JP6558728B2 - Wireless mesh network system - Google Patents
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Description
本発明は、無線メッシュネットワークシステムに関する。 The present invention relates to a wireless mesh network system.
複数の無線LANアクセスポイント(Wireless Local Area Network Access Point、以下、「アクセスポイント」と称する。)による無線メッシュネットワーク(Wireless Mesh Network)では、トラフィックはインターネットゲートウェイ(Internet Gateway)とユーザ端末間のアクセスポイント間の無線リンク(無線バックボーンネットワーク)を繰り返し経由して転送されるため、トラフィック量の増加に従い、近接無線リンクとの無線干渉やフレーム衝突、混雑時のCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)の衝突回避制御に伴う待ち時間が増加する。その結果、データ送受信に割り当てられるチャネル占有時間が減少してしまいバックボーンネットワーク容量が減少する。こうしたネットワーク容量低下を解決するために、バックボーンネットワーク上で相互干渉する無線リンクに対して異なるチャネルを割り当てる手法(例えば、非特許文献1参照)や、ユーザのトラフィックを異なるチャネル経由や空間的に離れたアクセスポイント経由とする経路制御(例えば、非特許文献2参照)、各アクセスポイントのチャネル占有を制御するMACプロトコル(Media Access Control Protocol)(例えば、非特許文献3参照)などが提案されている。 In a wireless mesh network by a plurality of wireless LAN access points (hereinafter referred to as “access points”), traffic is an access point between an Internet gateway and a user terminal. Since it is transferred via the wireless link (wireless backbone network) between the wireless communication, the wireless traffic interference and frame collision with the nearby wireless link and CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) ) Waiting time associated with collision avoidance control increases. As a result, the channel occupation time allocated for data transmission / reception decreases, and the backbone network capacity decreases. In order to solve such a decrease in network capacity, a method of assigning different channels to radio links that interfere with each other on the backbone network (see, for example, Non-Patent Document 1), or separating user traffic via different channels or spatially In addition, path control via access points (for example, see Non-Patent Document 2), MAC protocol (Media Access Control Protocol) for controlling channel occupancy of each access point (for example, see Non-Patent Document 3), and the like have been proposed. .
しかしながら、上述の手法等は、無線バックボーンネットワークの経路制御とチャネル割当は密接に関係するため、2つの手法がお互いに依存するものとなる。経路制御手法とチャネル割当手法は、既存の経路表に基づくパス切り替えを行なうため、宛先が経路表内の同一エントリとなるトラフィックについては、全て同じパスで転送される。また、経路表はネクストホップとなる(無線送受信が直接可能な距離にある)アクセスポイントについて、異なるチャネル上で複数の無線リンクがある場合でも経由するリンクが1つしか指定できず、同時並行で複数チャネルを有効利用することは困難なものとなる。更に、複数チャネルを想定したものでは、ハードウェア構成の制約から無線インタフェース数(チャネル数)を制限しており、並列利用できるチャネルが限られる。このため、無線バックボーンネットワークのネットワーク容量を充分に増加させることができない。 However, in the above-described method and the like, the route control and channel assignment of the wireless backbone network are closely related, and thus the two methods depend on each other. Since the route control method and the channel assignment method perform path switching based on the existing route table, all traffic whose destination is the same entry in the route table is transferred through the same path. In addition, the route table is the next hop (at a distance where radio transmission / reception can be directly performed), and even if there are multiple radio links on different channels, only one link can be specified and can be specified simultaneously. It is difficult to effectively use a plurality of channels. Furthermore, in the case of assuming a plurality of channels, the number of radio interfaces (the number of channels) is limited due to hardware configuration restrictions, and the channels that can be used in parallel are limited. For this reason, the network capacity of the wireless backbone network cannot be increased sufficiently.
本発明の無線通信システムは、無線バックボーンネットワークのネットワーク容量を増加させることを主目的とする。 The main purpose of the wireless communication system of the present invention is to increase the network capacity of the wireless backbone network.
本発明の無線メッシュネットワークシステムは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The wireless mesh network system of the present invention adopts the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の第1の無線メッシュネットワークシステムは、
無線メッシュネットワークシステムであって、
複数の無線アクセスポイントを有線または無線によって数珠繋ぎに接続することによって無線アクセスポイント数と同数のチャネルを同時利用が可能で、無線メッシュネットワークのアクセスポイントとして機能する複数の仮想無線アクセスポイントと、
無線メッシュネットワークにおけるデータ転送経路と該データ転送経路における利用チャネルを設定する制御装置と、
を備えることを要旨とする。
The first wireless mesh network system of the present invention is:
A wireless mesh network system,
By connecting multiple wireless access points in a wired or wireless manner, the same number of channels as the number of wireless access points can be used simultaneously, and multiple virtual wireless access points functioning as wireless mesh network access points;
A control device for setting a data transfer path in a wireless mesh network and a use channel in the data transfer path;
It is a summary to provide.
この本発明の第1の無線メッシュネットワークシステムでは、無線メッシュネットワークのアクセスポイントとしての複数の仮想無線アクセスポイントと、無線メッシュネットワークにおけるデータ転送経路とデータ転送経路における利用チャネルを設定する制御装置と、を備える。仮想無線アクセスポイントは、複数の無線アクセスポイントを有線または無線によって数珠繋ぎに接続することによって構成されており、無線アクセスポイント数と同数のチャネルを同時に利用することができる。このため、データ転送に複数チャネルを同時に利用することができ、無線バックボーンネットワークのネットワーク容量を飛躍的に増加させることができる。 In the first wireless mesh network system of the present invention, a plurality of virtual wireless access points as access points of the wireless mesh network, a data transfer path in the wireless mesh network, and a control device for setting a use channel in the data transfer path, Is provided. The virtual wireless access point is configured by connecting a plurality of wireless access points in a daisy chain by wire or wirelessly, and the same number of channels as the number of wireless access points can be used simultaneously. Therefore, a plurality of channels can be used simultaneously for data transfer, and the network capacity of the wireless backbone network can be dramatically increased.
こうした本発明の第1の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記複数の仮想無線アクセスポイントはオープンフロースイッチ機能を有し、前記制御装置はオープンフローコントローラ機能によりデータ転送経路および利用チャネルを設定する、ものとすることもできる。この場合、前記制御装置は、フローが未定義のパケットを受信したときに該パケットを用いてレイヤ1〜4の識別情報のうちの少なくとも送信元のIPアドレス,宛先のIPアドレス,送信ポート番号,受信ポート番号を用いてフローを定義し、前記仮想無線アクセスポイントは、フローが未定義のパケットに対して該パケットを前記制御装置に送信し、フローが定義済みのパケットに対しては該フローに基づく利用チャネルにより該パケットを送信する、ものとすることもできる。このように、仮想無線アクセスポイントを用いた無線メッシュネットワークにオープンフローを用いることにより、データ転送に複数チャネルの同時利用を容易に行なうことができる。
In the first wireless mesh network system of the present invention, the plurality of virtual wireless access points have an open flow switch function, and the control device sets a data transfer path and a use channel by the open flow controller function. You can also In this case, when the control device receives a packet with an undefined flow, the control device uses at least the IP address of the transmission source, the IP address of the destination, the transmission port number, among the identification information of
こうしたオープンフローを用いる態様の本発明の第1の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記制御装置は、フローを定義する毎に、利用可能な複数チャネルのうち順次異なるチャネルで送信されるよう前記利用チャネルをフローに定義する、ものとすることもできる。こうすれば、複数チャネルのうち順次異なるチャネルを利用チャネルとしてフローに定義するから、各チャネルのより均等な利用を促進することができ、無線バックボーンネットワークのネットワーク容量を更に増加させることができる。 In the first wireless mesh network system of the present invention using such an open flow, each time the flow is defined, the control device sets the use channel so that transmission is sequentially performed on different channels among a plurality of available channels. It can also be defined in a flow. In this way, since different channels among the plurality of channels are sequentially defined in the flow as usage channels, more even usage of each channel can be promoted, and the network capacity of the wireless backbone network can be further increased.
このフロー毎に順次異なるチャネルを利用チャネルとして定義する態様の本発明の第1の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記制御装置は、前記データ転送経路において同一のチャネルで送信されるよう前記利用チャネルをフローに定義するものとすることもできるし、前記制御装置は、前記データ転送経路においてホップする毎に異なるチャネルで送信されるよう前記利用チャネルをフローに定義するものとすることもできる。後者の場合、各チャネルの更なる均等な利用を促進することができ、無線バックボーンネットワークのネットワーク容量を増加させることができる。 In the first wireless mesh network system of the present invention in which different channels are sequentially defined as usage channels for each flow, the control device flows the usage channels so that they are transmitted on the same channel in the data transfer path. The control device can also define the usage channel as a flow so that it is transmitted on a different channel every time it hops in the data transfer path. In the latter case, further equal utilization of each channel can be promoted, and the network capacity of the wireless backbone network can be increased.
また、オープンフローを用いる態様の本発明の第1の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記仮想無線アクセスポイントは、各チャネルで所定時間内に送受信したトラフィック量としての所定時間内トラフィック量を集計して保持しており、前記制御装置は、各仮想無線アクセスポイントに対して、前記所定時間内トラフィック量を取得し、前記所定時間内トラフィック量が最小となるチャネルを前記利用チャネルとしてフローを定義する、ものとすることもできる。こうすれば、所定時間内トラフィック量が小さなチャネルを利用チャネルとして用いるから、各チャネルのより均等な利用を促進することができ、無線バックボーンネットワークのネットワーク容量を更に増加させることができる。ここで、「所定時間」としては、10msecや100msec,1000msecなどを用いることができる。以下の「所定時間」についても同様である。 Further, in the first wireless mesh network system of the present invention using an open flow, the virtual wireless access point aggregates and holds a traffic amount within a predetermined time as a traffic amount transmitted / received within a predetermined time on each channel. The control device obtains the traffic volume within the predetermined time for each virtual wireless access point, and defines a flow with the channel having the minimum traffic volume within the predetermined time as the use channel. It can also be. In this way, since a channel with a small amount of traffic within a predetermined time is used as a use channel, more even use of each channel can be promoted, and the network capacity of the wireless backbone network can be further increased. Here, 10 msec, 100 msec, 1000 msec, etc. can be used as the “predetermined time”. The same applies to the following “predetermined time”.
オープンフローを用いる態様の本発明の第1の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記仮想無線アクセスポイントは、各チャネルで所定時間内に送受信したトラフィック量としての所定時間内トラフィック量を集計して保持しており、前記制御装置は、各仮想無線アクセスポイントに対して、前記所定時間内トラフィック量を取得し、所定範囲に属する仮想無線アクセスポイントの前記所定時間内トラフィック量をチャネル毎に合計することによりチャネル毎の所定範囲内トラフィック量を計算すると共に、所定範囲内トラフィック量が最小となるチャネルを前記利用チャネルとしてフローに定義する、ものとすることもできる。こうすれば、所定範囲内トラフィック量が小さなチャネルを利用チャネルとして用いるから、各チャネルのより均等な利用を促進することができ、無線バックボーンネットワークのネットワーク容量を更に増加させることができる。ここで、「所定範囲」としては、無線送信における電波が到達する範囲(干渉範囲)や、隣接する仮想無線アクセスポイントの範囲などを用いることができる。以下の「所定範囲」についても同様である。 In the first wireless mesh network system of the present invention using an open flow, the virtual wireless access point aggregates and holds the traffic amount within a predetermined time as the traffic amount transmitted / received within each channel through the predetermined time. The control device obtains the traffic amount within the predetermined time for each virtual wireless access point, and sums the traffic amount within the predetermined time of the virtual wireless access points belonging to the predetermined range for each channel. It is also possible to calculate the amount of traffic within a predetermined range for each channel and define a channel in which the traffic amount within the predetermined range is minimum as the usage channel in the flow. In this way, since a channel with a small amount of traffic within a predetermined range is used as a use channel, more even use of each channel can be promoted, and the network capacity of the wireless backbone network can be further increased. Here, as the “predetermined range”, a range in which radio waves reach in radio transmission (interference range), a range of adjacent virtual radio access points, and the like can be used. The same applies to the “predetermined range” below.
オープンフローを用いる態様の本発明の第1の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記仮想無線アクセスポイントは、各チャネルで所定時間内に送受信したトラフィック量としての所定時間内トラフィック量を集計して保持しており、前記制御装置は、各仮想無線アクセスポイントに対して、(A1)仮想無線アクセスポイントから前記所定時間内トラフィック量を取得し、(B1)前記所定時間内トラフィック量が最大のチャネルで送信されているフロー群から1つのフローを選択すると共に、該選択したフローが所定時間内トラフィック量が最小のチャネルで送信されるよう利用チャネルを変更する、ものとすることもできる。こうすれば、時間の経過に伴ってチャネルの所定時間内トラフィック量が変化しても、各チャネルのより均等な利用を促進することができ、無線バックボーンネットワークのネットワーク容量を更に増加させることができる。 In the first wireless mesh network system of the present invention using an open flow, the virtual wireless access point aggregates and holds the traffic amount within a predetermined time as the traffic amount transmitted / received within each channel through the predetermined time. The control device obtains, for each virtual wireless access point, (A1) the amount of traffic within the predetermined time from the virtual wireless access point, and (B1) is transmitted on the channel with the maximum amount of traffic within the predetermined time. It is also possible to select one flow from a group of flows and to change the use channel so that the selected flow is transmitted through a channel having a minimum traffic amount within a predetermined time. In this way, even when the traffic amount of the channel within a predetermined time changes with the passage of time, more even use of each channel can be promoted, and the network capacity of the wireless backbone network can be further increased. .
こうした所定時間内トラフィック量に基づいて利用チャネルを変更する態様の本発明の第1の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記仮想無線アクセスポイントは、各チャネルで前記所定時間内に送受信したフロー毎のトラフィック量としてのフロートラフィック量を集計して保持しており、前記制御装置は、前記(A1)において、前記所定時間内トラフィック量と共に前記フロートラフィック量を取得し、前記(B1)において、チャネル間の所定時間内トラフィック量の差分としてのチャネル間差分を計算し、前記計算したチャネル間差分のうち最大のチャネル間差分に所定係数を乗じた値に最も近いフロートラフィック量となるフローを前記1つのフローとして選択する、ものとすることもできる。こうすれば、効率よく各チャネルのトラフィック量をより均等なものにすることができる。ここで、所定係数は、値0より大きく値1より小さい値であり0.5近傍が好ましい。これは、最大のチャネル間差分の1/2のフロートラフィック量となるフローの利用チャネルを変更することによりそのチャネル間差分を打ち消すことができることに基づく。
In the first wireless mesh network system of the present invention in which the usage channel is changed based on the traffic volume within a predetermined time period, the virtual wireless access point receives the traffic volume for each flow transmitted and received within the predetermined time period on each channel. And the control device acquires the flow traffic volume together with the traffic volume within the predetermined time in (A1), and the predetermined flow rate between channels in (B1). A flow having the flow traffic amount closest to a value obtained by calculating a difference between channels as a difference in intra-hour traffic amount and multiplying the maximum inter-channel difference by a predetermined coefficient among the calculated inter-channel differences is defined as the one flow. It can also be selected. In this way, the traffic volume of each channel can be made more evenly efficiently. Here, the predetermined coefficient is a value larger than the value 0 and smaller than the
また、所定時間内トラフィック量に基づいて利用チャネルを変更する態様の本発明の第1の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記制御装置は、前記(B1)において、前記計算したチャネル間差分のうち最大のチャネル間差分が所定値未満のときには、前記選択したフローの利用チャネルの変更は行なわない、ものとすることもできる。こうすれば、不必要な利用チャネルの変更を抑制することができる。ここで、所定値は、チャネル間差分が大きくてフローの利用チャネルの変更が必要か否かを判定するものであり、無線通信容量や所定時間などにより適宜定められるものである。 Further, in the first wireless mesh network system of the present invention in which the use channel is changed based on a traffic amount within a predetermined time, the control device is configured to determine, in (B1), the largest of the calculated inter-channel differences. When the inter-channel difference is less than a predetermined value, the use channel of the selected flow may not be changed. In this way, unnecessary changes in the usage channel can be suppressed. Here, the predetermined value is used to determine whether or not the change of the channel used for the flow is necessary because the difference between the channels is large, and is determined as appropriate depending on the wireless communication capacity and the predetermined time.
オープンフローを用いる態様の本発明の第1の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記仮想無線アクセスポイントは、各チャネルで所定時間内に送信したトラフィック量としての送信トラフィック量を集計して保持しており、前記制御装置は、各仮想無線アクセスポイントVAPに対して、(A2)前記送信トラフィック量を取得し、(B2)所定範囲に属する各仮想無線アクセスポイントの各チャネルの送信トラフィック量を合計することによりチャネル毎の所定範囲内トラフィック量を計算すると共に、前記所定範囲内トラフィック量のチャネル間の差分としてのチャネル間差分を計算し、(C2)前記所定範囲に属する仮想無線アクセスポイントのうち前記チャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントに対して、所定範囲内トラフィック量が最大のチャネルで送信されているフロー群から1つのフローを選択すると共に、該選択したフローが所定範囲内トラフィック量が最小のチャネルで送信されるよう利用チャネルを変更する、ものとすることもできる。こうすれば、時間の経過に伴ってチャネルの送信トラフィック量が変化しても、データ転送経路全体としてのデータ転送における各チャネルのより均等な利用を図ることができる。 In the first wireless mesh network system of the present invention in an aspect using OpenFlow, the virtual wireless access point aggregates and holds the transmission traffic amount as the traffic amount transmitted within a predetermined time in each channel, The control device obtains (A2) the amount of transmission traffic for each virtual wireless access point VAP, and (B2) sums the amounts of transmission traffic of each channel of each virtual wireless access point belonging to a predetermined range. Calculating a traffic amount within a predetermined range for each channel and calculating an inter-channel difference as a difference between channels of the traffic amount within the predetermined range; (C2) among the virtual wireless access points belonging to the predetermined range; For the virtual wireless access point with the largest difference, Selecting one flow from a group of flows transmitted on a channel with the maximum amount of traffic within a fixed range, and changing a use channel so that the selected flow is transmitted on a channel with a minimum amount of traffic within a predetermined range; It can also be. In this way, even if the transmission traffic amount of the channel changes with the passage of time, each channel can be used more evenly in data transfer as the entire data transfer path.
