JP3614006B2

JP3614006B2 - COMMUNICATION SYSTEM USING Asymmetrical Route and Communication Method Utilizing Asymmetrical Route

Info

Publication number: JP3614006B2
Application number: JP34645598A
Authority: JP
Inventors: 尚道野中; 進松井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-02-26
Filing date: 1998-12-07
Publication date: 2005-01-26
Anticipated expiration: 2018-12-07
Also published as: JPH11313109A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、片方向の通信経路と、双方向の通信経路とを組み合わせて構築した、非対称な通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の異なるネットワークシステムが結合されているインターネットシステム上で通信を行う場合、異なるネットワークシステム間でのデータ交信を行うためのプロトコルと、その上位に位置してアプリケーションプログラム間でのデータ交信を行うためのプロトコルというように、通信プロトコルを階層化して設計することが広く行われている。
【０００３】
現在幅広く利用されている、異なるネットワークシステム間でパケットの交換を行うためのルーティングプロトコルは、同一経路上を双方向に通信できるという前提で設計されている。そのため、送信局から受信局へ片方向の通信を行う衛星通信のような片方向経路を利用して、双方向に通信できることを前提に設計されているアプリケーションを動作させることは、そのままではできない。
【０００４】
１つの解決策としては、ネットワーク層でのルーティングプロトコルを改良して、片方向経路を扱えるようにすることが考えられるが、その場合、改良しなければならない通信機器の数が、数万台あるいはそれ以上の規模になるため、現実的とはいえない。
【０００５】
そこで、双方向経路を前提としたルーティングプロトコルを変更せずに、片方向経路を利用する非対称ルーティングを行うために、アプリケーション層のプロトコルを中継するための代理サーバ（Ｐｒｏｘｙサーバ）を設け、この代理サーバが、片方向経路を使用するようなルーティングを行うことで、非対称な通信経路の利用を実現していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アプリケーション層プロトコルは、ｔｅｌｎｅｔ，ｆｔｐ，ｈｔｔｐ等、目的別に多数のプロトコルが標準化されて利用されているため、上述した代理サーバ方式では、アプリケーションプロトコルごとに、対応する代理サーバを用意する必要があり、用意すべき代理サーバの種類が多くなるという問題点と、新規に標準化されたプロトコルには即座に対応できないという問題点がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、双方向経路を使用して双方向通信を行うことを前提として構築されたネットワークシステムにおいて、既存のルーティングプロトコルを変更することなく、片方向経路を使用した非対称ルーティングを実現可能な非対称経路利用通信システムとそのための通信機器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の通信機器は、双方向経路を使用してパケットの双方向通信を行うことを前提として構築されたネットワークシステム、および、上記ネットワークシステムとは別のローカルシステムに接続され、片方向経路を使用してパケットの片方向通信を行う片方向通信システムの受信側サイトに設けられる通信機器であって、上記ローカルシステムから送信されてきたパケットの始点アドレスを、上記片方向通信システムの送信側サイトに対して上記ネットワークシステム内で予め割り当てられているアドレス（以下、「代替アドレス」と称す。）に置換してから、アドレス置換後のパケットを上記ネットワークシステム上に送信する第１のアドレス置換手段と、上記片方向経路から送信されてきたパケットの終点アドレスが上記代替アドレスである場合には、該代替アドレスを、上記ローカルシステムに接続されている通信機器のアドレスに置換してから、アドレス置換後のパケットを上記ローカルシステム上に送信する第２のアドレス置換手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の通信機器は、双方向経路を使用してパケットの双方向通信を行うことを前提として構築されたネットワークシステムに接続され、片方向経路を使用してパケットの片方向通信を行う片方向通信システムの送信側サイトに設けられる通信機器であって、上記ネットワークシステムから送信されてきたパケットの終点アドレスが、上記片方向通信システムの送信側サイトに対して上記ネットワークシステム内で予め割り当てられているアドレス（以下、「代替アドレス」と称す。）である場合は、該パケットを上記片方向経路上に送信し、上記代替アドレスでない場合は、該パケットを上記ネットワークシステム上に送信するルーティング手段を有することを特徴とする。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、本発明は、その態様として、双方向経路を使用してパケットの双方向通信を行うことを前提として構築されたネットワークシステムにおいて、パケットの片方向通信を行うための片方向経路と、上記片方向経路の送信側サイトに設けられ、上記ネットワークシステムに接続された通信機器（以下、「送信側ゲートウェイ」と称す。）と、上記片方向経路の受信側サイトに設けられ、上記ネットワークシステム、および、上記ネットワークシステムとは別のローカルシステムに接続された通信機器（以下、「受信側ゲートウェイ」と称す。）とを備え、上記受信側ゲートウェイは、上記ローカルシステムから送信されてきたパケットの始点アドレスを、上記片方向経路の送信側サイトに対して上記ネットワークシステム内で予め割り当てられているアドレス（以下、「代替アドレス」と称す。）に置換してから、アドレス置換後のパケットを上記ネットワークシステム上に送信する第１のアドレス置換手段と、上記片方向経路から送信されてきたパケットの終点アドレスが上記代替アドレスである場合には、該代替アドレスを、上記ローカルシステムに接続されている通信機器のアドレスに置換してから、アドレス置換後のパケットを上記ローカルシステム上に送信する第２のアドレス置換手段とを有し、上記送信側ゲートウェイは、上記ネットワークシステムから送信されてきたパケットの終点アドレスが、上記代替アドレスである場合は、該パケットを上記片方向経路上に送信し、上記代替アドレスでない場合は、該パケットを上記ネットワークシステム上に送信するルーティング手段を有することを特徴とした非対称経路利用通信システムを提供している。
【００１１】
これにより、上記ローカルシステムに接続された通信機器（以下、「第１種の通信機器」と称す。）と、上記ネットワークシステムに接続された通信機器（以下、「第２種の通信機器」と称す。）との間で通信を行う際に、上記第２種の通信機器から上記第１種の通信機器に向けて送信されたパケットは、上記片方向経路を使用して送信され、上記第１種の通信機器から上記第２種の通信機器に向けて送信されたパケットは、上記ネットワークシステム（双方向経路）を使用して送信されることとなり、上記ネットワークシステムにおける既存のルーティングプロトコルを変更しなくても、非対称経路を利用した通信を行うことが可能となる。
【００１２】
なお、上述した態様において、上記受信側ゲートウェイの第１のアドレス置換手段は、アドレス置換後のパケットをカプセル化してから、カプセル化したパケットを、上記ネットワークシステムを介して上記送信側ゲートウェイ宛に送信し、上記送信側ゲートウェイのルーティング手段は、上記ネットワークシステムから送信されてきたパケットがカプセル化されたパケットである場合は、カプセルから取り出したパケットについてルーティングを行うようにすることができる。
【００１３】
また、上述した態様において、上記受信側ゲートウェイは、上記片方向経路が通信可能であるか否かを検出し、検出結果を、上記ネットワークシステムを介して上記送信側ゲートウェイに通知する通信手段をさらに有し、上記送信側ゲートウェイは、上記受信側ゲートウェイから通知された検出結果を記憶する記憶手段をさらに有し、上記送信側ゲートウェイのルーティング手段は、上記片方向経路が通信不可能である場合には、上記片方向経路上に送信すべきパケットの終点アドレスを上記代替アドレスに置換し、アドレス置換後のパケットを、上記ネットワークシステムを介して上記受信側ゲートウェイ宛に送信するようにすることができる。
【００１４】
なお、ローカルシステムには、１つ以上の通信機器が接続されるようにすることができ、２つ以上の通信機器が接続されるようにする場合には、ローカルシステムは、実際には、これらの通信機器を接続するローカルネットワークシステムとなる。
【００１５】
また、本発明のネットワークシステムは、パケットを通信機器間で送受信することを通信の基本処理とし、パケットの振り分けを行うルータ間の経路が双方向に通信可能であることを前提としてルーティングを行っているネットワークシステムであって、パケットを片方向に通信する片方向経路と、上記片方向経路の送信側サイトに設けられ、上記ネットワークシステムに接続された送信側ゲートウェイと、上記片方向経路の受信側サイトに設けられ、上記ネットワークシステム、及び上記ネットワークシステムとは別のローカルシステムに接続された受信側ゲートウェイとを合わせて備える、非対称経路を有するネットワークシステムにおいて、上記受信側ゲートウェイは、上記ローカルシステムから送信されてきたパケットを、該パケットのヘッダーが有するプロトコル情報が一定の条件を満たす場合はそのままパケットを上記ネットワークシステム上に送信し、該パケットが上記条件を満たさない場合はその始点アドレスを上記片方向経路の送信側サイトに対して上記ネットワークシステム内で予め割当てられている送信局側代替アドレスに置換してから、アドレス置換後のパケットを上記ネットワークシステム上に送信する第１のアドレス置換手段と、上記片方向経路から送信されてきたパケットの終点アドレスが上記送信局側代替アドレスである場合には、該送信局側代替アドレスを、上記ローカルシステムに接続されている通信機器のアドレスに置換してから、アドレス置換後のパケットを上記ローカルシステム上に送信する第２のアドレス置換手段とを有し、上記送信側ゲートウェイは、上記ネットワークシステムから送信されてきたパケットの終点アドレスが、上記送信局側代替アドレスである場合は、該パケットを上記片方向経路上に送信し、上記代替アドレスでない場合は、該パケットを上記ネットワークシステム上に送信するルーティング手段を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のネットワークシステムにおいて、上記受信側ゲートウェイは、上記ローカルシステムから送信されてきたパケットを、該パケットのヘッダーが有するプロトコル情報が一定の条件を満たす場合はその始点アドレスを上記片方向経路の受信側サイトに対して上記ネットワークシステム内で予め割当てられている受信局側代替アドレスに置換し、該パケットが上記条件を満たさない場合はその始点アドレスを送信局側代替アドレスに置換してから、アドレス置換後のパケットを上記ネットワークシステム上に送信する第１のアドレス置換手段と、上記片方向経路から送信されてきたパケットの終点アドレスが上記受信局側代替アドレスあるいは上記送信局側代替アドレスである場合には、該受信局側代替アドレス又は該送信局側代替アドレスを、上記ローカルシステムに接続されている通信機器のアドレスに置換してから、アドレス置換後のパケットを上記ローカルシステム上に送信する第２のアドレス置換手段とを有し、上記送信側ゲートウェイは、上記ネットワークシステムから送信されてきたパケットの終点アドレスが、上記送信局側代替アドレスである場合は、該パケットを上記片方向経路上に送信し、上記代替アドレスでない場合は、該パケットを上記ネットワークシステム上に送信するルーティング手段を有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明のネットワークシステムにおいて、上記受信側ゲートウェイは、上記ローカルシステムから送信されてきたパケットの始点アドレスを送信局側代替アドレスに置換してから、アドレス置換後のパケットをカプセル化し、カプセル化したパケットを、上記ネットワークシステムを介して上記送信側ゲートウェイ宛に送信する第１のアドレス置換手段と、上記片方向経路から送信されてきたパケットの終点アドレスが上記送信局側代替アドレスである場合には、該送信局側代替アドレスを、上記ローカルシステムに接続されている通信機器のアドレスに置換してから、アドレス置換後のパケットを上記ローカルシステム上に送信する第２のアドレス置換手段と、上記ネットワークシステムから送信されてきたパケットがカプセル化されたパケットである場合は、カプセルから取り出したパケットについてルーティングを行うルーティング手段を有し、上記送信側ゲートウェイは、上記ネットワークシステムから送信されてきたパケットの終点アドレスが、上記送信局側代替アドレスである場合は、該パケットのヘッダーが有するプロトコル情報が一定の条件を満たす場合は該パケットをカプセル化して上記ネットワークシステムを介して上記受信側ゲートウェイ宛に送信し、上記条件を満たさない場合は片方向経路上に送信し、上記代替アドレスでない場合は、該パケットを上記ネットワークシステム上に送信し、また該パケットがカプセル化されたパケットである場合は、カプセルから取り出したパケットについて再度ルーティングを行うルーティング手段を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明のネットワークシステムにおいて、上記送信側ゲートウェイは、上記ネットワークシステムから送信されてきたパケットの終点アドレスが、上記送信局側代替アドレスである場合は、該パケットの大きさが規定値以下の場合は該パケットをカプセル化して上記ネットワークシステムを介して上記受信側ゲートウェイ宛に送信し、上記条件を満たさない場合は片方向経路上に送信し、上記代替アドレスでない場合は、該パケットを上記ネットワークシステム上に送信し、また該パケットがカプセル化されたパケットである場合は、カプセルから取り出したパケットについて再度ルーティングを行うルーティング手段を有することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
