专利名称：通信节点以及路由方法
技术领域：
本发明涉及通信节点以及路由方法。
背景技术：
没有基站等访问接入点，将多个通信终端互相连接进行通信的自组织网络(ad-hoc network)已经为人们所知。例如，在移动自组织网络(MANET)中，仅由无线节点构成网络，经由多个无线节点，从发送源节点到发送目的地节点发送数据。在非专利文献(T.Clausen and P.Jacquet，“Optimized Link State Routing Protocol(OLSR)，”RFC3626，October，2003.)中，记载了在MANET中从发送源节点到发送目的地节点建立1个路径的方法。
而在自组织网络中，由于构成通信路径的无线节点的移动以及电源的切断等，建立的通信路径容易被切断。一旦在数据通信中通信路径被切断，则到新路径建立之前，通信中的数据被丢失。因此，在日本特开2004-336766号公报中，记载了预测未来的通信的必要性，预先建立路径并存储的技术。
但是，用上述日本特开2004-336766号公报中记载的技术，因为为了应对通信路径的切断，要一面预测通信的必要性，一面建立多个路径，所以网络的负载增大。
发明内容
本发明是为了消除上述问题而提出的，其目的在于，提供通信节点以及路由方法，能抑制处理负载的增大，建立多个通信路径。
本发明的通信节点，其特征在于，其包括邻居管理单元，其管理到以1以上的特定跳数到达的通信节点的多个邻居路径；路由表管理单元，其保存用于在网络内进行路由的路由表；以及多路径建立单元，当在标准路径上从数据的发送目的地节点或发送源节点到本机节点的跳数是特定跳数的倍数时，该多路径建立单元确定由邻居管理单元所管理的多个邻居路径中的、标准路径上从本机节点到以特定的跳数到达的特定节点的邻居路径，将该确定的邻居路径追加到路由表中，由此建立备用路径。
本发明的路由方法，其特征在于，包括邻居管理步骤，该步骤中邻居管理单元管理到以1以上的特定跳数到达的通信节点的多个邻居路径；路由表管理步骤，该步骤中路由表管理单元保存用于在网络内进行路由的路由表；以及多路径建立步骤，该步骤中，当在标准路径上从数据的发送目的地节点或发送源节点到本机节点的跳数是特定跳数的倍数时，多路径建立单元确定由邻居管理单元所管理的多个邻居路径中的、标准路径上从本机节点到以特定跳数到达的特定节点的邻居路径，将该确定的邻居路径追加到路由表中，由此建立备用路径。
根据本发明，当在标准路径上从发送目的地节点或发送源节点到本机节点的跳数是特定跳数的倍数时，多路径建立单元确定由邻居管理单元所管理的多个邻居路径中的、标准路径上从本机节点到特定节点的邻居路径，将该确定的邻居路径追加到路由表中，由此建立备用路径。因此，通过建立独立于标准路径的从本机节点到特定节点的备用路径，能建立多个通信路径。另外，因为利用邻居管理单元以及路由表管理单元所管理的信息来建立备用路径，所以能抑制网络的处理负载的增大。
另外，本发明的通信节点具有接收单元，其接收从标准路径上的一方相邻节点发送的、表示建立多路径的意旨的多路径消息，该多路径消息包含用于识别在标准路径上存在的通信节点的ID；发送单元，其将在多路径消息中追加了本机的ID的多路径消息发送给标准路径上的另一方相邻节点；以及处理单元，其基于在多路径消息上追加的多个ID，判断在标准路径上从数据的发送目的地节点或发送源节点到本机节点的跳数是否为特定的跳数的倍数，优选多路径建立单元在由处理单元判断为跳数是特定跳数的倍数的情况下建立备用路径。
这样，接收单元接收多路径消息，通过在接收的多路径消息中追加本机的ID，从而标准路径上的各通信节点能把握标准路径。而且，处理单元基于在多路径消息中追加的多个ID，可判断从发送目的地节点或发送源节点到本机节点的跳数是否为特定跳数的倍数。因此，能够抑制网络的处理负载的增大，高效地建立备用路径。
另外，本发明的通信节点优选进一步具有应用数据通信单元，该应用数据通信单元基于数据的应用类型来判断是否建立备用路径，多路径建立单元在应用数据通信单元判断为建立备用路径的情况下，建立备用路径。这样，能更可靠地建立备用路径，能进一步抑制网络的处理负载的增大。
本发明的通信节点具有邻居管理单元，其管理到以2跳到达的通信节点的邻居路径；路由表管理单元，其保存用于在网络内进行路由的路由表；以及多路径建立单元，当在标准路径上从数据的发送目的地节点或发送源节点到本机节点的跳数是2的倍数的情况下，该多路径建立单元确定由邻居管理单元所管理的多个邻居路径中的、标准路径上从本机节点到以2跳到达的特定节点的邻居路径，将该确定的邻居路径追加到路由表中，由此建立备用路径。