この所定範囲に属する仮想無線アクセスポイントのチャネル間の所定時間内トラフィック量に基づいて利用チャネルを変更する態様の本発明の第1の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記仮想無線アクセスポイントは、各チャネルで前記所定時間内に送信したフロー毎のトラフィック量としての送信フロートラフィック量を集計して保持しており、前記制御装置は、前記(A2)において、前記送信トラフィック量と共に前記送信フロートラフィック量を取得し、前記(C2)において、前記チャネル間差分のうち最大となるチャネル間差分に所定係数を乗じて得られる所定係数範囲内の送信フロートラフィック量のフローが存在するときには送信フロートラフィック量が前記所定係数範囲の上限値に最も近いフローを前記1つのフローとして選択して該選択したフローの利用チャネルの変更を行ない、前記所定係数範囲内のフロートラフィック量のフローが存在しないときには前記利用チャネルの変更は行なわない、ものとすることもできる。こうすれば、効率よく各チャネルの所定範囲内トラフィック量をより均等なものにすることができる。ここで、所定係数は、値0より大きく値1より小さい値であり0.5近傍が好ましい。これは、最大のチャネル間差分の1/2のフロートラフィック量となるフローの利用チャネルを変更することによりそのチャネル間差分を打ち消すことができることに基づく。
In the first wireless mesh network system of the present invention in which the use channel is changed based on a traffic amount within a predetermined time between channels of the virtual wireless access point belonging to the predetermined range, the virtual wireless access point is The transmission flow traffic volume as the traffic volume of each flow transmitted within the predetermined time is aggregated and held, and the control device obtains the transmission flow traffic volume together with the transmission traffic volume in (A2). In (C2), when there is a flow having a transmission flow traffic amount within a predetermined coefficient range obtained by multiplying the maximum inter-channel difference among the inter-channel differences by a predetermined coefficient, the transmission flow traffic amount is The flow closest to the upper limit of the coefficient range Performed changes use channels of flow that the selected select as a flow, when the flow of the flow traffic quantity within the predetermined coefficient range is not present not change the use channel may be a thing. In this way, the traffic amount within the predetermined range of each channel can be made more uniform. Here, the predetermined coefficient is a value larger than the value 0 and smaller than the
また、所定範囲に属する仮想無線アクセスポイントのチャネル間の所定時間内トラフィック量に基づいて利用チャネルを変更する態様の本発明の第1の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記制御装置は、(D2)前記チャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントにおいて、前記利用チャネルを変更したときには変更に係るフローのフロートラフィック量を変更前のチャネルの送信トラフィック量から減算すると共に変更後のチャネルの送信トラフィック量に加算し、(E2)前記(C2)で前記チャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントの対象とされた仮想無線アクセスポイントを該(C2)の仮想無線アクセスポイントの対象から削除し、(F2)前記(B2)〜(E2)を前記(C2)の前記チャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントの対象が存在しなくなるまで繰り返す、ものとすることもできる。こうすれば、時間の経過に拘わらず、データ転送経路における所定範囲内のデータ転送における各チャネルのより均等な利用を図ることができる。この場合、前記制御装置は、(G2)前記(B2)〜(F2)を所定回数または各仮想無線アクセスポイントにおける前記チャネル間差分が所定値以下になるまで繰り返す、ものとすることもできる。こうすれば、時間の経過に拘わらず、データ転送経路全体としてのデータ転送における各チャネルのより均等な利用を図ることができる。 Further, in the first wireless mesh network system of the present invention in which a use channel is changed based on a traffic amount within a predetermined time between channels of virtual wireless access points belonging to a predetermined range, the control device includes: (D2) In the virtual wireless access point where the inter-channel difference is maximized, when the use channel is changed, the flow traffic amount of the flow related to the change is subtracted from the transmission traffic amount of the channel before the change, and the transmission traffic amount of the channel after the change is changed. (E2) delete the virtual wireless access point that is the target of the virtual wireless access point with the maximum difference between channels in (C2) from the target of the virtual wireless access point of (C2), and (F2 ) (B2) to (E2) are changed to the channel of (C2). During differential is repeated until the absence of target virtual wireless access point having the maximum, it may be a thing. In this way, it is possible to use each channel more evenly in data transfer within a predetermined range in the data transfer path regardless of the passage of time. In this case, the control device can repeat (G2) (B2) to (F2) a predetermined number of times or until the inter-channel difference at each virtual wireless access point becomes a predetermined value or less. This makes it possible to use each channel more evenly in data transfer as the entire data transfer path regardless of the passage of time.
本発明の第2の無線メッシュネットワークシステムは、
無線メッシュネットワークシステムであって、
複数のチャネルを同時利用が可能で、オープンフロースイッチ機能を有し、無線メッシュネットワークのアクセスポイントとして機能する複数の無線アクセスポイントと、
無線メッシュネットワークにおけるデータ転送経路と該データ転送経路における利用チャネルをオープンフローコントローラ機能により設定する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、フローが未定義のパケットを受信したときに該パケットを用いてレイヤ1〜4の識別情報のうちの少なくとも送信元のIPアドレス,宛先のIPアドレス,送信ポート番号,受信ポート番号を用いてフローを定義し、
前記無線アクセスポイントは、フローが未定義のパケットに対して該パケットを前記制御装置に送信し、フローが定義済みのパケットに対しては該フローに基づく利用チャネルにより該パケットを送信する、
ことを要旨とする。
The second wireless mesh network system of the present invention is:
A wireless mesh network system,
A plurality of wireless access points that can simultaneously use a plurality of channels, have an open flow switch function, and function as an access point of a wireless mesh network;
A control device for setting a data transfer path in a wireless mesh network and a use channel in the data transfer path by an open flow controller function;
With
When the control apparatus receives a packet with an undefined flow, the control apparatus uses the packet to identify at least the source IP address, the destination IP address, the transmission port number, and the reception port number among the identification information of
The wireless access point transmits the packet to the control device for a packet with an undefined flow, and transmits the packet to a control channel based on the flow for a packet with a defined flow.
This is the gist.
この本発明の第2の無線メッシュネットワークシステムでは、オープンフロースイッチ機能を有し複数のチャネルを同時利用が可能な複数の無線アクセスポイントが無線メッシュネットワークのアクセスポイントとして機能する。また、制御装置は、オープンフローコントローラ機能により無線メッシュネットワークにおけるデータ転送経路とデータ転送経路における利用チャネルを設定する。そして、制御装置は、フローが未定義のパケットを受信したときにパケットを用いてレイヤ1〜4の識別情報のうちの少なくとも送信元のIPアドレス,宛先のIPアドレス,送信ポート番号,受信ポート番号を用いてフローを定義し、無線アクセスポイントは、フローが未定義のパケットに対してパケットを制御装置に送信し、フローが定義済みのパケットに対してはフローに基づく利用チャネルによりパケットを送信する。このため、無線アクセスポイントを用いた無線メッシュネットワークにオープンフローを用いることにより、データ転送に複数チャネルを同時に容易に利用することができ、無線バックボーンネットワークのネットワーク容量を飛躍的に増加させることができる。
In the second wireless mesh network system of the present invention, a plurality of wireless access points having an open flow switch function and capable of simultaneously using a plurality of channels function as access points of the wireless mesh network. Further, the control device sets a data transfer path in the wireless mesh network and a use channel in the data transfer path by the OpenFlow controller function. When the control device receives a packet with an undefined flow, the control device uses the packet to identify at least the source IP address, the destination IP address, the transmission port number, and the reception port number among the identification information of
こうした本発明の第2の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記制御装置は、フローを定義する毎に、利用可能な複数チャネルのうち順次異なるチャネルで送信されるよう前記利用チャネルをフローに定義する、ものとすることもできる。こうすれば、複数チャネルのうち順次異なるチャネルを利用チャネルとしてフローに定義するから、各チャネルのより均等な利用を促進することができ、無線バックボーンネットワークのネットワーク容量を更に増加させることができる。 In such a second wireless mesh network system of the present invention, each time the control device defines a flow, the control device defines the use channel in the flow so that transmission is sequentially performed on different channels among the plurality of available channels. It can also be. In this way, since different channels among the plurality of channels are sequentially defined in the flow as usage channels, more even usage of each channel can be promoted, and the network capacity of the wireless backbone network can be further increased.
また、本発明の第2の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記仮想無線アクセスポイントは、各チャネルで所定時間内に送受信したトラフィック量としての所定時間内トラフィック量を集計して保持しており、前記制御装置は、各仮想無線アクセスポイントに対して、前記所定時間内トラフィック量を取得し、前記所定時間内トラフィック量が最小となるチャネルを前記利用チャネルとしてフローを定義する、ものとすることもできる。こうすれば、所定時間内トラフィック量が小さなチャネルを利用チャネルとして用いるから、各チャネルのより均等な利用を促進することができ、無線バックボーンネットワークのネットワーク容量を更に増加させることができる。ここで、「所定時間」としては、10msecや100msec,1000msecなどを用いることができる。以下の「所定時間」についても同様である。 Further, in the second wireless mesh network system of the present invention, the virtual wireless access point aggregates and holds the traffic amount within a predetermined time as the traffic amount transmitted / received within each predetermined channel in each channel, and the control The apparatus may acquire the traffic amount within a predetermined time period for each virtual wireless access point, and define a flow with the channel having the minimum traffic amount within the predetermined time period as the use channel. In this way, since a channel with a small amount of traffic within a predetermined time is used as a use channel, more even use of each channel can be promoted, and the network capacity of the wireless backbone network can be further increased. Here, 10 msec, 100 msec, 1000 msec, etc. can be used as the “predetermined time”. The same applies to the following “predetermined time”.
本発明の第2の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記無線アクセスポイントは、各チャネルで所定時間内に送受信したトラフィック量としての所定時間内トラフィック量を集計して保持しており、前記制御装置は、各無線アクセスポイントに対して、前記所定時間内トラフィック量を取得し、所定範囲に属する仮想無線アクセスポイントの前記所定時間内トラフィック量をチャネル毎に合計することによりチャネル毎の所定範囲内トラフィック量を計算すると共に、所定範囲内トラフィック量が最小となるチャネルを前記利用チャネルとしてフローに定義する、ものとすることもできる。こうすれば、所定範囲内トラフィック量が小さなチャネルを利用チャネルとして用いるから、各チャネルのより均等な利用を促進することができ、無線バックボーンネットワークのネットワーク容量を更に増加させることができる。ここで、「所定範囲」としては、無線送信における電波が到達する範囲(干渉範囲)や、隣接する無線アクセスポイントの範囲などを用いることができる。以下の「所定範囲」についても同様である。 In the second wireless mesh network system of the present invention, the wireless access point aggregates and holds a traffic amount within a predetermined time as a traffic amount transmitted / received within a predetermined time in each channel, and the control device includes: For each wireless access point, the amount of traffic within the predetermined range is acquired, and the amount of traffic within the predetermined range for each channel is obtained by summing the amount of traffic within the predetermined time of virtual wireless access points belonging to the predetermined range for each channel. In addition to calculation, a channel that minimizes the amount of traffic within a predetermined range may be defined in the flow as the usage channel. In this way, since a channel with a small amount of traffic within a predetermined range is used as a use channel, more even use of each channel can be promoted, and the network capacity of the wireless backbone network can be further increased. Here, as the “predetermined range”, a range in which radio waves reach in radio transmission (interference range), a range of adjacent wireless access points, and the like can be used. The same applies to the “predetermined range” below.
本発明の第2の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記無線アクセスポイントは、各チャネルで所定時間内に送受信したトラフィック量としての所定時間内トラフィック量を集計して保持しており、前記制御装置は、各無線アクセスポイントに対して、(A1)無線アクセスポイントから前記所定時間内トラフィック量を取得し、(B1)前記所定時間内トラフィック量が最大のチャネルで送信されているフロー群から1つのフローを選択すると共に、該選択したフローが所定時間内トラフィック量が最小のチャネルで送信されるよう利用チャネルを変更する、ものとすることもできる。こうすれば、時間の経過に伴ってチャネルの所定時間内トラフィック量が変化しても、各チャネルのより均等な利用を促進することができ、無線バックボーンネットワークのネットワーク容量を更に増加させることができる。 In the second wireless mesh network system of the present invention, the wireless access point aggregates and holds a traffic amount within a predetermined time as a traffic amount transmitted / received within a predetermined time in each channel, and the control device includes: For each wireless access point, (A1) obtain the traffic amount within the predetermined time from the wireless access point, and (B1) select one flow from the flow group transmitted on the channel with the maximum traffic amount within the predetermined time. In addition to the selection, the use channel may be changed so that the selected flow is transmitted through the channel having the minimum traffic amount within a predetermined time. In this way, even when the traffic amount of the channel within a predetermined time changes with the passage of time, more even use of each channel can be promoted, and the network capacity of the wireless backbone network can be further increased. .
本発明の第2の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記無線アクセスポイントは、各チャネルで所定時間内に送信したトラフィック量としての送信トラフィック量を集計して保持しており、前記制御装置は、各無線アクセスポイントに対して、(A2)前記送信トラフィック量を取得し、(B2)所定範囲に属する各無線アクセスポイントの各チャネルの送信トラフィック量を合計することによりチャネル毎の所定範囲内トラフィック量を計算すると共に、前記所定範囲内トラフィック量のチャネル間の差分としてのチャネル間差分を計算し、(C2)前記所定範囲に属する無線アクセスポイントのうち前記チャネル間差分が最大となる無線アクセスポイントに対して、所定範囲内トラフィック量が最大のチャネルで送信されているフロー群から1つのフローを選択すると共に、該選択したフローが所定範囲内トラフィック量が最小のチャネルで送信されるよう利用チャネルを変更する、ものとすることもできる。こうすれば、時間の経過に伴ってチャネルの送信トラフィック量が変化しても、データ転送経路全体としてのデータ転送における各チャネルのより均等な利用を図ることができる。 In the second wireless mesh network system of the present invention, the wireless access point aggregates and holds the amount of transmission traffic as the amount of traffic transmitted within a predetermined time on each channel, and the control device For the access point, (A2) obtain the transmission traffic volume, and (B2) calculate the traffic volume within the predetermined range for each channel by summing the transmission traffic volume of each channel of each wireless access point belonging to the predetermined range. And calculating an inter-channel difference as a difference between channels of the traffic amount within the predetermined range, and (C2) for the wireless access point having the maximum inter-channel difference among the wireless access points belonging to the predetermined range. , The amount of traffic within the specified range is transmitted on the channel with the maximum It is also possible to select one flow from the flow group and change the use channel so that the selected flow is transmitted through the channel having the smallest traffic amount within the predetermined range. In this way, even if the transmission traffic amount of the channel changes with the passage of time, each channel can be used more evenly in data transfer as the entire data transfer path.
オープンフローを用いる態様の本発明の第1の無線メッシュネットワークシステムまたは第2の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記制御装置は、チャネルを、少なくとも1つのチャネルを含み主として送受信が行われていないチャネルのグループAと、少なくとも1つのチャネルを含み主として送受信が行われているチャネルのグループBと、に区別し、新規フローに対して、グループAに属するチャネルのうち伝送レートが最大のチャネルで送信されるよう前記利用チャネルを定義する、ものとすることもできる。こうすれば、転送レートが不明の新規フローに対してより適正な利用チャネルを定義することができる。 In the first wireless mesh network system or the second wireless mesh network system of the present invention using an open flow, the control device includes a channel group including at least one channel and mainly not transmitting / receiving. A and a group B including at least one channel that is mainly used for transmission / reception, so that a new flow is transmitted on a channel having the maximum transmission rate among the channels belonging to group A. The usage channel may be defined. In this way, a more appropriate usage channel can be defined for a new flow whose transfer rate is unknown.
オープンフローを用いる態様の本発明の第1の無線メッシュネットワークシステムまたは第2の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記制御装置は、チャネルを、少なくとも1つのチャネルを含み主として送受信が行われていないチャネルのグループAと、少なくとも1つのチャネルを含み主として送受信が行われているチャネルのグループBと、に区別し、新規フローに対して、グループAに属するチャネルのうち伝送レートを流れているフローの数に値1を加えた数で除して得られる期待値が最大のチャネルで送信されるよう前記利用チャネルを定義する、ものとすることもできる。こうすれば、転送レートが不明の新規フローに対してより適正な利用チャネルを定義することができる。 In the first wireless mesh network system or the second wireless mesh network system of the present invention using an open flow, the control device includes a channel group including at least one channel and mainly not transmitting / receiving. A and a group B of channels including at least one channel that is mainly transmitted and received, and the value of the number of flows flowing through the transmission rate among the channels belonging to group A with respect to the new flow The utilization channel may be defined such that an expected value obtained by dividing by 1 is transmitted on the maximum channel. In this way, a more appropriate usage channel can be defined for a new flow whose transfer rate is unknown.
新規フローに対してグループAに属するチャネルのうち伝送レートが最大のチャネルか期待値が最大のチャネルを利用チャネルとして定義する態様の本発明の第1または第2の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記制御装置は、初期値として、伝送レートが最小のチャネルを前記グループBに区別すると共に残余のチャネルをグループAに区別する、ものとすることもできる。こうすれば、伝送レートが最大のチャネルをグループAとすると共に伝送レートが最小のチャネルをグループBとすることができる。 In the first or second wireless mesh network system according to the present invention, the channel having the maximum transmission rate or the channel having the maximum expected value among the channels belonging to group A for the new flow is defined as the use channel. As an initial value, the apparatus may distinguish the channel having the lowest transmission rate into the group B and distinguish the remaining channels into the group A. In this way, the channel with the maximum transmission rate can be group A and the channel with the minimum transmission rate can be group B.
新規フローに対してグループAに属するチャネルのうち伝送レートが最大のチャネルか期待値が最大のチャネルを利用チャネルとして定義する態様の本発明の第1または第2の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記制御装置は、グループAに属するチャネルに利用チャネルが定義された新規フローに対して、グループBに属するチャネルで新規フローを送受信したときにチャネル利用率が100%以下で最大となるチャネルに新規フローの利用チャネルを変更する、ものとすることもできる。こうすれば、フローをグループBのチャネルのうちの一部のチャネルに順次集約することができる。ここで、チャネル利用率は、対象のチャネルに対して所定時間内の各フローのチャネル占有時間の和の所定時間に対する割合である。チャネル利用率が100%以下で最大となるチャネルは、所定時間内の各フローのチャネル占有時間の和が最大となるチャネルの意であり、言い換えれば、チャネル不利用率(100−チャネル利用率)が最小となるチャネルの意であり、所定時間から各フローのチャネル占有時間の和を減じた残余時間が最小となるチャネルの意である。以下でもチャネル利用率は同意である。 In the first or second wireless mesh network system according to the present invention, the channel having the maximum transmission rate or the channel having the maximum expected value among the channels belonging to group A for the new flow is defined as the use channel. When a new flow is transmitted / received on a channel belonging to group B with respect to a new flow whose usage channel is defined for a channel belonging to group A, the apparatus transmits a new flow to the channel having the maximum channel utilization rate of 100% or less. The usage channel can be changed. In this way, flows can be sequentially aggregated into some of the channels of group B. Here, the channel utilization rate is the ratio of the sum of the channel occupation times of each flow within a predetermined time to the target channel with respect to the predetermined time. The channel having the maximum channel utilization rate of 100% or less means the channel having the maximum sum of the channel occupation times of each flow within a predetermined time. In other words, the channel utilization rate (100−channel utilization rate). Is a channel that minimizes the remaining time obtained by subtracting the sum of the channel occupation times of each flow from a predetermined time. The channel usage rate is also agreed below.
この態様の本発明の第1または第2の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記制御装置は、グループAに属するチャネルに利用チャネルが定義された新規フローに対して、グループBのチャネルに利用チャネルを変更できないときには、新規フローに対して利用チャネルとしてフローに定義されたチャネルをグループBに変更するものとすることもできる。また、前記制御装置は、グループBに属するチャネルが2つ以上であり、かつ、グループBに属するチャネルのうち送受信が行われていないチャネルが存在するときには、グループBに属するチャネルのうち送受信が行われていないチャネルをグループAに変更する、ものとすることもできる。こうすれば、必要に応じて、グループBを区別することができると共にグループAのチャネルを確保することができる。 In the first or second wireless mesh network system of the present invention according to this aspect, the control device changes a use channel to a group B channel for a new flow in which a use channel is defined for a channel belonging to group A. When this is not possible, the channel defined in the flow as the use channel for the new flow may be changed to group B. In addition, when there are two or more channels belonging to group B and there are channels that are not transmitted / received among the channels belonging to group B, the control device performs transmission / reception among the channels belonging to group B. An unassigned channel may be changed to group A. In this way, the group B can be distinguished and the channel of the group A can be secured as necessary.
オープンフローを用いる態様の本発明の第1の無線メッシュネットワークシステムまたは第2の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記制御装置は、新規フローに対して、利用可能な複数チャネルのうち送受信に用いられていない残余レートが最大のチャネルで送信されるよう前記利用チャネルを定義する、ものとすることもできる。こうすれば、転送レートが不明の新規フローに対してより適正な利用チャネルを定義することができる。ここで、残余レートは、対象のチャネルに対して伝送レートから送受信しているフローの転送レートを減じたものの意であり、対象のチャネルで更に送受信可能な転送レートの意である。 In the first wireless mesh network system or the second wireless mesh network system of the present invention using an open flow, the control device is not used for transmission / reception among a plurality of available channels for a new flow. The usage channel may be defined so that the channel with the highest residual rate is transmitted. In this way, a more appropriate usage channel can be defined for a new flow whose transfer rate is unknown. Here, the residual rate is a value obtained by subtracting a transfer rate of a flow being transmitted / received from a transmission rate with respect to a target channel, and a transfer rate that can be further transmitted / received through the target channel.
