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ネットワーク装置、ネットワークシステム、及びその作動方法 NEW

国内特許コード P180014996
整理番号 (S2015-0527-N0)
掲載日 2018年5月23日
出願番号 特願2017-501935
出願日 平成28年2月23日(2016.2.23)
国際出願番号 JP2016000958
国際公開番号 WO2016136242
国際出願日 平成28年2月23日(2016.2.23)
国際公開日 平成28年9月1日(2016.9.1)
優先権データ
  • 特願2015-033304 (2015.2.23) JP
発明者
  • 佐藤 拓朗
  • 津田 俊隆
  • 亀山 渉
  • 甲藤 二郎
  • フェンテス ナカリノ ハイロ エドアルド ロペス
出願人
  • 学校法人早稲田大学
発明の名称 ネットワーク装置、ネットワークシステム、及びその作動方法 NEW
発明の概要 【課題】移動するユーザの移動先が不定である場合であっても、ユーザの移動先の認識を可能とする。
【解決手段】末端ネットワーク装置(10)は、ユーザ端末装置(50)と無線通信を行う。末端ネットワーク装置(10)は、ユーザ端末装置(50)から送信された登録要求を受信し、ユーザ端末装置(50)にノードネームを割り当てる。末端ネットワーク装置(10)は、他の末端ネットワーク装置(10)の無線サービスエリアから移動したユーザ端末装置(50)から再登録要求を受信し、ユーザ端末装置(50)に新たなノードネームを割り当てる。末端ネットワーク装置(10)は、旧ノードネームと新ノードネームとを含む通知を、旧ノードネームを割り当てた末端ネットワーク装置(10)に向けて送信する。末端ネットワーク装置(10)は通知を受信すると、旧ノードネームと新ノードネームとを対応付けたノードネームペアテーブルのエントリを作成する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


現在、インターネットを流れるトラヒックの多くは、ウェブトラヒックやP2Pトラヒックなどコンテンツ流通に関連するトラヒックである。一方で、インターネットの基本通信モデルは、「どこと」通信するかに重きを置いたロケーションオリエンテッド通信モデルに基づいて設計されている。コンテンツ流通という観点で見れば、ユーザはコンテンツそのものに関心があり、どこからコンテンツが得られるかという点には関心がない。すなわち、ユーザはコンテンツオリエンテッド通信モデルによるコンテンツを期待している。



これまでに、アプリケーション層でコンテンツオリエンテッドな通信サービスをサポートする様々な取り組みがなされてきた。しかしながら、そのような通信サービスを支える情報転送基盤(ネットワーク)は依然としてロケーションオリエンテッドなアーキテクチャに基づいており、上下階層の乖離が生じていた。近年、この乖離がもたらす問題点を解決する手法として、送受信されるデータを中心としたネットワークであるコンテンツオリエンテッドネットワークの研究が活発に進められている。



コンテンツオリエンテッドネットワークの一種として、CCN(Content Centric Network)又はICN(Information Centric Network)が知られている(例えば特許文献1を参照)。例えばCCNでは、ユーザは、コンテンツ名を含むインタレストをCCNに送信する。CCNは、コンテンツ名に基づいてインタレストをルーティングし、要求されたコンテンツを保有するネットワークノードを発見し、そのネットワークノードからユーザにコンテンツを転送する。



CCNでは、CCNルータが、ユーザが送信したインタレスト及びユーザに転送するコンテンツを中継する。その際、CCNルータはコンテンツをキャッシュする。CCNルータは、他のユーザから同じコンテンツに対する要求があったときは、キャッシュからコンテンツを取得してユーザに転送する。ユーザは近くのCCNルータからコンテンツを取得できるため、ネットワークのトラヒック量を削減することができる。



CCNに関連し、非特許文献1に、交通機関を活用したコンテンツ配信が記載されている。非特許文献1では、ユーザ端末と無線通信回線を介して接続するルータを列車内に設け、駅に列車内のルータと無線通信する装置を設ける。列車の運行スケジュールに合わせてコンテンツを各停車駅に先回り配信し、列車が停車駅に到達したときに停車駅の装置から列車内のルータにコンテンツを転送する。列車内のユーザは、列車内のルータからコンテンツを受信する。