根据本发明，在从标准路径上的发送目的地节点或发送源节点到本机节点的跳数是2跳数的倍数的情况下，多路径建立单元确定在由邻居管理单元所管理的多个邻居路径中的、标准路径上从本机节点到特定节点的邻居路径，将该确定的邻居路径追加到路由表中，由此建立备用路径。因此，通过建立与标准路径独立的从本机节点到特定节点的备用路径，能建立多个通信路径。另外，因为利用邻居管理单元以及路由表管理单元管理的信息来建立备用路径，所以可抑制网络的处理负载的增大。特别是通过这样做，可利用已经确立的MANET中的OLSR路由方式。
根据本发明，可提供抑制了处理负载增大、可建立多个通信路径的通信节点以及路由方法。
图1是用于说明本实施方式的通信节点属于的网络的形态的图。
图2是表示本实施方式的通信节点的物理结构的方框图。
图3是表示本实施方式的通信节点的功能结构的方框图。
图4是表示2跳邻居管理部管理的2跳邻居组的数据结构的图。
图5是表示路由表管理部管理的路由表的图。
图6是表示多路径建立请求消息以及多路径建立回复消息的结构的图。
图7是用于说明多路径建立回复消息处理部的信息处理的图。
图8是表示备用路径被登记后的路由表的图。
图9是表示本实施方式的通信节点的路由动作的流程图。
具体实施例方式
下面，参照附图对用于实施本发明的优选方式进行详细说明。再有，在附图的说明中对相同要素给予相同的标号，省略重复的说明。
图1是用于说明本实施方式的通信节点属于的网络的形态的图。本实施方式的多个通信节点100A～100C，100S，100D，100X～100Z构成网络NW。
通信节点100A～100C，100S，100D，100X～100Z是无线终端。例如，通信节点100A～100C，100S，100D，100X～100Z是便携电话、PDA(Personal Digital Assistance，个人数字助手)、PHS(Personal HandyphoneSystem，个人手提电话系统)、个人计算机等移动通信终端或者固定通信终端。
网络NW是没有接入点、而将多个通信节点100彼此连接进行数据通信的移动自组织网络(MANET)。在图1中，连接2个通信节点100的实线以及虚线的箭头表示2个通信节点100能互相进行无线通信。即，实线以及虚线的箭头意味着2个通信节点100间的双向链路。
称2个通信节点100间的双向链路为1跳。而且，称可以1跳而通信的通信节点100为1跳邻居(相邻节点)。同样，称可以2跳而通信的通信节点100为2跳邻居。在图1中，通信节点100S的1跳邻居是通信节点100A、100X、100Z。另外，通信节点100B是通信节点100S的2跳邻居，通信节点100C是通信节点100A的2跳邻居。
通信节点100A～100C、100S、100D、100X～100Z具有彼此相同的物理要素和功能要素。在本实施方式中，设通信节点100S为数据的发送源节点100S，设通信节点100D是数据的发送目的地节点100D。下面，对从发送源节点100S向发送目的地节点100D发送数据时的路由进行说明。
在网络NW中，从发送源节点100S到发送目的地节点100D的路径由多个通信节点100A～100C、100X～100Z中任意的通信节点100构成。另外，在网络NW中，使用多路径方式进行路由。即，从发送源节点100S向发送目的地节点100D的路径，就要建立标准路径以及备用路径。
标准路径是作为从发送源节点100S到发送目的地节点100D的路径而被建立的1个路径。备用路径是在标准路径的特定跳数(本实施方式中为2跳)的通信节点100之间被建立的1个以上的路径。在网络NW中，通过建立标准路径和备用路径而建立多路径。
在网络NW中，在数据通信之前，建立标准路径和备用路径，使用标准路径进行数据通信。数据通信中在标准路径被切断了的情况下，在网络NW中切换到备用路径。
更具体地来说，从发送源节点100S到发送目的地节点100D的标准路径(图1中实线的箭头)是依次沿着“通信节点100S、通信节点100A、通信节点100B、通信节点100C、通信节点100D”前进的路径。上述标准路径的备用路径(图1中虚线的箭头)是“通信节点100S、通信节点100X、通信节点100B”、和“通信节点100S、通信节点100Z、通信节点100B”、和“通信节点100B、通信节点100Y、通信节点100D”。