オープンフローを用いる態様の本発明の第1の無線メッシュネットワークシステムまたは第2の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記制御装置は、新規フローに対して、利用可能な複数チャネルの各伝送レートを各チャネルに流れているフローの数に値1を加えた数で除して得られる期待値が最大のチャネルで送信されるよう前記利用チャネルを定義する、ものとすることもできる。こうすれば、転送レートが不明の新規フローに対してより適正な利用チャネルを定義することができる。
In the first wireless mesh network system or the second wireless mesh network system of the present invention using an open flow, the control device assigns transmission rates of a plurality of available channels to each channel for a new flow. The usage channel may be defined such that an expected value obtained by dividing the number of flowing flows by a value obtained by adding the
新規フローに対して残余レートが最大のチャネルか期待値が最大のチャネルを利用チャネルとして定義する態様の本発明の第1または第2の無線メッシュネットワークシステムにおいて、前記制御装置は、利用チャネルが定義された新規フローに対して、該利用チャネルと異なるチャネルで新規フローを送受信したときにチャネル利用率が100%以下で最大となるチャネルに利用チャネルを変更する、ものとすることもできる。こうすれば、フローをすべてのチャネルのうちの一部のチャネルに順次集約することができる。 In the first or second wireless mesh network system of the present invention in which a channel having a maximum residual rate or a channel having a maximum expected value is defined as a usage channel for a new flow, the control device defines the usage channel. The used channel may be changed to a channel having a maximum channel utilization rate of 100% or less when a new flow is transmitted / received through a channel different from the used channel. In this way, the flows can be aggregated sequentially to some of all channels.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20の構成の概略を示す構成図である。第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20は、複数の仮想無線アクセスポイントVAPをアクセスポイントとしてメッシュ状に構成された無線メッシュネットワーク22と、無線メッシュネットワーク22と無線接続されていると共にインターネット10に有線接続された複数のインターネットゲートウェイIGWと、無線メッシュネットワーク22におけるデータ転送経路とこのデータ転送経路における利用チャネルを設定するオープンフローコントローラOFCと、を備え、モバイル端末12を無線メッシュネットワーク22を介してインターネット10に接続するシステムとして構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of the configuration of a wireless
各仮想無線アクセスポイントVAPは、図中右下に示すように、複数の無線LANアクセスポイントAPを有線により相互に送受信可能に数珠繋ぎに接続されることにより、接続した無線LANアクセスポイントAPの数と同数のチャネルを同時利用できるアクセスポイントとして構成されており、オープンフロー(OpenFlow)におけるオープンフロースイッチ(OpenFlowスイッチ)機能を実装している。各無線LANアクセスポイントAPは、予め定められた周波数帯による無線送受信が可能な周知の無線機として構成されている。また、各仮想無線アクセスポイントVAPは、各チャネルの所定時間内の送信パケット数や送信パケットのバイト数を記憶すると共に、これに基づいて各チャネルで所定時間内にデータ送受信した送信トラフィック量や受信トラフィック量、各チャネルで所定時間内にデータ送受信したフロー毎の送信トラフィック量(送信フロートラフィック量)や受信トラフィック量(受信フロートラフィック量)を集計して保持している。なお、以下では、送信トラフィック量と受信トラフィック量の和を所定時間内トラフィック量と称し、送信フロートラフィック量と受信フロートラフィック量の和をフロートラフィック量と称する。 As shown in the lower right in the figure, each virtual wireless access point VAP is connected to a plurality of wireless LAN access points AP in a daisy chain so as to be able to transmit and receive each other by wire. It is configured as an access point that can use the same number of channels simultaneously, and implements the OpenFlow switch (OpenFlow switch) function in OpenFlow. Each wireless LAN access point AP is configured as a known wireless device capable of wireless transmission / reception in a predetermined frequency band. In addition, each virtual wireless access point VAP stores the number of transmission packets and the number of bytes of transmission packets in each channel for a predetermined time, and based on this, the amount of transmission traffic and reception of data transmitted and received in each channel within a predetermined time The traffic volume, the transmission traffic volume (transmission flow traffic volume) and the reception traffic volume (reception flow traffic volume) for each flow in which data is transmitted and received within a predetermined time in each channel are aggregated and held. In the following description, the sum of the transmission traffic amount and the reception traffic amount is referred to as a predetermined time traffic amount, and the sum of the transmission flow traffic amount and the reception flow traffic amount is referred to as a flow traffic amount.
オープンフローコントローラOFCは、汎用のコンピュータにオープンフロー(OpenFlow)におけるオープンフローコントローラ(OpenFlowコントローラ)機能を有するソフトウエアを実行することにより構成されており、各仮想無線アクセスポイントからフローが未定義のパケットを受信したときに、無線メッシュネットワーク22におけるデータ転送経路とこのデータ転送経路における利用チャネルをフローテーブルに書き込むことによりフローを定義する。フローは、レイヤ1〜4の識別情報(OpenFlow 1.0では12種類、OpenFlow 1.1では15種類)の組み合わせにより定義することができ、第1実施例では、マッチングルールとして送信元のIPアドレス,宛先のIPアドレス,送信ポート番号,受信ポート番号を主に用い、アクションとしてMAC/IPアドレスの書き換えや出力ポート指定などを用いた。なお、本発明はデータ転送経路における複数チャネルの利用が本質であるため、データ転送経路については、周知の手法あるいは今後開発されるであろう未知の手法によって設定されるものとし、データ転送経路の設定についての詳細な説明は行なわない。
The OpenFlow controller OFC is configured by executing software having an OpenFlow controller (OpenFlow controller) function in OpenFlow (OpenFlow) on a general-purpose computer, and packets with undefined flows from each virtual wireless access point Is received, the flow is defined by writing the data transfer path in the
図1では、オープンフローコントローラOFCによって周知の手法により設定されたモバイル端末12からインターネット10までのデータ転送経路を仮想無線アクセスポイントVAPの右下の番号として示した。図2は、図1におけるモバイル端末12からインターネット10へのデータ転送経路における構成の概略を示す構成図であり、図3は、図2における仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP4の各々が2つの無線LANアクセスポイントAPにより構成されている場合の構成の概略を示す構成図である。図1に示すように、モバイル端末12からインターネット10までのデータ転送経路は、下段中央の仮想無線アクセスポイントVAP1、中段中央の仮想無線アクセスポイントVAP2、中段左の仮想無線アクセスポイントVAP3、上段左の仮想無線アクセスポイントVAP4、左のインターネットゲートウェイIGWとなっている。このデータ転送経路では、図2では各仮想無線アクセスポイントVAP間でチャネルA,チャネルB,チャネルC,・・・の無線LANアクセスポイントAPの数と同数のチャネルを同時利用することができ、図3では各仮想無線アクセスポイントVAP間でチャネルA,チャネルBの2つのチャネルを同時利用することができる。なお、各仮想無線アクセスポイントVAPにおける無線LANアクセスポイントAPの数は如何なる数であっても構わない。また、各仮想無線アクセスポイントVAPにおける無線LANアクセスポイントAPの数は同一である必要もない。例えば、図3において、仮想無線アクセスポイントVAP3が2つの無線LANアクセスポイントAPにより構成されている場合、仮想無線アクセスポイントVAP3と送受信する仮想無線アクセスポイントVAP2,VAP4との間ではチャネルAとチャネルBの2つのチャネルだけが同時利用でき、仮想無線アクセスポイントVAP1,VAP2間ではチャネルA,チャネルB,チャネルC,・・・が同時利用できるものとなる。
In FIG. 1, the data transfer path from the
次に、こうして構成された第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20において、モバイル端末12からインターネット10までのデータ転送経路が設定された場合における各仮想無線アクセスポイントVAPにおける利用チャネルについて説明する。利用チャネルの設定は、オープンフローコントローラOFCによりフローが未定義のパケットに対してフローを定義する際にデータ転送経路を設定した後にデータ転送経路の仮想無線アクセスポイントVAPに対して行なわれる。図4は、定義方式1の利用チャネル定義手法を示すフローチャートである。定義方式1の利用チャネル定義手法では、設定されたデータ転送経路の全ての仮想無線アクセスポイントVAPに対してカウンタCに対応するチャネルを利用チャネルとして設定し(ステップS100)、カウンタCを値1だけインクリメントし(ステップS110)、カウンタCがチャネル数に至ったときには(ステップS120)、カウンタCを値1に初期化して(ステップS130)、処理を終了する。カウンタCに対応するチャネルとしては、例えば、カウンタC=1のときにはチャネルA,カウンタC=2のときにはチャネルB,カウンタC=3のときにはチャネルC,・・・のように定めることができる。このように、フローの定義が行なわれる毎にチャネルA,チャネルB,チャネルC,・・・と異なるチャネルが利用チャネルに設定される。なお、カウンタCとチャネルとの関係は以下の説明でも同様である。
Next, in the wireless
図5は、図3の構成においてモバイル端末12から3本のデータ送信が行なわれたときの定義方式1の利用チャネル定義手法によりチャネルが割り当てられる様子を示す説明図である。図中、白矢印、斜め線ハッチング矢印、黒矢印は、モバイル端末12からの3本のデータ送信を示す。この例では、白矢印、斜め線ハッチング矢印、黒矢印の順にモバイル端末12からデータ送信操作が行なわれている。白矢印のデータ送信では、カウンタCは初期値の値1であるから、全ての仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP4でカウンタC=1に対応するチャネルAが利用チャネルとして設定される。次の斜め線ハッチング矢印のデータ送信では、カウンタCが値1だけインクリメントされて値2となっているから、全ての仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP4でカウンタC=2に対応するチャネルBが利用チャネルとして設定される。このとき、カウンタCは、チャネル数(値2)に到達するため値1に初期化される。黒矢印のデータ送信では、カウンタCが初期値の値1となっているから、全ての仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP4でカウンタC=1に対応するチャネルAが利用チャネルとして設定される。このように、各チャネルのより均等な利用が図られている。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which channels are allocated by the utilization channel definition method of the
図6は、定義方式2の利用チャネル定義手法を示すフローチャートである。定義方式2の利用チャネル定義手法では、データ転送経路における1番目の仮想無線アクセスポイントVAPに対してカウンタCに対応するチャネルを利用チャネルとして設定し(ステップS200)、2番目以降の仮想無線アクセスポイントVAPに対して受信チャネルの次のチャネルを利用チャネルとして設定する(ステップS210)。即ち、仮想無線アクセスポイントVAPで中継する毎に(ホップ毎に)チャネルを順次切り替えるものとなる。そして、カウンタCを値1だけインクリメントし(ステップS220)、カウンタCがチャネル数に至ったときには(ステップS230)、カウンタCを値1に初期化して(ステップS240)、処理を終了する。ここで、受信チャネルの次のチャネルは、チャネルA,チャネルB,チャネルC,・・・の順で次のチャネルの意である。なお、例えば、図3に示すように、仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP4の各々が2つの無線LANアクセスポイントAPにより構成されている場合には、チャネルA,チャネルBの2つなので、受信チャネルがチャネルAのときには次のチャネルはチャネルBとなり、受信チャネルがチャネルBのときには次のチャネルはチャネルAとなる。 FIG. 6 is a flowchart showing a utilization channel definition method of the definition method 2. In the usage channel definition method of the definition method 2, the channel corresponding to the counter C is set as the usage channel for the first virtual wireless access point VAP in the data transfer path (step S200), and the second and subsequent virtual wireless access points A channel next to the reception channel is set as a usage channel for the VAP (step S210). That is, the channel is sequentially switched every time the virtual wireless access point VAP relays (for each hop). Then, the counter C is incremented by 1 (step S220). When the counter C reaches the number of channels (step S230), the counter C is initialized to 1 (step S240), and the process is terminated. Here, the next channel after the reception channel means the next channel in the order of channel A, channel B, channel C,. For example, as shown in FIG. 3, when each of the virtual wireless access points VAP1 to VAP4 is composed of two wireless LAN access points AP, since there are two channels A and B, the receiving channel is When the channel is A, the next channel is channel B, and when the reception channel is channel B, the next channel is channel A.
図7は、図3の構成においてモバイル端末12から3本のデータ送信が行なわれたときの定義方式2の利用チャネル定義手法によりチャネルが割り当てられる様子を示す説明図である。図中、白矢印、斜め線ハッチング矢印、黒矢印は、モバイル端末12からの3本のデータ送信を示す。この例では、白矢印、斜め線ハッチング矢印、黒矢印の順にモバイル端末12からデータ送信操作が行なわれている。白矢印のデータ送信では、カウンタCは初期値の値1であるから、1番目の仮想無線アクセスポイントVAP1でカウンタC=1に対応するチャネルAが利用チャネルとして設定される。2番目の仮想無線アクセスポイントVAP2では、受信チャネルがチャネルAであるから、次のチャネルのチャネルBが利用チャネルとして設定され、3番目の仮想無線アクセスポイントVAP3では、受信チャネルがチャネルBであるから、次のチャネルのチャネルAが利用チャネルとして設定され、4番目の仮想無線アクセスポイントVAP3では、受信チャネルがチャネルAであるから、次のチャネルのチャネルBが利用チャネルとして設定される。即ち、ホップ毎にチャネルA,チャネルBが切り替えられる。次の斜め線ハッチング矢印のデータ送信では、カウンタCが値1だけインクリメントされて値2となっているから、1番目の仮想無線アクセスポイントVAP1でカウンタC=2に対応するチャネルBが利用チャネルとして設定され、2番目以降の仮想無線アクセスポイントVAP2〜VAP4では、チャネルA,チャネルB,チャネルAが利用チャネルに設定される。黒矢印のデータ送信では、カウンタC1が初期値の値1となっているから、白矢印と同様に、1番目の仮想無線アクセスポイントVAP1でカウンタC=1に対応するチャネルAが利用チャネルとして設定され、2番目以降の仮想無線アクセスポイントVAP2〜VAP4では、チャネルB,チャネルA,チャネルBが利用チャネルに設定される。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state in which channels are allocated by the utilization channel definition method of the definition method 2 when three data transmissions are performed from the
図8は、定義方式3の利用チャネル定義手法を示すフローチャートである。定義方式3の利用チャネル定義手法では、各仮想無線アクセスポイントVAPから各チャネルの所定時間内トラフィック量を取得し(ステップS300)、各仮想無線アクセスポイントVAPにおいて所定時間内トラフィック量が最小となるチャネルを利用チャネルとして設定する(ステップS310)。 FIG. 8 is a flowchart showing a utilization channel definition method of the definition method 3. In the utilization channel definition method of the definition method 3, the traffic amount within a predetermined time of each channel is acquired from each virtual wireless access point VAP (step S300), and the channel with the smallest amount of traffic within the predetermined time at each virtual wireless access point VAP is obtained. Is set as a use channel (step S310).
図9は、図3の構成においてモバイル端末12から1本のデータ送信が行なわれているときにモバイル端末13から仮想無線アクセスポイントVAP3,VAP4、インターネットゲートウェイIGWにトラフィック量が非常に大きい1本のデータ送信が行なわれるときに定義方式3の利用チャネル定義手法によりモバイル端末13からのデータ送信に対してチャネルが割り当てられる様子を示す説明図である。図10は、図9の状態からモバイル端末12から更に1本のデータ送信が行なわれるときに定義方式3の利用チャネル定義手法によりチャネルが割り当てられる様子を示す説明図である。図9において、モバイル端末12からの白矢印のデータ送信では、利用チャネルは、仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP4に対して全てチャネルAが設定されている。このとき、モバイル端末13から仮想無線アクセスポイントVAP3,VAP4、インターネットゲートウェイIGWのデータ転送経路で黒矢印のデータ送信が行なわれると、黒矢印のデータ送信では、利用チャネルは、仮想無線アクセスポイントVAP3,VAP4に対して所定時間内トラフィック量が小さいチャネルBが設定される。この状態から、モバイル端末12から斜め線ハッチング矢印のデータ送信が行なわれると、利用チャネルは、仮想無線アクセスポイントVAP1、VAP2に対しては未使用のチャネルBが設定され、仮想無線アクセスポイントVAP3,VAP4に対しては、フロートラフィック量が黒矢印のデータ送信の方が白矢印のデータ送信より大きいために白矢印のデータ送信が行なわれているチャネルAの方がチャネルBに比して所定時間内トラフィック量が小さくなるから、チャネルAが設定される。このように、各チャネルのより均等な利用が図られている。
FIG. 9 shows a case in which one data transmission is very large from the
図11は、定義方式4の利用チャネル定義手法を示すフローチャートである。定義方式4の利用チャネル定義手法では、各仮想無線アクセスポイントVAPから各チャネルの送信トラフィック量を取得し(ステップS400)、データ転送経路の順に順次対象となる仮想無線アクセスポイントVAPから所定範囲内の各仮想無線アクセスポイントVAPの各チャネルの送信トラフィック量を合計してチャネル毎の所定範囲内トラフィック量を計算し(ステップS410)、所定範囲内トラフィック量が最小となるチャネルを利用チャネルに設定する(ステップS420)。ここで、「所定範囲」としては、例えば、対象の仮想無線アクセスポイントVAPの無線が到達する範囲(干渉範囲)や隣接する仮想無線アクセスポイントVAPの範囲などを用いることができる。特に干渉範囲とすることが望ましい。そして、データ転送経路の順に対象の仮想無線アクセスポイントVAPの次の仮想無線アクセスポイントVAPが存在するか否かを判定し(ステップS430)、次の仮想無線アクセスポイントVAPが存在するときにはステップS410に戻り、次の仮想無線アクセスポイントVAPが存在しないときには処理を終了する。即ち、このステップS410,S420の処理をデータ転送経路の順に順次対象となる仮想無線アクセスポイントVAPを変更して行なうのである。データ転送経路における全ての仮想無線アクセスポイントVAPが所定範囲(干渉範囲)になる場合の定義方式4の利用チャネル定義手法を示すフローチャートを図12に示す。この場合、全ての仮想無線アクセスポイントVAPが所定範囲内となるため、ステップS410は、各仮想無線アクセスポイントVAPの各チャネルの所定時間内トラフィック量を合計してチャネル毎の所定範囲内トラフィック量を計算する処理(ステップS410B)となり、ステップS430の判定処理は不要となる。 FIG. 11 is a flowchart showing a utilization channel definition method of the definition method 4. In the utilization channel definition method of the definition method 4, the transmission traffic amount of each channel is acquired from each virtual wireless access point VAP (step S400), and sequentially within the predetermined range from the target virtual wireless access point VAP in the order of the data transfer path. The transmission traffic volume of each channel of each virtual wireless access point VAP is summed to calculate the traffic volume within the predetermined range for each channel (step S410), and the channel with the minimum traffic volume within the predetermined range is set as the use channel ( Step S420). Here, as the “predetermined range”, for example, a range (interference range) where the radio of the target virtual radio access point VAP reaches, a range of the adjacent virtual radio access point VAP, or the like can be used. In particular, the interference range is desirable. Then, it is determined whether or not there is a virtual wireless access point VAP next to the target virtual wireless access point VAP in the order of the data transfer path (step S430). When the next virtual wireless access point VAP exists, the process proceeds to step S410. Returning, when the next virtual wireless access point VAP does not exist, the process ends. That is, the processes in steps S410 and S420 are performed by sequentially changing the target virtual wireless access point VAP in the order of the data transfer path. FIG. 12 is a flowchart showing a utilization channel definition method of the definition method 4 in a case where all virtual wireless access points VAP in the data transfer path fall within a predetermined range (interference range). In this case, since all the virtual wireless access points VAP are within the predetermined range, step S410 adds the traffic amount within a predetermined time for each channel of each virtual wireless access point VAP to obtain the traffic amount within the predetermined range for each channel. The calculation process (step S410B) is performed, and the determination process in step S430 is not necessary.
