発明は、例えば、ＡＭＩ（Advanced Metering Infrastructure）通信システムにおいて、中継装置が通信不能となった際、又は通信不能から復旧した際に、ノードがネットワークを自立して構築する自立分散型ネットワークシステムに関する。

従来、スマートグリッドを実現するため、ＡＭＩ通信システムが検討されていた。ＡＭＩ通信システムは、通信機能を付加した電子式電力メーターを低圧需要家の各戸に設置し、取得した電力量等のデータを、ネットワークを介して上位系通信システムへ収集し、監視制御を行う自動検針通信システムである。このようなＡＭＩ通信システムは、コントロールサーバ、中継装置、ノードによって構成される自立分散型ネットワークシステムである。ノードは、中継装置が管理する中継装置ネットワークに所属しており、各ノードは、自らの判断により、他のノードと経路を構築することができる。そして、コントロールサーバは、複数の中継装置の動作を制御している。このような自立分散型ネットワークシステムに用いられる技術として、以下に示す特許文献１及び２に開示された技術が知られていた。

特許文献１には、主系ＧＷ（Gate Way）１と待機系ＧＷ２が、ＩＰアドレスのプレフィックスが異なるネットワークに到達可能なハートビートパケットを送受信し合い、必要に応じてＩＰｓｅｃ情報の同期を行う技術が開示されている。

また、特許文献２には、コネクションや網に関する情報が各交換機に分散管理され、各交換機は他との間に設けた管理コネクションを用いて網資源の管理などを行うＡＴＭ網について開示されている。このＡＴＭ網では、交換機がコネクション障害を検出するステップと、故障箇所に対応して決められた障害時の救済手続きに従って障害を受けた管理コネクションの回復が自立分散的に行われている。

特開２０１１−１６６２４５号公報 特開平７−１１５４２０号公報

ところで、自立分散型ネットワークシステムに用いられる中継装置ネットワークや中継装置に異常が生じて、中継装置が他の中継装置等に対して通信不能となる場合がある。この場合には、各ノードが自立的に経路を変更した後、別の中継装置に経路を接続することでネットワークの再構築を行って、通信システム全体としての動作を継続させる運用が行われる。しかしながら、従来の自立経路構築機能では、中継装置が通信不能となったことを各ノードが知った後、各ノードが他のノードに対して、切り替え可能な経路を確認して、ネットワークの再構築を完了するまでに時間がかかっていた。

また、特許文献１に開示された技術では、主系と待機系のＧＷをネットワークに配置しなくてはならず、設置及び運用に要するコストが二重に掛かっていた。また、２つのＧＷに複雑な設定を施さなければならず、簡易な運用が難しかった。

さらに、特許文献２に開示された技術では、複数のノードを備えた中継装置が故障した場合に、この中継装置に接続されるノードは、他の中継装置に接続されるノードによって構成されるネットワークに参入することができなかった。

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、一の中継装置が通信不能となった場合に、一の中継装置の中継装置ネットワークに所属するノードが速やかに他の中継装置の中継装置ネットワークに参入できるようにすることを目的とする。

本発明に係る自立分散型ネットワークシステムは、ネットワークを管理するコントロールサーバと、コントロールサーバに幹線ネットワークでそれぞれ接続され、コントロールサーバとの間で情報を通信する複数の中継装置と、ノードとを備える。
このノードは、複数の中継装置の配下に支線ネットワークで接続され、中継装置が管理する中継装置ネットワークを自立的に構築するものである。
コントロールサーバと一の中継装置とが接続される幹線ネットワークに異常が生じて、一の中継装置が、コントロールサーバ又は他の中継装置と通信不能となる異常が生じた場合に、通信不能となった一の中継装置が、一の中継装置の中継装置ネットワークに所属するノードに対して、全体配信通信を用いて、定期的に通信情報を送信するタイミングとは異なるタイミングで、一の中継装置が通信不能であることを示す異常情報と共に、中継装置及びノードの間で伝搬する中継装置の状態を示す情報を含む中継装置情報を含む通信情報を、一の中継装置の中継装置ネットワークに所属するノードに伝搬する。
一の中継装置の中継装置ネットワークに所属するノードは、以下の動作を行う。
このノードは、定期的に受け取る通信情報とは異なり、一の中継装置が通信不能となった時間の情報、一の中継装置の中継装置ネットワークで使用される通信情報、一の中継装置の中継装置ネットワークに所属するノードが参入を要求する他の中継装置の中継装置ネットワークを選択するための、他の中継装置の中継装置ネットワークの通信品質、他の中継装置の配下のノード数が優先条件として含まれる異常情報を含む中継装置情報を受け取り、他の中継装置の中継装置ネットワークに所属するノードに対して、他の中継装置の中継装置ネットワークへの参入を要求する。
参入が許可された場合に、一の中継装置の中継装置ネットワークに所属するノードが、一の中継装置の中継装置ネットワークに所属していたことを保存し、他の中継装置の中継装置ネットワークへの通信設定に切替えて、他の中継装置の中継装置ネットワークに参入する。
異常が生じた一の中継装置が復旧した場合に、復旧した一の中継装置が、一の中継装置が復旧したことを示す復旧情報として、一の中継装置に異常が生じた時間、一の中継装置が復旧した時間、異常が生じた一の中継装置の中継装置ネットワークから他の中継装置の中継装置ネットワークに参入したノードが、復旧した一の中継装置の中継装置ネットワークを選択するための見直し条件が含まれる復旧中継装置情報を、他の中継装置及びノードに伝搬する。
異常が生じた一の中継装置の中継装置ネットワークから他の中継装置の中継装置ネットワークに参入したノードが、復旧中継装置情報を受け取った場合に、復旧した一の中継装置の中継装置ネットワークへの参入を要求し、一の中継装置の中継装置ネットワークへの通信設定に切替えて、他の中継装置の中継装置ネットワークから、復旧した一の中継装置の中継装置ネットワークに参入する。

本発明によれば、通信不能となった中継装置の中継装置ネットワークに所属するノードに速やかに異常情報を伝え、このノードが、他の中継装置ネットワークに参入することができる。このため、ノードは速やかに中継装置ネットワークを再構築し、自立分散型ネットワークシステム全体の動作継続を図ることができる。

本発明の第１の実施の形態例に係る自立分散型ネットワークシステムのネットワーク構成図である。 本発明の第１の実施の形態例に係るＨｅｌｌｏパケットの構成例を示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態例に係るＨｅｌｌｏパケットの空白フィールドに詰める故障中継装置情報の構成例を示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態例に係る第２中継装置が故障した場合における自立分散型ネットワークシステムのネットワーク構成図である。 本発明の第１の実施の形態例に係る正常な中継装置の配下にある各ノードがＨｅｌｌｏパケットを送信する例を示すネットワーク構成図である。 本発明の第１の実施の形態例における故障した中継装置の中継装置ネットワークに所属するノードが他の中継装置ネットワークに参入要求を行う処理例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態例におけるノードが図６に示した参入要求の処理を行った結果、新たに構築した第１中継装置ネットワークの例を示すネットワーク構成図である。 本発明の第２の実施の形態例に係る自立分散型ネットワークシステムのネットワーク構成図である。 本発明の第２の実施の形態例に係るＨｅｌｌｏパケットの空白フィールドに詰める復旧中継装置情報の構成例を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態例に係るＨｅｌｌｏパケットを利用して各ノードに復旧中継装置情報を伝搬する例を示すネットワーク構成図である。 本発明の第２の実施の形態例に係るユニキャスト通信を利用して各ノードに復旧中継装置情報を伝搬する例を示すネットワーク構成図である。 本発明の第２の実施の形態例に係るマルチキャスト通信を利用して各ノードに復旧中継装置情報を伝搬する例を示すネットワーク構成図である。 本発明の第２の実施の形態例に係る全体配信通信パケットを利用して各ノードに復旧中継装置情報を伝搬する例を示すネットワーク構成図である。 本発明の第２の実施の形態例におけるノードがネットワークの再構築を行う処理例を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態例に係る自立分散型ネットワークシステム１のネットワーク構成図である。 本発明の第３の実施の形態例に係るＨｅｌｌｏパケットの空白フィールドに詰める復旧中継装置情報の構成例を示す説明図である。