産業上の利用分野


本発明は、ネットワークシステム及びネットワーク装置に関し、更に詳しくは、ユーザ端末装置に対するコンテンツ配信に用いられるネットワークシステム及びネットワーク装置に関する。また、本発明はネットワークシステムの作動方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
ユーザ端末装置と無線通信を行う複数の末端ネットワーク装置を有するネットワークシステムであって、
前記複数の末端ネットワーク装置のうちの少なくとも1つの末端ネットワーク装置が、
自装置の無線サービスエリア内に存在する1つのユーザ端末装置から最初に送信された登録要求を受信する登録要求受信部と、
前記登録要求を送信したユーザ端末装置に、当該ユーザ端末装置をネットワーク内で一意に識別するためのノードネームを割り当て、該割り当てたノードネームを含む応答を前記ユーザ端末装置に送信する名前割当部と、
他の末端ネットワーク装置の無線サービスエリアから自装置の無線サービスエリアに移動し、かつ前記他の末端ネットワーク装置により1つのノードネームが割り当てられていたユーザ端末装置から再登録要求を受信する再登録要求受信部と、
前記再登録要求を送信したユーザ端末装置に新たなノードネームを割り当て、該割り当てた新たなノードネームを含む応答を前記ユーザ端末装置に送信する名前再割当部と、
前記再登録要求を送信する前に前記ユーザ端末装置に割り当てられていた前記1つのノードネームを旧ノードネームとして、さらに名前再割当部が新たに前記ユーザ端末装置に割り当てた前記新たなノードネームを新ノードネームとして含む通知を生成して、前記旧ノードネームを割り当てた前記他の末端ネットワーク装置に向けて送信する通知送信部と、
他の末端ネットワーク装置から前記通知と同様にして生成して送信された通知を受信し、該受信した通知に含まれる旧ノードネームと新ノードネームとを対応付けたノードネームペアテーブルのエントリを作成し、該作成したエントリをテーブル記憶部に記憶する通知受信部とを有することを特徴とするネットワークシステム。

【請求項2】
前記末端ネットワーク装置は、前記名前割当部によって割り当てたノードネームを用いて前記ユーザ端末装置と無線通信する請求項1に記載のネットワークシステム。

【請求項3】
1以上の末端ネットワーク装置に接続された1以上の上位ネットワーク装置を更に有し、
前記上位ネットワーク装置が、
前記末端ネットワーク装置から前記旧ノードネームを割り当てた他の末端ネットワーク装置に向けて送信された通知を受信すると、該受信した通知を前記旧ノードネームを割り当てた他の末端ネットワーク装置に向けて転送し、かつ、前記通知に含まれる旧ノードネームと新ノードネームとを対応付けてノードネームペアテーブルとしてテーブル記憶部に記憶する通知転送部を有する請求項1又は2に記載のネットワークシステム。

【請求項4】
前記末端ネットワーク装置に含まれる前記通知送信部は、少なくとも1つの上位ネットワーク装置を経由して前記旧ノードネームを割り当てた他の末端ネットワーク装置に通知を送信する請求項3に記載のネットワークシステム。

【請求項5】
前記旧ノードネームを割り当てた他の末端ネットワーク装置に向けて送信された通知が前記新ノードネームの有効期限に関する情報を含み、前記上位ネットワーク装置のテーブル記憶部に記憶されたノードネームペアテーブルは前記有効期限が経過した後に前記テーブル記憶部から削除される請求項3又は4に記載のネットワークシステム。