図13は、図9の状態からモバイル端末12から更に1本のデータ送信が行なわれるときに定義方式4の利用チャネル定義手法によりチャネルが割り当てられる様子を示す説明図である。なお、説明の容易のため、データ転送経路における全ての仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP4が所定範囲(干渉範囲)になる場合について考える。図9の状態では、所定範囲内トラフィック量は、チャネルAでは各仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP4における送信トラフィック量(白矢印のデータ送信の送信フロートラフィック量)の和として計算され、チャネルBでは仮想無線アクセスポイントVAP3,VAP4の送信トラフィック量(黒矢印のデータ送信の送信フロートラフィック量)の和として計算される。黒矢印のデータ送信における送信フロートラフィック量は白矢印のデータ送信における送信フロートラフィック量に比して非常に大きいときには、チャネルBの所定範囲内トラフィック量がチャネルAのものより大きくなるから、新たなモバイル端末12からの1本のデータ送信(斜め線ハッチング矢印のデータ送信)に対しては、図13に示すように、チャネルAが利用チャネルとして設定される。このように、所定範囲(干渉範囲)を考慮して利用チャネルを設定することにより、各チャネルのより均等な利用を図ることができる。 FIG. 13 is an explanatory diagram showing a state in which channels are allocated by the utilization channel definition method of the definition method 4 when another data transmission is performed from the mobile terminal 12 from the state of FIG. For ease of explanation, consider a case where all the virtual wireless access points VAP1 to VAP4 in the data transfer path fall within a predetermined range (interference range). In the state of FIG. 9, the traffic amount within the predetermined range is calculated as the sum of the transmission traffic amount (transmission flow traffic amount of data transmission indicated by white arrows) at each virtual wireless access point VAP1 to VAP4 in channel A, It is calculated as the sum of the transmission traffic volume of the wireless access points VAP3 and VAP4 (transmission flow traffic volume of data transmission indicated by black arrows). When the amount of transmission flow traffic in the black arrow data transmission is very large compared to the amount of transmission flow traffic in the white arrow data transmission, the traffic amount within the predetermined range of channel B becomes larger than that of channel A. For one data transmission from the mobile terminal 12 (data transmission with hatched hatching arrows), channel A is set as a usage channel as shown in FIG. In this way, by setting a use channel in consideration of a predetermined range (interference range), more even use of each channel can be achieved.
次に、定義済みのフローにより複数のデータ送信が行なわれている最中にフローの利用チャネルを変更する際の手法について説明する。図14は、変更方式1の利用チャネル変更手法の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは各仮想無線アクセスポイントVAPに対して、同時並行して一定の頻度で繰り返し実行される。変更方式1の利用チャネル変更手法では、まず、仮想無線アクセスポイントVAPから各チャネルの所定時間内トラフィック量とフロートラフィック量とを取得すると共に(ステップS500)、所定時間内トラフィック量のチャネル間差分を計算し(ステップS510)、計算したチャネル間差分のうち最大となるチャネル間差分が所定値以上であるか否かを判定する(ステップS520)。ここで、「所定値」は、チャネル間差分が大きくてフローの利用チャネルの変更が必要か否かを判定するものであり、無線通信容量や所定時間などにより適宜定められるものである。最大となるチャネル間差分が所定値以上であると判定されたときには、利用チャネルの変更が必要と判断し、所定時間内トラフィック量が最大のチャネルで送信されているフロー群のうち、最大となるチャネル間差分に所定係数k1を乗じた値にフロートラフィック量が最も近いフローを選択し(ステップS530)、選択したフローの利用チャネルを所定時間内トラフィック量が最小となるチャネルに変更する(ステップS540)。ここで所定係数k1は、値0より大きく値1より小さい値であり0.5近傍が好ましい。所定係数k1が0.5近傍が好ましいのは、最大のチャネル間差分の1/2のフロートラフィック量となるフローの利用チャネルを変更することによりそのチャネル間差分を打ち消すことができることに基づく。一方、ステップS520で最大となるチャネル間差分が所定値未満であると判定された仮想無線アクセスポイントVAPでは利用チャネルの変更は不要と判断して、利用チャネルの変更は行なわずに処理を終了する。
Next, a description will be given of a technique for changing a flow usage channel while a plurality of data transmissions are being performed using a predefined flow. FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of the usage channel changing method of the changing
図15は、図3の構成においてモバイル端末12から2本のデータ送信について利用チャネルが割り当てられて送信されている様子を示す説明図である。図16は、図15の状態からモバイル端末13から仮想無線アクセスポイントVAP4を経由してインターネットゲートウェイIGWに向けてデータ送信が行なわれるときに定義方式3の利用チャネル定義手法によりチャネルが割り当てられる様子を示す説明図である。図17は、図16の状態で変更方式1による利用チャネル変更手法が実行されたときの結果を示す説明図である。図15〜図16において、白矢印のデータ送信は斜め線ハッチング矢印のデータ送信よりフロートラフィック量が小さいものとし、黒矢印のデータ送信はフロートラフィック量が白矢印や斜め線ハッチング矢印のデータ送信に比して非常に大きいものとする。図15においては、モバイル端末12からの白矢印のデータ送信では、利用チャネルは仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP4に対してチャネルAが設定されており、斜め線ハッチング矢印のデータ送信では、利用チャネルは仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP4に対してチャネルBが設定されている。この状態からモバイル端末13から黒矢印のデータ送信が行なわれると、黒矢印のデータ送信における利用チャネルは、白矢印のデータ送信の方が斜め線ハッチング矢印のデータ送信よりフロートラフィック量が小さいため、仮想無線アクセスポイントVAP4に対して白矢印のデータ送信のチャネルAと同一のチャネルAが設定される。この図16の状態で変更方式1の利用チャネル変更手法が実行されると、仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP3では、チャネル間差分の最大値が所定値未満となるため、利用チャネルの変更は不要と判断され、仮想無線アクセスポイントVAP4では、黒矢印のデータ送信のフロートラフィック量が非常に大きいことから、所定時間内トラフィック量が最大のチャネルAのフロー(白矢印のデータ送信と黒矢印のデータ送信)のうちチャネルAとチャネルBのチャネル間差分に所定係数k1(0.5程度)を乗じた値((白矢印のデータ送信のフロートラフィック量+黒矢印のデータ送信のフロートラフィック量−斜め線ハッチング矢印のフロートラフィック量)×k2)にフロートラフィック量が最も近いフロー(白矢印のデータ送信)が選択され、このフロー(白矢印のデータ送信)の利用チャネルを所定時間内トラフィック量が最小のチャネルBに変更される。この状態が図17である。図示するように、各チャネルのより均等な利用が図られている。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a state in which a usage channel is allocated and transmitted for two data transmissions from the
図18は、変更方式2の利用チャネル変更手法の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは一定の頻度で繰り返し実行される。変更方式2の利用チャネル変更手法では、各仮想無線アクセスポイントVAPから各チャネルの送信トラフィック量と送信フロートラフィック量とを取得し(ステップS600)、データ転送経路の順に順次対象となる仮想無線アクセスポイントVAPに対して、以下に説明するステップS610〜ステップS680までの処理を実行する。 FIG. 18 is a flowchart illustrating an example of a usage channel change method of the change method 2. This flowchart is repeatedly executed at a constant frequency. In the utilization channel changing method of the change method 2, the transmission traffic volume and the transmission flow traffic volume of each channel are acquired from each virtual radio access point VAP (step S600), and the target virtual radio access points are sequentially applied in the order of the data transfer path. The processing from step S610 to step S680 described below is executed for the VAP.
各仮想無線アクセスポイントVAPに対する処理では、まず、対象の仮想無線アクセスポイントVAPから所定範囲内の各仮想無線アクセスポイントVAPの各チャネルにおける送信トラフィック量を合計してチャネル毎の所定範囲内トラフィック量として計算し(ステップS610)、所定範囲内トラフィック量のチャネル間の差分としてチャネル間差分を計算する(ステップS620)。そして、チャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントVAPで、所定範囲内トラフィック量が最大となるチャネルで送信されているフロー群のうち、最大のチャネル間差分に所定係数k2を乗じて得られる所定係数範囲内でその上限値に最も近い送信フロートラフィック量のフローの選択が可能かどうかを確かめる(ステップS630,S640)。ここで、チャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントVAPが複数存在する場合も生じるが、その場合、第1実施例では、データ転送経路の順に選択するものとした。また、所定係数k2は、値0より大きく値1より小さい値であり0.5近傍で0.5以下が好ましい。所定係数k2が0.5近傍が好ましいのは、最大のチャネル間差分の1/2のフロートラフィック量となるフローの利用チャネルを変更することによりそのチャネル間差分を打ち消すことができることに基づく。そして、フローの選択が可能な場合には、選択したフローの利用チャネルをその仮想無線アクセスポイントVAPで所定範囲内トラフィック量が最小となるチャネルに変更し(ステップS650)、利用チャネルを変更したフローの送信フロートラフィック量を変更の前後のチャネルの送信トラフィック量から減算・加算して新たな送信トラフィック量として計算し(ステップS660)、チャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントVAPを次回ステップS630でチャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントVAPとして選択可能な対象から削除し(ステップS670)、所定範囲内にまだ時間チャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントVAPとして選択されていない仮想無線アクセスポイントVAPが存在するか否かを判定し(ステップS680)、選択されていない仮想無線アクセスポイントVAPが存在する場合には、ステップS610に戻る。このステップS610〜S680までの処理を繰り返すことにより、所定範囲内の全ての仮想無線アクセスポイントVAPがステップS630でチャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントVAPとして順次選択され、フローの利用チャネルの変更が可能なときにはその変更が行なわれる。
In the processing for each virtual wireless access point VAP, first, the transmission traffic amount in each channel of each virtual wireless access point VAP within a predetermined range from the target virtual wireless access point VAP is totaled to obtain the traffic amount within the predetermined range for each channel. The difference between the channels is calculated as a difference between the channels of the traffic amount within the predetermined range (step S610) (step S620). In the virtual wireless access point VAP with the maximum inter-channel difference, the maximum inter-channel difference is multiplied by the predetermined coefficient k2 in the flow group transmitted on the channel with the maximum amount of traffic within the predetermined range. It is confirmed whether or not it is possible to select a flow having a transmission flow traffic amount closest to the upper limit value within a predetermined coefficient range (steps S630 and S640). Here, there may be a case where there are a plurality of virtual wireless access points VAP having the maximum inter-channel difference. In this case, in the first embodiment, the data transfer paths are selected in the order. The predetermined coefficient k2 is a value larger than the value 0 and smaller than the
ステップS610〜S680の処理を所定範囲内の仮想無線アクセスポイントVAPの数だけ繰り返し実行すると、ステップS680で所定範囲内で選択されていない仮想無線アクセスポイントVAPは存在しないと判定されるから、データ転送経路の順において対象の仮想無線アクセスポイントVAPの次の仮想無線アクセスポイントVAPが存在するか否かを判定し(ステップS690)、次の仮想無線アクセスポイントVAPが存在するときには、ステップS610に戻り、その仮想無線アクセスポイントVAPを対象の仮想無線アクセスポイントVAPとしてステップS610〜S680の処理を所定範囲内の仮想無線アクセスポイントVAPの数だけ繰り返し実行する。 If the processes in steps S610 to S680 are repeatedly executed for the number of virtual wireless access points VAP within the predetermined range, it is determined in step S680 that there are no virtual wireless access points VAP that are not selected within the predetermined range. It is determined whether or not there is a virtual wireless access point VAP next to the target virtual wireless access point VAP in the order of the path (step S690). When the next virtual wireless access point VAP exists, the process returns to step S610, The virtual wireless access point VAP is set as the target virtual wireless access point VAP, and the processes of steps S610 to S680 are repeatedly executed for the number of virtual wireless access points VAP within a predetermined range.
データ転送経路の順に全ての仮想無線アクセスポイントVAPに対してステップS610〜S680の処理を実行すると、全てのチャネル間差分が所定値以下になっているか否かを判定すると共に(ステップS700)、データ転送経路の順に全ての仮想無線アクセスポイントVAPに対するステップS610〜S680の処理を所定回数実行されたか否かを判定し(ステップS710)、全てのチャネル間差分が所定値以下になっておらず、所定回数実行していないときには、ステップS610に戻って、データ転送経路の順の全ての仮想無線アクセスポイントVAPに対するステップS610〜S680の処理を再度実行する。一方、全てのチャネル間差分が所定値以下になっているときや、全てのチャネル間差分が所定値以下になっていなくても所定回数実行しているときには、本ルーチンを終了する。ここで、所定回数は、例えば5回や10回、20回などを用いることができる。このように、仮想無線アクセスポイントVAPから所定範囲内の各仮想無線アクセスポイントVAPの各チャネルの送信トラフィック量を考慮することにより、データ転送経路全体としての各チャネルのより均等な利用を図ることができる。 When the processes of steps S610 to S680 are executed for all virtual wireless access points VAP in the order of the data transfer path, it is determined whether or not all the inter-channel differences are equal to or smaller than a predetermined value (step S700). It is determined whether or not the processes in steps S610 to S680 have been executed a predetermined number of times for all virtual wireless access points VAP in the order of the transfer path (step S710). When the number of times is not executed, the process returns to step S610, and the processes of steps S610 to S680 are executed again for all virtual wireless access points VAP in the order of the data transfer path. On the other hand, when all the inter-channel differences are less than or equal to a predetermined value, or when all the inter-channel differences are not less than or equal to the predetermined value, the routine is terminated. Here, for example, 5 times, 10 times, 20 times, or the like can be used as the predetermined number of times. As described above, by considering the transmission traffic amount of each channel of each virtual wireless access point VAP within a predetermined range from the virtual wireless access point VAP, it is possible to more evenly use each channel as the entire data transfer path. it can.
データ転送経路における全ての仮想無線アクセスポイントVAPが所定範囲(干渉範囲)になる場合の変更方式2の利用チャネル定義手法を示すフローチャートを図19に示す。この場合、全ての仮想無線アクセスポイントVAPが所定範囲内となるため、ステップS610は、各仮想無線アクセスポイントVAPの各チャネルの送信トラフィック量を合計してチャネル毎の所定範囲内トラフィック量を計算する処理(ステップS610B)となり、ステップS690の判定処理は不要となる。 FIG. 19 is a flowchart showing a utilization channel definition method of the change method 2 when all virtual wireless access points VAP in the data transfer path fall within a predetermined range (interference range). In this case, since all the virtual wireless access points VAP are within the predetermined range, step S610 calculates the amount of traffic within the predetermined range for each channel by summing the transmission traffic amount of each channel of each virtual wireless access point VAP. This is a process (step S610B), and the determination process in step S690 is not necessary.
図20は、図17の状態で変更方式2の利用チャネル変更手法により利用チャネルが変更されたときの結果を示す説明図である。なお、説明の容易のため、データ転送経路における全ての仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP4が所定範囲(干渉範囲)になる場合について考える。図17の状態では、所定範囲内トラフィック量は、チャネルAでは仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP3の送信トラフィック量の和(白矢印のデータ送信の送信フロートラフィック量の和)と仮想無線アクセスポイントVAP4の送信トラフィック量(黒矢印のデータ送信の送信フロートラフィック量)との総和として計算され、チャネルBでは仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP3の送信トラフィック量の和(斜め線ハッチング矢印のデータ送信の送信フロートラフィック量の和)と仮想無線アクセスポイントVAP4の送信トラフィック量(斜め線ハッチング矢印のデータ送信の送信フロートラフィック量と白矢印のデータ送信の送信フロートラフィック量との和)との総和として計算される。上述したように、黒矢印のデータ送信の送信フロートラフィック量は白矢印や斜め線ハッチング矢印のデータ送信の送信フロートラフィック量に比して非常に大きいため、所定範囲内トラフィック量が最大となるチャネルはチャネルAとなる。各仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP4におけるチャネル間差分は同一であるから、チャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントVAPは仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP4となる。第1実施例では、チャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントVAPが複数存在する場合には、データ転送経路の順に選択されるから、仮想無線アクセスポイントVAP1が選択されることになる。仮想無線アクセスポイントVAP1のチャネルAのフロー群のうち、最大のチャネル間差分に所定係数k2(k2は0.5近傍が好適)を乗じた所定係数範囲内でその上限値に最も近い送信フロートラフィック量のフローは、黒矢印のデータ送信の送信フロートラフィック量が非常に大きいことから、白矢印のデータ送信が所定係数範囲内でその上限値に最も近い送信フロートラフィック量のフローとして選択され、このフロー(白矢印のデータ送信)の利用チャネルが所定範囲内トラフィック量が小さいチャネルBに変更される。仮想無線アクセスポイントVAP1の白矢印のデータ送信の利用チャネルがチャネルBに変更されると、所定範囲内トラフィック量は、チャネルAでは白矢印のデータ送信の送信フロートラフィック量だけ減少し、チャネルBではその分だけ増加することになるが、黒矢印のデータ送信の送信フロートラフィック量が支配的であるため、所定範囲内トラフィック量が最大となるチャネルはチャネルAで継続される。そして、仮想無線アクセスポイントVAP1が対象から除外されるため、チャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントVAPとして仮想無線アクセスポイントVAP2が選択され、仮想無線アクセスポイントVAP1のときと同様に、白矢印のデータ送信のフローが選択されて利用チャネルが所定範囲内トラフィック量が小さいチャネルBに変更される。仮想無線アクセスポイントVAP3についても同様である。最後に仮想無線アクセスポイントVAP4がチャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントVAPとなるが、黒矢印のデータ送信の送信フロートラフィック量が非常に大きいことからフロー(黒矢印のデータ送信)を選択することができず、利用チャネルの変更は行なわれない。この状態が図20である。 FIG. 20 is an explanatory diagram showing a result when the use channel is changed by the use channel change method of the change method 2 in the state of FIG. For ease of explanation, consider a case where all the virtual wireless access points VAP1 to VAP4 in the data transfer path fall within a predetermined range (interference range). In the state of FIG. 17, the traffic amount within the predetermined range is the sum of the transmission traffic amounts of the virtual wireless access points VAP1 to VAP3 (sum of the transmission flow traffic amount of data transmission indicated by white arrows) and the virtual wireless access point VAP4 in the channel A. It is calculated as the sum of the transmission traffic volume (transmission flow traffic volume for black arrow data transmission), and for channel B, the sum of the transmission traffic volume of virtual wireless access points VAP1 to VAP3 (transmission flow traffic for data transmission indicated by hatched arrows) The sum of the transmission traffic volume of the virtual wireless access point VAP4 (the sum of the transmission flow traffic volume of the data transmission indicated by the diagonally hatched arrow and the transmission flow traffic volume of the data transmission indicated by the white arrow). As described above, the transmission flow traffic volume for data transmission indicated by the black arrow is very large compared to the transmission flow traffic volume for data transmission indicated by the white arrow or the hatched hatched arrow. Becomes channel A. Since the inter-channel differences at the virtual wireless access points VAP1 to VAP4 are the same, the virtual wireless access points VAP with the maximum inter-channel difference are virtual wireless access points VAP1 to VAP4. In the first embodiment, when there are a plurality of virtual wireless access points VAP having the maximum inter-channel difference, the virtual wireless access point VAP1 is selected because it is selected in the order of the data transfer path. Transmission flow traffic closest to the upper limit within a predetermined coefficient range obtained by multiplying the maximum inter-channel difference by a predetermined coefficient k2 (k2 is preferably close to 0.5) in the channel A flow group of the virtual wireless access point VAP1. Since the amount of transmission flow traffic for the data transmission indicated by the black arrow is very large, the data transmission indicated by the white arrow is selected as the flow with the transmission flow traffic amount closest to the upper limit within the predetermined coefficient range. The channel used for the flow (data transmission with white arrows) is changed to channel B with a small amount of traffic within a predetermined range. When the channel used for data transmission indicated by the white arrow of the virtual wireless access point VAP1 is changed to channel B, the traffic amount within the predetermined range decreases by the amount of transmission flow traffic of data transmission indicated by the white arrow in channel A, and in channel B Although the amount increases accordingly, the transmission flow traffic amount of the data transmission indicated by the black arrow is dominant, and therefore the channel with the maximum traffic amount within the predetermined range is continued in channel A. Since the virtual wireless access point VAP1 is excluded from the target, the virtual wireless access point VAP2 is selected as the virtual wireless access point VAP that maximizes the inter-channel difference, and as with the virtual wireless access point VAP1, the white arrow The data transmission flow is selected and the channel used is changed to channel B with a small amount of traffic within a predetermined range. The same applies to the virtual wireless access point VAP3. Finally, the virtual wireless access point VAP4 becomes the virtual wireless access point VAP with the maximum inter-channel difference, but the flow (black arrow data transmission) is selected because the amount of transmission flow traffic of the black arrow data transmission is very large. Cannot be used, and the use channel is not changed. This state is shown in FIG.