紧接着对本实施方式的通信节点100进行详细说明。图2是表示本实施方式的通信节点的物理结构的方框图。本实施方式的通信节点100在物理上如图2所示，构成为包括CPU1、作为主存储装置的RAM2以及ROM3、作为输入设备的键盘以及鼠标等操作部4、网卡等作为数据收发设备的无线通信模块5、显示器6等的计算机系统。
后述的通信节点100的各功能被按如下来实现将规定的计算机软件读取到图2所示的CPU1、RAM2等硬件上，在CPU1的控制下，使操作部4、无线通信模块5、显示器6进行动作，并且进行RAM2的数据的读出以及写入。
图3是表示本实施方式的通信节点的功能性结构的方框图。通信节点100的功能性构成要素包括2跳邻居管理部(邻居管理单元)101；路由表管理部(路由表管理单元)102；多路径建立部(多路径建立单元)103；应用数据通信部104(应用数据通信单元)；多路径建立回复消息处理部(处理单元)105；以及多路径建立请求消息收发部(发送单元、接收单元)106。
由2跳邻居管理部101和路由表管理部102构成OLSR(OptimizedLink State Routing Protocol，优化链路状态路由协议)部110。OLSR部110建立网络NW的标准路径。OLSR部110是MANET内的先验式(proactive)路由协议。在网络NW中，由OLSR110利用单路径路由方式建立从发送源节点100S到发送目的地节点100D的一个标准路径。
更具体地来说，OLSR部110通过以2秒间隔将HELLO消息与1跳的目的地通信节点100的通信节点100进行交换，确认1跳的目的地以及2跳的目的地通信节点100的存在以及连接状况。另外，OLSR通过以6秒间隔进行TC消息的交换，掌握网络的连接状况，建立到网络内的发送目的地节点100D的标准路径。
2跳邻居管理部101管理到以1以上的特定的跳数(本实施方式中为2跳)而到达的通信节点100的多个邻居路径。所谓邻居路径是指，从本机节点到2跳邻居的路径。2跳邻居管理部101保有OLSR的2跳邻居组(参照非专利文献1)。所谓2跳邻居组是指，从通信节点(本机节点)100到2跳邻居的全部的连接信息。2跳邻居管理部101管理为了到达任意的2跳邻居而经过的全部的1跳邻居信息。
更具体的参照图4进行说明。图4是表示2跳邻居管理部管理的2跳邻居组的数据结构的图。图4是发送源节点100S的2跳邻居管理部101管理的数据结构。
如图1所示，通信节点100S经过通信节点100X可以和通信节点100B通信。因此，通信节点100S的2跳邻居管理部101将1跳邻居的通信节点100X和2跳邻居的通信节点100B进行关联，作为2跳邻居组的一个要素而存储。
同样，通信节点100S经由通信节点100A可以和通信节点100B通信。因此，通信节点100S的2跳邻居管理部101将1跳邻居的通信节点100A和2跳邻居的通信节点100B进行关联，作为2跳邻居组的一个要素而存储。另外，通信节点100S经由通信节点100Z可以和通信节点100B通信。因此，通信节点100S的2跳邻居管理部101将1跳邻居的通信节点100Z和2跳邻居的通信节点100B进行关联，作为2跳邻居组的一个要素而存储。
路由表管理部102保有用于在网络NW内进行路由的路由表。路由表将发送目的地节点100D、和在从通信节点(本机节点)100到发送目的地节点100D的标准路径上从本机节点以特定的跳数(本实施方式中为2跳)而到达的特定节点的路由进行关联。即，路由表管理部102将发送目的地节点100D、和在从本机节点到发送目的地节点100D的标准路径上以1跳而到达的next hop通信节点进行关联，登记于OLSR的路由表中。
图5是表示本实施方式的通信节点具有的路由表管理部所管理的路由表的图。路由表管理部102保存图5所示的OLSR的标准的路由表。路由表管理部102使用路由表来管理网络NW内从本机节点到可到达的各通信节点的标准路径信息。
更具体的参照图1以及图5进行说明。如图1所示，发送源节点100S在标准路径中经由next hop的通信节点100A以4跳到达发送目的地节点100D。该情况时，如图5所示，发送源节点100S的路由表管理部102将用于识别发送目的地节点100D的ID“D”、作为next hop通信节点的通信节点100A的ID“A”、以及跳数“4”进行关联而存储。
即，路由表管理部102向发送目的地节点100D发送数据时，保存有一个next hop节点信息作为在标准路径上应该发送数据的下一通信节点。各通信节点100依次向针对发送目的地节点100D的标准路径的next hop节点发送数据，由此，按照标准路径，向发送目的地节点100D发送数据。