本発明の実施形態に係る非対称経路利用通信システムは、片方向経路を使用してパケットの片方向通信を行う片方向通信システムである衛星通信システムと、双方向経路を使用してパケットの双方向通信を行うことを前提として構築されたネットワークシステムであるインターネット網とを組み合わせて構築されたものである。
【００２１】
図１に、本発明の実施形態に係る非対称経路利用通信システムの構成を示す。図中、１０は受信側ゲートウェイ（ＲＧＷ）、１１は衛星受信機（ＩＲＤ）、２０は送信側ゲートウェイ（ＳＧＷ）、２１はアップリンクステーション、３０は通信衛星、４０はインターネット網、５０はサーバ、６０はパーソナルコンピュータ（ＰＣ）である。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態は、衛星通信システムを成す衛星送信局に、従来の衛星送信局と同様に設けられたアップリンクステーション２１に加えて、ＳＧＷ２０を設けるようにしている。また、衛星通信システムを成す衛星受信局に、従来の衛星送信局と同様に設けられたＩＲＤ１１に加えて、ＲＧＷ１０を設けるようにしている。
【００２３】
ここで、ＲＧＷ１０は、インターネット網４０に接続されるようになっており、ＳＧＷ２０は、インターネット網４０に接続されると共に、１つ以上のＰＣ６０が接続されたローカル網に接続されるようになっている。インターネット網４０上には、１つ以上のサーバ５０が接続されている。
【００２４】
衛星送信局と衛星受信局との間は、通信衛星３０を介して、衛星送信局側から衛星受信局側への片方向通信を行うことができ、また、インターネット網４０を介して、双方向通信を行うことができるようになっている。
【００２５】
また、本実施形態に係る非対称経路利用通信システムを構成するこれらの通信機器は、同一の運用主体により運用されている場合もあれば、別個の運用主体により運用されている通信機器の集合体である場合もある。
【００２６】
本実施形態は、ＳＧＷ２０およびＲＧＷ１０によって、非対称ルーティングを実現するものである。なお、ＲＧＷ１０は、非対称ルーティングを実現するための機能と共に、ＩＰファイアウォールルータの機能を合わせ持つようにすることができる。
【００２７】
非対称ルーティング時のＩＰパケットの経路を説明するために、まず、通常のルーティング経路を説明する。
【００２８】
ローカル網内のＰＣａ（６０ａ）とインターネット網４０上のサーバａ（５０ａ）とが交信する場合を想定すると、ＰＣａ（６０ａ）では、始点アドレスが「ＰＣａ」であり、終点アドレスが「サーバａ」であるＩＰパケットを送信し、逆に、サーバａ（５０ａ）では、始点アドレスが「サーバａ」であり、終点アドレスが「ＰＣａ」であるＩＰパケットを送信する。
【００２９】
インターネット網４０は、相互接続されたルータの集合体であり、ルータ同士が、互いに経路情報を交換し合って、あるパケットを送信するための経路を動的に選択し、ルータ間でパケットを送信する。現在利用されている経路情報交換プロトコルでは、経路自身に方向性はないため、ＰＣａ（６０ａ）からサーバａ（５０ａ）へと送信されるＩＰパケットと、サーバａ（５０ａ）からＰＣａ（６０ａ）へと送信されるＩＰパケットとは、同一経路上を逆方向に送信される。
【００３０】
このようなインターネット網４０で片方向経路を利用する場合、原理的には、ルータが経路決定の際に利用する経路情報に、その経路が片方向である旨を示す情報が存在するようにし、経路の方向情報も考慮して経路を決定するようにルータを設計すれば、片方向経路を特別扱いすることなく、利用可能であることは明白であるが、この方法が機能するためには、インターネット網４０上の全てのルータを、経路の方向情報を理解するように更新する必要があり、短期的な解法としては、コストや手間の面から現実的とは言い難い。
【００３１】
そこで、本実施形態では、特定のルータであるＳＧＷ２０およびＲＧＷ１０だけが片方向経路に関する情報を有するだけで実現できる非対称経路利用通信システムを開示している。
【００３２】
本実施形態においては、ＰＣａ（６０ａ）からサーバａ（５０ａ）へ送信されるＩＰパケットは、「ＰＣａ（６０ａ）→ローカル網→ＲＧＷ１０→インターネット網４０→ＳＧＷ２０→インターネット網４０→サーバａ（５０ａ）」と送信され、サーバａ（５０ａ）からＰＣａ（６０ａ）へと送信されるＩＰパケットは、「サーバａ（５０ａ）→インターネット網４０→ＳＧＷ２０→アップリンクステーション２１→通信衛星３０→ＩＲＤ１１→ＲＧＷ１０→ローカル網→ＰＣａ（６０ａ）」と送信されることとなる。
【００３３】
本実施形態において、ＰＣａ（６０ａ）からサーバａ（５０ａ）にパケットを送信する場合、まず、ＰＣａ（６０ａ）では、始点アドレスが「ＰＣａ」であり、終点アドレスが「サーバａ」であるＩＰパケットを作成し、ローカル網を介して、ＲＧＷ１０へと送信する。この時点でのＩＰパケットは、図８の１８０１に示すようになる。
【００３４】
ＲＧＷ１０は、ローカル網側から送信されてきたＩＰパケットに対し、始点アドレスの置換を行い、図８の１８０２に示すように、始点アドレス「ＰＣａ」を代替アドレス「ＳＮａ」に書き換える。ここで、代替アドレス「ＳＮａ」は、詳細を後述するように、インターネット網４０のアドレス管理機構から衛星送信局サイトに対して割り当てられたＩＰアドレスの範囲内で、衛星送信局サイトで独自にＰＣａ（６０ａ）に対して割り当てたＩＰアドレスである。インターネット網４０は、詳細を後述するように、終点アドレスが「ＳＮａ」であるＩＰパケットについては、該ＩＰパケットを衛星送信局サイト（すなわち、ＳＧＷ２０）へ配送するという経路情報を保持している。
【００３５】
次に、ＲＧＷ１０は、始点アドレスを書き換えたＩＰパケットを、インターネット網４０を介して、ＳＧＷ２０へと送信する。この際に、ＲＧＷ１０は、送信すべきＩＰパケットを、ＩＰパケット内にカプセル化して、ＳＧＷ２０へと送信する。このように、ＩＰパケットをカプセル化したＩＰパケットを送信することを、一般に、「トンネリング」と呼ぶ。カプセルの外側のＩＰパケットは、図８の１８０３に示すように、始点アドレスが「ＲＧＷ」であり、終点アドレスが「ＳＧＷ」であり、通常のルーティング経路に従って送信される。
【００３６】
さて、ＳＧＷ２０は、カプセル化されたＩＰパケットを受け取ると、カプセルを解除し、インターネット網４０に送信する。ここで送信されるＩＰパケットは、図８の１８０４に示すように、終点アドレスが「サーバａ」であり、通常のルーティング経路に従って、サーバａ（５０ａ）へと届く。
【００３７】
なお、ＳＧＷ２０は、「ＲＧＷ」から「サーバａ」へアドレス置換を行ったＩＰパケットを送信する際に、アドレス置換後のＩＰパケットの終点アドレスが「サーバａ」であるため、ＲＧＷ１０が直接インターネット網４０へアドレス置換後のＩＰパケットを送信しても、サーバａ（５０ａ）に届く可能性はあるが、その場合、ＲＧＷ１０から送信されるＩＰパケットの始点アドレス「ＳＮａ」が、インターネット網４０のアドレス管理機構からＲＧＷ１０に対して割り当てられたＩＰアドレスではないため、インターネット網４０内で不正なＩＰパケットと見做される可能性がある。そのため、本実施形態においては、一旦、トンネリングによってＳＧＷ２０に送信し、ＳＧＷ２０からインターネット網４０に送信することで、ＩＰパケットの始点アドレスと、そのＩＰパケットがインターネット網４０に送信される際の接続サイトの割当アドレスとを一致させ、不正なＩＰパケットと見做されることのないようにしている。
【００３８】
次に、サーバａ（５０ａ）からＰＣａ（６０ａ）へ送信されるＩＰパケットの流れについて説明する。サーバａ（５０ａ）では、届いたＩＰパケットに対して何らかの返答を返すが、このとき生成されるＩＰパケットは、図９の１９０１に示すように、始点アドレスが「サーバａ」であり、終点アドレスが「ＳＮａ」であるＩＰパケットとなる。このＩＰパケットの終点アドレス「ＳＮａ」は、インターネット網４０のアドレス管理機構から衛星送信局サイトに対して割り当てられたＩＰアドレスの範囲内であるため、インターネット網４０を介して、通常のルーティング経路に従って、ＳＧＷ２０へと届く。
【００３９】
ＳＧＷ２０は、このＩＰパケットをアップリンクステーション２１へと送信し、アップリンクステーション２１は、ＩＰパケットを衛星データパケットのペイロードとして格納し、通信衛星３０へと送信する。そして、通信衛星３０から届いたデータがＩＲＤ１１によって受信されてＲＧＷ１０へと送信され、ＲＧＷ１０は、図９の１９０２に示すように、終点アドレス「ＳＮａ」を「ＰＣａ」へと置き換えてから、ローカル網へ送信する。このＩＰパケットは、終点アドレスが「ＰＣａ」であるから、ＰＣａ（６０ａ）で受信され、ＰＣａ（６０ａ）とサーバａ（５０ａ）との交信が成立する。
【００４０】
以上が非対称ルーティング時の動作である。なお、ＩＰアドレスの置換処理およびトンネリング処理は、よく知られた技術であるため、詳細な説明は省略する。
【００４１】
また、本実施形態においては、インターネット網４０は双方向通信を行うことを前提として構築されたネットワークシステムであることから、サーバａ（５０ａ）からＰＣａ（６０ａ）へ送信されるＩＰパケットは、衛星通信システムにおける片方向経路ではなく、インターネット網４０における双方向経路を使用して送信されるようにすることも、当然のことながら可能である。
【００４２】
すなわち、サーバａ（５０ａ）からＰＣａ（６０ａ）へ送信されるＩＰパケットの流れについて説明すると、ＳＧＷ２０は、サーバａ（５０ａ）からインターネット網４０を介して送信されてきたＩＰパケットを受け取ると、該ＩＰパケットを、インターネット網４０を介してＲＧＷ１０へと送信する。この際に、ＳＧＷ２０は、送信すべきＩＰパケットをカプセル化してから、ＲＧＷ１０へと送信する。サーバａ（５０ａ）から送信されるＩＰパケットは、図１０の１９０１に示すように、始点アドレスが「サーバａ」であり、終点アドレスが「ＳＮａ」である。また、ＳＧＷ２０によってカプセル化されたＩＰパケットのカプセルの外側のＩＰパケットは、図１０の１９０３に示すように、始点アドレスが「ＳＧＷ」であり、終点アドレスが「ＲＧＷ」であり、通常のルーティング経路に従って送信される。
【００４３】
ＲＧＷ１０は、カプセル化されたＩＰパケットを受け取ると、図１０の１９０４に示すように、カプセルを解除すると共に、終点アドレスの置換を行い、図１０の１９０５に示すように、終点アドレス「ＳＮａ」を「ＰＣａ」に書き換える。そして、ＲＧＷ１０は、終点アドレスを書き換えたＩＰパケットを、ローカル網に送信する。ここで送信されるＩＰパケットは、図１０の１９０５に示すように、終点アドレスが「ＰＣａ」であるので、ＰＣａ（６０ａ）へと届く。
【００４４】
一般に、インターネット網では、動的に経路を算出してルーティングを行っているため、ルータ間に複数の経路が存在する部分では、一部経路が断絶しても、エンド−エンド間では、そのまま通信を継続可能である。通信衛星３０を利用したデータ通信は、天候の影響を受けやすく、雨天時には、局所的にエラー率が１００％近くなる場合があることが知られているため、衛星データ回線を利用する場合は、一時的な回線断を考慮することが重要である。
【００４５】
そこで、本実施形態においては、このような場合は、ＲＧＷ１０で衛星データ回線の回線断を検出し、ＳＧＷ２０にインターネット網４０を介して要求を送信することで、ＳＧＷ２０からＲＧＷ１０へと送信されるＩＰパケットを、衛星回線３０経由ではなく、図１０を用いて説明したように、トンネリング技法を利用してインターネット網４０を介して送信することで、ＲＧＷ１０−ＳＧＷ２０間の片方向経路（衛星データ回線）が回線断となっても、ＰＣ６０−サーバ５０間は、回線断を起こすことなく、通信を継続することが可能となる。
【００４６】
ここで、ＲＧＷ１０でアドレス置換を行う際に利用するＩＰアドレスである、代替アドレス「ＳＮａ」について説明するために、まず、ＩＰアドレス体系について簡単に説明する。
【００４７】
ＩＰアドレスは、インターネットプロトコルを利用して通信を行う通信機器をユニークに識別するための固定長の数値であり、「ＩＰプロトコルバージョン４」では、２進数で３２ビット長であり、「ＩＰプロトコルバージョン６」では、２進数で１２８ビット長である。ＩＰアドレスは、ネットワークアドレスとホストアドレスとに分かれており、ホストアドレスの値が全て「０」のＩＰアドレスは、ネットワーク自身を表すと定められている。固定長のＩＰアドレスのうち、どの部分をネットワークアドレスとして用いるかは可変であり、その区切りを示す値をサブネットマスク値という。ＩＰアドレス体系の詳細については、インターネットのドキュメントであるＲＦＣ（ＲｅｑｕｅｓｔｆｏｒＣｏｍｍｅｎｔｓ）を参照されたい。
【００４８】
ＩＰプロトコルを用いた通信がうまくいくためには、異なる通信機器が同一のＩＰアドレスを持たないようにする必要がある。一般に、インターネット網は、複数の運用主体が運用するネットワークの集合として運用されるため、ＩＰアドレスの一意性を保証するために、何らかのアドレス管理機構を設け、ある運用主体が自らが有するローカルなネットワークをインターネット網に接続する際は、アドレス管理機構から、一定数の通信機器を収用可能なネットワークアドレスを割り当ててもらい、そのネットワーク内の個々の通信機器のＩＰアドレスは、そのローカルネットワークを運用する運用主体が一意となるように責任を持って割り当てる、ということが広く行われている。あるインターネット網が単一の運用主体により運用されている場合は、その運用主体がアドレス管理機構を兼ねることになる。