次に、第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20によりネットワーク容量がどの程度増加しているかについての実験を行なったので、その結果について説明する。実験における基本構成としては、図21や図23に示すように、データ転送経路を、クライアントコンピュータPC1、仮想無線アクセスポイントVAP1,仮想無線アクセスポイントVAP2,仮想無線アクセスポイントVAP3,仮想無線アクセスポイントVAP4,クライアントコンピュータPC2とし、IEEE802.11a(100ch/112ch)を用い、オープンフローコントローラOFCについては各仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP4と有線により接続した。
Next, an experiment on how much the network capacity has been increased by the wireless
実験1では、比較例と定義方式1の利用チャネル定義手法とによりクライアントコンピュータPC1から送信レート7Mの2本のデータ送信を行ない、データ送信中の利用チャネルの変更は行なわないものとした。図21は実験1の手法を模式的に示す説明図であり、図22は実験1の結果を示す説明図である。比較例としては、単一のチャネルしか用いることができない4つの無線LANアクセスポイントを4つの仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP4の代わりに用いるものとした。図22に示すように、比較例では、1チャネルに2フロー分のトラフィックが流れるためにスループットが8.25〜8.44と小さいのに対し、定義方式1の利用チャネル定義手法では、2フローが2チャネルに分散してトラフィックが流れるため、スループットが14.08〜14.10と大きくなっている。
In
実験2では、定義方式1の利用チャネル定義手法により利用チャネルを設定し、データ送信中に利用チャネルの変更を行なわない場合(以下、単に「定義方式1」という。)、定義方式2の利用チャネル定義手法で利用チャネルを設定し、データ送信中に利用チャネルの変更を行なわない場合(以下、単に「定義方式2」という。)、定義方式3の利用チャネル定義手法により利用チャネルを設定し、その後、変更方式1の利用チャネル変更手法によりデータ送信中に利用チャネルの変更を行なう場合(以下、単に「変更方式1」という。)、定義方式4の利用チャネル定義手法により利用チャネルを設定し、その後、変更方式2の利用チャネル変更手法によりデータ送信中に利用チャネルの変更を行なう場合(以下、単に「変更方式2」という。)の4つ場合に対して、送信レート1M、送信レート0.1Mのデータ送信を交互に各12本送信した後に送信レート0.1Mのデータ送信を12本送信した。図23は、実験2の手法を模式的に示す説明図であり、図24は実験2の結果を示す説明図である。図24に示すように、定義方式1では、チャネル利用に偏りが生じるため、スループットは9.31〜10.64と小さい。定義方式2では、定義方式1に比してチャネル利用の均等化が図られるため、スループットは12.87〜14.26と大きくなる。変更方式1では、動的なチャネル割当によりトラフィックを各チャネルで平滑化しているため、スループットは14.25〜14.27と大きい。変更方式2でも、動的なチャネル割当によりトラフィックを各チャネルで平滑化しているため、スループットは14.25〜14.26と大きい。なお、実験2では、変更方式1と変更方式2の間に優位な差を認めることはできなかった。
In Experiment 2, when the usage channel is set by the usage channel definition method of the
実験3では、変更方式1および変更方式2に対して、クライアントコンピュータPC1から仮想無線アクセスポイントVAP1,VAP2,VAP3,VAP4を経由してクライアントコンピュータPC2に送信レート3.5Mのデータ送信を2本送信し、その後クライアントコンピュータPC3から仮想無線アクセスポイントVAP3,VAP4を経由してクライアントコンピュータPC3に送信レート28.5Mのデータ送信を行なった。図25は、実験3の手法を模式的に示す説明図であり、図26は実験3の結果を示す説明図である。図26に示すように、変更方式1では、各仮想無線アクセスポイントVAPの個別制御により仮想無線アクセスポイントVAP1,VAP2の送信トラフィックが仮想無線アクセスポイントVAP3の大きな送信トラフィックの影響を受けているため、スループットは26.30〜28.03とあまり大きくならない。変更方式2では、広域的な制御により仮想無線アクセスポイントVAP1,VAP2の送信トラフィックも利用チャネルの変更が行なわれるため、スループットは33.26〜35.46と大きなものとなる。
In Experiment 3, two data transmissions with a transmission rate of 3.5 M are transmitted from the client computer PC1 to the client computer PC2 via the virtual wireless access points VAP1, VAP2, VAP3, and VAP4 for the
以上説明した第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20によれば、複数の無線LANアクセスポイントAPを有線により相互に送受信可能に数珠繋ぎに接続してなる複数の仮想無線アクセスポイントVAPをアクセスポイントとして無線メッシュネットワーク22を構成することにより、仮想無線アクセスポイントVAPを構成する無線LANアクセスポイントAPの数と同数のチャネルを同時利用することができる。この結果、無線バックボーンネットワークのネットワーク容量を飛躍的に増加させることができる。また、オープンフローを用いるため、データ転送に複数チャネルの同時利用を容易に行なうことができる。
According to the wireless
第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20では、定義方式1の利用チャネル定義手法を用いてフローを定義する毎に異なるチャネルを利用チャネルとして設定することにより、各チャネルのより均等な利用を促進することができる。また、定義方式2の利用チャネル定義手法を用いてデータ転送経路においてホップする毎に異なるチャネルを利用チャネルとして設定することにより、定義方式1の利用チャネル定義手法による場合に比して、各チャネルの更なる均等な利用を促進することができる。
In the wireless
第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20では、定義方式3の利用チャネル定義手法を用いて、各仮想無線アクセスポイントVAPに対し、所定時間内トラフィック量が最小となるチャネルを前記利用チャネルとしてフローを定義することにより、定義方式1の利用チャネル定義手法や定義方式2の利用チャネル定義手法による場合に比して、各チャネルの更なる均等な利用を促進することができる。
In the wireless
第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20では、定義方式4の利用チャネル定義手法を用いて、各仮想無線アクセスポイントVAPに対し、所定範囲に属する仮想無線アクセスポイントの所定時間内トラフィック量をチャネル毎に合計することによりチャネル毎の所定範囲内トラフィック量を計算すると共に、所定範囲内トラフィック量が最小となるチャネルを前記利用チャネルとしてフローに定義することにより、所定範囲内の仮想無線アクセスポイントVAPの送受信状態を加味して各チャネルの更なる均等な利用を促進することができる。
In the wireless
第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20では、変更方式1の利用チャネル変更手法を用いて、各仮想無線アクセスポイントVAPに対し、所定時間内トラフィック量が最大のチャネルで送信されているフロー群から1つのフローを選択すると共に、この選択したフローが所定時間内トラフィック量が最小のチャネルで送信されるよう利用チャネルを変更することにより、時間の経過に伴ってチャネルの所定時間内トラフィック量が変化しても、各チャネルのより均等な利用を促進することができる。この結果、無線バックボーンネットワークのネットワーク容量を更に増加させることができる。しかも、チャネル間の所定時間内トラフィック量の差分としてのチャネル間差分を計算し、この計算したチャネル間差分のうち最大のチャネル間差分に所定係数k1を乗じた値に最も近いフロートラフィック量となるフローを選択するから、所定係数を調整することにより、より効率的に各チャネルの均等な利用を図ることができる。また、チャネル間差分のうち最大のチャネル間差分が所定値未満のときには利用チャネルの変更は行なわないから、不必要な利用チャネルの変更を抑制することができる。
In the wireless
第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20では、変更方式2の利用チャネル変更手法を用いて、各仮想無線アクセスポイントVAPに対して、所定範囲に属する各仮想無線アクセスポイントVAPの各チャネルの送信トラフィック量を合計することによりチャネル毎の所定範囲内トラフィック量を計算すると共に、所定範囲内トラフィック量のチャネル間の差分としてのチャネル間差分を計算し、所定範囲に属する仮想無線アクセスポイントVAPのうちチャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントVAPに対して、所定範囲内トラフィック量が最大のチャネルで送信されているフロー群から1つのフローを選択すると共に、この選択したフローが所定範囲内トラフィック量が最小のチャネルで送信されるよう利用チャネルを変更することにより、時間の経過に伴ってチャネルの所定時間内トラフィック量が変化しても、データ転送経路全体としてデータ転送における各チャネルのより均等な利用を図ることができる。しかも、チャネル間差分のうち最大となるチャネル間差分に所定係数k2を乗じて得られる所定係数範囲内の送信フロートラフィック量のフローが存在するときには送信フロートラフィック量が所定係数範囲の上限値に最も近いフローを選択して利用チャネルの変更を行ない、所定係数範囲内のフロートラフィック量のフローが存在しないときには利用チャネルの変更は行なわないことにより、不必要な利用チャネルの変更を抑制することができる。さらに、チャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントVAPにおいて、利用チャネルを変更したときには変更に係るフローのフロートラフィック量を変更前のチャネルの送信トラフィック量から減算すると共に変更後のチャネルの送信トラフィック量に加算し、チャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントVAPの対象とされた仮想無線アクセスポイントVAPをステップS630のチャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントVAPの対象から削除して、ステップS630の選択の対象としての仮想無線アクセスポイントVAPが存在しなくなるまで、ステップS610〜S680の処理を繰り返すから、所定範囲内のチャネル利用の均等化を高い精度で行なうことができる。加えて、全てのチャネル間差分が所定値以下になっているか、所定値以下になっていなくてもステップS610〜S680の処理が所定回数実行されるまでデータ転送経路の順における最初の仮想無線アクセスポイントVAPを対象の仮想無線アクセスポイントVAPとしてステップS610〜S680の処理を繰り返すから、データ転送経路全体のチャネル利用の均等化を高い精度で行なうことができる。
In the wireless
第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20では、複数のインターネットゲートウェイIGWによりインターネット10に接続されているものとしたが、インターネットに接続さていないものとしても構わない。
In the wireless
第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20では、各仮想無線アクセスポイントVAPは複数の無線LANアクセスポイントAPを有線により相互に送受信可能に数珠繋ぎに接続されているものとしたが、複数の無線LANアクセスポイントAPを無線により相互に送受信可能に数珠繋ぎに接続されているものとしたり、複数の無線LANアクセスポイントAPの一部については有線により残部については無線により相互に送受信可能に数珠繋ぎに接続されているものとしたりしてもよい。
In the wireless
第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20では、オープンフローを用いるものとしたが、必ずしも、オープンフローを用いないものとしても構わない。
In the wireless
第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20では、定義方式1の利用チャネル定義手法や定義方式2の利用チャネル定義手法、定義方式3の利用チャネル定義手法により、フローの定義の際にデータ転送経路における各仮想無線アクセスポイントVAPの利用チャネルを設定するものとしたが、これらの利用チャネル定義手法以外の定義手法を用いてフローの定義の際にデータ転送経路における各仮想無線アクセスポイントVAPの利用チャネルを設定するものとしてもよい。
In the wireless
第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20では、変更方式1の利用チャネル変更手法において、仮想無線アクセスポイントVAPの所定時間内トラフィック量が最大のチャネルで送信されているフロー群のうち、最大となるチャネル間差分に所定係数k1を乗じた値にフロートラフィック量が最も近いフローを選択するものとしたが、フロートラフィック量が最小のフローを利用チャネルを変更するフローとして選択するものとしたり、フロートラフィック量が最大のフロー以外の任意のフローを利用チャネルを変更するフローとして選択するものとしたりしてもよい。
In the wireless
第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20では、変更方式1の利用チャネル変更手法において、所定時間内トラフィック量のチャネル間差分のうち最大となるチャネル間差分が所定値未満のときには利用チャネルの変更は行なわないものとしたが、最大となるチャネル間差分の値に拘わらず、常に利用チャネルの変更を行なうものとしてもよい。
In the wireless
第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20では、変更方式2の利用チャネル変更手法において、チャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントVAPにおいて、所定範囲内トラフィック量が最大のチャネルのフロー群から最大のチャネル間差分に所定係数k2を乗じた所定係数範囲内のうちその上限値に最も近いフロートラフィック量のフローを利用チャネルを変更するフローとして選択するものとしたが、フロートラフィック量が最小のフローを利用チャネルを変更するフローとして選択するものとしたり、フロートラフィック量が最大のフロー以外の任意のフローを利用チャネルを変更するフローとして選択するものとしたりしてもよい。
In the wireless
第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20では、変更方式2の利用チャネル変更手法において、チャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントVAPにおいて、利用チャネルを変更したときには変更したフローのフロートラフィック量を変更前のチャネルの所定時間内トラフィック量から減算すると共に変更後のチャネルの所定時間内トラフィック量に加算し、チャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントVAPの対象とされた仮想無線アクセスポイントVAPをステップS630の選択の対象としての仮想無線アクセスポイントの対象から削除して、ステップS630の選択の対象としての仮想無線アクセスポイントVAPが存在しなくなるまで、ステップS610〜S680の処理を繰り返すものとしたが、こうした繰り返しは行なわないものとしても構わない。
In the wireless
第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20では、変更方式2の利用チャネル変更手法において、データ転送経路の順に対象の仮想無線アクセスポイントVAPの次の仮想無線アクセスポイントVAPが存在しなくなるまでステップS610〜S680の処理を繰り返して行なうものとしたが、こうした繰り返しは行なわないものとしてもよい。
In the wireless
第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20では、変更方式2の利用チャネル変更手法において、全てのチャネル間差分が所定値以下になるか、全てのチャネル間差分が所定値以下になっていなくても所定回数実行するまで、ステップS610〜S690の処理を繰り返して行なうものとしたが、繰り返し回数に拘わらず全てのチャネル間差分が所定値以下になるまで繰り返し処理を実行するものとしたり、チャネル間差分の値に拘わらず所定回数に至るまで繰り返し処理を実行するものとしたりしても構わない。また、こうした繰り返し処理を行なわないものとしてもよい。
In the wireless
次に、本発明の第2実施例の無線メッシュネットワークシステム120について説明する。第2実施例の無線メッシュネットワークシステム120は、第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20と同一の構成をしている。従って、重複した説明を回避するため、第2実施例の無線メッシュネットワークシステム120の構成のうち第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20の構成と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
Next, the wireless mesh network system 120 according to the second embodiment of the present invention will be described. The wireless mesh network system 120 of the second embodiment has the same configuration as the wireless
第2実施例の無線メッシュネットワークシステム120では、チャネルをグループAとグループBとに区別する。グループ区別の初期値は、伝送レートが最も小さいチャネルをグループBとし、その他のチャネルをグループAとする。そして、定義方式5の利用チャネル定義手法により新規フローにグループAのチャネルのいずれかに利用チャネルを割り当て、変更方式3の利用チャネル変更手法によりグループAのチャネルに利用チャネルが割り当てられた新規フローをグループBのチャネルに変更する。図27は、定義方式5の利用チャネル定義手法の一例を示すフローチャートであり、図28は、変更方式3の利用チャネル変更手法の一例を示すフローチャートである。 In the wireless mesh network system 120 of the second embodiment, the channels are classified into group A and group B. As the initial value of group discrimination, the channel with the lowest transmission rate is set as group B, and the other channels are set as group A. Then, a usage channel is assigned to one of the channels of group A to the new flow by the usage channel definition method of definition method 5, and a new flow in which the usage channel is assigned to the channel of group A by the usage channel change method of change method 3 Change to group B channel. FIG. 27 is a flowchart illustrating an example of the usage channel definition method of the definition method 5, and FIG. 28 is a flowchart illustrating an example of the usage channel change method of the change method 3.
定義方式5の利用チャネル定義手法では、まず、前回の新規フローに対して利用チャネルを定義してから算定必要時間経過しているか否かを判定する(ステップS1100)。ここで、算定必要時間は、新規フローに利用チャネルが割り当てられてから、新規フローの転送レートを算定することができるまでに必要な時間として予め設定されるものである。なお、図28の利用チャネル変更手法は、新規フローに対して利用チャネルを定義してからこの算定必要時間が経過したときに実行される。前回の新規フローに対して利用チャネルを定義してから算定必要時間経過しているときには、新規フローに対して、グループAのチャネルのうち伝送レートが最も大きいチャネルを利用チャネルとして定義し(ステップS1110)、前回の新規フローに対して利用チャネルを定義してから算定必要時間経過していないときには、新規フローに対して、グループAのチャネルのうち伝送レートを流れているフローの数に値1を加えた数(フロー数+1)で除して得られる期待値が最大となるチャネルを利用チャネルとして定義する(ステップS1120)。期待値は、チャネルのフロー当たりの期待できるレートを意味する。例えば、期待値は、データの送受信が行われていないチャネルでは伝送レートとなり、1つのフローが流されているチャネルでは伝送レート/2となり、2つのフローが流されているチャネルでは伝送レート/3となる。
In the usage channel definition method of the definition method 5, first, it is determined whether or not the calculation required time has elapsed since the usage channel was defined for the previous new flow (step S1100). Here, the calculation required time is set in advance as a time required until the transfer rate of the new flow can be calculated after the use channel is assigned to the new flow. Note that the usage channel changing method of FIG. 28 is executed when the required calculation time has elapsed since the usage channel was defined for the new flow. When the calculation required time has elapsed since the use channel was defined for the previous new flow, the channel having the highest transmission rate among the channels of group A is defined as the use channel for the new flow (step S1110). ) When the calculation required time has not elapsed since the use channel was defined for the previous new flow, the
変更方式3の利用チャネル変更手法では、まず、各仮想無線アクセスポイントVAPから算定必要時間内のチャネル毎の送信パケット数と各送信パケットのバイト数とを取得する(ステップS1200)。続いて、グループBの各チャネルの伝送レートと送信パケット数と各送信パケットのバイト数とから、各チャネルにおける所定時間内の各フローのチャネル占有時間と残余時間とを計算する(ステップS1210)。ここで、チャネル占有時間は、チャネルに流れるフローの転送レートのチャネルの伝送レートに対する割合(フローのチャネル占有率)と所定時間とを乗じたものである。残余時間は、所定時間からチャネルの各フローのチャネル占有時間の和を減じたものである。なお、残余時間の所定時間に対する割合をチャネル非利用率と称し、値1からチャネル非利用率を減じたものをチャネル利用率と称する。
In the utilization channel changing method of the changing method 3, first, the number of transmission packets for each channel and the number of bytes of each transmission packet within the calculation required time are obtained from each virtual wireless access point VAP (step S1200). Subsequently, the channel occupation time and the remaining time of each flow within a predetermined time in each channel are calculated from the transmission rate of each channel of group B, the number of transmitted packets, and the number of bytes of each transmitted packet (step S1210). Here, the channel occupation time is obtained by multiplying the ratio of the transfer rate of the flow flowing in the channel to the transmission rate of the channel (the channel occupation rate of the flow) and a predetermined time. The remaining time is obtained by subtracting the sum of the channel occupation times of the respective flows of the channel from the predetermined time. The ratio of the remaining time to the predetermined time is referred to as a channel non-use rate, and the value obtained by subtracting the channel non-use rate from the
次に、グループAの対象フロー(利用チャネルが定義されて算定必要時間経過した新規フロー)に対して、所定時間内の送信パケット数と各送信パケットのバイト数とグループBの各チャネルの伝送レートとから、所定時間内のグループBの各チャネルに対するチャネル占有時間を計算する(ステップS1220)。即ち、対象フローをループBの各チャネルに流したときのチャネル占有時間を計算するのである。そして、グループAの対象フローをグループBの各チャネルに変更したとしたときの変更後の残余時間を計算し、残余時間が値0以上で最小となるチャネルを対象フローの利用チャネルとして変更する(ステップS1230)。ここで、残余時間が最小となることは、チャネル非利用率が最小となることを意味しており、言い換えれば、チャネル利用率が最大になることを意味している。変更後の残余時間が負の値となることは、チャネル利用率が100%を超えることを意味しており、対象フローをそのチャネルで送受信するとパケットロスが生じることを意味しており、変更方式3の利用チャネル変更手法ではそのチャネルへの利用チャネルの変更は行なうことができないものとなる。対象フローの利用チャネルをグループBのチャネルに変更できないときには、対象フローの利用チャネル(グループAのチャネル)をグループBに変更する(ステップS1240,S1250)。 Next, for the target flow of group A (a new flow for which a calculation required time has elapsed after the use channel is defined), the number of transmission packets within a predetermined time, the number of bytes of each transmission packet, and the transmission rate of each channel of group B Then, the channel occupation time for each channel of group B within a predetermined time is calculated (step S1220). That is, the channel occupation time when the target flow is made to flow through each channel of loop B is calculated. Then, the remaining time after the change when the target flow of group A is changed to each channel of group B is calculated, and the channel having the minimum remaining time of 0 or more is changed as the use channel of the target flow ( Step S1230). Here, the minimum remaining time means that the channel non-use rate is minimum, in other words, the channel usage rate is maximum. If the remaining time after the change is negative, it means that the channel utilization rate exceeds 100%, which means that packet loss occurs when the target flow is transmitted and received on that channel. In the method 3 for changing the use channel, the use channel cannot be changed to that channel. When the target flow usage channel cannot be changed to the group B channel, the target flow usage channel (group A channel) is changed to group B (steps S1240 and S1250).