＜１．第１の実施の形態例＞
以下、本発明の第１の実施の形態例について、図１〜図７を参照して説明する。
本発明が適用される自立分散型ネットワークシステム１は、コンピュータがプログラムを実行することにより、後述する各ノード、中継装置が連携して行うネットワーク構築方法を実現する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

図１は、本発明の第１の実施の形態例に係る自立分散型ネットワークシステム１のネットワーク構成図である。

自立分散型ネットワークシステム１は、自立分散型ネットワークシステム１内で構築されるネットワークを管理するコントロールサーバ２を備える。また、コントロールサーバ２に幹線ネットワーク３でそれぞれ接続され、コントロールサーバ２との間で情報を通信する第１中継装置４〜第３中継装置６（中継装置を区別しない場合、「各中継装置」のように略記する）を備える。また、複数の中継装置の配下にそれぞれ支線ネットワーク７で接続され、各中継装置が管理する中継装置ネットワークを自立的に構築するノードｎ１〜ｎ１０を備える。

コントロールサーバ２は、第１中継装置４〜第３中継装置６の動作を制御すると共に、自立分散型ネットワークシステム１内に構築された第１中継装置ネットワーク１１〜第３中継装置ネットワーク１３の通信状況等を管理している。

第１中継装置４は、ノードｎ１〜ｎ４が所属する第１中継装置ネットワーク１１を管理する。第２中継装置５は、ノードｎ５〜ｎ８が所属する第２中継装置ネットワーク１２を管理する。第３中継装置６は、ノードｎ９，ｎ１０が所属する第３中継装置ネットワーク１３を管理する。ノードｎ１〜ｎ１０（ノードを区別しない場合、「各ノード」のように略記する）は、各中継装置の配下に支線ネットワーク７で接続される。そして、各ノードは、第１中継装置４〜第３中継装置６がそれぞれ管理する第１中継装置ネットワーク１１〜第３中継装置ネットワーク１３を自立的に構築しており、中継装置ネットワーク内に所属する各ノードとの通信を実現している。

次に、第１中継装置４〜第３中継装置６のいずれかが故障した時に、故障した中継装置の中継装置ネットワークに所属するノードが自立して他の中継装置との間でネットワークを再構築して、ネットワーク全体の通信を継続する処理について説明する。

上述したように各ノードは、中継装置の指示を受けることなく、他のノードとの間で自立的な経路構成ができるものとする。そして、各ノードは、ネットワーク内に配置されたいずれかの中継装置が故障して通信不能となると、一定の条件を満たした場合（例：２時間以上にわたって中継装置からノードがメッセージを受信できない場合）に、中継装置と通信経路に生じた異常を検知する。異常を検知した各ノードは、自ノードの周辺に配置されている他のノードが現在どのような通信状況であるかをスキャンする。

以下の説明では、第２中継装置５が故障して他の中継装置と通信不能になった場合を想定する。このとき、第２中継装置ネットワーク１２に所属するノードｎ５〜ｎ８は、故障した第２中継装置５とは異なる他の中継装置（第１中継装置４又は第３中継装置６）の中継装置ネットワークに所属するノードと通信可能である。そして、第２中継装置ネットワーク１２とは異なる他の中継装置ネットワークに、第２中継装置ネットワーク１２に所属していたノードが参入することで、自立分散型ネットワークシステム１全体の動作の継続を図っていた。

しかし、故障した中継装置の中継装置ネットワークに所属するノードが、中継装置が故障したことを検出するまでに時間を要していた。このため、故障した中継装置の中継装置ネットワークに所属するノードが、正常な中継装置の中継装置ネットワークに所属する他のノードや、正常な中継装置と通信できない時間が長くなり、自立分散型ネットワークシステム１全体の動作が遅延することがあった。

このため、以下に説明する方法を用いて、故障した中継装置の中継装置ネットワークに所属するノードが、中継装置の異常を検出するまでにかかる時間を短縮するものとする。そして、故障した中継装置の中継装置ネットワークに所属するノードが、正常な他の中継装置の中継装置ネットワークに速やかに参入することで自立分散型ネットワークシステム１の動作継続を図るようにする。

以下、第２中継装置５が故障して、第２中継装置ネットワーク１２に所属するノードｎ５〜ｎ８が第２中継装置５と通信できなくなった場合に、ノードｎ５〜ｎ８がどのようにして第２中継装置５の異常を検知し、他の中継装置ネットワークに参入するかを説明する。

始めに、自立分散型ネットワークシステム１で用いられるＨｅｌｌｏパケットについて説明する。
図２は、Ｈｅｌｌｏパケットの構成例を示す説明図である。

中継装置が他の中継装置、コントロールサーバ２、ノード等に、各中継装置が他の中継装置に対して定期的に自装置の状態を通知する通信情報の一例として、Ｈｅｌｌｏパケットがある。このＨｅｌｌｏパケットは、自端末情報フィールドｈ１フィールド、中継装置情報フィールドｈ２、時刻情報フィールドｈ３、経路情報フィールドｈ４、通信設定情報フィールドｈ５、システム情報フィールドｈ６、及び空白フィールドｈ７を含んでいる。

自端末情報フィールドｈ１は、中継装置の装置ＩＤ、ノードのノードＩＤ、Ｈｅｌｌｏパケットの送信元である中継装置又はノードのＭＡＣＩＤ等の固有の情報を含んでいる。
中継装置情報フィールドｈ２は、中継装置の装置ＩＤ、ＭＡＣＩＤ、中継装置ネットワーク内に所属しているノードの数等の情報を含んでいる。
時刻情報フィールドｈ３は、Ｈｅｌｌｏパケットの送信時点における時刻の情報を含んでいる。

経路情報フィールドｈ４は、経路バージョン、通信品質等の情報を含んでいる。
通信設定情報フィールドｈ５は、各中継装置ネットワークを識別するために一意に設定される通信チャネル等の情報を含んでいる。
システム情報フィールドｈ６は、ノードが所属していた中継装置ネットワークにおいて中継装置と通信するまでの最大ホップ数、再送回数等の情報を含んでいる。
空白フィールドｈ７には、後述する故障中継装置情報ｉ１（図３を参照）等が詰め込まれている。

図３は、Ｈｅｌｌｏパケットの空白フィールドｈ７に詰め込まれる故障中継装置情報の構成例を示す説明図である。図３に示した表の上段にはメッセージの情報種別を示し、表の下段には各情報種別に格納されるパラメータの具体例を示している。