【００４９】
さて、衛星送信局サイトは、インターネット網４０に接続するために、アドレス管理機構からネットワークアドレスを割り当ててもらうのであるが、この際に、衛星送信局サイトの運用者は、予め、各衛星受信局サイトで必要となる代替アドレスの総数を収納可能な大きさのネットワークアドレスを割り当ててもらう。
【００５０】
そして、各衛星受信局サイトに対して、自らが割り当てられたネットワークアドレスの一部を分割して、その範囲のＩＰアドレスの使用を許可しておく。ＲＧＷ１０は、衛星送信局サイトから利用が認められたＩＰアドレス範囲の中から、ローカル網内のアドレスと置換する代替アドレスを選び出すことになる。
【００５１】
ＲＧＷ１０が利用可能な代替アドレスを知る方法としては、予め各ＲＧＷ１０ごとに代替アドレスを割り当てておく方法と、ＲＧＷ１０とＳＧＷ２０とが交信して、ＲＧＷ１０で利用可能な代替アドレスを動的に取得する方法とが考えられるが、いずれの方法を利用しても実施可能である。本実施形態では、予め各ＲＧＷ１０ごとに代替アドレスを割り当てておく方法を例にしている。
【００５２】
上述したような非対称ルーティングを実現する際に、通常のインターネット網４０上の通信機器とは異なる動作が必要となるのは、ＲＧＷ１０およびＳＧＷ２０であるため、以下、これらの動作の詳細について説明する。
【００５３】
まず、ＲＧＷ１０について説明する。
【００５４】
図２に、ＲＧＷ１０のハードウェア構成図を示す。ＲＧＷ１０は、インターネット網４０上のルータとして動作するコンピュータシステムであり、図２に示すように、ＣＰＵ１００１と、メモリ１００２と、ディスクコントローラ１００３と、ハードディスク１１００と、コンソールコントローラ１００４と、コンソール１２００と、ネットワークコントローラ１００５と、ネットワークコントローラ１００６と、ＩＲＤコントローラ１００７とから構成されている。
【００５５】
ＣＰＵ１００１は、ＲＧＷ１０全体の動作を制御する。メモリ１００２は、プログラムやデータを格納する。ディスクコントローラ１００３は、ハードディスク１１００を制御する。ハードディスク１１００は、プログラムやデータを格納する。コンソールコントローラ１００４は、コンソール１２００を制御する。コンソール１２００は、ユーザとの間の入出力を行う。ネットワークコントローラ１００５は、インターネット網４０との間の通信を行う。ネットワークコントローラ１００６は、ローカル網との間の通信を行う。ＩＲＤコントローラ１００７は、ＩＲＤ１１を制御する。ＩＲＤ１１は、通信衛星３０から送信されてくるデータを受信し、受信したデータ中からＩＰパケットを取り出してＲＧＷ１０へと送信する。
【００５６】
次に、ＲＧＷ１０の動作について説明する。ＲＧＷ１０の動作は、ＣＰＵ１００１が、詳細を後述するＲＧＷ処理プログラムを実行することによって実現される。
【００５７】
図４は、ＲＧＷ処理プログラムが処理内で使用するアドレス置換管理テーブルのデータ構成図である。図４に示すように、アドレス置換管理テーブル１７００は、元アドレスフィールド１７０１と、代替アドレスフィールド１７０２とから構成されている。
【００５８】
元アドレスフィールド１７０１には、ローカル網内のＰＣ６０のＩＰアドレスが格納され、代替アドレスフィールド１７０２には、衛星送信局サイトから利用が認められたアドレス置換用の代替ＩＰアドレスの値が格納される。
【００５９】
図５はＲＧＷ処理プログラムのフローチャートである。図５に示すように、ＲＧＷ１０は、ネットワークコントローラ１００５，ネットワークコントローラ１００６，ＩＲＤコントローラ１００７のいずれかからＩＰパケットを受信すると（ステップ１５０１）、そのＩＰパケットの終点アドレスが自分自身であるか否かを調べ（ステップ１５０２）、そうである場合は、そのＩＰパケットのプロトコル種別が、カプセル化されたＩＰパケットであるか否かを調べる（ステップ１５０３）。
【００６０】
カプセル化されたＩＰパケットである場合は（ステップ１５０３）、ＳＧＷ２０からインターネット網４０を介して受信したＩＰパケットであること（すなわち、図１０に示した流れで受信したＩＰパケットであること）を意味しているので、ＲＧＷ１０は、カプセル化されたＩＰパケットを取り出してから（ステップ１５０４）、ステップ１５０２に戻り、取り出されたＩＰパケットについての処理を行う。
【００６１】
また、カプセル化されたＩＰパケット以外の場合は（ステップ１５０３）、ＲＧＷ１０は、ステップ１５０５に進んで、受信したＩＰパケットについての処理を行う。このステップ１５０５では、インターネットプロトコルに従った様々な処理が行われるが、この部分の処理は、通常のルータに置けるパケット処理と違いはないので、詳細な説明は省略する。ステップ１５０５の次は、ステップ１５１４へと進む。
【００６２】
また、終点アドレスが自分自身以外の場合は（ステップ１５０２）、ＲＧＷ１０は、アドレス置換管理テーブル１７００を参照して、始点アドレスが、元アドレスフィールド１７０１の値のいずれかと一致するか否かを調べる（ステップ１５０６）。
【００６３】
一致する場合は（ステップ１５０６）、ＰＣ６０からローカル網を介して受信したＩＰパケットであること（すなわち、図８に示した流れで受信したＩＰパケットであること）を意味しているので、ＲＧＷ１０は、アドレス置換管理テーブル１７００の内容に従って、始点アドレスの代替アドレスへの置換を行い（ステップ１５０７）、アドレス置換後のＩＰパケットを、終点アドレスが「ＳＧＷ」であり、始点アドレスが「ＲＧＷ」であるＩＰパケットにカプセル化してから（ステップ１５０８）、カプセル化されたＩＰパケットを送信する（ステップ１５１１）。
【００６４】
また、一致しない場合は（ステップ１５０６）、ＲＧＷ１０は、アドレス置換管理テーブル１７００を参照して、終点アドレスが、代替アドレスフィールド１７０２の値のいずれかと一致するか否かを調べ（ステップ１５０９）、そうである場合は、ＳＧＷ２０から通信衛星３０を介して受信したＩＰパケットであること（すなわち、図９に示した流れで受信したＩＰパケットであること）か、または、ステップ１５０４で取り出されたＩＰパケットであることを意味しているので、アドレス置換管理テーブル１７００の内容に従って、終点アドレスの元アドレスへの置換を行い（ステップ１５１０）、そうでない場合は、直接ステップ１５１１へと進む。
【００６５】
ステップ１５１１では、ＲＧＷ１０は、ＩＰパケットの終点アドレスが、ローカル網に割り当てられたアドレス範囲内であるか否かを調べ、そうである場合は、ネットワークコントローラ１００６に対してＩＰパケットを送信し（ステップ１５１２）、そうでない場合は、ネットワークコントローラ１００５に対してＩＰパケットを送信する（ステップ１５１３）。
【００６６】
ＩＰパケットの送信を終えると、ＲＧＷ１０は、ステップ１５１４へ進み、ＩＲＤコントローラ１００７を介して、ＩＲＤ１１が、通信衛星３０からの電波を正常に受信しているか否かを確認して、ＩＲＤ状態が正常であるか否かをＳＧＷ２０へと通知する。なお、ＳＧＷ２０へのＩＲＤ状態の通知は、インターネットプロトコル中のＵＤＰ（ＵｓｅｒＤａｔａｇｒａｍＰｒｏｔｏｃｏｌ）パケットを利用して行うことができる。また、ＳＧＷ２０へのＩＲＤ状態の通知は、適当な間隔（例えば、１０秒に１回）を置いて行う。
【００６７】
ステップ１５１４の処理を終えると、ＲＧＷ１０は、ステップ１５０１へと戻り、次のＩＰパケットの受信を行う。
【００６８】
以上が、ＲＧＷ１０が行うＲＧＷ処理プログラムの処理内容である。
【００６９】
次に、ＳＧＷ２０について説明する。
【００７０】
図３に、ＳＧＷ２０のハードウェア構成図を示す。ＳＧＷ２０は、インターネット網４０上のルータとして動作するコンピュータシステムであり、図３に示すように、ＣＰＵ２００１と、メモリ２００２と、ディスクコントローラ２００３と、ハードディスク２１００と、コンソールコントローラ２００４と、コンソール２２００と、ネットワークコントローラ２００５と、ネットワークコントローラ２００６とから構成されている。
【００７１】
ＣＰＵ２００１は、ＳＧＷ２０全体の動作を制御する。メモリ２００２は、プログラムやデータを格納する。ディスクコントローラ２００３は、ハードディスク２１００を制御する。ハードディスク２１００は、プログラムやデータを格納する。コンソールコントローラ２００４は、コンソール２２００を制御する。コンソール２２００は、ユーザとの間の入出力を行う。ネットワークコントローラ２００５は、インターネット網４０との間の通信を行う。ネットワークコントローラ２００６は、アップリンクステーション２１との間の通信を行う。アップリンクステーション２１は、ＩＰパケットを通信衛星３０で使用されているデータ形式に変換して、通信衛星３０へと送信する。
【００７２】
次に、ＳＧＷ２０の動作について説明する。ＳＧＷ２０の動作は、ＣＰＵ２００１が、詳細を後述するＳＧＷ処理プログラムを実行することによって実現される。
【００７３】
図６は、ＳＧＷ処理プログラムが処理内で使用する受信局管理テーブルのデータ構成図である。図６に示すように、受信局管理テーブル２７００は、ＲＧＷアドレスフィールド２７０１と、受信局アドレス範囲フィールド２７０２と、受信局状態フィールド２７０３とから構成されている。
【００７４】
ＲＧＷアドレスフィールド２７０１には、ある衛星受信局に設けられたＲＧＷ１０のＩＰアドレスが格納され、受信局アドレス範囲フィールド２７０２には、その衛星受信局が利用可能な代替ＩＰアドレスの範囲が格納され、受信局状態フィールド２７０３には、ＲＧＷ１０から送信されてくるＩＲＤ状態の値が格納される。
【００７５】
図７はＳＧＷ処理プログラムのフローチャートである。図７に示すように、ＳＧＷ２０は、ネットワークコントローラ２００５からＩＰパケットを受信すると（ステップ２５０１）、そのＩＰパケットの終点アドレスが自分自身であるか否かを調べ（ステップ２５０２）、そうである場合は、そのＩＰパケットのプロトコル種別が、カプセル化されたＩＰパケットであるか否かを調べる（ステップ２５０３）。
【００７６】
カプセル化されたＩＰパケットである場合は（ステップ２５０３）、ＲＧＷ１０からインターネット網４０を介して受信したＩＰパケットであること（すなわち、図８に示した流れで受信したＩＰパケットであること）を意味しているので、ＳＧＷ２０は、カプセル化されたＩＰパケットを取り出してから（ステップ２５０４）、ステップ２５０２に戻り、取り出されたＩＰパケットについての処理を行う。
【００７７】
また、カプセル化されたＩＰパケット以外の場合は（ステップ２５０３）、ＳＧＷ２０は、ステップ２５０５に進んで、受信したＩＰパケットが、ＲＧＷ１０から送信されてきた、ＩＲＤ状態の通知を示すＵＤＰパケットであるか否かを判定する（ステップ２５０５）。
【００７８】
ＩＲＤ状態の通知を示すＵＤＰパケットである場合は（ステップ２５０５）、ＳＧＷ２０は、該ＵＤＰパケットによって通知されたＩＲＤ状態に従って、受信局管理テーブル２７００の受信局状態フィールド２７０３の値を更新し（ステップ２５０６）、そうでない場合は（ステップ２５０５）、ステップ２５０７へ進んで、受信したＩＰパケットについての処理を行う。このステップ２５０７では、図５のステップ１５０５と同様に、インターネットプロトコルに従った様々な処理が行われるが、この部分の処理は、通常のルータに置けるパケット処理と違いはないので、詳細な説明は省略する。ステップ２５０６またはステップ２５０７の処理の後は、ステップ２５０１へと戻り、次のＩＰパケットの受信を行う。
【００７９】
また、終点アドレスが自分自身以外の場合は（ステップ２５０２）、ＳＧＷ２０は、終点アドレスが、衛星送信局サイトに割り当てられているネットワークアドレスに含まれるか否かを判定し（ステップ２５０８）、含まれていない場合は、ステップ２５１３へ進み、含まれている場合は、受信局管理テーブル２７００を参照して、終点アドレスが、受信局アドレス範囲フィールド２７０２のいずれかに含まれているか否かを調べる（ステップ２５０９）。
【００８０】
受信局アドレス範囲フィールド２７０２のいずれにも含まれていない場合は（ステップ２５０９）、ステップ２５１０へ進み、受信局アドレス範囲フィールド２７０２のいずれかに含まれている場合は（ステップ２５０９）、サーバ５０からインターネット網４０を介して受信したＩＰパケットであること（すなわち、図９または図１０に示した流れで受信したＩＰパケットであること）を意味しているので、ＳＧＷ２０は、該当する衛星受信局の受信局状態フィールド２７０３の値を調べ（ステップ２５１１）、正常に受信中である場合は、図９に示した流れでＩＰパケットを送信するために、ＩＰパケットをネットワークコントローラ２００６へと送信する（ステップ２５１０）。ネットワークコントローラ２００６から送信されたＩＰパケットは、アップリンクステーション２１で受信されて、通信衛星３０へと送信される。
【００８１】
なお、ＳＧＷ２０は、該当する衛星受信局の受信局状態が、正常に受信中でない場合は（ステップ２５１１）、図１０に示した流れでＩＰパケットを送信するために、受信局管理テーブル２７００のＲＧＷアドレスフィールド２７０１の値からＲＧＷ１０のＩＰアドレスを求め、ＩＰパケットを、終点アドレスが「ＲＧＷ」であり、始点アドレス「ＳＧＷ」がであるＩＰパケットにカプセル化してから（ステップ２５１２）、カプセル化されたＩＰパケットを、ネットワークコントローラ２００５へと送信する（ステップ２５１３）
ステップ２５１０またはステップ２５１３の処理を終えると、ＳＧＷ２０は、ステップ２５０１へと戻り、次のＩＰパケットの受信を行う。
【００８２】
以上が、ＳＧＷ２０が行うＳＧＷ処理プログラムの処理内容である。
【００８３】
以上説明したように、ＲＧＷ１０およびＳＧＷ２０の働きにより、衛星データ通信路を利用したインターネット通信システムが構築可能であり、ユーザは衛星データ通信路を利用して高速にインターネットアクセスが行える。
【００８４】
例えば、ＰＣ６０上で動作しているアプリケーションプログラムが、サーバ５０にアクセスする場合に、ＰＣ６０からサーバ５０へ送信されるデータは、各種指示等の少量のデータであるが、サーバ５０からＰＣ６０へ送信されるデータは、画像データやプログラム等の大量のデータとなることが一般的である。このような場合に、サーバ５０からＰＣ６０へ送信されるデータを、インターネット網４０に比べてはるかに大量のデータを送信することが可能な衛星データ回線を経由して送信するようにすることで、送信時間の短縮を図ることができるので、ＰＣ６０のユーザメリットは多大なものとなる。