こうして利用チャネルの変更か利用チャネルのグループBへの変更のいずれかを行なうと、グループBのチャネルのうち送受信が終了していずれのフローも流れていないチャネルがあるか否かを判断し(ステップS1260)、フローが流れていないチャネルがあるるときには、そのチャネルをグループAに変更する(ステップS1270)。なお、この場合、グループBのチャネルが1つしかない場合にそのチャネルがグループAに変更されると、グループBのチャネルがなくなるため、直ちに、初期値として伝送レートが最も小さいチャネルがグループBに区別されることになる。 When either the use channel is changed or the use channel is changed to group B, it is determined whether or not there is a channel in which transmission / reception is completed and no flow is flowing among the channels of group B (step S1260) When there is a channel that does not flow, the channel is changed to group A (step S1270). In this case, if there is only one group B channel and the channel is changed to group A, the channel of group B disappears, so the channel with the lowest transmission rate is immediately assigned to group B as the initial value. It will be distinguished.
図29は、モバイル端末12aから仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP4を経由してモバイル端末12bに対して3Mbpsのデータ送信を行なったときの定義方式5の利用チャネル定義手法によりチャネルを割り当てる様子を示す説明図である。図29では、チャネルA〜Dの伝送レートは、順に9Mbps,54Mbps,9Mbps,54Mbpsであり、初期値として、伝送レートが最小のチャネルCがグループBに区別され、チャネルA,B,DがグループAに区別されている。また、データ送信条件として、伝送レートが9Mbpsのチャネルでは1.8Mbpsのデータを安定して送受信できるものとし、伝送レートが54Mbpsのチャネルでは9Mbpsのデータを安定して送受信できるものとした。従って、送信のみ或いは受信のみであれば、伝送レートが9Mbpsのチャネルでは3.6Mbpsのデータを安定して送信または受信でき、伝送レートが54Mbpsのチャネルでは18Mbpsのデータを安定して送信または受信できることになる。このことは、送信パケットに送信元のIPアドレスや宛先のIPアドレス,送信ポート番号,受信ポート番号などのヘッダや待ち時間などが付加されることにより、伝送レートが9Mbpsのチャネルでは、1.8Mbpsの送受信によりチャネル利用率が100%になり、伝送レートが54Mbpsのチャネルでは、9Mbpsの送受信によりチャネル利用率が100%になることを意味している。また、データ転送経路における全ての仮想無線アクセスポイントVAPが干渉範囲になる場合を考える。定義方式5の利用チャネル定義手法では、新規フロー(白矢印)は、グループAのチャネルのうち伝送レートが最大のチャネルに割り当てられるから、図示するように、チャネルA,Dのいずれかに割り当てられることになる。図29では、チャネルDに割り当てられている。
FIG. 29 is a diagram illustrating a state in which channels are allocated by the definition channel 5 using channel definition method when 3 Mbps data is transmitted from the
図30は、図29の状態に対して変更方式3の利用チャネル変更手法により利用チャネルを変更する様子を示す説明図である。第1ホップ(仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP2間の送受信)では、グループBのチャネルはチャネルCだけであり、仮想無線アクセスポイントVAP1では送信のみであり仮想無線アクセスポイントVAP2では受信のみであることから、チャネルCで3Mbpsのデータを安定して送受信できる。即ち、残余時間は値0以上となる。このため、利用チャネルはグループBのチャネルCに変更される。この場合のチャネル利用率は(3Mbps/3.6Mbps)として計算できる。第2ホップ(仮想無線アクセスポイントVAP2〜VAP3間の送受信)では、第1ホップで利用チャネルを変更したグループBのチャネルCでは、データ転送経路における全ての仮想無線アクセスポイントVAPが干渉範囲になるため、利用チャネルをチャネルCに変更するとチャネル利用率が100%を超えて残余時間が負の値となる。このため、新規フローの利用チャネルの変更は行なわれず、グループAのチャネルDがグループBに変更される。 FIG. 30 is an explanatory diagram showing how the usage channel is changed by the usage channel changing method of the change method 3 with respect to the state of FIG. In the first hop (transmission / reception between the virtual wireless access points VAP1 and VAP2), the channel of group B is only channel C, the virtual wireless access point VAP1 is only transmitting, and the virtual wireless access point VAP2 is only receiving. , 3 Mbps data can be stably transmitted and received on channel C. That is, the remaining time is 0 or more. For this reason, the use channel is changed to the channel C of the group B. The channel utilization rate in this case can be calculated as (3 Mbps / 3.6 Mbps). In the second hop (transmission / reception between the virtual wireless access points VAP2 to VAP3), all the virtual wireless access points VAP in the data transfer path are in the interference range in the channel C of the group B whose usage channel is changed in the first hop. When the usage channel is changed to channel C, the channel usage rate exceeds 100% and the remaining time becomes a negative value. For this reason, the use channel of the new flow is not changed, and the channel D of the group A is changed to the group B.
図31は、図30の状態に対して、モバイル端末12aから仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP4を経由してモバイル端末12bに対して新規フローとして3Mbpsのデータ送信(斜め線ハッチング矢印)を行なった際に新規フローに対して定義方式5の利用チャネル定義手法によりチャネルを割り当てる様子を示す説明図である。新規フロー(斜め線ハッチング矢印)は、グループAのチャネルA,Bのうち伝送レートが大きいチャネルBに割り当てられる。図32は、図31の状態に対して変更方式3の利用チャネル変更手法により利用チャネルを変更する様子を示す説明図である。第1ホップ(仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP2間の送受信)では、データ転送経路における全ての仮想無線アクセスポイントVAPが干渉範囲になるため、利用チャネルをグループBのチャネルCへの変更は行われない。一方、新規フロー(斜め線ハッチング矢印)の利用チャネルをグループBのチャネルDに変更しても、変更後のチャネル利用率は6Mbps/9Mbpsであり、残余時間は値0以上となる。このため、新規フロー(斜め線ハッチング矢印)の利用チャネルはチャネルDに変更される。2ホップ(仮想無線アクセスポイントVAP2〜VAP3間の送受信)および第3ホップ(仮想無線アクセスポイントVAP3〜VAP4間の送受信)でも第1ホップと同様に、利用チャネルはチャネルDに変更される。
FIG. 31 shows a case where 3 Mbps data transmission (diagonal hatched arrow) is performed as a new flow from the
図33は、図32の状態に対して、モバイル端末12aから仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP4を経由してモバイル端末12bに対して新規フローとして3Mbpsのデータ送信(黒矢印)を行なった際に新規フローに対して定義方式5の利用チャネル定義手法によりチャネルを割り当てる様子を示す説明図である。新規フロー(黒矢印)は、グループAのチャネルA,Bのうち伝送レートが大きいチャネルBに割り当てられる。図34は、図33の状態に対して変更方式3の利用チャネル変更手法により利用チャネルを変更する様子を示す説明図である。図32のときと同様に、最初のホップ(仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP2間の送受信)では、利用チャネルのグループBのチャネルCへの変更は行なわれない。一方、新規フロー(斜め線ハッチング矢印)の利用チャネルをグループBのチャネルDに変更した場合、データ転送経路における全ての仮想無線アクセスポイントVAPが干渉範囲であることを考慮すると、変更後のチャネル利用率は9Mbps/9Mbpsとなり、残余時間は値0となる。このため、新規フロー(黒矢印)の利用チャネルはチャネルDに変更される。2ホップ(仮想無線アクセスポイントVAP2〜VAP3間の送受信)および第3ホップ(仮想無線アクセスポイントVAP3〜VAP4間の送受信)でも第1ホップと同様に、利用チャネルはチャネルDに変更される。
FIG. 33 is new when 3 Mbps data transmission (black arrow) is performed as a new flow from the
図35は、3Mbpsの斜め線ハッチング矢印の新規フローを定義方式5の利用チャネル定義手法によりチャネルを割り当てて図31の状態としてから算定必要時間が経過する前に3Mbpsの黒矢印の新規フローを定義方式5の利用チャネル定義手法によりチャネルを割り当てる様子を示す説明図である。この場合、グループAの各チャネルA,Bの期待値は9Mbps,27Mbpsとなるから、黒矢印の新規フローは、チャネルBに割り当てられる。斜め線ハッチング矢印の新規フローのグループBのチャネルへの利用チャネルの変更や黒矢印の新規フローのグループBのチャネルへの利用チャネルの変更は、図33および図34の状態と同様である。 FIG. 35 shows a new flow of 3 Mbps black arrows before the calculation time has elapsed after assigning a channel using the definition method 5 channel definition method to define a new flow of 3 Mbps diagonal hatched arrows. It is explanatory drawing which shows a mode that a channel is allocated by the utilization channel definition method of the system 5. FIG. In this case, since the expected values of the channels A and B of the group A are 9 Mbps and 27 Mbps, the new flow indicated by the black arrow is assigned to the channel B. The change of the channel used for the group B channel of the new flow indicated by the hatched hatching arrow and the change of the channel used for the group B channel of the new flow indicated by the black arrow are the same as in the states of FIGS.
次に、第2実施例の無線メッシュネットワークシステム120によりパケットロスがどの程度減少しているかについての実験4を行なったので、その結果について説明する。実験4における基本構成としては、図29〜図35に示すように、データ転送経路を、モバイル端末12a、仮想無線アクセスポイントVAP1,仮想無線アクセスポイントVAP2,仮想無線アクセスポイントVAP3,仮想無線アクセスポイントVAP4,モバイル端末12bとし、チャネルA〜Dの伝送レートを順に9Mbps,54Mbps,9Mbps,54Mbpsとし、IEEE802.11a(100ch/112ch)を用い、オープンフローコントローラOFCについては各仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP4と有線により接続した。
Next, an experiment 4 was performed on how much the packet loss is reduced by the wireless mesh network system 120 of the second embodiment, and the result will be described. As a basic configuration in Experiment 4, as shown in FIG. 29 to FIG. 35, the data transfer path includes a
実験4では、モバイル端末12aから順次複数のフローを送信した際の、定義方式4の利用チャネル定義手法と変更方式2の利用チャネル変更手法を用いた場合(第1実施例の良法)と定義方式5の利用チャネル定義手法と変更方式3の利用チャネル変更手法を用いた場合(第2実施例)のパケットロス率とパケットロス数とを集計した。図36に集計結果を示す。図36に示すように、第1実施例の良法では、パケットロス率の最小値が13.825、中央値が16.548、最大値が22.695であり、パケットロス数の最小値が5967、中央値が7142、最大値が9795であった。一方、第2実施例では、パケットロス率の最小値が0.013902、中央値が0.31974、最大値が0.81094であり、パケットロス数の最小値が6、中央値が138、最大値が321であった。このように、第2実施例では、第1実施例の良法に対してでも飛躍的にパケットロス率およびパケットロス数を減少させることができる。
In Experiment 4, when a plurality of flows are sequentially transmitted from the
以上説明した第2実施例の無線メッシュネットワークシステム120でも第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20と同様に、複数の無線LANアクセスポイントAPを有線により相互に送受信可能に数珠繋ぎに接続してなる複数の仮想無線アクセスポイントVAPをアクセスポイントとして無線メッシュネットワーク22を構成することにより、仮想無線アクセスポイントVAPを構成する無線LANアクセスポイントAPの数と同数のチャネルを同時利用することができる。この結果、無線バックボーンネットワークのネットワーク容量を飛躍的に増加させることができる。また、オープンフローを用いるため、データ転送に複数チャネルの同時利用を容易に行なうことができる。
Similarly to the wireless
第2実施例の無線メッシュネットワークシステム120では、定義方式5の利用チャネル定義手法を用いて、新規フローに利用チャネルを割り当ててから算定必要時間経過後の新規フローに対しては、グループAのチャネルのうち伝送レートが最大のチャネルを利用チャネルとして定義することにより、転送レートが不明な新規フローに対してより適正な利用チャネルを割り当てることができる。 In the wireless mesh network system 120 according to the second embodiment, the channel of group A is used for a new flow after the calculation required time has elapsed after the usage channel is assigned to the new flow by using the usage channel definition method of the definition method 5. By defining the channel having the maximum transmission rate among these as the use channel, a more appropriate use channel can be assigned to a new flow whose transfer rate is unknown.
第2実施例の無線メッシュネットワークシステム120では、定義方式5の利用チャネル定義手法を用いて、新規フローに利用チャネルを割り当ててから算定必要時間経過する前の新規フローに対しては、グループAのチャネルのうち伝送レートを流れているフローの数に値1を加えた数で除して得られる期待値が最大となるチャネルを利用チャネルとして定義することにより、転送レートが不明な新規フローに対してより適正な利用チャネルを割り当てることができる。
In the wireless mesh network system 120 according to the second embodiment, using the usage channel definition method of the definition method 5, for a new flow before the calculation required time elapses after the usage channel is allocated to the new flow, the group A By defining the channel that maximizes the expected value obtained by dividing the number of flows that flow through the transmission rate by the number of
第2実施例の無線メッシュネットワークシステム120では、初期値として、伝送レートが最小のチャネルをグループBに区別し、残余のチャネルをグループAに区別する。これにより、伝送レートが最大のチャネルをグループAとすると共に伝送レートが最小のチャネルをグループBとすることができる。 In the wireless mesh network system 120 of the second embodiment, the channel having the lowest transmission rate is distinguished as the group B as the initial value, and the remaining channels are distinguished as the group A. As a result, the channel with the maximum transmission rate can be group A and the channel with the minimum transmission rate can be group B.
第2実施例の無線メッシュネットワークシステム120では、変更方式3の利用チャネル変更手法を用いて、新規フローに利用チャネルを割り当ててから算定必要時間経過したときに、グループAのチャネルに利用チャネルが定義された新規フロー(対象フロー)に対して、グループBの各チャネルに変更したとしたときの変更後の残余時間を計算し、残余時間が正の値で最小となるチャネル、即ちチャネル利用率が100%以下で最大となるチャネルに対象フローの利用チャネルを変更する。これにより、パケットロスを生じることなく、フローをグループBのチャネルのうちの一部のチャネルに順次集約することができる。 In the wireless mesh network system 120 according to the second embodiment, the use channel is defined in the channel of group A when the calculation required time elapses after the use channel is assigned to the new flow by using the use channel change method of the change method 3. When the channel is changed to each channel of group B for the new flow (target flow), the remaining time after the change is calculated, and the channel in which the remaining time becomes the smallest positive value, that is, the channel utilization rate is The channel used for the target flow is changed to the maximum channel at 100% or less. As a result, the flows can be sequentially aggregated into some of the channels of the group B without causing packet loss.
第2実施例の無線メッシュネットワークシステム120では、グループAのチャネルに利用チャネルが定義された新規フローに対して、グループBのチャネルに利用チャネルを変更できないときには、新規フローの利用チャネルをグループBに変更し、グループBのチャネルのうち送受信が行われていないチャネルについてはグループAに変更する。これにより、必要に応じて、グループBを区別することができると共にグループAのチャネルを確保することができる。 In the wireless mesh network system 120 according to the second embodiment, when the usage channel cannot be changed to the group B channel with respect to the new flow in which the usage channel is defined as the group A channel, the usage channel of the new flow is changed to the group B. The channel that is not transmitted / received among the channels of group B is changed to group A. Thereby, the group B can be distinguished and the channel of the group A can be secured as necessary.
第2実施例の無線メッシュネットワークシステム120では、仮想無線アクセスポイントVAPのチャネルをグループA,Bに区別し、新規フローに対してはグループAのチャネルのうち伝送レートが最大のチャネルや期待値が最大のチャネルを利用チャネルとして定義し、算定必要時間後に利用チャネルが割り当てられた新規フローをグループBに変更するものとした。しかし、仮想無線アクセスポイントVAPのチャネルをグループA,Bに区別することなく、新規フローに伝送レートが最大のチャネルや期待値が最大のチャネルを利用チャネルとして定義し、算定必要時間後に利用チャネルが割り当てられた新規フローを利用チャネルを変更するものとしてもよい。この場合、図37に例示する定義方式6の利用チャネル定義手法と図38の変更方式4の利用チャネル変更手法を実行すればよい。
In the wireless mesh network system 120 according to the second embodiment, the channels of the virtual wireless access point VAP are classified into groups A and B, and the channel with the maximum transmission rate and the expected value of the channels of group A for the new flow. The largest channel is defined as the usage channel, and the new flow to which the usage channel is assigned is changed to group B after the calculation required time. However, without distinguishing the channels of the virtual wireless access point VAP into groups A and B, the channel having the maximum transmission rate or the channel having the maximum expected value is defined as the usage channel in the new flow, and the usage channel is determined after the calculation required time. The use channel may be changed for the assigned new flow. In this case, the
定義方式6の利用チャネル定義手法では、まず、前回の新規フローに対して利用チャネルを定義してから算定必要時間経過しているか否かを判定する(ステップS1300)。算定必要時間は、定義方式5の利用チャネル定義手法と同様に、新規フローに利用チャネルが割り当てられてから、新規フローの転送レートが分かるまでの時間かこの時間より若干長い時間として予め設定されるものである。従って、図38の利用チャネル変更手法は、新規フローに対して利用チャネルが定義されてから、この算定必要時間が経過したときに実行される。前回の新規フローに対して利用チャネルを定義してから算定必要時間経過しているときには、各チャネルの伝送レートと送信パケット数と送信パケットのバイト数とから各チャネルの残余レートを計算し(ステップS1310)、新規フローに対して、残余レートが最大のチャネルを利用チャネルとして定義する(ステップS1320)。ここで、残余レートは、対象のチャネルでそのときに送受信している各フローの転送レートの和を伝送レートから減じたものであり、対象のチャネルでパケットロスを生じることなく送受信可能な余裕分のレートである。したがって、データの送受信を行なっていないチャネルでは伝送レートが残余レートとなる。なお、残余レートは、上述の残余時間を用いれば、「残余レート=伝送レート×残余時間/所定時間」によって示すこともできる。一方、前回の新規フローに対して利用チャネルを定義してから算定必要時間経過していないときには、新規フローに対して、伝送レートを流れているフローの数に値1を加えた数(フロー数+1)で除して得られる期待値が最大となるチャネルを利用チャネルとして定義する(ステップS1120)。
In the usage channel definition method of the
変更方式4の利用チャネル変更手法では、まず、各仮想無線アクセスポイントVAPから所定時間内のチャネル毎の送信パケット数と各送信パケットのバイト数とを取得する(ステップS1400)。続いて、各チャネルの伝送レートと送信パケット数と各送信パケットのバイト数とから、各チャネルにおける所定時間内の各フローのチャネル占有時間と残余時間とを計算する(ステップS1410)。次に、新規フロー(利用チャネルが定義されて算定必要時間経過した新規フロー)の利用チャネルを変更したとしたときの変更後の残余時間を計算し、残余時間が値0以上で最小となるチャネルを新規フローの利用チャネルとして変更する(ステップS1420)。上述したように、残余時間が最小となることは、チャネル利用率が最大になることを意味している。なお、変更後の残余時間のすべてが負の値となるときには、利用チャネルの変更は行なわれない。 In the utilization channel changing method of the changing method 4, first, the number of transmission packets for each channel and the number of bytes of each transmission packet within a predetermined time are acquired from each virtual wireless access point VAP (step S1400). Subsequently, the channel occupation time and the remaining time of each flow within a predetermined time in each channel are calculated from the transmission rate of each channel, the number of transmitted packets, and the number of bytes of each transmitted packet (step S1410). Next, the remaining time after the change when the use channel of the new flow (new flow for which the calculation required time has elapsed after the use channel is defined) is changed is calculated, and the remaining time is the channel whose value is 0 or more and becomes the minimum Is changed as a use channel of the new flow (step S1420). As described above, minimizing the remaining time means maximizing the channel utilization rate. When all the remaining time after the change is a negative value, the use channel is not changed.