【請求項6】
前記末端ネットワーク装置が、
前記ノードネームおよび取得を希望するコンテンツの名前を含むコンテンツ取得要求を前記ユーザ端末装置から受信するコンテンツ取得要求受信部と、
コンテンツデータを記憶するキャッシュ部と、
前記キャッシュ部に前記コンテンツ取得要求に含まれるコンテンツの名前のコンテンツデータが存在するときは、前記キャッシュ部から前記コンテンツデータを取得し、該取得したコンテンツデータと前記コンテンツ取得要求に含まれていたノードネームとを含む応答を前記コンテンツ取得要求に対する応答として生成するコンテンツデータ取得部と、
前記コンテンツ取得要求に対する応答に含まれるノードネームに基づいて、前記コンテンツ取得要求に対する応答を前記ユーザ端末装置に送信するコンテンツデータ送信部とを更に有し、
前記コンテンツデータ送信部は、前記末端ネットワーク装置のテーブル記憶部を参照して、前記コンテンツ取得要求に対する応答に含まれるノードネームが前記ノードネームペアテーブルの旧ノードネームに一致するエントリが存在するか否かを判断し、一致するエントリが存在しない場合は前記コンテンツ取得要求に対する応答に含まれるノードネームのユーザ端末装置に向けて前記コンテンツ取得要求に対する応答を送信し、一致するエントリが存在する場合は、前記コンテンツ取得要求に対する応答に含まれるノードネームを当該エントリの新ノードネームに書き換え、該新ノードネームのユーザ端末装置に向けて前記コンテンツ取得要求に対する応答を送信する請求項3から5何れか1項に記載のネットワークシステム。

【請求項7】
前記末端ネットワーク装置が、前記コンテンツ要求受信部が受信したコンテンツ取得要求を前記上位ネットワーク装置に転送するコンテンツ取得要求転送部を更に有し、
前記コンテンツ取得部は、前記キャッシュ部に前記コンテンツ取得要求に含まれるコンテンツの名前のコンテンツデータが存在しないときは、前記コンテンツ取得要求転送部に前記コンテンツ取得要求の転送を指示し、転送先の上位ネットワーク装置から前記コンテンツ取得要求に対する応答を受信する請求項6に記載のネットワークシステム。

【請求項8】
前記上位ネットワーク装置が、
前記末端ネットワーク装置から転送されたコンテンツ取得要求を受信するコンテンツ取得要求受信部と、
前記コンテンツデータを記憶するキャッシュ部と、
前記キャッシュ部に前記コンテンツ取得要求に含まれるコンテンツの名前のコンテンツデータが存在するときは、前記キャッシュ部から前記コンテンツデータを取得し、該取得したコンテンツデータと前記コンテンツ取得要求に含まれていたノードネームとを含む応答を前記コンテンツ取得要求に対する応答として生成するコンテンツデータ取得部と、
前記コンテンツ取得要求に対する応答に含まれるノードネームに基づいて、前記コンテンツ取得要求に対する応答をユーザ端末装置に向けて送信するコンテンツデータ送信部とを有し、
前記コンテンツデータ送信部は、前記上位ネットワーク装置のテーブル記憶部を参照して、前記コンテンツ取得要求に対する応答に含まれるノードネームが前記ノードネームペアテーブルの旧ノードネームに一致するエントリが存在するか否かを判断し、一致するエントリが存在しない位場合は前記コンテンツ取得要求に対する応答に含まれるノードネームのユーザ端末装置に向けて前記コンテンツ取得要求に対する応答を送信し、一致するエントリが存在する場合は、前記コンテンツ取得要求に対する応答に含まれるノードネームを当該エントリの新ノードネームに書き換え、該新ノードネームのユーザ端末装置に向けて前記コンテンツ取得要求に対する応答を送信する請求項7に記載のネットワークシステム。

【請求項9】
前記上位ネットワーク装置が、前記コンテンツ要求受信部が受信したコンテンツ取得要求を他の上位ネットワーク装置に転送するコンテンツ取得要求転送部を更に有し、
前記コンテンツ取得部は、前記キャッシュ部に前記コンテンツ取得要求に含まれるコンテンツの名前のコンテンツデータが存在しないときは、前記コンテンツ取得要求転送部に前記コンテンツ取得要求の転送を指示し、該転送したコンテンツ取得要求に対する応答として、前記コンテンツデータと前記ノードネームとを含む応答を前記他の上位ネットワーク装置から受信する請求項8に記載のネットワークシステム。