情報種別として、故障した中継装置の情報を含む故障中継装置情報ｉ１、故障した中継装置の通信設定情報を含む故障中継装置通信情報ｉ２、ノードへの指示パラメータを示す指示パラメータｉ３等の各種の情報がある。空白フィールドｈ７に詰め込まれるこれらの異常情報を、「故障中継装置情報」と総称する。

故障中継装置情報ｉ１は、故障した第２中継装置５の装置ＩＤ、第２中継装置５の故障が発生し、第２中継装置５が通信不能となった時間の情報を含んでいる。
故障中継装置通信情報ｉ２は、故障した第２中継装置５の第２中継装置ネットワーク１２で使用される通信情報として、通信チャネルの情報を含んでいる。この通信チャネルは、中継装置ネットワーク毎に個別に割り振られる値である。
指示パラメータｉ３は、第２中継装置ネットワーク１２に所属するノードｎ５〜ｎ８が参入を要求する他の中継装置の中継装置ネットワークを選択するための第１及び第２優先条件を含んでいる。第１優先条件は、ネットワークの通信品質が良いことであり、第２優先条件は、中継装置ネットワークに所属するノードのノード数が最大ノード数以下であることである。

次に、故障した第２中継装置５に所属するノードｎ５〜ｎ８が、正常に動作する第１中継装置４の第１中継装置ネットワーク１１に参入する方法について、説明する。
図４は、第２中継装置５が故障した場合における自立分散型ネットワークシステム１のネットワーク構成図である。

全ての中継装置は互いに異常を監視し合い、第２中継装置５に異常が生じた場合に、他の中継装置が、第２中継装置５の第２中継装置ネットワーク１２に所属するノードｎ５〜ｎ８に対して、異常情報を含む故障中継装置情報を伝搬している。
また、全ての中継装置及びコントロールサーバ２は、互いに異常を監視し合っている。そして、第２中継装置５に異常が生じた場合に、コントロールサーバ２が、他の中継装置を介して、第２中継装置５の第２中継装置ネットワーク１２に所属するノードｎ５〜ｎ８に対して、異常情報を含む故障中継装置情報を伝搬している。

例えば、コントロールサーバ２と、各中継装置は、定期的（例えば、３０分に１回ずつ）にＨｅｌｌｏパケットを配下のノード、他の中継装置に定期的に送信し、各中継装置は、他の中継装置の異常監視を行っている。各中継装置は、他の中継装置、ノードに対して、例えば、３０分に１回ずつＨｅｌｌｏパケットを送信している。

ところで、第２中継装置５が故障すると、この第２中継装置５は、第２中継装置ネットワーク１２にあるノードｎ５〜ｎ８と、他の中継装置（第１中継装置４及び第３中継装置６）、コントロールサーバ２にＨｅｌｌｏパケットを送信できなくなる。そして、コントロールサーバ２、第１中継装置４及び第３中継装置６は、第２中継装置５からＨｅｌｌｏパケットを受け取れなくなると、第２中継装置５が故障して、第２中継装置５が他の中継装置又はコントロールサーバ２と通信不能であると検知する。

このとき、正常な第１中継装置４は、配下のノードｎ１〜ｎ４に対して、空白フィールドｈ７に故障中継装置情報（図３を参照）を詰め込んだＨｅｌｌｏパケットｐ１を送信する。同じく、正常な第３中継装置６は、配下のノードｎ９，ｎ１０に、空白フィールドｈ７に故障中継装置情報を詰め込んだＨｅｌｌｏパケットｐ１を送信する。

上述したようにＨｅｌｌｏパケットは、通常、中継装置の異常を互いに監視するために用いられるパケットである。このため、Ｈｅｌｌｏパケットｐ１に故障中継装置情報を乗せたとしても、ネットワーク負荷を増加させずに、自立分散型ネットワークシステム１に所属する各ノードに、故障した第２中継装置５の情報を伝搬することができる。なお、第２中継装置ネットワーク１２に所属するノードｎ５〜ｎ８は、他の中継装置ネットワークと通信設定が異なるため、Ｈｅｌｌｏパケットｐ１を受信することはできない。

図５は、正常な中継装置の配下にある各ノードがＨｅｌｌｏパケットｐ２を送信する例を示すネットワーク構成図である。

第２中継装置５が、コントロールサーバ２又は他の中継装置と通信不能となった場合には、ノードｎ１〜ｎ４は第１中継装置４から受信したＨｅｌｌｏパケットｐ１から故障中継装置情報を読み出す。同様に、ノードｎ９，ｎ１０は第３中継装置６から受信したＨｅｌｌｏパケットｐ１から故障中継装置情報を読み出す。そして、ノードｎ１〜ｎ４，ｎ９，ｎ１０は、故障中継装置通信情報ｉ２に格納されている、第２中継装置５が使用している通信チャネルに通信設定を一時的に変更する。通信設定を変更するタイミングは、自立分散型ネットワークシステム１の通信に影響がなく、通常のＨｅｌｌｏパケットｐ１を送信するタイミング（例えば、３０分に１回）とは異なるタイミングとする。このタイミングの例として、例えば、１４時から３０分に１回ずつＨｅｌｌｏパケットｐ１を送信している場合に、１４時３５分、１５時５分のようにＨｅｌｌｏパケットｐ１とは異なるタイミングで通信設定（例えば、通信チャネル）を変更するものとする。

その後、第１中継装置ネットワーク１１に所属するノードｎ１〜ｎ４と、第３中継装置ネットワーク１３に所属するノードｎ９，ｎ１０は、第２中継装置ネットワーク１２に所属するノードｎ５〜ｎ８が受信可能なＨｅｌｌｏパケットｐ２を送信する。このＨｅｌｌｏパケットｐ２は、定期的に受け取るＨｅｌｌｏパケットｐ１とは異なり、第２中継装置５が通信不能であることを示す異常情報を含むものである。Ｈｅｌｌｏパケットｐ２の送信が完了したら、ノードｎ１〜ｎ４，ｎ９，ｎ１０は元の通信設定に戻す。

通信不能となった第２中継装置５の第２中継装置ネットワーク１２に所属するノードｎ５〜ｎ８は、ノードｎ１〜ｎ４，ｎ９，ｎ１０からＨｅｌｌｏパケットｐ２を受け取る。そして、ノードｎ５〜ｎ８は、受け取ったＨｅｌｌｏパケットｐ２から中継装置及びノードの間で伝搬する中継装置の状態を示す情報を含む中継装置情報を読み出す。その後、ノードｎ５〜ｎ８は、他の中継装置の中継装置ネットワークに所属するノードに対して、自立して他の中継装置の中継装置ネットワークへの参入を要求する。そして、第２中継装置５の第２中継装置ネットワーク１２から、他の中継装置の中継装置ネットワークに参入する。
以下、ノードｎ６を例にとって他の中継装置の中継装置ネットワークに参入する処理例を説明する。

ノードｎ６は、受信したＨｅｌｌｏパケットｐ２から読み出したノードへの指示パラメータｉ３より、一番優先度の高いノードがノードｎ３であれば、ノードｎ３を介して、第１中継装置４の第１中継装置ネットワーク１１に参入要求を行う。