另外，路由表管理部102如后述那样将多路径建立部103建立的备用路径上的next hop节点信息和发送目的地通信节点ID进行关联并存储。因此，路由表管理部102使用路由表来管理在网络NW内从本机节点到可到达的各通信节点的备用路径信息。
发送源节点100S的应用数据通信部104从用户接收数据发送的请求，基于发送的数据的应用的类型，判断是否建立多路径(备用路径)。即，应用数据通信部104根据发送的数据的应用的类型判断是否需要多路径，用单路径是否足够。
应用数据通信部104仅在发送的数据的应用如实时应用那样是因路径切换延迟而将遭受很大影响的应用的情况下，判断为要建立多路径。即，应用数据通信部104根据应用的类型，选择是使用单路径路由方式还是使用多路径路由方式。应用数据通信部104当判断为要建立多路径时，将请求多路径的建立的意思的请求信号向多路径建立请求消息收发部106输出。
当输入请求信号时，发送源节点100S的多路径建立请求消息收发部106生成多路径建立请求消息(多路径消息)。多路径建立请求消息包含如下消息作为数据的发送源以及多路径建立请求消息的发送源的发送源节点100S；作为数据的发送目的地以及多路径建立请求消息的发送目的地的发送目的地节点100D；next hop通信节点；表示消息是多路径建立请求消息的信息；表示要建立的备用路径的条数的信息；以及发送源节点100S的ID“S”的信息。
多路径建立请求消息收发部106参照路由表，向与发送目的地节点100D相关联的next hop通信节点单点通信所生成的多路径建立请求消息。多路径建立请求消息中的next hop通信节点对应于在标准路径上相邻的发送目的地节点100D侧的相邻节点。
通信节点100A～100C的多路径建立请求消息收发部106从标准路径上发送源节点100S侧的相邻节点接收多路径建立请求消息。当通信节点100A～100C的多路径建立请求消息收发部106接收到多路径建立请求消息时，在接收到的多路径建立请求消息的后面追加本机的通信节点100的ID。而且，通信节点100A～100C的多路径建立请求消息收发部106参照路由表，向与数据的发送目的地节点100D相关联的next hop通信节点单点通信多路径建立请求消息。
多路径建立请求消息收发部106接收的多路径建立请求消息包含在标准路径上存在的通信节点ID。在本实施方式中，多路径建立请求消息收发部106接收依次追加了从多路径建立请求消息的发送源节点100S到标准路径上的发送源节点100S侧的相邻节点为止的通信节点100的ID的多路径建立请求消息。
如图1所示，对通信节点100B从通信节点100A接收了多路径建立请求消息的情况进行说明。图6(a)是表示多路径建立请求消息的结构的图。
通信节点100B的多路径建立请求消息收发部106发送的多路径建立请求消息包含如下信息多路径建立请求消息的发送源节点100S、多路径建立请求消息的发送目的地节点100D、作为next hop通信节点的通信节点100C、表示消息是多路径建立请求消息的信息、要建立的备用路径的条数、从发送源节点100S到通信节点100B(本机节点)的标准路径。
当发送目的地节点100D的多路径建立请求消息收发部106接收到多路径建立请求消息时，在接收到的多路径建立请求消息的后面追加本机的通信节点100的ID。这样，多路径建立请求消息收发部106完成包含了从发送源节点100S到发送目的地节点100D的ID的标准路径信息。而且，发送目的地节点100D的多路径建立请求消息收发部106将接收到的多路径建立请求消息向多路径建立回复消息处理部105输出。
当输入多路径建立请求消息时，发送目的地节点100D的多路径建立回复消息处理部105基于输入的多路径建立请求消息，生成多路径建立回复消息。即，多路径建立回复消息处理部105改变表示输入的多路径建立请求消息的发送源通信节点的信息和表示发送目的地通信节点的信息，并且，变更为表示消息是多路径建立回复消息的内容，生成多路径建立回复消息。
图6(b)是表示多路径建立回复消息的结构的图。多路径建立回复消息包含如下信息表示作为多路径建立回复消息的发送源的通信节点是发送目的地节点100D的信息；表示多路径建立回复消息的发送目的地通信节点是发送源节点100S的信息；对应的next hop通信节点；表示消息是多路径建立回复消息的信息；要建立的备用路径的条数；以及标准路径。多路径建立回复消息中的next hop通信节点对应于标准路径上相邻的发送源节点100S侧的相邻节点。