【請求項10】
前記ノードネームは、該ノードネームを割り当てた前記末端ネットワーク装置に固有の部分を含む請求項1から9何れか1項に記載のネットワークシステム。

【請求項11】
前記登録要求が前記ユーザ端末装置の識別情報を含み、前記再登録要求が前記ユーザ端末装置の識別情報と前記割り当てられたノードネームとを含む請求項1から10何れか1項に記載のネットワークシステム。

【請求項12】
ユーザ端末装置と無線通信を行う末端ネットワーク装置であって、
自装置の無線サービスエリア内に存在する1つのユーザ端末装置から最初に送信された登録要求を受信する登録要求受信部と、
前記登録要求を送信したユーザ端末装置に、当該ユーザ端末装置をネットワーク内で一意に識別するためのノードネームを割り当て、該割り当てたノードネームを含む応答を前記ユーザ端末装置に送信する名前割当部と、
他の末端ネットワーク装置の無線サービスエリアから自装置の無線サービスエリアに移動し、かつ前記他の末端ネットワーク装置により1つのノードネームが割り当てられていたユーザ端末装置から再登録要求を受信する再登録要求受信部と、
前記再登録要求を送信したユーザ端末装置に新たなノードネームを割り当て、該割り当てた新たなノードネームを含む応答を前記ユーザ端末装置に送信する名前再割当部と、
前記再登録要求を送信する前に前記ユーザ端末装置に割り当てられていた前記1つのノードネームを旧ノードネームとして、さらに名前再割当部が新たに前記ユーザ端末装置に割り当てた前記新たなノードネームを新ノードネームとして含む通知を生成して、前記旧ノードネームを割り当てた前記他の末端ネットワーク装置に向けて送信する通知送信部と、
他の末端ネットワーク装置の前記通知と同様にして生成して送信された通知を受信し、該受信した通知に含まれる旧ノードネームと新ノードネームとを対応付けたノードネームペアテーブルのエントリを作成し、該作成したエントリをテーブル記憶部に記憶する通知受信部とを有することを特徴とする末端ネットワーク装置。

【請求項13】
前記ノードネームおよび取得を希望するコンテンツの名前を含むコンテンツ取得要求を前記ユーザ端末装置から受信するコンテンツ取得要求受信部と、
コンテンツデータを記憶するキャッシュ部と、
前記キャッシュ部に前記コンテンツ取得要求に含まれるコンテンツの名前のコンテンツデータが存在するときは、前記キャッシュ部から前記コンテンツデータを取得し、該取得したコンテンツデータと前記コンテンツ取得要求に含まれていたノードネームとを含む応答を前記コンテンツ取得要求に対する応答として生成するコンテンツデータ取得部と、
前記コンテンツ取得要求に対する応答に含まれるノードネームに基づいて、前記コンテンツ取得要求に対する応答を前記ユーザ端末装置に送信するコンテンツデータ送信部とを更に有し、
前記コンテンツデータ送信部は、前記テーブル記憶部を参照して、前記コンテンツ取得要求に対する応答に含まれるノードネームが前記ノードネームペアテーブルの旧ノードネームに一致するエントリが存在するか否かを判断し、一致するエントリが存在しない位場合は前記コンテンツ取得要求に対する応答に含まれるノードネームのユーザ端末装置に向けて前記コンテンツ取得要求に対する応答を送信し、一致するエントリが存在する場合は、前記コンテンツ取得要求に対する応答に含まれるノードネームを当該エントリの新ノードネームに書き換え、該新ノードネームのユーザ端末装置に向けて前記コンテンツ取得要求に対する応答を送信する請求項12に記載の末端ネットワーク装置。

【請求項14】
請求項13に記載の末端ネットワーク装置に接続される上位ネットワーク装置であって、
前記末端ネットワーク装置から前記旧ノードネームを割り当てた末端ネットワーク装置に向けて送信された前記通知を受信すると、該受信した通知を前記旧ノードネームを割り当てた末端ネットワーク装置に向けて転送し、かつ、前記通知に含まれる旧ノードネームと新ノードネームとを対応付けてノードネームペアテーブルとしてテーブル記憶部に記憶する通知転送部を備えることを特徴とする上位ネットワーク装置。