【００８５】
特に、本実施形態においては、ネットワーク層での情報に基づいて非対称ルーティングが行われることとなるので、上位プロトコルを利用しているアプリケーションプログラムは、何ら修正を加えずに動作可能である。すなわち、ＲＧＷ１０およびＳＧＷ２０を一旦設けてしまえば、新規に標準化されたプロトコルであっても、即座に対応できる。
【００８６】
また、本実施形態によれば、片方向経路である通信衛星３０を利用した通信が、衛星データの回線断等の理由により、正常に行えない場合は、自動的に、双方向経路であるインターネット網４０を利用して通信を行うようにしているので、衛星データ回線に一時的な異常が生じた場合でも、切断されることなく通信を継続することが可能である。
【００８７】
なお、本実施形態においては、ＲＧＷ１０でアドレス置換を行う際に、置換するアドレスの対は固定であるが、動的に、アドレスの対を決定するようにしても、非対称ルーティングが問題なく行えることは明らかである。
【００８８】
また、本実施形態においては、ＲＧＷ１０でアドレス置換を行う際に、ローカル網内でのアドレスと、衛星送信局サイトに割り当てられたネットワークアドレスとの間で、１対１のアドレス置換を行っているが、Ｎ対１のアドレス置換を行うようにしても、非対称ルーティングが問題なく行えることは明らかである。
【００８９】
なお、アドレス置換時にアドレス対を動的に決定したり、Ｎ対１のアドレス置換を行ったりする場合は、ローカル網に接続されているＰＣ６０から通信を開始しないと、経路制御がうまくいかなくなるという制限があるが、この制限は、ファイアウォールを設置しているローカル網に共通する制限であり、本実施形態に固有の制限ではない。
【００９０】
この場合、ＲＧＷ１０において、特定のＰＣ６０のアドレスについては、アドレス置換を行わなければ、衛星データ回線を利用することなく、通常のインターネット接続と同一の環境となるので、ローカル網に、外からアクセスされるサーバを同居させることも可能である。
【００９１】
また、本実施形態においては、１つの衛星送信局と１つの衛星受信局とを備えた構成となっているが、衛星送信局および衛星受信局の一方または双方が複数存在しても、そのまま適用可能である。
【００９２】
さて、インターネットシステム上では種々のアプリケーションが利用されるが、アプリケーション毎に通信路に要求される特性は様々である。ファイル転送の場合は伝送速度が速いことが最も重要であるが、ｔｅｌｎｅｔ等、文字ベースであるために必要とするデータ量が少なく（軽量）、対話的処理を行うアプリケーションでは伝送速度はあまり必要ではなく、むしろ伝送遅延が少ない方がユーザがより快適に利用できる。従ってこうした軽量・対話的プロトコルを利用する場合は、低速であっても遅延の少ない通信路を利用することが望ましい。
【００９３】
そこで以下に、衛星データ回線を使うかどうかを、ある基準にしたがって判断する手段を追加した実施例を説明する。この実施例では、判断手段が、衛星データ回線を使うべきと判断した場合には、ＰＣ６０−サーバ５０間の通信を、インターネット網４０における双方向経路の片側と衛星通信システムの片方向経路とを利用し、衛星データ回線を使わずに従来のインターネット網４０を使うべきと判断した場合は、ＰＣ６０−サーバ５０間の通信を、インターネット網４０における双方向経路の両側を利用する。上記判断基準として、以下の実施例では、軽量・対話的プロトコルを利用するか否か、を用いた例について、説明する。この判断基準は一例であって、これに限定されるものではない。
【００９４】
本実施例のシステム構成は図１と同一であり、ＲＧＷのハードウェア構成も図２と同一である。また、ＳＧＷのハードウェア構成は図３と同一であり、ＳＧＷ処理プログラムの内容も図７と同一である。
【００９５】
本実施例でのＲＧＷの動作を記述するＲＧＷ処理プログラムのフローチャートを図１１に示す。本フローチャートではステップ１５０６とステップ１５０７の間にステップ１５２１が加わった以外では図５のフローチャートと同一である。
【００９６】
ステップ１５２１では受信したＩＰパケットの上位プロトコルが軽量・対話的プロトコルであるかどうかを判断し（詳細は後述）、ＹＥＳの場合はそのままステップ１５１１に進んで始点アドレスの置換処理を行わず、ＮＯの場合は従来通りのステップ１５０７に進んで始点アドレスの置換を行う。アドレス置換を行わないことで結果としてこのパケットはＳＧＷを経由することなくサーバへと送られ、サーバからの返送も片方向経路を経由することなくＲＧＷに届くこととなる。
【００９７】
上位プロトコルの判別は以下の様に行う。
軽量・対話的プロトコルとは、プロトコルで必要なデータ量が比較的少なく、ユーザが直接応答を行うために、伝送遅延が大きいとユーザが次の応答が到着するのを待つ結果、使い勝手が非常に悪化すると感じるプロトコルのことであり、代表的な例としてＴＥＬＮＥＴプロトコルがある。
【００９８】
ＩＰパケットはヘッダ内に上位プロトコルの種別を示す情報を持つ。ＩＰプロトコルの上位プロトコルとしてはＴＣＰと、ＵＤＰが広く使われている。
【００９９】
図１６に示すように、ＴＣＰプロトコルではＴＣＰヘッダー内に始点ポート番号、終点ポート番号と呼ばれる情報を持っており、これらの値によってこのパケットを利用しているアプリケーションプログラムを特定している。さて、このポート番号の割当てには規則性があり、既知ポート（ｗｅｌｌｋｎｏｗｎｐｏｒｔ）と呼ばれる１から１０２３まで番号は特定のアプリケーションプロトコルが利用するように定められており、他のアプリケーションでは利用できないこととなっている。例えばＴＥＬＮＥＴプロトコルは２３番を使い、ＦＴＰプロトコルは２１番を使う。こうした、インターネットにおけるポート番号の割当の詳細はＲＦＣを参照されたい。
【０１００】
従ってあるＩＰパケットがＴＥＬＮＥＴプロトコルで使われているＩＰパケットかどうかは、そのＩＰパケットの上位プロトコル種別がＴＣＰであり、ＴＣＰヘッダー中の始点ポート番号、終点ポート番号の何れかが２３であることで判断できる。
【０１０１】
そこで、図１７に示すＴＥＬＮＥＴ等の軽量・対話的プロトコルのポート番号を登録したポート番号登録テーブル３１００をメモリ１００２または、ハードディスク１１００内に、用意し、ステップ１５２１ではＴＣＰヘッダー中の始点ポート番号、終点ポート番号のどちらかがポート番号がポート番号登録テーブル３１００に登録されているポート番号であるかどうかで上位プロトコルが軽量・対話的であるという判断を行う。
【０１０２】
本実施例によれば、インターネットプロトコルを使用したネットワークでＲＧＷ、ＳＧＷを用いて高速であるが遅延の大きな片方向経路を使用した非対称ルーティングを行うシステムで、ＲＧＷで軽量・対話的プロトコルのパケットは遅延の大きな片方向経路を経由しないよう制御することで、非対話的処理で片方向経路の高速性を利用しつつ、対話的処理で片方向経路の遅延の大きさの影響を避けられるシステムが実現できる。また、上位プロトコルの判定処理はＲＧＷ上で行われるため、ＲＧＷを複数有するシステムではＳＧＷ上で判定する場合と比較して判定処理が分散され、判定に要する負荷が少ないという特徴を有する。
【０１０３】
なお、前記実施例では軽量・対話的プロトコル時にはＰＣ６０から送られるパケットのアドレス変換を行わないため、ＰＣ６０はグローバルなＩＰアドレスを持つ必要がある。一般に衛星受信局のローカル網はプライベートなＩＰアドレスを利用することが広く行われているが、その場合は上記発明は利用できない。そこで、ＰＣ６０がプライベートなＩＰアドレスを持つ場合に適用可能な発明の実施例を次に示す。
【０１０４】
次に、衛星受信局のローカル網がプライベートなＩＰアドレスを持つ場合にＲＧＷ上でアプリケーション特性に応じて経路を切り換える発明の一実施例のＲＧＷの動作に関して説明を行う。
【０１０５】
本実施例のシステム構成は図１と同一であり、ＲＧＷのハードウェア構成も図２と同一である。また、ＳＧＷのハードウェア構成は図３と同一であり、ＳＧＷ処理プログラムの内容も図７と同一である。
【０１０６】
本実施例でのＲＧＷの動作を記述するＲＧＷ処理プログラムのフローチャートを図１２に示す。本フローチャートではステップ１５０６とステップ１５１１の間の処理が図５のフローチャートとは異なっており、他の部分の処理は図５のフローチャートと同一である。
【０１０７】
図１３は本実施例のＲＧＷ処理プログラムが処理内で使用するアドレス置換管理テーブル３０００のデータ構成図である。アドレス置換管理テーブル３０００は元アドレスフィールド１７０１、送信局内代替アドレスフィールド１７０２、受信局内代替アドレスフィールド１７０３からなり、受信局内代替アドレスフィールド１７０３が追加されたこと以外は図４のアドレス置換管理テーブル１７００と同一である。
【０１０８】
元アドレスフィールド１７０１はローカル網内のＰＣ６０ａ、６０ｂ、．．．のＩＰアドレス、送信局内代替アドレスフィールド１７０２は衛星送信局から利用が認められたアドレス置換用の代替ＩＰアドレスの値が格納され、受信局内代替アドレスフィールド１７０３には衛星受信局が属するネットワーク内で利用が認められたアドレス置換用の代替ＩＰアドレスの値が格納される。この代替ＩＰアドレスはグローバルなＩＰアドレスである必要がある。
【０１０９】
図１２に示すように、ステップ１５０６で始点アドレスが元アドレスフィールドの値と一致しなかった場合、ステップ１５３４で終点アドレスが送信局内代替アドレスフィールド１７０２、受信局内代替アドレスフィールド１７０３の何れかの値と一致するかどうかを調べ、一致した場合はステップ１５３５へと進んで対応する元アドレスフィールドの値へと終点アドレスを置換し、ステップ１５１１へと進む。
【０１１０】
ステップ１５０６で一致した場合はステップ１５３１へ進み、上位プロトコルが軽量・対話的プロトコルかどうかを判定する。このステップの処理内容は先ほどの実施例の図１１でのステップ１５２１の内容と同一である。そして判定結果がＹＥＳの場合はステップ１５３３へ進み、始点アドレスを対応する受信局内代替アドレスフィールド１７０３の値へと置換し、ステップ１５１１へと進む。
【０１１１】
ステップ１５３１の判定結果がＮＯの場合はステップ１５３２へと進み、始点アドレスを送信局内代替アドレスフィールド１７０２の値へと置換する。このステップの処理は図５中のステップ１５０７の処理と同一である。そしてＳＧＷ行きにカプセル化し（ステップ１５０８（図５中と同一））、ステップ１５１１へと進む。
【０１１２】
このように、本実施例でのＲＧＷ１０ではＰＣ６０から送られたパケットが軽量・対話的プロトコルに属するパケットである場合、始点アドレスが衛星送信局ネットワーク内のアドレスではなく、衛星受信局の属するネットワーク内のアドレスへと置換されてインターネット網４０へと送られるため、そのパケットはＳＧＷを経由せず、従って片方向経路を利用せずにサーバ５０との間でやり取りされる。
【０１１３】
本実施例によれば、インターネットプロトコルを使用したネットワークでＲＧＷ、ＳＧＷを用いて高速であるが遅延の大きな片方向経路を使用した非対称ルーティングを行うシステムで、衛星受信局のローカル網にプライベートＩＰアドレスを使用する場合、ＲＧＷが軽量・対話的プロトコルのパケットは遅延の大きな片方向経路を経由しないよう制御することで、非対話的処理で片方向経路の高速性を利用しつつ、対話的処理で片方向経路の遅延の大きさの影響を避けられるシステムが実現できる。また、上位プロトコルの判定処理はＲＧＷ上で行われるため、ＲＧＷを複数有するシステムではＳＧＷ上で判定する場合と比較して判定処理が分散され、判定に要する負荷が少ないという特徴を有する。
【０１１４】
次に、ＲＧＷではなく、ＳＧＷでプロトコル種別に応じた経路変更を行う発明の一実施例の説明を行う。
【０１１５】
本実施例のシステム構成は図１と同一であり、ＲＧＷのハードウェア構成は図２と同一であり、ＲＧＷ処理プログラムの内容も図５と同一である。また、ＳＧＷのハードウェア構成も図３と同一である。
【０１１６】
本実施例でのＳＧＷの動作を記述するＳＧＷ処理プログラムのフローチャートを図１４に示す。本フローチャートではステップ２５０９とステップ２５１０の間にステップ２５２１が加わった点が図７のフローチャートとは異なっており、他の部分の処理は図７のフローチャートと同一である。
【０１１７】
図１４に示すように、本実施例のＳＧＷ処理プログラムではステップ２５０９で終点アドレスが受信局アドレスの範囲内であると判定した後、ステップ２５２１で該パケットの上位プロトコルが軽量・対話的プロトコルであるかどうかを判定し、ＹＥＳの場合はステップ２５１２へ進んでＲＧＷ行きにカプセル化し、ＮＯの場合はステップ２５１０へと進んでそのままパケットを片方向経路宛に送信する。尚、ステップ２５２１での上位プロトコル判定手順は図１１のステップ１５２１と同一である。
【０１１８】
ＳＧＷがこのように動作することで、軽量・対話的プロトコルのパケットは片方向経路を経由せず、ＳＧＷとＲＧＷの間を双方向にカプセル化して送られることとなる。
【０１１９】
本実施例によれば、インターネットプロトコルを使用したネットワークでＲＧＷ、ＳＧＷを用いて高速であるが遅延の大きな片方向経路を使用した非対称ルーティングを行うシステムで、ＳＧＷで軽量・対話的プロトコルのパケットは遅延の大きな片方向経路を経由しないよう制御することで、非対話的処理で片方向経路の高速性を利用しつつ、対話的処理で片方向経路の遅延の大きさの影響を避けられるシステムが実現できる。また、上位プロトコルの判定処理はＳＧＷ上で行われるため、衛星受信局のローカル網にプライベートＩＰアドレスを利用している場合でも衛星受信局側で追加的なグローバルＩＰアドレスを用意する必要がないという特徴を有する。
【０１２０】
次に、ＳＧＷでプロトコル種別に応じた経路変更を行う他の一実施例の説明を行う。
本実施例のシステム構成は図１と同一であり、ＲＧＷのハードウェア構成は図２と同一であり、ＲＧＷ処理プログラムの内容も図５と同一である。また、ＳＧＷのハードウェア構成も図３と同一である。