ここで、ノードｎ６が第１中継装置ネットワーク１１に参入要求を行う処理について説明する。
図６は、故障した第２中継装置５の第２中継装置ネットワーク１２に所属するノードｎ６が他の中継装置ネットワークに参入要求を行う処理例を示すフローチャートである。

上述したように第２中継装置５に異常が生じて、第２中継装置５がコントロールサーバ２又は他の中継装置と通信不能となった場合に、コントロールサーバ２又は他の中継装置と通信可能である他の中継装置が、Ｈｅｌｌｏパケットｐ２を送信する。異常情報を含ませたＨｅｌｌｏパケットｐ２の送信は、他の中継装置の中継装置ネットワークに所属するノードを介して、Ｈｅｌｌｏパケットｐ１を送信するタイミングとは異なるタイミングで行われる。そして、第２中継装置５の第２中継装置ネットワーク１２に所属するノードｎ５〜ｎ８にＨｅｌｌｏパケットｐ２が伝搬される。

そして、第２中継装置ネットワーク１２に所属するノードｎ６は、第１中継装置ネットワーク１１に所属するノードｎ３から受信したＨｅｌｌｏパケットｐ２から故障中継装置情報を読み出す（ステップＳ１）。

次に、ノードｎ６は、読み出した故障中継装置情報が、現在所属している第２中継装置５の故障情報を含むか否かを判断する（ステップＳ２）。ノードｎ６は、現在所属している第２中継装置５の故障情報を含んでいないと判断すると、処理を終了する。一方、ノードｎ６は、現在所属している第２中継装置５の故障情報を含むと判断すると、Ｈｅｌｌｏパケットｐ２から指示パラメータｉ３を読み出す。

そして、ノードｎ６は、指示パラメータｉ３の条件に従って、ノードｎ６が参入しようとする第１中継装置ネットワーク１１のノードを選定する処理を行う。ここでは、ノードｎ３を選定したものとする。この処理に合わせて、ノードｎ６は、自身の通信設定を、ノードｎ３が使用している第１中継装置ネットワーク１１の通信設定に変更する（ステップＳ３）。

次に、ノードｎ６は、自立して他の中継装置の中継装置ネットワークへの参入を要求するため、参入しようとする第１中継装置ネットワーク１１に所属するノードｎ３に対して、第１中継装置ネットワーク１１への参入要求メッセージを送信する（ステップＳ４）。参入要求メッセージは、ノードｎ３からノードｎ１を介して第１中継装置４に送られ、第１中継装置４がノードｎ６の参入可否を判断する。参入可否の判断後、第１中継装置４が参入応答メッセージを送信し、この参入応答メッセージが、ノードｎ１、ノードｎ３を介して、ノードｎ６に送られる。

そこで、ノードｎ６は、ノードｎ３から参入応答メッセージを受信したか否かを判断する（ステップＳ５）。ノードｎ６は、ノードｎ３から参入応答メッセージを受信した場合には、参入応答メッセージの内容が、第１中継装置ネットワーク１１への参入を許可するものであるか否か判断する（ステップＳ６）。

ステップＳ６において、参入応答メッセージの内容が、ノードｎ６を第１中継装置ネットワーク１１への参入を許可しないものである場合、ノードｎ６は、ステップＳ３に戻る。そして、指示パラメータｉ３の第２優先条件に従って、他のノードを選定して、他のノードを選定し、ステップＳ３〜Ｓ６の処理を繰り返して、参入可能な他の中継装置ネットワークへの参入要求を続ける。

一方、ステップＳ６において、参入応答メッセージの内容が、第１中継装置ネットワーク１１への参入を許可するものである場合、第２中継装置ネットワーク１２に所属するノードは、過去の中継装置ネットワークの所属情報を保存する（ステップＳ７）。この所属情報には、例えば、ノードが所属していた中継装置ネットワークの上位にある中継装置の中継装置情報、ノードが所属していた中継装置ネットワークにおいて中継装置と通信するまでのホップ数、及び中継装置ネットワークにおける通信品質を含む過去の中継装置情報がある。この所属情報は、第２中継装置５が故障から復旧した際に、ノードｎ６が元の第２中継装置ネットワーク１２に経路を再構築するために用いられる。

そして、ノードｎ６は、自身の通信設定情報を、第１中継装置ネットワーク１１が使用する通信設定に切替える（ステップＳ７）。これにより、ノードｎ６は、第１中継装置ネットワーク１１への参入が完了するため、処理を終了する。

なお、ステップＳ５において、ノードｎ６は、ノードｎ３から参入応答メッセージを受信しない場合には、ノードｎ６がノードｎ３に参入要求メッセージを送信してから一定時間（例えば、２時間）経過したかどうか判断する（ステップＳ８）。一定時間が経過していなければ、ノードｎ６は、ステップＳ５に戻り、引き続き参入応答メッセージの受信を待つ。

ステップＳ８において、ノードｎ３に参入要求メッセージを送信して参入応答メッセージを受信しないまま、一定時間経過した場合、ノードｎ６は、さらに終了条件を満たすか判断する（ステップＳ９）。この終了条件としては、例えば、参入要求メッセージを送信してから参入応答メッセージを受信しないまま２４時間経過したことである。

終了条件を満たした場合には、ノードｎ６は、処理を終了する。一方、終了条件を満たしていなければ、ステップＳ３に戻り、他のノードを選定して、他の中継装置ネットワークへの参入要求を続ける。

このようにノードｎ６は、第１中継装置ネットワーク１１への参入要求が失敗した場合には、次に優先度の高いノード（例えば、ノードｎ１）に対して、ネットワークの参入要求を行い、参入できるまで優先度の高いノード順にこの処理を繰り返す。

図７は、ノードが、図６に示した参入要求の処理を行った結果、新たに構築した第１中継装置ネットワーク１４の例を示すネットワーク構成図である。

ノードｎ５，ｎ６は、第２中継装置ネットワーク１２の所属から離れ、第１中継装置ネットワーク１１へ参入する。この結果として、第１中継装置４は、ノードｎ１〜ｎ６が所属する第１中継装置ネットワーク１４を構成する。

また、ノードｎ７，ｎ８は、第２中継装置ネットワーク１２の所属から離れ、第３中継装置ネットワーク１３へ参入する。この結果として、第３中継装置６は、ノードｎ７〜ｎ１０が所属する第３中継装置ネットワーク１５を構成する。

このように第２中継装置ネットワーク１２に所属していたノードｎ５〜ｎ８は、第２中継装置５が故障して、コントロールサーバ２とデータを送受信できなくなったとしても、他の中継装置ネットワークに参入して、中継装置ネットワークを再構築できる。このため、ノード間でデータを送受信できない時間をできるだけ短くすることができる。

以上説明した第１の実施の形態例に係る自立分散型ネットワークシステム１によれば、故障した中継装置の配下にあるノードは、このノードの周辺にある正常な中継装置の配下にあるノードから受け取ったＨｅｌｌｏパケットｐ２から、故障中継装置情報を読み出す。このＨｅｌｌｏパケットｐ２は、通常、ネットワークを通信されているＨｅｌｌｏパケットとは異なる送信タイミングで送信されるものであ。このため、Ｈｅｌｌｏパケットｐ２は、通信帯域を圧迫しないばかりか、通常とは異なるタイミングで送信されるため、各ノードが中継装置に生じた異常を検出するまでにかかる時間を短縮することができる。