【請求項15】
前記転送されたコンテンツ取得要求を受信するコンテンツ取得要求受信部と、
前記コンテンツデータを記憶するキャッシュ部と、
前記キャッシュ部に前記コンテンツ取得要求に含まれるコンテンツの名前のコンテンツデータが存在するときは、前記キャッシュ部から前記コンテンツデータを取得し、該取得したコンテンツデータと前記コンテンツ取得要求に含まれていたノードネームとを含む応答を前記コンテンツ取得要求に対する応答として生成するコンテンツデータ取得部と、
前記コンテンツ取得要求に対する応答に含まれるノードネームに基づいて、前記コンテンツ取得要求に対する応答をユーザ端末装置に向けて送信するコンテンツデータ送信部とを有し、
前記コンテンツデータ送信部は、前記テーブル記憶部を参照して、前記コンテンツ取得要求に対する応答に含まれるノードネームが前記ノードネームペアテーブルの旧ノードネームに一致するエントリが存在するか否かを判断し、一致するエントリが存在しない位場合は前記コンテンツ取得要求に対する応答に含まれるノードネームのユーザ端末装置に向けて前記コンテンツ取得要求に対する応答を送信し、一致するエントリが存在する場合は、前記コンテンツ取得要求に対する応答に含まれるノードネームを当該エントリの新ノードネームに書き換え、該新ノードネームのユーザ端末装置に向けて前記コンテンツ取得要求に対する応答を送信する請求項14に記載の上位ネットワーク装置。

【請求項16】
ユーザ端末装置と無線通信を行うネットワーク装置を有するネットワークシステムの作動方法であって、
前記ネットワーク装置が、自装置の無線サービスエリア内に存在するユーザ端末装置から送信された登録要求を受信する登録要求受付ステップと、
前記ネットワーク装置が、前記登録要求を送信したユーザ端末装置に、当該ユーザ端末装置をネットワーク内で一意に識別するためのノードネームを割り当て、該割り当てたノードネームを含む応答を前記ユーザ端末装置に送信する名前割当ステップと、
前記ネットワーク装置が、他のネットワーク装置の無線サービスエリアから自装置の無線サービスエリアに移動し、かつ前記他のネットワーク装置により1つのノードネームが割り当てられていたユーザ端末装置から再登録要求を受信する再登録要求受付ステップと、
前記ネットワーク装置が、前記再登録要求を送信したユーザ端末装置に新たなノードネームを割り当て、該割り当てた新たなノードネームを含む応答を前記ユーザ端末装置に送信する名前再割当ステップと、
前記ネットワーク装置が、前記再登録要求を送信する前に前記ユーザ端末装置に割り当てられていた前記1つのノードネームを旧ノードネームとし、新たに前記ユーザ端末装置に割り当てた前記新たなノードネームを新ノードネームとして含む通知を、前記旧ノードネームを割り当てた前記他のネットワーク装置に向けて送信する通知送信ステップと、
前記ネットワーク装置が、他のネットワーク装置から前記通知と同様にして生成して送信された通知を受信し、該受信した通知に含まれる旧ノードネームと新ノードネームとを対応付けたノードネームペアテーブルのエントリを作成し、該作成したエントリをテーブル記憶部に記憶する通知受信ステップとを有することを特徴とするネットワークシステムの作動方法。

【請求項17】
前記ネットワーク装置が、前記ノードネームを用いて宛先のユーザ端末装置が指定されたコンテンツデータを受信するステップと、
前記ネットワーク装置が、前記テーブル記憶部を参照して、前記コンテンツデータの宛先として指定されたノードネームが前記ノードネームペアテーブルの旧ノードネームに一致するエントリが存在するか否かを判断し、一致するエントリが存在する場合は、前記コンテンツデータの宛先を当該エントリの新ノードネームに書き換え、該新ノードネームのユーザ端末装置に向けて前記コンテンツデータを送信するステップとを更に有する請求項16に記載のネットワークシステムの作動方法。
国際特許分類(IPC)
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