定義方式6の利用チャネル定義手法による新規フロー(白矢印)の利用チャネルは、最大の伝送レートのチャネルに割り当てられる。図29〜図36で説明した第2実施例の無線メッシュネットワークシステム120のときと同様に、チャネルA〜Dの伝送レートが順に9Mbps,54Mbps,9Mbps,54Mbpsである場合を考えると、新規フローはチャネルB,Dのいずれかに割り当てられる。いま、新規フローがチャネルDに割り当てられたときを考えれば、図29と同一の状態となる。図39は、図29の状態に対して変更方式4の利用チャネル変更手法により利用チャネルを変更する様子を示す説明図である。第1ホップ(仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP2間の送受信)では、変更後の残余時間はチャネルA,Cが値0以上で最小となるから、利用チャネルはチャネルA,Cのいずれかに変更される。図39では利用チャネルがチャネルCに変更された状態を示している。第2ホップ(仮想無線アクセスポイントVAP2〜VAP3間の送受信)では、データ転送経路における全ての仮想無線アクセスポイントVAPが干渉範囲になることを考慮すると、変更後のチャネルCの残余時間は負の値となり、チャネルAの残余時間が値0以上で最小となる。このため、利用チャネルはチャネルAに変更される。第3ホップ(仮想無線アクセスポイントVAP3〜VAP4間の送受信)では、変更後のチャネルA,Cの残余時間はいずれも負の値となり、チャネルB,Dの残余時間が値0以上で最小となる。このため、利用チャネルはチャネルDで保持される。
The usage channel of the new flow (white arrow) by the usage channel definition method of the
図40は、図39の状態に対して、モバイル端末12aから仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP4を経由してモバイル端末12bに対して新規フローとして3Mbpsのデータ送信(斜め線ハッチング矢印)を行なった際に新規フローに対して定義方式6の利用チャネル定義手法によりチャネルを割り当てる様子を示す説明図である。新規フロー(斜め線ハッチング矢印)は、伝送レートが最大のチャネルBに割り当てられる。図41は、図40の状態に対して変更方式4の利用チャネル変更手法により利用チャネルを変更する様子を示す説明図である。第1ホップ(仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP2間の送受信)では、変更後のチャネルA,Cへの変更は行われない。チャネルDは、第3ホップ(仮想無線アクセスポイントVAP3〜VAP4間の送受信)で3Mbpsの白矢印のデータの送受信が行なわれているため、この影響を考慮すると、変更後のチャネル利用率は6Mbps/9Mbpsであり、残余時間は値0以上で最小となる。このため、利用チャネルはチャネルDに変更される。第2ホップ(仮想無線アクセスポイントVAP2〜VAP3間の送受信)および第3ホップ(仮想無線アクセスポイントVAP3〜VAP4間の送受信)も第1ホップと同様に、利用チャネルはチャネルDに変更される。
FIG. 40 shows a state in which 3 Mbps data transmission (diagonal hatched arrow) is performed as a new flow from the
図42は、図41の状態に対して、モバイル端末12aから仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP4を経由してモバイル端末12bに対して新規フローとして3Mbpsのデータ送信(黒矢印)を行なった際に新規フローに対して定義方式6の利用チャネル定義手法によりチャネルを割り当てる様子を示す説明図である。新規フロー(黒矢印)は、伝送レートが最大のチャネルBに割り当てられる。図43は、図42の状態に対して変更方式4の利用チャネル変更手法により利用チャネルを変更する様子を示す説明図である。第1ホップ(仮想無線アクセスポイントVAP1〜VAP2間の送受信)では、変更後のチャネルA,Cへの変更は行われない。チャネルDは、第3ホップ(仮想無線アクセスポイントVAP3〜VAP4間の送受信)で3Mbpsの白矢印のデータの送受信と3Mbpsの斜め線ハッチング矢印のデータの送受信とが行なわれているため、この影響を考慮すると、変更後のチャネル利用率は9Mbps/9Mbpsであり、残余時間は値0となる。このため、利用チャネルはチャネルDに変更される。第2ホップ(仮想無線アクセスポイントVAP2〜VAP3間の送受信)および第3ホップ(仮想無線アクセスポイントVAP3〜VAP4間の送受信)も第1ホップと同様に、利用チャネルはチャネルDに変更される。
FIG. 42 is new when 3 Mbps data transmission (black arrow) is performed as a new flow from the
このように、仮想無線アクセスポイントVAPのチャネルをグループA,Bに区別することなく、定義方式6の利用チャネル定義手法により新規フローに伝送レートが最大のチャネルや期待値が最大のチャネルを利用チャネルとして定義し、変更方式4の利用チャネル変更手法により算定必要時間後に利用チャネルが割り当てられた新規フローの利用チャネルを変更後の残余時間が値0以上で最小となるチャネルに変更するものとしても、第2実施例の無線メッシュネットワークシステム120と同様の効果、例えば、仮想無線アクセスポイントVAPを構成する無線LANアクセスポイントAPの数と同数のチャネルを同時利用することができる効果、無線バックボーンネットワークのネットワーク容量を飛躍的に増加させることができる効果、オープンフローを用いることによりデータ転送に複数チャネルの同時利用を容易に行なうことができる効果、転送レートが不明な新規フローに対してより適正な利用チャネルを割り当てることができる効果、パケットロスを生じることなくフローの利用チャネルを一部のチャネルに順次集約することができる効果、などを奏することができる。
Thus, without distinguishing the channels of the virtual wireless access point VAP into groups A and B, the channel with the maximum transmission rate or the channel with the maximum expected value is used for the new flow by the usage channel definition method of the
以上説明した第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20および第2実施例の無線メッシュネットワークシステム120では、複数の無線LANアクセスポイントAPを有線により相互に送受信可能に数珠繋ぎに接続されることにより、接続した無線LANアクセスポイントAPの数と同数のチャネルを同時利用できるアクセスポイントとして仮想無線アクセスポイントVAPを構成するものとした。しかし、仮想無線アクセスポイントVAPは、複数のチャネルを同時利用できるアクセスポイントであればよいから、第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20および第2実施例の無線メッシュネットワークシステム120の一部の仮想無線アクセスポイントVAPを複数のチャネルが同時利用できる単一の無線アクセスポイントAPにより構成するものとしてよいし、第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20および第2実施例の無線メッシュネットワークシステム120のすべての仮想無線アクセスポイントVAPを複数のチャネルが同時利用できる単一の無線アクセスポイントAPにより構成するものとしてよい。仮想無線アクセスポイントVAPの一部または全部を複数のチャネルが同時利用できる単一の無線アクセスポイントAPにより構成しても、第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20や第2実施例の無線メッシュネットワークシステム120の効果と同一の効果を奏することができる。また、仮想無線アクセスポイントVAPを構成する無線アクセスポイントAPの一部を複数のチャネルが同時利用できる単一の無線アクセスポイントAPにより構成してもよい。
In the wireless
第1実施例の無線メッシュネットワークシステム20および第2実施例の無線メッシュネットワークシステム120では、オープンフローを用いるものとした。しかし、オープンフロー(OpenFlow)を一般化した概念としてのSDN(software defined network)を用いるものとしてもよい。この場合、「オープンフロースイッチ機能」は「データプレーン機能」と称され、「オープンフローコントローラ機能」は「コントロールプレーン機能」と称される。
In the wireless
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、無線メッシュネットワークシステムの製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of wireless mesh network systems.
10 インターネット、12,12a,12b,13 モバイル端末、20,120 無線メッシュネットワークシステム、22 無線メッシュネットワーク、AP 無線LANアクセスポイント、IGW インターネットゲートウェイ、OFC オープンフローコントローラ、PC1〜PC3 クライアントコンピュータ、VAP,VAP1〜VAP4 仮想無線アクセスポイント。 10 Internet, 12, 12a, 12b, 13 Mobile terminal, 20, 120 Wireless mesh network system, 22 Wireless mesh network, AP Wireless LAN access point, IGW Internet gateway, OFC open flow controller, PC1 to PC3 Client computer, VAP, VAP1 ~ VAP4 Virtual wireless access point.
Claims (21)
複数の無線アクセスポイントを有線または無線によって数珠繋ぎに接続することによって無線アクセスポイント数と同数のチャネルを同時利用が可能で、オープンフロースイッチ機能を有し、無線メッシュネットワークのアクセスポイントとして機能する複数の仮想無線アクセスポイントと、
無線メッシュネットワークにおけるデータ転送経路と該データ転送経路に含まれる各前記仮想無線アクセスポイントの前記無線アクセスポイント数と同数のチャネルのうちデータ転送に用いる利用チャネルをオープンフローコントローラ機能により設定する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、フローが未定義のパケットを受信したときに該パケットを用いてレイヤ1〜4の識別情報のうちの少なくとも送信元のIPアドレス,宛先のIPアドレス,送信ポート番号,受信ポート番号を用いてフローを定義し、
前記仮想無線アクセスポイントは、フローが未定義のパケットに対して該パケットを前記制御装置に送信し、フローが定義済みのパケットに対しては該フローに基づく利用チャネルにより該パケットを送信するものであり、
更に、
前記制御装置は、フローを定義する毎に、利用可能な複数チャネルのうち順次異なるチャネルで送信されるよう前記利用チャネルをフローに定義する、
無線メッシュネットワークシステム。 A wireless mesh network system,
By connecting multiple wireless access points in a daisy chain by wire or wireless, it is possible to use the same number of channels as the number of wireless access points at the same time, and it has an open flow switch function and functions as an access point for a wireless mesh network. A virtual wireless access point;
A control apparatus for setting a data transfer path in a wireless mesh network and a use channel used for data transfer among the same number of channels of the virtual wireless access points included in the data transfer path by an open flow controller function; ,
With
When the control apparatus receives a packet with an undefined flow, the control apparatus uses the packet to identify at least the source IP address, the destination IP address, the transmission port number, and the reception port number among the identification information of layers 1 to 4 Define the flow using
The virtual wireless access point transmits the packet to the control device for a packet with an undefined flow, and transmits the packet to a control channel based on the flow for a packet with a defined flow. Yes,
Furthermore,
Each time the control device defines a flow, the use channel is defined in the flow so that the channels are sequentially transmitted through different channels among the available channels.
Wireless mesh network system.
前記制御装置は、前記データ転送経路において同一のチャネルで送信されるよう前記利用チャネルをフローに定義する、
無線メッシュネットワークシステム。 The wireless mesh network system according to claim 1,
The control device defines the usage channel as a flow to be transmitted on the same channel in the data transfer path,
Wireless mesh network system.
前記制御装置は、前記データ転送経路においてホップする毎に異なるチャネルで送信されるよう前記利用チャネルをフローに定義する、
無線メッシュネットワークシステム。 The wireless mesh network system according to claim 1,
The control device defines the usage channel as a flow so that it is transmitted on a different channel every time it hops in the data transfer path.
Wireless mesh network system.
複数の無線アクセスポイントを有線または無線によって数珠繋ぎに接続することによって無線アクセスポイント数と同数のチャネルを同時利用が可能で、オープンフロースイッチ機能を有し、無線メッシュネットワークのアクセスポイントとして機能する複数の仮想無線アクセスポイントと、
無線メッシュネットワークにおけるデータ転送経路と該データ転送経路に含まれる各前記仮想無線アクセスポイントの前記無線アクセスポイント数と同数のチャネルのうちデータ転送に用いる利用チャネルをオープンフローコントローラ機能により設定する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、フローが未定義のパケットを受信したときに該パケットを用いてレイヤ1〜4の識別情報のうちの少なくとも送信元のIPアドレス,宛先のIPアドレス,送信ポート番号,受信ポート番号を用いてフローを定義し、
前記仮想無線アクセスポイントは、フローが未定義のパケットに対して該パケットを前記制御装置に送信し、フローが定義済みのパケットに対しては該フローに基づく利用チャネルにより該パケットを送信するものであり、
更に、
前記仮想無線アクセスポイントは、各チャネルで所定時間内に送受信したトラフィック量としての所定時間内トラフィック量を集計して保持しており、
前記制御装置は、各仮想無線アクセスポイントに対して、前記所定時間内トラフィック量を取得し、前記所定時間内トラフィック量が最小となるチャネルを前記利用チャネルとしてフローを定義する、
無線メッシュネットワークシステム。 A wireless mesh network system,
By connecting multiple wireless access points in a daisy chain by wire or wireless, it is possible to use the same number of channels as the number of wireless access points at the same time, and it has an open flow switch function and functions as an access point for a wireless mesh network. A virtual wireless access point;
A control apparatus for setting a data transfer path in a wireless mesh network and a use channel used for data transfer among the same number of channels of the virtual wireless access points included in the data transfer path by an open flow controller function; ,
With
When the control apparatus receives a packet with an undefined flow, the control apparatus uses the packet to identify at least the source IP address, the destination IP address, the transmission port number, and the reception port number among the identification information of layers 1 to 4 Define the flow using
The virtual wireless access point transmits the packet to the control device for a packet with an undefined flow, and transmits the packet to a control channel based on the flow for a packet with a defined flow. Yes,
Furthermore,
The virtual wireless access point aggregates and holds the traffic amount within a predetermined time as the traffic amount transmitted / received within a predetermined time in each channel,
The control device acquires the traffic amount within the predetermined time for each virtual wireless access point, and defines a flow with the channel having the minimum traffic amount within the predetermined time as the use channel.
Wireless mesh network system.
複数の無線アクセスポイントを有線または無線によって数珠繋ぎに接続することによって無線アクセスポイント数と同数のチャネルを同時利用が可能で、オープンフロースイッチ機能を有し、無線メッシュネットワークのアクセスポイントとして機能する複数の仮想無線アクセスポイントと、
無線メッシュネットワークにおけるデータ転送経路と該データ転送経路に含まれる各前記仮想無線アクセスポイントの前記無線アクセスポイント数と同数のチャネルのうちデータ転送に用いる利用チャネルをオープンフローコントローラ機能により設定する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、フローが未定義のパケットを受信したときに該パケットを用いてレイヤ1〜4の識別情報のうちの少なくとも送信元のIPアドレス,宛先のIPアドレス,送信ポート番号,受信ポート番号を用いてフローを定義し、
前記仮想無線アクセスポイントは、フローが未定義のパケットに対して該パケットを前記制御装置に送信し、フローが定義済みのパケットに対しては該フローに基づく利用チャネルにより該パケットを送信するものであり、
更に、
前記仮想無線アクセスポイントは、各チャネルで所定時間内に送受信したトラフィック
量としての所定時間内トラフィック量を集計して保持しており、
前記制御装置は、各仮想無線アクセスポイントに対して、前記所定時間内トラフィック量を取得し、所定範囲に属する仮想無線アクセスポイントの前記所定時間内トラフィック量をチャネル毎に合計することによりチャネル毎の所定範囲内トラフィック量を計算すると共に、所定範囲内トラフィック量が最小となるチャネルを前記利用チャネルとしてフローに定義する、
無線メッシュネットワークシステム。 A wireless mesh network system,
By connecting multiple wireless access points in a daisy chain by wire or wireless, it is possible to use the same number of channels as the number of wireless access points at the same time, and it has an open flow switch function and functions as an access point for a wireless mesh network. A virtual wireless access point;
A control apparatus for setting a data transfer path in a wireless mesh network and a use channel used for data transfer among the same number of channels of the virtual wireless access points included in the data transfer path by an open flow controller function; ,
With
When the control apparatus receives a packet with an undefined flow, the control apparatus uses the packet to identify at least the source IP address, the destination IP address, the transmission port number, and the reception port number among the identification information of layers 1 to 4 Define the flow using
The virtual wireless access point transmits the packet to the control device for a packet with an undefined flow, and transmits the packet to a control channel based on the flow for a packet with a defined flow. Yes,
Furthermore,
The virtual wireless access point aggregates and holds the traffic amount within a predetermined time as the traffic amount transmitted / received within a predetermined time in each channel,
The control device acquires the traffic volume within a predetermined time period for each virtual wireless access point, and sums the traffic volume within a predetermined time period for virtual wireless access points belonging to a predetermined range for each channel. Calculating a traffic amount within a predetermined range and defining a channel in which the traffic amount within a predetermined range is minimum as the use channel in the flow;
Wireless mesh network system.
複数の無線アクセスポイントを有線または無線によって数珠繋ぎに接続することによって無線アクセスポイント数と同数のチャネルを同時利用が可能で、オープンフロースイッチ機能を有し、無線メッシュネットワークのアクセスポイントとして機能する複数の仮想無線アクセスポイントと、
無線メッシュネットワークにおけるデータ転送経路と該データ転送経路に含まれる各前記仮想無線アクセスポイントの前記無線アクセスポイント数と同数のチャネルのうちデータ転送に用いる利用チャネルをオープンフローコントローラ機能により設定する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、フローが未定義のパケットを受信したときに該パケットを用いてレイヤ1〜4の識別情報のうちの少なくとも送信元のIPアドレス,宛先のIPアドレス,送信ポート番号,受信ポート番号を用いてフローを定義し、
前記仮想無線アクセスポイントは、フローが未定義のパケットに対して該パケットを前記制御装置に送信し、フローが定義済みのパケットに対しては該フローに基づく利用チャネルにより該パケットを送信するものであり、
更に、
前記仮想無線アクセスポイントは、各チャネルで所定時間内に送受信したトラフィック量としての所定時間内トラフィック量を集計して保持しており、
前記制御装置は、各仮想無線アクセスポイントに対して、
(A1)仮想無線アクセスポイントから前記所定時間内トラフィック量を取得し、
(B1)前記所定時間内トラフィック量が最大のチャネルで送信されているフロー群から1つのフローを選択すると共に、該選択したフローが所定時間内トラフィック量が最小のチャネルで送信されるよう利用チャネルを変更する、
無線メッシュネットワークシステム。 A wireless mesh network system,
By connecting multiple wireless access points in a daisy chain by wire or wireless, it is possible to use the same number of channels as the number of wireless access points at the same time, and it has an open flow switch function and functions as an access point for a wireless mesh network. A virtual wireless access point;
A control apparatus for setting a data transfer path in a wireless mesh network and a use channel used for data transfer among the same number of channels of the virtual wireless access points included in the data transfer path by an open flow controller function; ,
With
When the control apparatus receives a packet with an undefined flow, the control apparatus uses the packet to identify at least the source IP address, the destination IP address, the transmission port number, and the reception port number among the identification information of layers 1 to 4 Define the flow using
The virtual wireless access point transmits the packet to the control device for a packet with an undefined flow, and transmits the packet to a control channel based on the flow for a packet with a defined flow. Yes,
Furthermore,
The virtual wireless access point aggregates and holds the traffic amount within a predetermined time as the traffic amount transmitted / received within a predetermined time in each channel,
The control device, for each virtual wireless access point,
(A1) Obtain the traffic amount within the predetermined time from the virtual wireless access point;
(B1) A usage channel is selected so that one flow is selected from the flow group transmitted on the channel with the maximum amount of traffic within the predetermined time, and the selected flow is transmitted with the channel with the minimum amount of traffic within the predetermined time. Change
Wireless mesh network system.