また、故障した第２中継装置５の配下にあるノードｎ５〜ｎ８は、第２中継装置５が故障していると判断すると、正常な他の中継装置の配下にあるノードに対して、他の中継装置ネットワークに参入する処理を自立的に行う。このため、新たなネットワークを構築するための負荷が、各中継装置から各ノードに分散される。これにより、中継装置は自身の中継装置ネットワークを構成するための最低限の処理を行えばよく、ネットワーク構築のコストを抑えることができる。また、図１に示した第１中継装置ネットワーク１１と第２中継装置ネットワーク１２を、図７に示した第１中継装置ネットワーク１４と第３中継装置ネットワーク１５に構築し直すことで、自立分散型ネットワークシステム１の動作継続を実現することができる。

また、自立分散型ネットワークシステム１は、高価な中継装置を、主系、従系のように２系統用意しておき、主系に障害が生じたときに、従系に切替えて動作の継続を図るものではない。このため、主系と従系の両方の中継装置に細かな設定をし、切替え運用を行う必要がなく、自立分散型ネットワークシステム１の運用負荷が軽減される。

＜２．第２の実施の形態例＞
次に、図７に示したようにノードｎ５〜ｎ８が自立的に他の中継装置ネットワークに参入した後、第２中継装置５が故障から復旧した場合に、変更していたネットワーク構成を元のネットワーク構成に再構築する方法について説明する。

上述したように中継装置に異常が生じて、ネットワークの再構築が行われた場合を想定する。この後、故障した中継装置が復旧しても、既にネットワークが再構築されているため、中継装置に異常が生じる前のネットワーク構成には自立的に戻らない。このため、再構築したネットワークが最適でない通信経路で通信を継続することがある。この場合、故障から復旧した中継装置を使わないままとなり、特定の中継装置に集中する負荷を解消できないことがある。

以下に説明する第２の実施の形態例に係る自立分散型ネットワークシステム１は、第２中継装置５が復旧した後に、元のネットワーク構成に戻すものである。すなわち、異常が生じた第２中継装置５が復旧した場合に、復旧した第２中継装置５が、中継装置情報に、第２中継装置５が復旧したことを示す復旧情報を含ませて、他の中継装置及びノードに伝搬する。その後、他の中継装置の中継装置ネットワークに参入したノードが、復旧中継装置情報を受け取った場合に、復旧した第２中継装置５の中継装置ネットワークへの参入を自立して要求する。そして、参入を要求したノードが、他の中継装置の中継装置ネットワークから、復旧した第２中継装置５の中継装置ネットワークに参入するものである。

このとき、ノードｎ５〜ｎ８は、復旧した第２中継装置５の情報、及びネットワーク再構築を行うかを判定するために、指示パラメータｉ５（後述する図８を参照）を包含するメッセージを受信する。ノードｎ５〜ｎ８は、それぞれメッセージに設定された指示パラメータｉ５と、予め保存していた異常が生じる前における第２中継装置５の第２中継装置ネットワーク１２に所属していたことを示す情報を比較する。そして、ノードｎ５〜ｎ８は、比較した情報に基づいて有利な条件でネットワークの再構築を行う。

図８は、本発明の第２の実施の形態例に係る自立分散型ネットワークシステム１のネットワーク構成図である。

故障から復旧した第２中継装置５が他の中継装置やコントロールサーバ２と通信を再開しても、過去に第２中継装置５に所属していたノードｎ５〜ｎ８は、ノードｎ１〜ｎ４と共に既に第１中継装置ネットワーク１４を構築している。このため、第２中継装置ネットワーク１６にノードが所属しておらず、第２中継装置５とノードｎ５〜ｎ８は互いに通信することができない。

従って、図７に示した状態が継続すると、３台の中継装置（第１中継装置４〜第３中継装置６）を用意してあるにもかかわらず、２台の中継装置（第１中継装置４と第３中継装置６）で運用しているのと同じこととなる。このため、２台の中継装置に負荷が集中し、データ処理や通信遅延等が発生しかねない。ここで、自立分散型ネットワークシステム１は、Ｈｅｌｌｏパケットの空白フィールドｈ７に、図９に示すような復旧中継装置情報を詰めて、中継装置ネットワークの再構築を行う処理を行う。

図９は、Ｈｅｌｌｏパケットの空白フィールドｈ７に詰める復旧中継装置情報の構成例を示す説明図である。図９に示した表の上段にはメッセージの情報種別を示し、表の下段には各情報種別に格納されるパラメータの具体例を示している。

情報種別として、図３に示した故障中継装置情報ｉ１の他に、故障から復旧した中継装置の復旧情報を含む復旧中継装置情報ｉ４、ノードへの指示パラメータを示す指示パラメータｉ５等の各種の情報があり、これらの情報を、「復旧中継装置情報」と総称する。復旧中継装置情報には、第２中継装置５を交換したことを示す情報を含ませてもよい。

復旧中継装置情報ｉ４は、故障から復旧した第２中継装置５の装置ＩＤと、第２中継装置５に異常が生じた時間、第２中継装置５が復旧した時間の情報を含んでいる。
指示パラメータｉ５は、異常が生じた第２中継装置５の第２中継装置ネットワーク１２から他の中継装置の中継装置ネットワークに参入したノードが、復旧した第２中継装置５の中継装置ネットワークを選択するための第１及び第２の見直し条件と、見直し時間を含む。第１の見直し条件は、復旧した中継装置の中継装置ネットワークにノードが過去に所属していたことであり、第２の見直し条件は、通信品質が良いことである。そして、見直し時間は、中継装置が故障から復旧して所定時間（例えば、３時間）を経過したことである。

そして、以下の図１０〜図１３に示す４つの方法のいずれかを用いて、復旧した中継装置の中継装置ネットワークに過去に所属していたノードに対して、図９に示す故障中継装置情報を伝搬するようにしている。

［（１）Ｈｅｌｌｏパケットを利用した方法］
図１０は、Ｈｅｌｌｏパケットｐ３を利用して各ノードに復旧中継装置情報を伝搬する例を示すネットワーク構成図である。

第１中継装置４と第３中継装置６は、Ｈｅｌｌｏパケットｐ３の空白フィールドｈ７に復旧中継装置情報を含める。そして、定期的に通信情報を送信するタイミングで、第１中継装置ネットワーク１４と第３中継装置ネットワーク１５に所属する各ノードに送信する。Ｈｅｌｌｏパケットｐ３は、上述した図２に示したＨｅｌｌｏパケットと同じフィールド構成としてあり、Ｈｅｌｌｏパケットｐ３の空白フィールドｈ７に復旧中継装置情報を付加している。これにより、ネットワークの帯域負荷を増加させることなく、全てのノードに対してネットワーク再構築要求を行うことができる。
なお、図１０に示した例では、全てのノードｎ１〜ｎ１０がネットワークの再構築を行う対象となる。

［（２）ユニキャスト通信を利用した方法］
図１１は、ユニキャスト通信パケットｐ４を利用して特定のノードに復旧中継装置情報を伝搬する例を示すネットワーク構成図である。