【０１２１】
本実施例でのＳＧＷの動作を記述するＳＧＷ処理プログラムのフローチャートを図１５に示す。本フローチャートではステップ２５０９とステップ２５１０の間にステップ２５３１が加わった点が図７のフローチャートとは異なっており、他の部分の処理は図７のフローチャートと同一である。
【０１２２】
図１５に示すように、本実施例のＳＧＷ処理プログラムではステップ２５０９で終点アドレスが受信局アドレスの範囲内であると判定した後、ステップ２５２１で該パケットのサイズが規定値以下であるかどうかを判定し、ＹＥＳの場合はステップ２５１２へ進んでＲＧＷ行きにカプセル化し、ＮＯの場合はステップ２５１０へと進んでそのままパケットを片方向経路宛に送信する。
【０１２３】
ＳＧＷがこのように動作することで、サイズが規定値以下のパケットは片方向経路を経由せず、ＳＧＷとＲＧＷの間を双方向にカプセル化して送られることとなる。
【０１２４】
本発明では、上位プロトコルが軽量・対話的であるかどうかをヘッダ中の情報を用いて判断するのではなく、パケットサイズにより推定するという手段を用いる。
【０１２５】
軽量・対話的なアプリケーションでは対話性を重視するため、データをある程度まとめて大きなパケットとして送出するのではなく、小さなサイズのパケットで送る場合が大きいことが観測できる。そこで、例えば５０バイト以下といった小さなパケットは遅延の大きな経路を利用しないことで、結果として軽量・対話的なアプリケーションの応答性が向上することが期待できる。
【０１２６】
尚、パケット毎に経路を変更することで、到着するＩＰパケットの順序が送出順と異なることが起こり得るが、ＩＰプロトコルは元々パケットの到着順を保証しないプロトコルであるため、特に問題は生じない。
【０１２７】
本実施例によれば、インターネットプロトコルを使用したネットワークでＲＧＷ、ＳＧＷを用いて高速であるが遅延の大きな片方向経路を使用した非対称ルーティングを行うシステムで、ＳＧＷで規定値以下の大きさのパケットは遅延の大きな片方向経路を経由しないよう制御することで、非対話的処理では片方向経路の高速性を利用し、対話的処理では片方向経路の遅延の影響を避けることができるシステムが実現できる。
【０１２８】
また、上位プロトコルの判定処理は予め定められたポート番号による判定ではなく、パケットサイズによる間接的な判定であるため、軽量・対話的なプロトコルが新たに開発されても判定処理を変更する必要がないという特徴を有する。
【０１２９】
以上説明したように、本発明によれば、片方向経路を使用した非対称経路利用通信システムにおいて、上位プロトコル種別に応じて片方向経路を利用するかどうかを切り換えるため、非対話的処理では片方向経路の高速性を利用し、対話的処理では片方向経路の遅延の大きさの影響を避けることができるシステムが実現できる。
【０１３０】
【発明の効果】
本発明によれば、双方向経路を使用してパケットの双方向通信を行うことを前提として構築されたネットワークシステムにおいて、既存のルーティングプロトコルを変更することなく、パケットの片方向通信を行うための片方向経路を使用した非対称ルーティングを実現可能な非対称経路利用通信システムを構築することができる。
【０１３１】
その際に、ネットワーク層での情報に基づいて非対称ルーティングを行うので、ネットワークシステム上で動作するアプリケーションプログラムには何ら修正を加えずに、アプリケーション層に対して透過な非対称ルーティングを実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る非対称経路利用通信システムの構成図。
【図２】本発明の実施形態におけるＲＧＷのハードウェア構成図。
【図３】本発明の実施形態におけるＳＧＷのハードウェア構成図。
【図４】本発明の実施形態におけるアドレス置換管理テーブルのデータ構成図。
【図５】本発明の実施形態におけるＲＧＷ処理プログラムのフローチャート。
【図６】本発明の実施形態における受信局管理テーブルの構成図。
【図７】本発明の実施形態におけるＳＧＷ処理プログラムのフローチャート。
【図８】本発明の実施形態におけるＩＰパケットの流れを示す説明図。
【図９】本発明の実施形態におけるＩＰパケットの流れを示す説明図。
【図１０】本発明の実施形態におけるＩＰパケットの流れを示す説明図。
【図１１】他の実施例におけるＲＧＷ処理プログラムのフローチャート。
【図１２】他の実施例におけるＲＧＷ処理プログラムのフローチャート。
【図１３】他の実施例におけるアドレス置換管理テーブルのデータ構成図。
【図１４】他の実施例におけるＳＧＷ処理プログラムのフローチャート。
【図１５】他の実施例におけるＳＧＷ処理プログラムのフローチャート。
【図１６】他の実施例におけるＴＣＰパケットフォーマットを示す図。
【図１７】他の実施例におけるポート番号登録テーブルのデータ構成図。
【符号の説明】
１０…受信側ゲートウェイ（ＲＧＷ）、１１…衛星受信機（ＩＲＤ）、２０…送信側ゲートウェイ（ＳＧＷ）、２１…アップリンクステーション、３０…通信衛星、４０…インターネット網、５０…サーバ、６０…パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、１００１…ＣＰＵ、１００２…メモリ、１００３…ディスクコントローラ、１００４…コンソールコントローラ、１００５…ネットワークコントローラ、１００６…ネットワークコントローラ、１００７…ＩＲＤコントローラ、１１００…ハードディスク、１２００…コンソール、１７００…アドレス置換管理テーブル、２００１…ＣＰＵ、２００２…メモリ、２００３…ディスクコントローラ、２００４…コンソールコントローラ、２００５…ネットワークコントローラ、２００６…ネットワークコントローラ、２１００…ハードディスク、２２００…コンソール、２７００…受信局管理テーブル。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an asymmetric communication system constructed by combining a one-way communication path and a two-way communication path.
[0002]
[Prior art]
When communicating on an Internet system where multiple different network systems are connected, a protocol for performing data communication between different network systems and data communication between application programs located above it In general, the communication protocol is designed to be hierarchized such as the above protocol.
[0003]
A routing protocol for exchanging packets between different network systems, which is widely used now, is designed on the assumption that bidirectional communication can be performed on the same route. Therefore, it is not possible to operate an application designed on the assumption that bidirectional communication can be performed using a one-way path such as satellite communication that performs one-way communication from a transmission station to a reception station.
[0004]
One solution is to improve the routing protocol at the network layer so that it can handle one-way routes. In that case, the number of communication devices that need to be improved is tens of thousands or Since it becomes more than that, it is not realistic.
[0005]
Therefore, in order to perform asymmetric routing using a one-way route without changing the routing protocol based on the bidirectional route, a proxy server (Proxy server) for relaying the application layer protocol is provided. The server performs the use of a one-way route, thereby realizing the use of an asymmetric communication route.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, as the application layer protocol, a number of protocols such as telnet, ftp, and http are standardized and used for each purpose. Therefore, in the above proxy server method, it is necessary to prepare a corresponding proxy server for each application protocol. There is a problem that the types of proxy servers to be prepared increase, and a problem that a newly standardized protocol cannot be immediately handled.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to perform asymmetric routing using a one-way route in a network system constructed on the assumption that bidirectional communication is performed using a bidirectional route without changing an existing routing protocol. It is an object of the present invention to provide a feasible asymmetric path communication system and a communication device therefor.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a communication device according to the present invention includes a network system constructed on the assumption that bidirectional packet communication is performed using a bidirectional path, and a local system different from the network system. Is a communication device provided at a receiving side site of a one-way communication system that performs one-way communication of packets using a one-way route, and the start address of the packet transmitted from the local system is After replacing with the address (hereinafter referred to as “alternative address”) pre-assigned in the network system to the transmitting site of the one-way communication system, the packet after the address replacement is put on the network system. First address replacement means for transmitting, and end point of the packet transmitted from the one-way route When the address is the alternative address, the alternative address is replaced with the address of the communication device connected to the local system, and then the second packet is transmitted on the local system after the address replacement. And an address replacement means.