前記仮想無線アクセスポイントは、各チャネルで前記所定時間内に送受信したフロー毎のトラフィック量としてのフロートラフィック量を集計して保持しており、
前記制御装置は、
前記(A1)において、前記所定時間内トラフィック量と共に前記フロートラフィック量を取得し、
前記(B1)において、チャネル間の所定時間内トラフィック量の差分としてのチャネル間差分を計算し、前記計算したチャネル間差分のうち最大のチャネル間差分に所定係数を乗じた値に最も近いフロートラフィック量となるフローを前記1つのフローとして選択する、
無線メッシュネットワークシステム。 The wireless mesh network system according to claim 6,
The virtual wireless access point aggregates and holds the flow traffic volume as the traffic volume for each flow transmitted and received within the predetermined time in each channel,
The control device includes:
In (A1), the flow traffic volume is acquired together with the traffic volume within the predetermined time,
In (B1), the flow traffic closest to the value obtained by calculating the inter-channel difference as a difference in traffic volume within a predetermined time between channels and multiplying the maximum inter-channel difference by the predetermined coefficient among the calculated inter-channel differences. Select the flow that will be the quantity as the one flow,
Wireless mesh network system.
前記制御装置は、前記(B1)において、前記計算したチャネル間差分のうち最大のチャネル間差分が所定値未満のときには、前記選択したフローの利用チャネルの変更は行なわない、
無線メッシュネットワークシステム。 The wireless mesh network system according to claim 6 or 7,
In (B1), when the maximum inter-channel difference among the calculated inter-channel differences is less than a predetermined value, the control device does not change the use channel of the selected flow.
Wireless mesh network system.
複数の無線アクセスポイントを有線または無線によって数珠繋ぎに接続することによって無線アクセスポイント数と同数のチャネルを同時利用が可能で、オープンフロースイッチ機能を有し、無線メッシュネットワークのアクセスポイントとして機能する複数の仮想無線アクセスポイントと、
無線メッシュネットワークにおけるデータ転送経路と該データ転送経路に含まれる各前記仮想無線アクセスポイントの前記無線アクセスポイント数と同数のチャネルのうちデータ転送に用いる利用チャネルをオープンフローコントローラ機能により設定する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、フローが未定義のパケットを受信したときに該パケットを用いてレイヤ1〜4の識別情報のうちの少なくとも送信元のIPアドレス,宛先のIPアドレス,送信ポート番号,受信ポート番号を用いてフローを定義し、
前記仮想無線アクセスポイントは、フローが未定義のパケットに対して該パケットを前記制御装置に送信し、フローが定義済みのパケットに対しては該フローに基づく利用チャネルにより該パケットを送信するものであり、
更に、
前記仮想無線アクセスポイントは、各チャネルで所定時間内に送信したトラフィック量としての送信トラフィック量を集計して保持しており、
前記制御装置は、各仮想無線アクセスポイントに対して、
(A2)前記送信トラフィック量を取得し、
(B2)所定範囲に属する各仮想無線アクセスポイントの各チャネルの送信トラフィック量を合計することによりチャネル毎の所定範囲内トラフィック量を計算すると共に、前記所定範囲内トラフィック量のチャネル間の差分としてのチャネル間差分を計算し、
(C2)前記所定範囲に属する仮想無線アクセスポイントのうち前記チャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントに対して、所定範囲内トラフィック量が最大のチャネルで送信されているフロー群から1つのフローを選択すると共に、該選択したフローが所定範囲内トラフィック量が最小のチャネルで送信されるよう利用チャネルを変更する、
無線メッシュネットワークシステム。 A wireless mesh network system,
By connecting multiple wireless access points in a daisy chain by wire or wireless, it is possible to use the same number of channels as the number of wireless access points at the same time, and it has an open flow switch function and functions as an access point for a wireless mesh network. A virtual wireless access point;
A control apparatus for setting a data transfer path in a wireless mesh network and a use channel used for data transfer among the same number of channels of the virtual wireless access points included in the data transfer path by an open flow controller function; ,
With
When the control apparatus receives a packet with an undefined flow, the control apparatus uses the packet to identify at least the source IP address, the destination IP address, the transmission port number, and the reception port number among the identification information of layers 1 to 4 Define the flow using
The virtual wireless access point transmits the packet to the control device for a packet with an undefined flow, and transmits the packet to a control channel based on the flow for a packet with a defined flow. Yes,
Furthermore,
The virtual wireless access point aggregates and holds the transmission traffic amount as the traffic amount transmitted within a predetermined time in each channel,
The control device, for each virtual wireless access point,
(A2) Obtain the amount of transmission traffic,
(B2) calculating the traffic amount within the predetermined range for each channel by summing the transmission traffic amount of each channel of each virtual wireless access point belonging to the predetermined range, and as a difference between the channels of the traffic amount within the predetermined range Calculate the channel difference,
(C2) One flow from a group of flows transmitted in the channel with the maximum amount of traffic within the predetermined range to the virtual wireless access point with the maximum inter-channel difference among the virtual wireless access points belonging to the predetermined range. And the usage channel is changed so that the selected flow is transmitted on the channel having the smallest traffic amount within the predetermined range.
Wireless mesh network system.
前記仮想無線アクセスポイントは、各チャネルで前記所定時間内に送信したフロー毎のトラフィック量としての送信フロートラフィック量を集計して保持しており、
前記制御装置は、
前記(A2)において、前記送信トラフィック量と共に前記送信フロートラフィック量を取得し、
前記(C2)において、前記チャネル間差分のうち最大となるチャネル間差分に所定係数を乗じて得られる所定係数範囲内の送信フロートラフィック量のフローが存在するときには送信フロートラフィック量が前記所定係数範囲の上限値に最も近いフローを前記1つのフローとして選択して該選択したフローの利用チャネルの変更を行ない、前記所定係数範囲内のフロートラフィック量のフローが存在しないときには前記利用チャネルの変更は行なわない、
無線メッシュネットワークシステム。 The wireless mesh network system according to claim 9, wherein
The virtual wireless access point aggregates and holds the transmission flow traffic volume as the traffic volume for each flow transmitted within the predetermined time in each channel,
The control device includes:
In (A2), the transmission flow traffic volume is acquired together with the transmission traffic volume,
In (C2), when there is a flow having a transmission flow traffic amount within a predetermined coefficient range obtained by multiplying the maximum inter-channel difference among the inter-channel differences by a predetermined coefficient, the transmission flow traffic amount is within the predetermined coefficient range. The flow closest to the upper limit value is selected as the one flow, and the usage channel of the selected flow is changed. When there is no flow with the flow traffic amount within the predetermined coefficient range, the usage channel is changed. Absent,
Wireless mesh network system.
前記制御装置は、
(D2)前記チャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントにおいて、前記利用チャネルを変更したときには変更に係るフローのフロートラフィック量を変更前のチャネルの送信トラフィック量から減算すると共に変更後のチャネルの送信トラフィック量に加算し、
(E2)前記(C2)で前記チャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントの対象とされた仮想無線アクセスポイントを該(C2)の仮想無線アクセスポイントの対象から削除し、
(F2)前記(B2)〜(E2)を前記(C2)の前記チャネル間差分が最大となる仮想無線アクセスポイントの対象が存在しなくなるまで繰り返す、
無線メッシュネットワークシステム。 The wireless mesh network system according to claim 9 or 10,
The control device includes:
(D2) In the virtual wireless access point having the maximum difference between channels, when the use channel is changed, the flow traffic amount of the flow related to the change is subtracted from the transmission traffic amount of the channel before the change and Add to the amount of outgoing traffic,
(E2) deleting the virtual wireless access point that is the target of the virtual wireless access point having the maximum difference between channels in (C2) from the target of the virtual wireless access point of (C2),
(F2) Repeat (B2) to (E2) until there is no virtual wireless access point target that maximizes the inter-channel difference in (C2).
Wireless mesh network system.
前記制御装置は、
(G2)前記(B2)〜(F2)を所定回数または各仮想無線アクセスポイントにおける前記チャネル間差分が所定値以下になるまで繰り返す、
無線メッシュネットワークシステム。 The wireless mesh network system according to claim 11,
The control device includes:
(G2) Repeat (B2) to (F2) a predetermined number of times or until the difference between the channels at each virtual wireless access point becomes a predetermined value or less.
Wireless mesh network system.
複数の無線アクセスポイントを有線または無線によって数珠繋ぎに接続することによって無線アクセスポイント数と同数のチャネルを同時利用が可能で、オープンフロースイッチ機能を有し、無線メッシュネットワークのアクセスポイントとして機能する複数の仮想無線アクセスポイントと、
無線メッシュネットワークにおけるデータ転送経路と該データ転送経路に含まれる各前記仮想無線アクセスポイントの前記無線アクセスポイント数と同数のチャネルのうちデータ転送に用いる利用チャネルをオープンフローコントローラ機能により設定する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、フローが未定義のパケットを受信したときに該パケットを用いてレイヤ1〜4の識別情報のうちの少なくとも送信元のIPアドレス,宛先のIPアドレス,送信ポート番号,受信ポート番号を用いてフローを定義し、
前記仮想無線アクセスポイントは、フローが未定義のパケットに対して該パケットを前記制御装置に送信し、フローが定義済みのパケットに対しては該フローに基づく利用チャネルにより該パケットを送信するものであり、
更に、
前記制御装置は、
チャネルを、少なくとも1つのチャネルを含み主として送受信が行われていないチャネルのグループAと、少なくとも1つのチャネルを含み主として送受信が行われているチャネルのグループBと、に区別し、
新規フローに対して、グループAに属するチャネルのうち伝送レートが最大のチャネルで送信されるよう前記利用チャネルを定義する、
無線メッシュネットワークシステム。 A wireless mesh network system,
By connecting multiple wireless access points in a daisy chain by wire or wireless, it is possible to use the same number of channels as the number of wireless access points at the same time, and it has an open flow switch function and functions as an access point for a wireless mesh network. A virtual wireless access point;
A control apparatus for setting a data transfer path in a wireless mesh network and a use channel used for data transfer among the same number of channels of the virtual wireless access points included in the data transfer path by an open flow controller function; ,
With
When the control apparatus receives a packet with an undefined flow, the control apparatus uses the packet to identify at least the source IP address, the destination IP address, the transmission port number, and the reception port number among the identification information of layers 1 to 4 Define the flow using
The virtual wireless access point transmits the packet to the control device for a packet with an undefined flow, and transmits the packet to a control channel based on the flow for a packet with a defined flow. Yes,
Furthermore,
The control device includes:
Distinguishing the channel into a group A of channels including at least one channel and not mainly transmitting / receiving and a group B of channels including at least one channel and mainly transmitting / receiving,
For the new flow, the usage channel is defined so that the channel having the maximum transmission rate among the channels belonging to group A is transmitted.
Wireless mesh network system.
複数の無線アクセスポイントを有線または無線によって数珠繋ぎに接続することによって無線アクセスポイント数と同数のチャネルを同時利用が可能で、オープンフロースイッチ機能を有し、無線メッシュネットワークのアクセスポイントとして機能する複数の仮想無線アクセスポイントと、
無線メッシュネットワークにおけるデータ転送経路と該データ転送経路に含まれる各前記仮想無線アクセスポイントの前記無線アクセスポイント数と同数のチャネルのうちデータ転送に用いる利用チャネルをオープンフローコントローラ機能により設定する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、フローが未定義のパケットを受信したときに該パケットを用いてレイヤ1〜4の識別情報のうちの少なくとも送信元のIPアドレス,宛先のIPアドレス,送信ポート番号,受信ポート番号を用いてフローを定義し、
前記仮想無線アクセスポイントは、フローが未定義のパケットに対して該パケットを前記制御装置に送信し、フローが定義済みのパケットに対しては該フローに基づく利用チャネルにより該パケットを送信するものであり、
更に、
前記制御装置は、
チャネルを、少なくとも1つのチャネルを含み主として送受信が行われていないチャネルのグループAと、少なくとも1つのチャネルを含み主として送受信が行われているチャネルのグループBと、に区別し、
新規フローに対して、グループAに属するチャネルのうち伝送レートを流れているフローの数に値1を加えた数で除して得られる期待値が最大のチャネルで送信されるよう前記利用チャネルを定義する、
無線メッシュネットワークシステム。 A wireless mesh network system,
By connecting multiple wireless access points in a daisy chain by wire or wireless, it is possible to use the same number of channels as the number of wireless access points at the same time, and it has an open flow switch function and functions as an access point for a wireless mesh network. A virtual wireless access point;
A control apparatus for setting a data transfer path in a wireless mesh network and a use channel used for data transfer among the same number of channels of the virtual wireless access points included in the data transfer path by an open flow controller function; ,
With
When the control apparatus receives a packet with an undefined flow, the control apparatus uses the packet to identify at least the source IP address, the destination IP address, the transmission port number, and the reception port number among the identification information of layers 1 to 4 Define the flow using
The virtual wireless access point transmits the packet to the control device for a packet with an undefined flow, and transmits the packet to a control channel based on the flow for a packet with a defined flow. Yes,
Furthermore,
The control device includes:
Distinguishing the channel into a group A of channels including at least one channel and not mainly transmitting / receiving and a group B of channels including at least one channel and mainly transmitting / receiving,
For the new flow, the use channel is set so that an expected value obtained by dividing the number of flows that flow through the transmission rate among the channels belonging to group A by the value 1 is transmitted on the maximum channel. Define,
Wireless mesh network system.
前記制御装置は、初期値として、伝送レートが最小のチャネルを前記グループBに区別すると共に残余のチャネルをグループAに区別する、
無線メッシュネットワークシステム。 The wireless mesh network system according to claim 13 or 14 ,
The control device, as an initial value, distinguishes a channel with the lowest transmission rate into the group B and distinguishes the remaining channels into the group A.
Wireless mesh network system.
前記制御装置は、グループAに属するチャネルに利用チャネルが定義された新規フローに対して、グループBに属するチャネルで新規フローを送受信したときにチャネル利用率が100%以下で最大となるチャネルに新規フローの利用チャネルを変更する、
無線メッシュネットワークシステム。 A wireless mesh network system according to any one of claims of claims 13 to 15,
The control device newly adds a channel that has a maximum channel utilization rate of 100% or less when a new flow is transmitted / received on a channel belonging to group B to a new flow whose channel is defined as a channel belonging to group A. Change the flow channel,
Wireless mesh network system.
前記制御装置は、グループAに属するチャネルに利用チャネルが定義された新規フローに対して、グループBのチャネルに利用チャネルを変更できないときには、新規フローに対して利用チャネルとしてフローに定義されたチャネルをグループBに変更する、
無線メッシュネットワークシステム。 The wireless mesh network system according to claim 16 , wherein
When the usage channel cannot be changed to the channel of group B with respect to a new flow in which the usage channel is defined as a channel belonging to group A, the control device changes the channel defined as the usage channel to the new flow. Change to group B,
Wireless mesh network system.
前記制御装置は、グループBに属するチャネルが2つ以上であり、かつ、グループBに属するチャネルのうち送受信が行われていないチャネルが存在するときには、グループBに属するチャネルのうち送受信が行われていないチャネルをグループAに変更する、
無線メッシュネットワークシステム。 The wireless mesh network system according to claim 16 or 17 ,
When there are two or more channels belonging to group B and there is a channel that is not transmitted / received among the channels belonging to group B, the control device performs transmission / reception among the channels belonging to group B. Change the non-channel to group A,
Wireless mesh network system.
複数の無線アクセスポイントを有線または無線によって数珠繋ぎに接続することによって無線アクセスポイント数と同数のチャネルを同時利用が可能で、オープンフロースイッチ機能を有し、無線メッシュネットワークのアクセスポイントとして機能する複数の仮想無線アクセスポイントと、
無線メッシュネットワークにおけるデータ転送経路と該データ転送経路に含まれる各前記仮想無線アクセスポイントの前記無線アクセスポイント数と同数のチャネルのうちデータ転送に用いる利用チャネルをオープンフローコントローラ機能により設定する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、フローが未定義のパケットを受信したときに該パケットを用いてレイヤ1〜4の識別情報のうちの少なくとも送信元のIPアドレス,宛先のIPアドレス,送信ポート番号,受信ポート番号を用いてフローを定義し、
前記仮想無線アクセスポイントは、フローが未定義のパケットに対して該パケットを前記制御装置に送信し、フローが定義済みのパケットに対しては該フローに基づく利用チャネルにより該パケットを送信するものであり、
更に、
前記制御装置は、新規フローに対して、利用可能な複数チャネルのうち送受信に用いられていない残余レートが最大のチャネルで送信されるよう前記利用チャネルを定義する、
無線メッシュネットワークシステム。 A wireless mesh network system,
By connecting multiple wireless access points in a daisy chain by wire or wireless, it is possible to use the same number of channels as the number of wireless access points at the same time, and it has an open flow switch function and functions as an access point for a wireless mesh network. A virtual wireless access point;
A control apparatus for setting a data transfer path in a wireless mesh network and a use channel used for data transfer among the same number of channels of the virtual wireless access points included in the data transfer path by an open flow controller function; ,
With
When the control apparatus receives a packet with an undefined flow, the control apparatus uses the packet to identify at least the source IP address, the destination IP address, the transmission port number, and the reception port number among the identification information of layers 1 to 4 Define the flow using
The virtual wireless access point transmits the packet to the control device for a packet with an undefined flow, and transmits the packet to a control channel based on the flow for a packet with a defined flow. Yes,
Furthermore,
The control device defines the use channel so that the remaining rate that is not used for transmission / reception among the plurality of available channels is transmitted with respect to the new flow.
Wireless mesh network system.
複数の無線アクセスポイントを有線または無線によって数珠繋ぎに接続することによって無線アクセスポイント数と同数のチャネルを同時利用が可能で、オープンフロースイッチ機能を有し、無線メッシュネットワークのアクセスポイントとして機能する複数の仮想無線アクセスポイントと、
無線メッシュネットワークにおけるデータ転送経路と該データ転送経路に含まれる各前記仮想無線アクセスポイントの前記無線アクセスポイント数と同数のチャネルのうちデータ転送に用いる利用チャネルをオープンフローコントローラ機能により設定する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、フローが未定義のパケットを受信したときに該パケットを用いてレイヤ1〜4の識別情報のうちの少なくとも送信元のIPアドレス,宛先のIPアドレス,送信ポート番号,受信ポート番号を用いてフローを定義し、
前記仮想無線アクセスポイントは、フローが未定義のパケットに対して該パケットを前記制御装置に送信し、フローが定義済みのパケットに対しては該フローに基づく利用チャネルにより該パケットを送信するものであり、
更に、
前記制御装置は、新規フローに対して、利用可能な複数チャネルの各伝送レートを各チャネルに流れているフローの数に値1を加えた数で除して得られる期待値が最大のチャネルで送信されるよう前記利用チャネルを定義する、
無線メッシュネットワークシステム。 A wireless mesh network system,
By connecting multiple wireless access points in a daisy chain by wire or wireless, it is possible to use the same number of channels as the number of wireless access points at the same time, and it has an open flow switch function and functions as an access point for a wireless mesh network. A virtual wireless access point;
A control apparatus for setting a data transfer path in a wireless mesh network and a use channel used for data transfer among the same number of channels of the virtual wireless access points included in the data transfer path by an open flow controller function; ,
With
When the control apparatus receives a packet with an undefined flow, the control apparatus uses the packet to identify at least the source IP address, the destination IP address, the transmission port number, and the reception port number among the identification information of layers 1 to 4 Define the flow using
The virtual wireless access point transmits the packet to the control device for a packet with an undefined flow, and transmits the packet to a control channel based on the flow for a packet with a defined flow. Yes,
Furthermore,
The controller is a channel having a maximum expected value obtained by dividing each transmission rate of a plurality of available channels by the number of flows flowing in each channel plus a value of 1 for a new flow. Define the usage channel to be transmitted,
Wireless mesh network system.
前記制御装置は、利用チャネルが定義された新規フローに対して、該利用チャネルと異なるチャネルで新規フローを送受信したときにチャネル利用率が100%以下で最大となるチャネルに利用チャネルを変更する、
無線メッシュネットワークシステム。
The wireless mesh network system according to claim 19 or 20 ,
The control device changes the usage channel to a channel that has a maximum channel utilization rate of 100% or less when a new flow is transmitted / received on a channel different from the usage channel for a new flow in which a usage channel is defined.
Wireless mesh network system.
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