コントロールサーバ２は、ユニキャスト通信を用いて、復旧中継装置情報を、他の中継装置の中継装置ネットワークに所属する特定のノードに送信する。例えば、コントロールサーバ２は、第１中継装置４を介して、ノードｎ５だけにユニキャスト通信パケットｐ４を送信して、復旧中継装置情報を伝搬する。このようにユニキャスト通信を用いるのは、特定のノード（今回は、ノードｎ５）のネットワーク構成を変更する場合に有用である。
なお、図１１に示した例では、ノードｎ５だけがネットワークの再構築を行う対象となる。

［（３）マルチキャスト通信を利用した方法］
図１２は、マルチキャスト通信パケットｐ５を利用して特定のノード群に復旧中継装置情報を伝搬する例を示すネットワーク構成図である。

コントロールサーバ２は、マルチキャスト通信を用いて、復旧中継装置情報を、他の中継装置の特定の中継装置ネットワークに所属するノード群に送信する。例えば、コントロールサーバ２は、第３中継装置６を介して、第３中継装置ネットワーク１５に所属するノード群にマルチキャスト通信パケットｐ５を送信して、復旧中継装置情報を伝搬する。このようにマルチキャスト通信を用いるのは、特定のノード群（今回は、ノードｎ７〜ｎ１０）のネットワーク構成を変更する場合に有用である。
なお、図１２に示した例では、ノードｎ７〜ｎ１０がネットワークの再構築を行う対象となる。

［（４）全体配信通信を利用した方法］
図１３は、全体配信通信パケットｐ６を利用して全てのノードに復旧中継装置情報を伝搬する例を示すネットワーク構成図である。

第１中継装置４と第３中継装置６は、全体配信通信を用いて、定期的に通信情報を送信するタイミングとは異なるタイミングで、復旧中継装置情報を、他の中継装置の中継装置ネットワークに所属するノードに送信する。例えば、第１中継装置４は、第１中継装置ネットワーク１４に所属するノード群であるノードｎ１〜ｎ６に全体配信通信パケットｐ６を送信する。第３中継装置６は、第３中継装置ネットワーク１５に所属するノード群であるノードｎ７〜ｎ１０に全体配信通信パケットｐ６を送信する。そして、ノードｎ１〜ｎ１０に復旧中継装置情報を伝搬する。全体配信通信パケットｐ６を送信する方法では、（１）Ｈｅｌｌｏパケットを利用した方法と同様に、中継装置ネットワーク内の全てのノードに対して復旧中継装置情報を伝搬し、ネットワークの再構築を要求することができる。

全体配信通信を利用すると、（１）Ｈｅｌｌｏパケットを利用した方法と比べて、ネットワーク内のパケットが増えてしまうが、復旧中継装置情報の伝搬は早くできる。このため、全てのノードｎ１〜ｎ１０について、即座に全体のネットワーク構成を見直したい場合に有効である。なお、図９の例では、全てのノードｎ１〜ｎ１０について、ネットワークを再構築する対象としているが、特定の中継装置の配下にあるノードに対して全体配信通信を行うことも可能である。

このように（１）〜（４）に示したいずれかの方法を用いて送信された復旧中継装置情報を受信したノードは、ネットワークの再構築を行う。

図１４は、ノードがネットワークの再構築を行う処理例を示すフローチャートである。ここでは、（１）Ｈｅｌｌｏパケットを利用した方法を用いて、ノードｎ６がネットワークの再構築を行う処理例について説明する。

始めに、ノードｎ６は、ノードｎ３から受信したＨｅｌｌｏパケットｐ３から復旧中継装置情報を読み出す（ステップＳ１１）。そして、ノードｎ６は、現在所属している中継装置ネットワークのノードを配下に持つ第１中継装置４が復旧したことを示す復旧中継装置情報であるか判断する（ステップＳ１２）。第１中継装置４の復旧中継装置情報であれば、処理を終了する。

第１中継装置４の復旧中継装置情報でなければ、ノードｎ６は、図９に示した指示パラメータｉ５の第１見直し条件が真、すなわち、ノードｎ６が過去に第２中継装置５の第２中継装置ネットワーク１２に所属していたかを判断する（ステップＳ１３）。第１見直し条件が偽、すなわちノードｎ６が過去に第２中継装置ネットワーク１２に所属していなければ処理を終了する。

第１見直し条件が真であれば、ノードｎ６は、故障から復旧した第２中継装置５の通信設定に変更する（ステップＳ１４）。そして、ノードｎ６は、一定時間（例えば、３０分間）経過後に、ノードｎ６の周辺にあるノード（今回は、ノードｎ３）からＨｅｌｌｏパケットｐ３を受信したか否かを判断する（ステップＳ１５）。

ステップＳ１５において、ノードｎ６が、一定時間の経過後にノードｎ３からＨｅｌｌｏパケットｐ３を受信したとする。このとき、ノードｎ６は、復旧した第２中継装置５の第２中継装置ネットワーク１６の方が、現在のノードｎ６が所属している第１中継装置ネットワーク１４よりも、指示パラメータｉ５の第２見直し条件に合致するか判断する（ステップＳ１６）。すなわち、ノードｎ６は、第２中継装置ネットワーク１６の方が、第１中継装置ネットワーク１４に所属するよりも通信品質が良いか判断する。

ステップＳ１６において、第２中継装置ネットワーク１６が第２見直し条件に合致する場合には、ノードｎ６は、復旧した第２中継装置５の配下にある第２中継装置ネットワーク１６に参入する処理を行う（ステップＳ１７）。そして、ノードｎ６は、第２中継装置ネットワーク１６への参入が成功したか判断する（ステップＳ１８）。第２中継装置ネットワーク１６への参入が成功していれば、処理を終了する。

しかし、ステップＳ１５において、ノードｎ６がＨｅｌｌｏパケットｐ３を受信しなかった場合、ステップＳ１６において、第２中継装置ネットワーク１６が第２見直し条件に合致しなかった場合がある。また、ステップＳ１８において、第２中継装置ネットワーク１６への参入が成功しなかった場合もある。これらの場合に、ノードｎ６は、指示パラメータｉ５に規定する見直し時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ１９）。

見直し時間が経過していなければ、ステップＳ１５に戻り、ノードｎ６は、ノードｎ３以外の他のノードからのＨｅｌｌｏパケットｐ３の受信を待ち続ける。一方、見直し時間が経過していれば、ノードｎ６は、変更した通信設定を元に戻し（ステップＳ２０）、第１中継装置ネットワーク１４に所属し続ける。

以上説明した第２の実施の形態例に係る自立分散型ネットワークシステム１によれば、故障した中継装置の配下にあったノードが別の中継装置の配下にある中継装置ネットワークに参入しても、故障した中継装置が復旧した後、ノードにネットワークの再構築を促す。これにより、故障した中継装置の中継装置ネットワークに過去に所属していたノードは、自立的に元の中継装置ネットワークに戻ることができる。このため、故障した中継装置を復旧させた後、ノードが設定された場所に技術者が赴いて、復旧した中継装置の中継装置ネットワークにノードを参入させるための通信設定の変更を行う必要がなく、ネットワークの運用負荷が軽減される。また、ネットワークを再構築したノードが他のノードと通信できなくなる通信不能時間を短縮し、自立分散型ネットワークシステム１の動作の継続を図ることができる。