[0009]
The communication device of the present invention is connected to a network system constructed on the assumption that bidirectional packet communication is performed using a bidirectional route, and performs one-way packet communication using a unidirectional route. A communication device provided at a transmission side site of a one-way communication system, wherein an end point address of a packet transmitted from the network system is pre-assigned within the network system to a transmission side site of the one-way communication system Routing that transmits the packet on the one-way path if the address is a different address (hereinafter referred to as “alternative address”), and transmits the packet on the network system if the address is not the alternative address. It has the means.
[0010]
In order to achieve the above object, the present invention, as an aspect thereof, performs one-way communication of packets in a network system constructed on the assumption that bidirectional communication of packets is performed using a bidirectional route. And a communication device (hereinafter referred to as “transmission-side gateway”) provided in the transmitting site of the one-way route and connected to the network system, and the receiving site of the one-way route And the communication system (hereinafter referred to as “receiving gateway”) connected to a local system different from the network system, and the receiving gateway is connected to the local system. The start address of the packet transmitted from the network is sent to the sending site on the one-way route. First address replacement means for transmitting a packet after address replacement onto the network system after replacement with an address (hereinafter referred to as “alternative address”) assigned in advance in the system; When the end point address of the packet transmitted from the route is the alternative address, the alternative address is replaced with the address of the communication device connected to the local system, and then the packet after the address replacement is Second address replacement means for transmitting on the local system, and when the end point address of the packet transmitted from the network system is the alternative address, the transmitting gateway replaces the packet with the fragment. If it is sent on the direction route and is not the alternative address, the packet is sent to the network. Provides an asymmetrical path based communication system characterized by having a routing means for transmitting over the system.
[0011]
As a result, communication devices connected to the local system (hereinafter referred to as “first type communication devices”) and communication devices connected to the network system (hereinafter referred to as “second type communication devices”) A packet transmitted from the second type communication device to the first type communication device is transmitted using the one-way path, and the second type communication device transmits the first type communication device to the first type communication device. Packets transmitted from one type of communication device to the second type of communication device are transmitted using the network system (bidirectional path), and the existing routing protocol in the network system is changed. Even without this, communication using an asymmetric path can be performed.
[0012]
In the aspect described above, the first address replacement means of the receiving gateway encapsulates the packet after the address replacement, and then transmits the encapsulated packet to the transmitting gateway via the network system. Then, when the packet transmitted from the network system is an encapsulated packet, the routing means of the transmitting gateway can perform routing on the packet taken out from the capsule.
[0013]
In the above-described aspect, the receiving gateway further includes a communication unit that detects whether or not the one-way route is communicable and notifies the transmitting gateway of the detection result via the network system. The transmission gateway further includes a storage unit for storing the detection result notified from the reception gateway, and the routing unit of the transmission gateway is configured to perform communication when the one-way path is not communicable. Can replace the end point address of the packet to be transmitted on the one-way path with the alternative address, and transmit the packet after the address replacement to the receiving gateway via the network system. .
[0014]
It should be noted that one or more communication devices can be connected to the local system, and when two or more communication devices are connected, the local system is actually It becomes a local network system to connect the communication equipment.
[0015]
In addition, the network system of the present invention uses the basic processing of communication to transmit and receive packets between communication devices, and performs routing on the assumption that the route between routers that distribute packets can be bidirectionally communicated. A one-way route for communicating packets in one direction, a transmission-side gateway provided at the transmission-side site of the one-way route and connected to the network system, and a reception side of the one-way route A network system having an asymmetric path, which is provided at a site and includes the network system and a reception gateway connected to a local system different from the network system, wherein the reception gateway is connected to the local system from the local system. The transmitted packet is changed to the packet. If the protocol information included in the header of the packet satisfies a certain condition, the packet is transmitted to the network system as it is. If the packet does not satisfy the condition, the source address is sent to the transmitting site of the one-way route. First address replacement means for transmitting the packet after address replacement onto the network system after replacement with the transmission station side alternative address assigned in advance in the network system and the one-way path. If the destination address of the packet is the transmission station side alternative address, the transmission station side alternative address is replaced with the address of the communication device connected to the local system, and then the packet after the address replacement is replaced. Second address replacement means for transmitting on the local system. The side gateway transmits the packet on the one-way route when the end point address of the packet transmitted from the network system is the transmission station side alternative address, and when the packet is not the alternative address, Routing means for transmitting the message on the network system.
[0016]
Further, in the network system of the present invention, the receiving gateway receives a packet transmitted from the local system, if the protocol information included in the header of the packet satisfies a certain condition, the starting address is the one-way route. Is replaced with a receiving station side alternative address pre-assigned in the network system for the receiving site of the receiver, and if the packet does not satisfy the above conditions, the starting address is replaced with the transmitting station side alternative address. The first address replacement means for transmitting the packet after the address replacement on the network system, and the end point address of the packet transmitted from the one-way route is the receiving station side alternative address or the transmitting station side alternative address. In some cases, the receiving station side alternative address or the transmitting station side address A second address replacement means for transmitting the address-substituted packet to the local system after replacing the address with the address of the communication device connected to the local system, When the end point address of the packet transmitted from the network system is the transmission station side alternative address, the packet is transmitted on the one-way route, and when it is not the alternative address, the packet is transmitted to the network. It has the routing means which transmits on a system, It is characterized by the above-mentioned.
[0017]
In the network system of the present invention, the receiving gateway encapsulates the packet after address replacement after replacing the starting address of the packet transmitted from the local system with the transmitting station alternative address. The first address replacement means for transmitting the received packet to the transmission side gateway via the network system, and the end point address of the packet transmitted from the one-way route is the transmission station side alternative address. Replacing the transmission station side alternative address with the address of the communication device connected to the local system, and then transmitting the address-substitute packet to the local system; Packets sent from the network system are encapsulated The packet is taken out from the capsule, the sending gateway has a routing means for routing, and the destination address of the packet sent from the network system is the sending station side alternative address If the protocol information included in the header of the packet satisfies a certain condition, the packet is encapsulated and transmitted to the receiving gateway via the network system, and if the condition is not satisfied, the one-way path If the packet is not a substitute address, the packet is transmitted to the network system. If the packet is an encapsulated packet, routing means for rerouting the packet taken out from the capsule is provided. Having And it features.
[0018]
In the network system of the present invention, when the end point address of the packet transmitted from the network system is the transmission station side alternative address, the transmission side gateway has a packet size of a predetermined value or less. The packet is encapsulated and transmitted to the receiving gateway via the network system. If the condition is not satisfied, the packet is transmitted on a one-way route. If the packet is not the alternative address, the packet is transmitted to the network. When the packet is an encapsulated packet that is transmitted on the system, it has a routing means for rerouting the packet taken out from the capsule.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0020]
A communication system using an asymmetric path according to an embodiment of the present invention includes a satellite communication system, which is a one-way communication system that performs one-way communication of packets using a one-way path, and a two-way packet transmission using a two-way path. It is constructed by combining with the Internet network, which is a network system constructed on the premise of performing communication.
[0021]
FIG. 1 shows a configuration of a communication system using an asymmetric path according to an embodiment of the present invention. In the figure, 10 is a receiving gateway (RGW), 11 is a satellite receiver (IRD), 20 is a transmitting gateway (SGW), 21 is an uplink station, 30 is a communication satellite, 40 is an Internet network, 50 is a server, Reference numeral 60 denotes a personal computer (PC).
[0022]
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, an SGW 20 is provided in a satellite transmission station constituting a satellite communication system in addition to an uplink station 21 provided in the same manner as a conventional satellite transmission station. In addition to the IRD 11 provided in the same manner as the conventional satellite transmission station, the RGW 10 is provided in the satellite reception station constituting the satellite communication system.
[0023]
Here, the RGW 10 is connected to the Internet network 40, and the SGW 20 is connected to the Internet network 40 and to a local network to which one or more PCs 60 are connected. Yes. One or more servers 50 are connected on the Internet network 40.
[0024]
Between the satellite transmission station and the satellite reception station, one-way communication from the satellite transmission station side to the satellite reception station side can be performed via the communication satellite 30, and bidirectional via the Internet network 40. Communication is now possible.
[0025]
In addition, these communication devices constituting the communication system using the asymmetric path according to the present embodiment may be operated by the same operating entity or may be a collection of communication devices operated by different operating entities. There can be.
[0026]
In the present embodiment, asymmetric routing is realized by the SGW 20 and the RGW 10. The RGW 10 can have the function of realizing an asymmetric routing as well as the function of an IP firewall router.
[0027]
In order to explain the route of an IP packet at the time of asymmetric routing, a normal routing route will be explained first.
[0028]
Assuming that the PCa (60a) in the local network communicates with the server a (50a) on the Internet network 40, the PCa (60a) has a start address “PCa” and an end address “server a”. On the contrary, the server a (50a) transmits an IP packet having the start address “server a” and the end address “PCa”.
[0029]
The Internet network 40 is a collection of interconnected routers. The routers exchange route information with each other, dynamically select a route for transmitting a packet, and transmit the packet between the routers. To do. In the currently used route information exchange protocol, since the route itself has no direction, the IP packet transmitted from the PCa (60a) to the server a (50a) and the server a (50a) to the PCa (60a). Are transmitted in the reverse direction on the same route.
[0030]
When using a one-way route in such an Internet network 40, in principle, information indicating that the route is one-way is present in the route information used by the router when determining a route. If the router is designed to determine the route in consideration of the direction information of the route, it is clear that the one-way route can be used without special treatment, but for this method to work, It is necessary to update all routers on the Internet network 40 so as to understand the direction information of the route, and as a short-term solution, it is difficult to say that it is practical from the viewpoint of cost and labor.
[0031]
Therefore, in the present embodiment, an asymmetric path utilization communication system that can be realized only by having specific routers SGW 20 and RGW 10 have information on one-way paths is disclosed.
[0032]
In the present embodiment, the IP packet transmitted from the PCa (60a) to the server a (50a) is “PCa (60a) → local network → RGW10 → Internet network 40 → SGW20 → Internet network 40 → server a (50a). The IP packet transmitted from the server a (50a) to the PCa (60a) is “server a (50a) → Internet network 40 → SGW 20 → uplink station 21 → communication satellite 30 → IRD 11 → RGW 10 → Local network → PCa (60a) ”is transmitted.
[0033]
In this embodiment, when a packet is transmitted from the PCa (60a) to the server a (50a), first, in the PCa (60a), the IP packet whose start address is “PCa” and whose end address is “server a” Is transmitted to the RGW 10 via the local network. The IP packet at this time is as indicated by 1801 in FIG.
[0034]
The RGW 10 replaces the start point address for the IP packet transmitted from the local network side, and rewrites the start point address “PCa” with the alternative address “SNa” as indicated by 1802 in FIG. Here, as will be described in detail later, the alternative address “SNa” is uniquely assigned to the PCa at the satellite transmission station site within the IP address range assigned to the satellite transmission station site by the address management mechanism of the Internet network 40. This is an IP address assigned to (60a). As will be described in detail later, the Internet network 40 holds route information for delivering an IP packet whose end address is “SNa” to the satellite transmission station site (ie, the SGW 20).
[0035]
Next, the RGW 10 transmits the IP packet with the rewritten start address to the SGW 20 via the Internet network 40. At this time, the RGW 10 encapsulates the IP packet to be transmitted in the IP packet and transmits it to the SGW 20. Transmission of an IP packet encapsulating an IP packet in this way is generally called “tunneling”. As shown by 1803 in FIG. 8, the IP packet outside the capsule has a start address “RGW” and an end address “SGW”, and is transmitted according to a normal routing path.
[0036]
When the SGW 20 receives the encapsulated IP packet, the SGW 20 releases the capsule and transmits it to the Internet network 40. The IP packet transmitted here has an end point address “server a” as indicated by 1804 in FIG. 8, and reaches the server a (50a) according to a normal routing path.
[0037]
When the SGW 20 transmits an IP packet whose address is replaced from “RGW” to “server a”, since the end address of the IP packet after the address replacement is “server a”, the RGW 10 directly connects to the Internet network. Even if the IP packet after the address replacement is transmitted to the server 40, there is a possibility that it will reach the server a (50a). In this case, the start address “SNa” of the IP packet transmitted from the RGW 10 is the address of the Internet network 40. Since it is not an IP address assigned to the RGW 10 by the management mechanism, it may be regarded as an illegal IP packet in the Internet network 40. For this reason, in the present embodiment, the IP address is transmitted to the SGW 20 by tunneling, and is transmitted from the SGW 20 to the Internet network 40, whereby the IP packet start point address and the connection site when the IP packet is transmitted to the Internet network 40. So that it is not regarded as an illegal IP packet.
[0038]
Next, the flow of an IP packet transmitted from the server a (50a) to the PCa (60a) will be described. The server a (50a) returns some response to the delivered IP packet. The IP packet generated at this time has a start address “server a” and an end address as indicated by 1901 in FIG. Is an IP packet with “SNa”. Since the end point address “SNa” of this IP packet is within the range of the IP address assigned to the satellite transmitting station site from the address management mechanism of the Internet network 40, it follows the normal routing path via the Internet network 40. To SGW20.