当发送目的地节点100D的多路径建立回复消息处理部105生成了多路径建立回复消息时，向标准路径上相邻的发送源节点100S侧的相邻节点单点通信所生成的多路径建立回复消息。
当接收到多路径建立回复消息时，通信节点100A～100C的多路径建立回复消息处理部105变更关于next hop通信节点的信息，向标准路径上相邻的发送源节点100S侧的相邻节点单点通信多路径建立回复消息。
另外，通信节点100A～100C、100S的多路径建立回复消息处理部105基于接收的多路径建立回复消息中包含的标准路径信息，判断本机节点是否为路径建立节点。即，多路径建立回复消息处理部105基于在多路径建立请求消息上追加的标准路径信息的多个ID，判断本机节点是否为路径建立节点。所谓路径建立节点是指在标准路径上从发送目的地节点100D到本机节点的跳数是特定的跳数(本实施方式中为2跳)的倍数的通信节点。
参照图7更具体地说明多路径建立请求消息收发部106和多路径建立回复消息处理部105的信息处理。图7是用于说明多路径建立请求消息收发部以及多路径建立回复消息处理部的信息处理的图。在图7中，虚线的箭头表示多路径建立请求消息的发送路径，实线的箭头表示多路径建立回复消息的发送路径。
首先，发送源节点100S的多路径建立请求消息收发部106生成追加了ID“S”的多路径建立请求消息，发送给通信节点100A。通信节点100A当从通信节点100S接收到多路径建立请求消息时，变更表示next hop通信节点的信息，并且生成追加了ID“A”的多路径建立请求消息，发送给通信节点100B。
同样地，从通信节点100B通过通信节点100C向通信节点100D发送多路径建立请求消息。这样，通过在多路径建立请求消息中依次追加ID“S”“A”“B”“C”“D”，完成标准路径信息。即，表示包含在多路径建立请求消息中的标准路径的信息是通过由各通信节点100的多路径建立请求消息收发部106依次单点通信追加了ID的多路径建立请求消息而生成的。
而且，通信节点100D的多路径建立回复消息处理部105通过利用标准路径的逆向路径返回包含标准路径信息的多路径建立回复消息，从而向通信节点100A～100C以及发送源节点100S发送标准路径信息。
各通信节点100A～C、发送源节点100S、以及发送目的地节点100D的多路径建立回复消息处理部105识别出在标准路径信息中用于识别本机节点的ID是从发送目的地节点100D的ID“D”起的第几个，检测本机节点在标准路径上的位置。而且，多路径建立回复消息处理部105判断本机节点是否为路径建立节点。本实施方式的路径建立节点是通信节点100B和发送源节点100S。
多路径建立回复消息处理部105当判断为本机节点是路径建立节点时，基于标准路径信息来检测用于识别标准路径上的2跳邻居目的地通信节点的ID。具体地来说，发送源通信节点100S基于标准路径信息识别出2跳邻居目的地通信节点是通信节点100B。
而且，当判断为本机节点是路径建立节点时，多路径建立回复消息处理部105向多路径建立部103输出请求建立多路径的建立请求信息。建立请求信息包含2跳邻居目的地通信节点的ID、以及表示被包含于多路径建立回复消息中的多路径的建立条数的路径条数信息。
当输入多路径建立的请求时，多路径建立部103将由2跳邻居管理部101管理的邻居路径中的到特定节点的邻居路径与发送目的地节点100D关联起来，建立备用路径。多路径建立部103建立路径条数信息所表示的建立条数以内的备用路径。
即，多路径建立部103参照2跳邻居管理的2跳邻居组，搜寻出到特定节点的标准路径以外的全部路径。多路径建立部103将搜寻的结果，探寻出的路径输出到路由表。
具体地来说，发送源通信节点100S的多路径建立部103从图4所示的被管理的2跳邻居组中，提取出和被包含于建立请求信息中的2跳邻居的ID相关联的全部1跳邻居。多路径建立部103提取出ID“X”和ID“Z”。多路径建立部103在路径条数信息所表示的路径的条数比提取出的1跳邻居的通信节点数小的情况下，随机地提取1跳邻居的ID。多路径建立部103向路由表管理部102输出所提取的1跳邻居的ID“X”以及“Z”。
而在2跳邻居管理部101，管理着可到达期望的2跳邻居的1跳邻居。因此，多路径建立部103能建立从本机节点到特定的2跳邻居的多个路由。本实施方式中，通信节点100S作为用于到达通信节点100B的next hop，除了标准路径上的通信节点100C以外，也可以选择通信节点100X以及通信节点100Z作为备用路径。