また、中継装置の復旧に伴い、ネットワークを再構築するため、中継装置が故障している間、負荷がかかっていた他の中継装置の負荷を減らすことができる。このため、自立分散型ネットワークシステム１全体として、通信負荷を最適化することができる。

なお、指示パラメータｉ５の設定によっては、「故障中継装置に過去所属していないノードも含む」、「故障した中継装置に所属していた全てノード」といった条件でネットワークの構成を制御することができる。また、故障した第２中継装置５とは異なる中継装置に交換した場合であっても、復旧中継装置情報に、交換した中継装置の情報を含めることで、故障した中継装置が復旧した場合と同様なネットワーク構成に再構築する制御を実現することができる。

＜３．第３の実施の形態例＞
次に、各中継装置とコントロールサーバ２の間に設けられた幹線ネットワーク３に故障が発生した場合に、ネットワークを再構築する方法について、図１５と図１６を参照して説明する。

図１５は、本発明の第３の実施の形態例に係る自立分散型ネットワークシステム１のネットワーク構成図である。

図１５に示すコントロールサーバ２と第２中継装置５には異常がないものとする。しかし、コントロールサーバ２と第２中継装置５とが接続される幹線ネットワーク３に異常が生じて、第２中継装置５がコントロールサーバ２又は他の中継装置と通信不能となった場合を想定する。

このとき、第２中継装置５は、正常に動作することが可能であり、第２中継装置ネットワーク１２に所属するノードｎ５〜ｎ８と通信が可能である。このため、第２中継装置５が、第２中継装置５の第２中継装置ネットワーク１２に所属するノードｎ５〜ｎ８に対して、定期的に通信情報を送信するタイミングとは異なるタイミングで、異常情報を含ませた中継装置情報を伝搬する。これにより、ノードｎ５〜ｎ８は、第２中継装置５が通信不能であることを各ノードが検出する時間を短縮し、第１の実施の形態例よりも効率よく自立分散型ネットワークシステム１の動作継続を図ることができる。

図１６は、Ｈｅｌｌｏパケットの空白フィールドｈ７に詰める復旧中継装置情報の構成例を示す説明図である。図９に示した表の上段にはメッセージの情報種別を示し、表の下段には各情報種別に格納されるパラメータの具体例を示している。

情報種別として、図３に示した故障中継装置情報ｉ１の他に、ノードへの指示パラメータを示す指示パラメータｉ６等の各種の情報がある。
指示パラメータｉ６は、幹線ネットワーク３に故障が発生した場合に、他の中継装置を選択して中継装置ネットワークに参入するための第１優先条件を含む。また、指示パラメータｉ６は、中継装置ネットワークに参入可能なノードがない場合に、他の中継装置ネットワークに参入するための通信設定を含む。
第１優先条件は、ノードが参入しようとする他の中継装置ネットワークの通信品質が良いことである。そして、他の中継装置ネットワークに参入するための通信設定は、例えば、第３中継装置ネットワーク１３の通信チャネル等を含む通信設定が含まれている。

次に、図１５に戻って、第２中継装置５の動作を説明する。
第２中継装置５は、コントロールサーバ２、第１中継装置４及び第３中継装置６に対して異常監視を行っている。そして、異常監視が途絶したときに、コントロールサーバ２、第１中継装置４又は第３中継装置６のいずれかに異常が生じたことを検知する。

幹線ネットワーク３に異常が生じた場合、コントロールサーバ２と第２中継装置５とは互いに通信できない。このため、第２中継装置ネットワーク１２に所属するノードｎ５〜ｎ８は、コントロールサーバ２との通信ができなくなってしまう。すなわち、自立分散型ネットワークシステム１として正常な運用が出来なくなってしまう。

このため、第２中継装置５は、全体配信通信を用いて、定期的に中継装置情報を送信するタイミングとは異なるタイミングで、異常情報を含む中継装置情報を、第２中継装置５の第２中継装置ネットワーク１２に所属するノードに送信する。例えば、第２中継装置５は、図１６に示した故障中継装置情報を含む全体配信通信パケットｐ６を、第２中継装置ネットワーク１２に所属するノードｎ５〜ｎ８に送信する。これにより、ノードｎ５〜ｎ８は、幹線ネットワーク３に異常が発生したことを認識することができる。

故障中継装置情報を受け取って、第２中継装置５の通信不能であることを認識したノードｎ５〜ｎ８は、指示パラメータｉ６に含まれる第１優先条件に従って、優先度の高いノードを介して、他の中継装置ネットワークへの参入要求を自立して行う。そして、参入が許可された場合に、ノードｎ５〜ｎ８は、第２中継装置ネットワーク１２に所属していたことを保存し、他の中継装置の中継装置ネットワークへの通信設定に切替えて、他の中継装置の中継装置ネットワークに参入する。このようにして、第１中継装置ネットワーク１１と第３中継装置ネットワーク１３の再構築を行う。

なお、通信品質が良い中継装置ネットワークのノードに参入要求できない場合には、他の中継装置ネットワークの通信をスキャンする動作を行う。しかし、指示パラメータｉ３に他の中継装置ネットワーク（ここでは、第３中継装置ネットワーク１３）の情報を付加することでスキャン対象を限定し、速やかに参入可能な中継装置ネットワークを見つけ出すこともできる。これにより、第１の実施の形態例に係る自立分散型ネットワークシステム１よりも早く異常を検知したノードが中継装置ネットワークに参入要求を行って、自立分散型ネットワークシステム１の動作継続を図ることができる。

以上説明した第３の実施の形態例に係る自立分散型ネットワークシステム１では、幹線ネットワーク３に異常が生じた場合に第２中継装置５は、第２中継装置ネットワーク１２に所属する各ノードに速やかに故障中継装置情報を伝搬する。この故障中継装置情報を受け取った各ノードは、他の中継装置ネットワークに参入して、中継装置ネットワークを再構築することで、自立分散型ネットワークシステム１全体の動作を継続することができる。

また、事前に通信パラメータを設定したり、通信システムの初期設定を行ったりする作業は不要である。また、中継装置の追加、除去を行ったとしても、中継装置ネットワークに所属するノードに対して特に作業を必要としない。

なお、この自立分散型ネットワークシステム１では、復旧中継装置情報を含む全体配信通信パケットｐ６をノードに送信するようにしたが、第２の実施の形態例に示したように、ユニキャスト通信等の他の通信方法を利用してもよい。

また、上述した実施の形態例における各構成、機能、処理部、処理手段は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、又は各種の機能を実行するためのプログラムをインストールしたコンピュータにより、実行可能である。例えば汎用のパーソナルコンピュータ等に所望のソフトウェアを構成するプログラムをインストールして実行させればよい。

また、上述した実施の形態例の機能を実現するソフトウェアのプログラム、テーブル、ファイル等の情報を記録した記録媒体を、システムあるいは装置に供給してもよい。また、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（又はＣＰＵ等の制御装置）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、機能が実現されることは言うまでもない。

この場合のプログラムコードを供給するための記録媒体として以下のものが挙げられる。例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）、光磁気ディスク、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施の形態例の機能が実現される。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等が実際の処理の一部又は全部を行う。その処理によって上述した実施の形態例の機能が実現される場合も含まれる。