[0039]
The SGW 20 transmits this IP packet to the uplink station 21, and the uplink station 21 stores the IP packet as a payload of the satellite data packet and transmits it to the communication satellite 30. Then, the data received from the communication satellite 30 is received by the IRD 11 and transmitted to the RGW 10, and the RGW 10 replaces the end point address “SNa” with “PCa” as indicated by 1902 in FIG. Send to. Since this IP packet has the end point address “PCa”, it is received by PCa (60a), and communication between PCa (60a) and server a (50a) is established.
[0040]
The above is the operation at the time of asymmetric routing. Note that the IP address replacement process and the tunneling process are well-known techniques, and a detailed description thereof will be omitted.
[0041]
In the present embodiment, since the Internet network 40 is a network system constructed on the assumption that two-way communication is performed, an IP packet transmitted from the server a (50a) to the PCa (60a) is a satellite. Of course, it is possible to use a bidirectional route in the Internet network 40 instead of a one-way route in the communication system.
[0042]
That is, the flow of the IP packet transmitted from the server a (50a) to the PCa (60a) will be described. When the SGW 20 receives the IP packet transmitted from the server a (50a) via the Internet network 40, the IP packet is transmitted. The IP packet is transmitted to the RGW 10 via the Internet network 40. At this time, the SGW 20 encapsulates the IP packet to be transmitted, and then transmits it to the RGW 10. The IP packet transmitted from the server a (50a) has a start address “server a” and an end address “SN” as indicated by 1901 in FIG. Further, the IP packet outside the capsule of the IP packet encapsulated by the SGW 20 has a start address “SGW” and an end address “RGW” as indicated by 1903 in FIG. Will be sent according to.
[0043]
When the RGW 10 receives the encapsulated IP packet, the RGW 10 releases the capsule and replaces the end point address as indicated by 1904 in FIG. 10, and sets the end point address “SNa” as indicated by 1905 in FIG. Rewrite to “PCa”. Then, the RGW 10 transmits the IP packet with the rewritten end point address to the local network. The IP packet transmitted here reaches the PCa (60a) because the end point address is “PCa” as indicated by 1905 in FIG.
[0044]
Generally, in the Internet network, routes are dynamically calculated and routed. Therefore, even if some routes are interrupted in a part where there are multiple routes between routers, communication between end-to-end is continued. Can be continued. Data communication using the communication satellite 30 is easily affected by the weather, and it is known that the error rate may be close to 100% locally when it rains. It is important to consider temporary disconnection.
[0045]
Therefore, in this embodiment, in such a case, the RGW 10 detects the disconnection of the satellite data line, and transmits a request to the SGW 20 via the Internet network 40, whereby the IP transmitted from the SGW 20 to the RGW 10 A packet is transmitted via the Internet network 40 using a tunneling technique as described with reference to FIG. 10 instead of via the satellite line 30, so that a one-way path (satellite data line) between the RGW 10 and the SGW 20 is transmitted. Even if the line is disconnected, communication between the PC 60 and the server 50 can be continued without causing the line to be disconnected.
[0046]
Here, in order to describe the alternative address “SNa”, which is an IP address used when performing address substitution in the RGW 10, first, the IP address system will be briefly described.
[0047]
The IP address is a fixed-length numerical value for uniquely identifying a communication device that performs communication using the Internet protocol. In “IP protocol version 4”, the IP address is a binary number of 32 bits. 6 ”is 128 bits long in binary. The IP address is divided into a network address and a host address, and an IP address whose host address values are all “0” is determined to represent the network itself. Which part of the fixed-length IP address is used as a network address is variable, and a value indicating the delimiter is called a subnet mask value. For details of the IP address system, refer to RFC (Request for Comments) which is an Internet document.
[0048]
In order for communication using the IP protocol to be successful, it is necessary to prevent different communication devices from having the same IP address. In general, the Internet network is operated as a set of networks operated by a plurality of operating entities. Therefore, in order to guarantee the uniqueness of the IP address, some kind of address management mechanism is provided, and a certain local operating entity owns a local network. When connecting to the Internet network, the address management mechanism assigns a network address that can be used for a certain number of communication devices, and the IP address of each communication device in the network operates the local network. It is a common practice to assign a subject responsibly so that it is unique. When an Internet network is operated by a single operating entity, the operating entity also serves as an address management mechanism.
[0049]
Now, in order to connect the satellite transmission station site to the Internet network 40, the address management mechanism assigns a network address. At this time, the operator of the satellite transmission station site preliminarily assigns each satellite reception station. Assign a network address large enough to hold the total number of alternate addresses required by the site.
[0050]
Then, a part of the network address assigned to each satellite receiving station site is divided and the use of the IP address in the range is permitted. The RGW 10 selects an alternative address to be replaced with the address in the local network from the IP address range approved for use from the satellite transmission station site.
[0051]
As a method of knowing an alternative address that can be used by the RGW 10, a method in which an alternative address is assigned to each RGW 10 in advance, and a method in which the RGW 10 and the SGW 20 communicate with each other to dynamically acquire an alternative address that can be used in the RGW 10. However, any method can be used. In this embodiment, a method of assigning an alternative address for each RGW 10 in advance is taken as an example.
[0052]
Since the RGW 10 and the SGW 20 require different operations from the communication devices on the normal Internet network 40 when realizing the asymmetric routing as described above, details of these operations will be described below.
[0053]
First, the RGW 10 will be described.
[0054]
FIG. 2 shows a hardware configuration diagram of the RGW 10. The RGW 10 is a computer system that operates as a router on the Internet network 40. As shown in FIG. 2, the RGW 10 is a CPU 1001, a memory 1002, a disk controller 1003, a hard disk 1100, a console controller 1004, a console 1200, and a network. A controller 1005, a network controller 1006, and an IRD controller 1007 are included.
[0055]
The CPU 1001 controls the overall operation of the RGW 10. The memory 1002 stores programs and data. The disk controller 1003 controls the hard disk 1100. The hard disk 1100 stores programs and data. The console controller 1004 controls the console 1200. The console 1200 performs input / output with the user. The network controller 1005 performs communication with the Internet network 40. The network controller 1006 performs communication with the local network. The IRD controller 1007 controls the IRD 11. The IRD 11 receives data transmitted from the communication satellite 30, extracts an IP packet from the received data, and transmits it to the RGW 10.
[0056]
Next, the operation of the RGW 10 will be described. The operation of the RGW 10 is realized by the CPU 1001 executing an RGW processing program whose details will be described later.
[0057]
FIG. 4 is a data configuration diagram of an address replacement management table used in the process by the RGW processing program. As shown in FIG. 4, the address replacement management table 1700 includes an original address field 1701 and an alternative address field 1702.
[0058]
The original address field 1701 stores the IP address of the PC 60 in the local network, and the alternative address field 1702 stores the value of an alternative IP address for address replacement that is permitted to be used by the satellite transmission station site.
[0059]
FIG. 5 is a flowchart of the RGW processing program. As shown in FIG. 5, when the RGW 10 receives an IP packet from any one of the network controller 1005, the network controller 1006, and the IRD controller 1007 (step 1501), it determines whether or not the end address of the IP packet is itself. Check (step 1502). If so, check whether the protocol type of the IP packet is an encapsulated IP packet (step 1503).
[0060]
If it is an encapsulated IP packet (step 1503), it means that it is an IP packet received from the SGW 20 via the Internet network 40 (that is, it is an IP packet received according to the flow shown in FIG. 10). Therefore, the RGW 10 extracts the encapsulated IP packet (step 1504), returns to step 1502, and performs processing on the extracted IP packet.
[0061]
If the packet is not an encapsulated IP packet (step 1503), the RGW 10 proceeds to step 1505 and performs processing on the received IP packet. In this step 1505, various processes according to the Internet protocol are performed, but this part of the process is not different from a packet process that can be placed in a normal router, and thus detailed description thereof is omitted. Following step 1505, the process proceeds to step 1514.
[0062]
If the end point address is other than itself (step 1502), the RGW 10 refers to the address replacement management table 1700 and checks whether the start point address matches any of the values in the original address field 1701 ( Step 1506).
[0063]
If they match (step 1506), it means that the packet is an IP packet received from the PC 60 via the local network (that is, an IP packet received according to the flow shown in FIG. 8). In accordance with the contents of the address replacement management table 1700, the start address is replaced with an alternative address (step 1507), and the IP packet after the address replacement has an end address “SGW” and a start address “RGW”. After encapsulating the IP packet (step 1508), the encapsulated IP packet is transmitted (step 1511).
[0064]
If they do not match (step 1506), the RGW 10 refers to the address replacement management table 1700 and checks whether the end point address matches any of the values in the alternative address field 1702 (step 1509). Is the IP packet received from the SGW 20 via the communication satellite 30 (that is, the IP packet received in the flow shown in FIG. 9), or the IP packet extracted in step 1504 Therefore, the end point address is replaced with the original address according to the contents of the address replacement management table 1700 (step 1510). If not, the process proceeds directly to step 1511.
[0065]
In step 1511, the RGW 10 checks whether or not the end address of the IP packet is within the address range assigned to the local network. If so, the RGW 10 transmits the IP packet to the network controller 1006 (step 1511). 1512), otherwise, an IP packet is transmitted to the network controller 1005 (step 1513).
[0066]
When the transmission of the IP packet is completed, the RGW 10 proceeds to step 1514 and checks whether the IRD 11 normally receives the radio wave from the communication satellite 30 via the IRD controller 1007, and the IRD state is normal. Is notified to the SGW 20. The notification of the IRD state to the SGW 20 can be performed using a UDP (User Datagram Protocol) packet in the Internet protocol. The notification of the IRD state to the SGW 20 is performed at an appropriate interval (for example, once every 10 seconds).
[0067]
When the process of step 1514 is completed, the RGW 10 returns to step 1501 and receives the next IP packet.
[0068]
The above is the processing content of the RGW processing program performed by the RGW 10.
[0069]
Next, the SGW 20 will be described.
[0070]
FIG. 3 shows a hardware configuration diagram of the SGW 20. The SGW 20 is a computer system that operates as a router on the Internet network 40. As shown in FIG. 3, the SGW 20 includes a CPU 2001, a memory 2002, a disk controller 2003, a hard disk 2100, a console controller 2004, a console 2200, and a network. A controller 2005 and a network controller 2006 are included.
[0071]
The CPU 2001 controls the overall operation of the SGW 20. The memory 2002 stores programs and data. The disk controller 2003 controls the hard disk 2100. The hard disk 2100 stores programs and data. The console controller 2004 controls the console 2200. The console 2200 performs input / output with the user. The network controller 2005 performs communication with the Internet network 40. The network controller 2006 performs communication with the uplink station 21. The uplink station 21 converts the IP packet into a data format used by the communication satellite 30 and transmits it to the communication satellite 30.
[0072]
Next, the operation of the SGW 20 will be described. The operation of the SGW 20 is realized by the CPU 2001 executing an SGW processing program whose details will be described later.
[0073]
FIG. 6 is a data configuration diagram of a receiving station management table used in the process by the SGW processing program. As shown in FIG. 6, the receiving station management table 2700 includes an RGW address field 2701, a receiving station address range field 2702, and a receiving station status field 2703.
[0074]
The RGW address field 2701 stores the IP address of the RGW 10 provided in a certain satellite receiving station, and the receiving station address range field 2702 stores the range of alternative IP addresses that can be used by the satellite receiving station. The station state field 2703 stores the value of the IRD state transmitted from the RGW 10.
[0075]
FIG. 7 is a flowchart of the SGW processing program. As shown in FIG. 7, when the SGW 20 receives an IP packet from the network controller 2005 (step 2501), the SGW 20 checks whether or not the end address of the IP packet is itself (step 2502). Then, it is checked whether or not the protocol type of the IP packet is an encapsulated IP packet (step 2503).
[0076]
If it is an encapsulated IP packet (step 2503), it means that it is an IP packet received from the RGW 10 via the Internet network 40 (that is, an IP packet received in the flow shown in FIG. 8). Therefore, the SGW 20 extracts the encapsulated IP packet (step 2504), returns to step 2502, and performs processing on the extracted IP packet.
[0077]
If the IP packet is other than the encapsulated IP packet (step 2503), the SGW 20 proceeds to step 2505, and whether the received IP packet is a UDP packet indicating the notification of the IRD state transmitted from the RGW 10. It is determined whether or not (step 2505).
[0078]
When the UDP packet indicates the notification of the IRD state (step 2505), the SGW 20 updates the value of the reception station state field 2703 of the reception station management table 2700 according to the IRD state notified by the UDP packet (step 2506). If not (step 2505), the process proceeds to step 2507 to process the received IP packet. In this step 2507, as in step 1505 in FIG. 5, various processes according to the Internet protocol are performed. However, since this part of the process is not different from a packet process that can be placed in a normal router, a detailed description will be given. Omitted. After the processing of step 2506 or step 2507, the process returns to step 2501 to receive the next IP packet.
[0079]
If the end address is other than itself (step 2502), the SGW 20 determines whether the end address is included in the network address assigned to the satellite transmission station site (step 2508). If not, the process proceeds to step 2513. If included, the receiving station management table 2700 is referred to and it is checked whether or not the end point address is included in any of the receiving station address range fields 2702 ( Step 2509).