图8是表示备用路径被登记的路由表的例子。在路由表中，作为标准路径，预先进行了优先级为“主”的路由登记。即，在路由表中，登记着发送目的地通信节点100D、next hop通信节点100A、hop数4、优先级“主”。
路由表管理部102在路由表中，追加登记优先级为“副”的路由作为备用路径。即，路由表管理部102在路由表中登记发送目的地通信节点100D、next hop通信节点100X、hop数4、优先级“副”的备用路径，以及发送目的地通信节点100D、next hop通信节点100Y、hop数4、优先级“副”的备用路径。
这样，多路径建立部103在有来自多路径建立回复消息处理部105的请求的情况下，以2跳邻居管理部101的信息为基础，建立备用路径，路由表管理部102登记备用路径。
而在本实施方式的标准路径中，通信节点100B是距发送目的地节点100D为2跳的下游节点，通信节点100B的2跳的上游通信节点是通信节点100D。而且，发送源节点100S从发送目的地节点100D来看是第2个2跳节点，其2跳的上游节点是通信节点100B。
所以，多路径建立部103建立通信节点100B到通信节点100D的备用路径，建立通信节点100S到通信节点100B的备用路径。通过多路径建立部103建立备用路径，从发送源节点100S到发送目的地节点100D建立了多路径。即，多路径建立部103在本机节点和2跳邻居之间建立独立的多路径。
再有，在表示本实施方式的通信节点100的硬件结构的图2中，2跳邻居管理部101、路由表管理部102、应用数据通信部被存储在RAM2内。多路径建立部103根据CPU1的控制而动作。多路径建立回复消息处理部105和多路径建立请求消息收发部106根据CPU1和无线通信模块5的控制而动作。
接着，对本实施方式的通信节点100的路由动作进行说明，并且说明本实施方式的路由方法。本实施方式的路由方法包含邻居管理步骤、路由表管理步骤、以及多路径建立步骤。
在邻居管理步骤中，2跳邻居管理部101管理到以2跳数到达的通信节点的邻居路径。在路由表管理步骤中，路由表管理部102将数据发送目的地节点100D，与在从本机节点到数据发送目的地节点100D的标准路径上到从本机节点以2跳数到达的特定节点的路径进行关联，而进行管理。
在多路径建立步骤中，多路径建立部103当在标准路径上从数据发送目的地节点100D到本机节点的跳数是2跳数的倍数的情况下，将在邻居管理步骤中被管理的邻居路径中到特定节点的邻居路径，与发送目的地节点100D关联起来，建立备用路径。
接着，对多路径建立步骤进行更详细说明。图9是表示本实施方式的通信节点的路由动作的流程图。
当接收到数据发送请求时，基于发送的数据的应用的类型，发送源节点100S的应用数据通信部104判断是否建立多路径(备用路径)(S01)。当判断为不建立多路径时(S01中为“否”)时，采用OLSR的标准路径(S02)，结束路由动作。
在判断为建立多路径的情况下(S01中为“是”)，通过发送源节点100S的多路径建立请求消息收发部106发送多路径建立请求消息(S03)。当发送了多路径建立请求消息时，由发送了多路径建立请求消息的通信节点100的next hop通信节点的多路径建立请求消息收发部106接收多路径建立请求消息(S04)。
在接收了多路径建立请求消息的通信节点100不是发送目的地节点100D的情况下(S05中为“否”)，通过多路径建立请求消息收发部106在多路径建立请求消息中追加本机ID，向next hop通信节点传输(S06)。
在接收了多路径建立请求消息的通信节点是发送目的地节点100D时(S05中为“是”)，通过发送目的地节点100D的多路径建立回复消息处理部105生成多路径建立回复消息，发送给标准路径的逆向路径上的next hop通信节点(S07)。当多路径建立回复消息被发送时，由发送了多路径建立回复消息的通信节点的next hop通信节点的多路径建立回复消息处理部105接收多路径建立回复消息(S08)。
在接收了多路径建立回复消息的通信节点不是发送源节点100S的情况下(S09中为“否”)，通过多路径建立回复消息处理部105判断本机节点是否为路径建立节点(S10)。
在本机节点100是路径建立节点(S10中为“是”)、根据2跳邻居管理部101的管理，2跳邻居组的要素有多个条目时(S11中为“是”)，由多路径建立部103将备用路径追加到路由表中(S12)。另外，多路径建立回复消息通过多路径建立回复消息处理部105被传输(S13)。