また、本発明は上述した実施の形態例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
例えば、上記した実施の形態例は本開示をわかりやすく説明するために詳細且つ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることは可能であり、更にはある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１…自立分散型ネットワークシステム、２…コントロールサーバ、３…幹線ネットワーク、４〜６…第１中継装置〜第３中継装置、７…支線ネットワーク、８…幹線ネットワーク、１１〜１３…第１中継装置ネットワーク〜第３中継装置ネットワーク、ｎ１〜ｎ１０…ノード

Claims (10)

1. ネットワークを管理するコントロールサーバと、
   前記コントロールサーバに幹線ネットワークでそれぞれ接続され、前記コントロールサーバとの間で情報を通信する複数の中継装置と、
   前記複数の中継装置の配下に支線ネットワークで接続され、前記中継装置が管理する中継装置ネットワークを自立的に構築するノードと、を備え、
   前記コントロールサーバと一の前記中継装置とが接続される前記幹線ネットワークに異常が生じて、一の前記中継装置が、前記コントロールサーバ又は他の前記中継装置と通信不能となる異常が生じた場合に、通信不能となった一の前記中継装置が、一の前記中継装置の中継装置ネットワークに所属する前記ノードに対して、全体配信通信を用いて、定期的に通信情報を送信するタイミングとは異なるタイミングで、一の前記中継装置が通信不能であることを示す異常情報と共に、前記中継装置及び前記ノードの間で伝搬する前記中継装置の状態を示す情報を含む中継装置情報を含む前記通信情報を、一の前記中継装置の中継装置ネットワークに所属するノードに伝搬し、
   一の前記中継装置の中継装置ネットワークに所属する前記ノードが、定期的に受け取る前記通信情報とは異なり、一の前記中継装置が通信不能となった時間の情報、一の前記中継装置の中継装置ネットワークで使用される前記通信情報、一の前記中継装置の中継装置ネットワークに所属する前記ノードが参入を要求する他の前記中継装置の中継装置ネットワークを選択するための、他の前記中継装置の中継装置ネットワークの通信品質、他の前記中継装置の配下のノード数が優先条件として含まれる前記異常情報を含む前記中継装置情報を受け取り、他の前記中継装置の中継装置ネットワークに所属する前記ノードに対して、他の前記中継装置の中継装置ネットワークへの参入を要求し、
   参入が許可された場合に、一の前記中継装置の中継装置ネットワークに所属する前記ノードが、一の前記中継装置の中継装置ネットワークに所属していたことを保存し、他の前記中継装置の中継装置ネットワークへの通信設定に切替えて、他の前記中継装置の中継装置ネットワークに参入し、
   異常が生じた一の前記中継装置が復旧した場合に、復旧した一の前記中継装置が、一の前記中継装置が復旧したことを示す復旧情報として、一の前記中継装置に異常が生じた時間、一の前記中継装置が復旧した時間、異常が生じた一の前記中継装置の中継装置ネットワークから他の前記中継装置の中継装置ネットワークに参入したノードが、復旧した一の前記中継装置の中継装置ネットワークを選択するための見直し条件が含まれる復旧中継装置情報を、他の前記中継装置及び前記ノードに伝搬し、
   異常が生じた一の前記中継装置の中継装置ネットワークから他の前記中継装置の中継装置ネットワークに参入したノードが、前記復旧中継装置情報を受け取った場合に、復旧した一の前記中継装置の中継装置ネットワークへの参入を要求し、一の前記中継装置の中継装置ネットワークへの通信設定に切替えて、他の前記中継装置の中継装置ネットワークから、復旧した一の前記中継装置の中継装置ネットワークに参入する
   自立分散型ネットワークシステム。
2. 一の前記中継装置に異常が生じて、一の前記中継装置が前記コントロールサーバ又は他の中継装置と通信不能となった場合に、前記コントロールサーバ又は他の中継装置と通信可能である他の前記中継装置が、前記異常情報を含ませた前記中継装置情報を、他の前記中継装置の中継装置ネットワークに所属するノードを介して、前記通信情報を送信するタイミングとは異なるタイミングで、一の前記中継装置の中継装置ネットワークに所属する前記ノードに伝搬し、
   一の前記中継装置の中継装置ネットワークに所属する前記ノードが、他の前記中継装置の中継装置ネットワークへの参入を要求し、参入が許可された場合に、
   一の前記中継装置の中継装置ネットワークに所属する前記ノードは、一の前記中継装置の中継装置ネットワークに所属していたことを保存し、他の前記中継装置の中継装置ネットワークへの通信設定に切替えて、他の前記中継装置の中継装置ネットワークに参入する
   請求項１記載の自立分散型ネットワークシステム。
3. 全ての前記中継装置は互いに異常を監視し合い、一の前記中継装置に異常が生じた場合に、他の前記中継装置が、一の前記中継装置の中継装置ネットワークに所属する前記ノードに対して、前記異常情報を含む前記中継装置情報を伝搬する
   請求項２記載の自立分散型ネットワークシステム。
4. 全ての前記中継装置及び前記コントロールサーバは、互いに異常を監視し合い、一の前記中継装置に異常が生じた場合に、前記コントロールサーバが、一の前記中継装置の中継装置ネットワークに所属する前記ノードに対して、他の前記中継装置を介して前記異常情報を含む前記中継装置情報を伝搬する
   請求項２記載の自立分散型ネットワークシステム。
5. 前記ノードは、前記ノードが所属していた一の前記中継装置の中継装置ネットワークの上位にある前記中継装置の前記中継装置情報、前記ノードが所属していた一の前記中継装置の中継装置ネットワークにおいて一の前記中継装置と通信するまでのホップ数、及び一の前記中継装置の中継装置ネットワークにおける通信品質を含む過去の中継装置情報を保存し、
   一の前記中継装置が復旧した場合に、前記ノードが、復旧した一の前記中継装置の情報、及びネットワーク再構築を行うかを判定するパラメータを包含するメッセージを受信すると、前記メッセージに設定されたパラメータと、予め保存していた異常が生じる前における一の前記中継装置の情報を比較し、比較した前記情報に基づいてネットワークの再構築を行う
   請求項３又は４記載の自立分散型ネットワークシステム。
6. 他の前記中継装置は、定期的に前記中継装置情報を送信するタイミングで、前記復旧中継装置情報を、Ｈｅｌｌｏパケットの空白フィールドに含めて、他の前記中継装置の中継装置ネットワークに所属するノードに送信する
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の自立分散型ネットワークシステム。
7. 前記コントロールサーバは、前記復旧中継装置情報を、他の前記中継装置の中継装置ネットワークに所属する特定のノードに対して、ユニキャスト通信を用いて送信する
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の自立分散型ネットワークシステム。
8. 前記コントロールサーバは、前記復旧中継装置情報を、他の前記中継装置の特定の中継装置ネットワークに所属するノードに対して、マルチキャスト通信を用いて送信する
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の自立分散型ネットワークシステム。
9. 他の前記中継装置は、前記復旧中継装置情報を、全体配信通信を用いて、定期的に前記中継装置情報を送信するタイミングとは異なるタイミングで、他の前記中継装置の中継装置ネットワークに所属するノードに送信する
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の自立分散型ネットワークシステム。
10. 前記復旧中継装置情報は、一の前記中継装置を交換したことを示す情報を含む
    請求項６〜９のいずれか１項に記載の自立分散型ネットワークシステム。

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