当本机节点100不是路径建立节点时(S10中为“否”)时，进入步骤13。另外，根据2跳邻居管理部101的管理，2跳邻居组的要素没有多个条目时(S11中为“否”)，进入步骤13。当接收了多路径建立回复消息的通信节点100是数据的发送源节点100S时(S09中为“是”)，结束路由动作。而且，开始数据通信。
这样，当从发送源通信节点到发送目的地通信节点的跳数是偶数时，如图1所示的链路/不相交(link/disjoint)型多路径被建立。所谓链路/不相交型多路径是指，虽然各路径具有相同的通信节点，但不具有相同的链路的多路径方式。在从发送源通信节点到发送目的通信节点的跳数是奇数的情况下，部分链路/不相交型多路径被建立。本实施方式的部分链路/不相交型多路径拥有1个共有的链路。
接着，说明本实施方式的通信节点100的作用和效果。根据本实施方式，多路径建立部103在从标准路径上的发送目的地节点100D到本机节点的跳数是2的倍数的情况下，确定由2跳邻居管理部101管理的多个邻居路径中的在标准路径上从本机节点到特定节点的邻居路径，通过在路由表中追加所确定的邻居路径，而建立备用路径。因此，通过建立与标准路径独立的从本机节点到特定节点的备用路径，可建立多个通信路径。另外，因为利用2跳邻居管理部101以及路由表管理部102管理的信息来建立备用路径，所以可抑制网络的处理负载的增大。
另外，在本实施方式中，设上述特定的跳数为2跳。这样，可利用已经确立的MANET的OLSR。OLSR作为单路径路由协议已经得到了标准化。因此，现阶段，要改进OLSR的基本路由机制是非常困难的。因此，本实施方式中，不对OLSR的单路径路由的基本算法和数据结构进行改进，而是原样利用目前的数据结构，可用OLSR进行多路径的建立。
另外，多路径建立请求消息收发部106接收多路径建立请求消息，在接收的多路径建立请求消息中追加本机ID。因此，标准路径上的各通信节点100能把握标准路径。而且，多路径建立回复消息处理部105基于在多路径建立回复消息中追加的多个ID，可判断从发送目的地节点100D到本机节点的跳数是否是特定跳数的倍数。因此，可以抑制网络的处理负载的增大，高效地建立备用路径。
另外，本实施方式的通信节点100具有基于数据的应用的类型判断是否建立备用路径的应用数据通信部104。而且，多路径建立部103在应用数据通信部104判断为要建立备用路径时，建立备用路径。这样，能更可靠地建立备用路径，能进一步抑制网络的处理负载的增大。
这样，通过预先建立备用路径，能实现基于OLSR的链路/不相交型多路径方式。因此，在标准路径不可利用的情况下，可瞬间切换到备用路径。其结果，可大幅度缩短重新建立路由时发生的延迟。因此，可抑制发送中的数据的损失。即，在MANET中，可应对不稳定的网络NW的连接状况。而且，在MANET内可实现如IP电话等那样抑制了延迟的应用。
另外，根据本实施方式，除了多路径建立请求消息以及多路径建立回复消息以外不需要新的控制信号。因此，能抑制控制信号量的增加。另外，因为备用路径被独立建立，所以，在发生链路切断的终端的最近位置的、具有多路径的通信节点100中本地进行路径切换。即，不给发送源节点100S增加负载就可切换到备用路径。具体地来说，在通信节点100C和通信节点100D之间的链路切断了时，具有多路径的最近的通信节点是通信节点100B，通信节点100B将到通信节点100D的路径切换为经由通信节点100Y的路径。因此不给标准路径上的其它的通信节点100增加负载。
另外，在本实施方式中，因为多路径在标准路径周围建立，所以与通过基于按需(on-demand)型路由协议的广播方式建立多路径的情况相比，建立过程快。而且，能够利用已经确立基础的OLSR的数据结构来实施本实施方式。
而标准OLSR的情况下，HELLO分组交换间隔是2秒，TC消息生成间隔是6秒。如果缩短这些间隔，则路径切换延迟可以缩短。但是，因为控制信号的大量产生，产生网络负载增大的问题。因此，存在单路径路由方式的物理限制，在减小路径切换延迟方面有限制。
另一方面，在目前MANET中，提出了基于按需型路由方式的多路径建立方式，但存在路径建立延迟大的问题。与此相对，在本实施方式中，利用先验式路由方式的OLSR的快速性，抑制网络NW的负载的增大，建立备用路径，因此可缩短路径切换时间。
接着，对本实施方式的通信节点100的变形例进行说明。关于多路径建立请求消息以及多路径建立回复消息，如果对于从数据的发送目的地节点100D来看有2跳间隔的通信节点100而言，多路径建立请求消息以及多路径建立回复消息是依赖于在标准路径上到各个2跳邻居的独立的备用路径的建立的消息，则其消息格式是任意的。
另外，即使上述的多路径建立请求消息收发部106和多路径建立回复消息处理部105不存在的情况下，本实施方式的路由方法也能适用。该情况下，多路径建立部103根据来自2跳邻居管理部101的信息，建立到2跳邻居的全部的备用路径。而且，路由表管理部102将建立的备用路径登记于路由表中。该情况下，全部的通信节点100始终建立多路径，并反映到路由表中。
另外，从标准路径向备用路径的切换的判断是任意的。例如，可以考虑把标准路径的切断或质量的恶化等作为向备用路径切换的触发。从标准路径向备用路径切换后，将被切换的备用路径识别为标准路径，也可建立对于被识别的标准路径的新的备用路径。
另外，在本实施方式中被使用的信息存在生存期。所谓本实施方式中使用的信息是指，2跳邻居组、路由表等。在生存期过后，进行更新操作。作为生存期间隔，推荐OLSR内定义的间隔，但其设定一般是任意的。
另外，所谓路径建立节点设为在标准路径上从发送目的地节点100D到本机节点的跳数是2跳的倍数的通信节点，但也可以设为在标准路径上从发送源节点100S到本机节点的跳数是2跳的倍数的通信节点。
另外，通信节点100不仅是进行无线通信的通信节点，也可以是通过有线进行数据通信的通信节点。
权利要求
1.一种通信节点，其特征在于，该通信节点包括邻居管理单元，其管理到以1以上的特定跳数到达的通信节点的多个邻居路径；路由表管理单元，其保存用于在网络内进行路由的路由表；以及多路径建立单元，当在标准路径上从数据的发送目的地节点或发送源节点到本机节点的跳数是所述特定跳数的倍数时，该多路径建立单元确定由所述邻居管理单元所管理的所述多个邻居路径中的、所述标准路径上从本机节点到以所述特定跳数到达的特定节点的邻居路径，将该确定的邻居路径追加到所述路由表中，由此建立备用路径。
2.根据权利要求1所述的通信节点，其特征在于，该通信节点包括接收单元，其接收从所述标准路径上的一方相邻节点发送的、表示建立多路径的意旨的多路径消息，该多路径消息包含用于识别在所述标准路径上存在的通信节点的ID；发送单元，其将在所述多路径消息中追加了本机的所述ID的多路径消息发送给所述标准路径上的另一方相邻节点；以及处理单元，其基于在所述多路径消息上追加的多个所述ID，判断在所述标准路径上从所述数据的发送目的地节点或发送源节点到本机节点的跳数是否为所述特定跳数的倍数，所述多路径建立单元在由所述处理单元判断为所述跳数是所述特定跳数的倍数的情况下建立所述备用路径。
3.根据权利要求1所述的通信节点，其特征在于，所述通信节点进一步具有应用数据通信单元，该应用数据通信单元基于所述数据的应用类型来判断是否建立所述备用路径，所述多路径建立单元在所述应用数据通信单元判断为建立所述备用路径的情况下，建立所述备用路径。
4.一种通信节点，其特征在于，该通信节点包括邻居管理单元，其管理到以2跳到达的通信节点的邻居路径；路由表管理单元，其保存用于在网络内进行路由的路由表；以及多路径建立单元，当在标准路径上从数据的发送目的地节点或发送源节点到本机节点的跳数是2的倍数的情况下，该多路径建立单元确定由所述邻居管理单元所管理的所述多个邻居路径中的、所述标准路径上从本机节点到以2跳到达的特定节点的邻居路径，将该确定的邻居路径追加到所述路由表中，由此建立备用路径。
5.一种路由方法，其特征在于，该路由方法包括邻居管理步骤，该步骤中邻居管理单元管理到以1以上的特定跳数到达的通信节点的多个邻居路径；路由表管理步骤，该步骤中路由表管理单元保存用于在网络内进行路由的路由表；以及多路径建立步骤，该步骤中，当在标准路径上从数据的发送目的地节点或发送源节点到本机节点的跳数是所述特定跳数的倍数时，多路径建立单元确定由所述邻居管理单元所管理的所述多个邻居路径中的、所述标准路径上从本机节点到以所述特定跳数到达的特定节点的邻居路径，将该确定的邻居路径追加到所述路由表中，由此建立备用路径。
全文摘要
本发明提供通信节点和路由方法。该通信节点具有2跳邻居管理部、路由表管理部、以及多路径建立部。2跳邻居管理部管理到以2跳到达的通信节点的多个邻居路径。路由表管理部保存用于在网络内进行路由的路由表。多路径建立部当在标准路径上从数据的发送目的地节点到本机节点的跳数是2的倍数的情况下，确定由邻居管理部所管理的多个邻居路径中的、到特定节点的邻居路径，通过追加到路由表中，而建立备用路径。
文档编号H04L12/28GK101026581SQ20071007873
公开日2007年8月29日 申请日期2007年2月17日 优先权日2006年2月21日
发明者阿希克·汗, 铃木俊博, 小林基成 申请人:株式会社Ntt都科摩