[0080]
If it is not included in any of the receiving station address range fields 2702 (step 2509), the process proceeds to step 2510. If it is included in any of the receiving station address range fields 2702 (step 2509), the server 50 Since this means that the packet is an IP packet received via the Internet network 40 (that is, an IP packet received according to the flow shown in FIG. 9 or FIG. 10), the SGW 20 The value of the receiving station status field 2703 is checked (step 2511). If the receiving station is receiving normally, the IP packet is transmitted to the network controller 2006 in order to transmit the IP packet in the flow shown in FIG. 2510). The IP packet transmitted from the network controller 2006 is received by the uplink station 21 and transmitted to the communication satellite 30.
[0081]
In addition, when the receiving station state of the corresponding satellite receiving station is not normally receiving (step 2511), the SGW 20 transmits the IP packet in the flow shown in FIG. The IP address of the RGW 10 is obtained from the value of the address field 2701, and the IP packet is encapsulated into an IP packet having the end point address “RGW” and the start point address “SGW” (step 2512). The IP packet is transmitted to the network controller 2005 (step 2513).
When the processing of step 2510 or step 2513 is finished, the SGW 20 returns to step 2501 and receives the next IP packet.
[0082]
The above is the processing content of the SGW processing program performed by the SGW 20.
[0083]
As described above, the Internet communication system using the satellite data communication path can be constructed by the functions of the RGW 10 and the SGW 20, and the user can access the Internet at high speed using the satellite data communication path.
[0084]
For example, when an application program running on the PC 60 accesses the server 50, data transmitted from the PC 60 to the server 50 is a small amount of data such as various instructions, but is transmitted from the server 50 to the PC 60. Generally, the data to be stored is a large amount of data such as image data or a program. In such a case, by transmitting data transmitted from the server 50 to the PC 60 via a satellite data line capable of transmitting a much larger amount of data than the Internet network 40, Since the transmission time can be shortened, the user merit of the PC 60 is enormous.
[0085]
In particular, in this embodiment, asymmetric routing is performed based on information in the network layer, so that an application program using a higher-level protocol can operate without any modification. That is, once the RGW 10 and the SGW 20 are provided, even a newly standardized protocol can be handled immediately.
[0086]
In addition, according to the present embodiment, when communication using the communication satellite 30 that is a one-way route cannot be performed normally due to a disconnection of the satellite data line or the like, the Internet that is a two-way route is automatically used. Since communication is performed using the network 40, communication can be continued without being disconnected even when a temporary abnormality occurs in the satellite data line.
[0087]
In this embodiment, when address replacement is performed by the RGW 10, the address pair to be replaced is fixed. However, even if the address pair is dynamically determined, asymmetric routing can be performed without any problem. Is clear.
[0088]
Further, in the present embodiment, when performing address substitution in the RGW 10, one-to-one address substitution is performed between the address in the local network and the network address assigned to the satellite transmission station site. However, it is clear that asymmetric routing can be performed without problems even if N-to-1 address substitution is performed.
[0089]
In addition, when address pairs are dynamically determined at the time of address replacement or N-to-1 address replacement is performed, unless communication is started from the PC 60 connected to the local network, path control will not be successful. Although there is a limitation, this limitation is a limitation common to the local network in which the firewall is installed, and is not a limitation unique to the present embodiment.
[0090]
In this case, in the RGW 10, if the address of a specific PC 60 is not replaced, the environment is the same as a normal Internet connection without using a satellite data line, so the local network is accessed from the outside. It is also possible to coexist with other servers.
[0091]
Further, in this embodiment, the configuration includes one satellite transmission station and one satellite reception station. However, even if there are a plurality of one or both of the satellite transmission stations and the satellite reception stations, they are applied as they are. Is possible.
[0092]
Now, various applications are used on the Internet system, but the characteristics required for the communication path vary from application to application. In the case of file transfer, it is most important to have a high transmission speed, but the amount of data required to be character-based, such as telnet, is small (lightweight), and an application that performs interactive processing does not require a high transmission speed. Rather, users with less transmission delay can use it more comfortably. Therefore, when using such a lightweight and interactive protocol, it is desirable to use a communication path with little delay even at a low speed.
[0093]
Accordingly, an embodiment in which means for determining whether to use a satellite data line according to a certain standard will be described below. In this embodiment, when the determination means determines that the satellite data line should be used, the communication between the PC 60 and the server 50 is performed using one side of the bidirectional route in the Internet network 40 and the one-way route of the satellite communication system. If it is determined that the conventional Internet network 40 should be used without using the satellite data line, communication between the PC 60 and the server 50 is performed on both sides of the bidirectional path in the Internet network 40. In the following embodiment, an example using whether or not a lightweight / interactive protocol is used will be described as the above criterion. This criterion is an example, and the present invention is not limited to this.
[0094]
The system configuration of this embodiment is the same as that in FIG. 1, and the hardware configuration of the RGW is also the same as that in FIG. The hardware configuration of the SGW is the same as that in FIG. 3, and the contents of the SGW processing program are also the same as those in FIG.
[0095]
FIG. 11 shows a flowchart of an RGW processing program that describes the operation of the RGW in this embodiment. This flowchart is the same as the flowchart of FIG. 5 except that step 1521 is added between steps 1506 and 1507.
[0096]
In step 1521, it is determined whether or not the upper protocol of the received IP packet is a lightweight / interactive protocol (details will be described later). If YES, the process proceeds to step 1511 as it is, and the start address replacement process is not performed. In this case, the process proceeds to the conventional step 1507 to replace the start point address. By not performing the address substitution, as a result, this packet is sent to the server without going through the SGW, and the return from the server also reaches the RGW without going through the one-way route.
[0097]
The upper protocol is identified as follows.
Lightweight and interactive protocol means that the amount of data required by the protocol is relatively small and the user responds directly, so if the transmission delay is large, the user waits for the next response to arrive, resulting in very easy to use This is a protocol that feels worse, and a typical example is the TELNET protocol.
[0098]
The IP packet has information indicating the type of the upper protocol in the header. TCP and UDP are widely used as upper protocols of the IP protocol.
[0099]
As shown in FIG. 16, the TCP protocol has information called a start point port number and an end point port number in the TCP header, and the application program that uses this packet is specified by these values. Now, there is regularity in the assignment of this port number, and the numbers from 1 to 1023 called well-known ports are determined to be used by a specific application protocol and cannot be used by other applications It has become. For example, the TELNET protocol uses number 23 and the FTP protocol uses number 21. Refer to RFC for details of port number assignment in the Internet.
[0100]
Therefore, whether an IP packet is an IP packet used in the TELNET protocol is that the upper protocol type of the IP packet is TCP and either the start port number or the end port number in the TCP header is 23. I can judge.
[0101]
Accordingly, a port number registration table 3100 in which port numbers of lightweight / interactive protocols such as TELNET shown in FIG. 17 are prepared in the memory 1002 or the hard disk 1100. In step 1521, the start port number and end point in the TCP header are prepared. Whether one of the port numbers is a port number registered in the port number registration table 3100 determines whether the upper protocol is lightweight or interactive.
[0102]
According to the present embodiment, a system that performs asymmetric routing using a one-way route that has a high speed but a large delay using RGW and SGW in a network that uses the Internet protocol. By controlling not to go through a one-way route with a large delay, there is a system that can avoid the effect of the one-way route's delay in interactive processing while utilizing the high speed of the one-way route in non-interactive processing. realizable. In addition, since the determination process of the higher level protocol is performed on the RGW, the determination process is distributed compared to the case of determination on the SGW in a system having a plurality of RGWs, and the load required for the determination is small.
[0103]
In the above embodiment, the address of packets sent from the PC 60 is not converted during the lightweight / interactive protocol, so the PC 60 needs to have a global IP address. In general, a local network of a satellite receiving station is widely used using a private IP address. In this case, the above invention cannot be used. Accordingly, an embodiment of the invention applicable when the PC 60 has a private IP address will be described below.
[0104]
Next, the operation of the RGW according to an embodiment of the present invention that switches the route according to the application characteristics on the RGW when the local network of the satellite receiving station has a private IP address will be described.
[0105]
The system configuration of this embodiment is the same as that in FIG. 1, and the hardware configuration of the RGW is also the same as that in FIG. The hardware configuration of the SGW is the same as that in FIG. 3, and the contents of the SGW processing program are also the same as those in FIG.
[0106]
FIG. 12 shows a flowchart of the RGW processing program that describes the operation of the RGW in this embodiment. In this flowchart, the processing between step 1506 and step 1511 is different from the flowchart of FIG. 5, and the processing of other parts is the same as the flowchart of FIG. 5.
[0107]
FIG. 13 is a data configuration diagram of the address replacement management table 3000 used in the processing by the RGW processing program of this embodiment. The address replacement management table 3000 is composed of an original address field 1701, a transmitting station alternative address field 1702, and a receiving station alternative address field 1703, and is the same as the address replacement management table 1700 in FIG. 4 except that a receiving station alternative address field 1703 is added. It is.
[0108]
The original address field 1701 contains the PCs 60a, 60b,. . . The IP address of the transmission station and the alternative address field 1702 in the transmitting station store the value of the alternative IP address for replacement of the address that is permitted to be used by the satellite transmitting station. The alternative address field 1703 in the receiving station is used in the network to which the satellite receiving station belongs. Is stored as a substitute IP address value for replacing the address. This alternative IP address needs to be a global IP address.
[0109]
As shown in FIG. 12, when the start point address does not match the value of the original address field in step 1506, the end point address is set to one of the values in the transmission station alternative address field 1702 and the reception station alternative address field 1703 in step 1534. If they match, the process proceeds to step 1535, where the end point address is replaced with the value of the corresponding original address field, and the process proceeds to step 1511.
[0110]
If they match in step 1506, the process proceeds to step 1531 to determine whether the upper level protocol is a lightweight / interactive protocol. The processing content of this step is the same as the content of step 1521 in FIG. 11 of the previous embodiment. If the determination result is YES, the process proceeds to step 1533 to replace the start point address with the value in the corresponding in-receiving station alternative address field 1703 and then proceeds to step 1511.
[0111]
If the decision result in the step 1531 is NO, the process advances to a step 1532 to replace the start point address with the value in the in-transmission station alternative address field 1702. The processing in this step is the same as the processing in step 1507 in FIG. And it encapsulates for SGW (step 1508 (same as in FIG. 5)), and proceeds to step 1511.
[0112]
As described above, in the RGW 10 of this embodiment, when the packet sent from the PC 60 is a packet belonging to the lightweight / interactive protocol, the start address is not the address in the satellite transmission station network, but in the network to which the satellite reception station belongs. Since the packet is sent to the Internet network 40, the packet does not pass through the SGW, and therefore is exchanged with the server 50 without using a one-way route.
[0113]
According to this embodiment, a private IP address is assigned to a local network of a satellite receiving station in a system that performs asymmetric routing using a one-way route that is high-speed but has a large delay using RGW and SGW in a network that uses an Internet protocol. When using RGW, RGW controls the packet of lightweight and interactive protocol so that it does not go through a one-way route with a large delay. A system that can avoid the influence of the delay magnitude of the one-way path can be realized. In addition, since the determination process of the higher level protocol is performed on the RGW, the determination process is distributed compared to the case of determination on the SGW in a system having a plurality of RGWs, and the load required for the determination is small.
[0114]
Next, a description will be given of an embodiment of the invention in which the route is changed according to the protocol type, not the RGW but the SGW.
[0115]
The system configuration of this embodiment is the same as that in FIG. 1, the hardware configuration of the RGW is the same as that in FIG. 2, and the contents of the RGW processing program are also the same as those in FIG. The hardware configuration of the SGW is the same as that in FIG.
[0116]
A flowchart of the SGW processing program describing the operation of the SGW in the present embodiment is shown in FIG. This flowchart is different from the flowchart of FIG. 7 in that step 2521 is added between step 2509 and step 2510, and the other processes are the same as those of the flowchart of FIG.
[0117]
As shown in FIG. 14, in the SGW processing program of this embodiment, after determining that the end point address is within the range of the receiving station address in step 2509, the upper protocol of the packet is a lightweight / interactive protocol in step 2521. If YES, the process proceeds to step 2512 and encapsulates to the RGW. If NO, the process proceeds to step 2510 and the packet is transmitted to the one-way route as it is. Note that the upper protocol determination procedure in step 2521 is the same as that in step 1521 in FIG.
[0118]
When the SGW operates in this way, a packet of a lightweight / interactive protocol is sent via the bidirectional encapsulation between the SGW and the RGW without going through a one-way path.
[0119]
According to the present embodiment, a system that performs asymmetric routing using a one-way route with a high speed but a large delay using RGW and SGW in a network using an Internet protocol. By controlling not to go through a one-way route with a large delay, there is a system that can avoid the effect of the one-way route's delay in interactive processing while utilizing the high speed of the one-way route in non-interactive processing. realizable. Further, since the determination process of the upper protocol is performed on the SGW, it is not necessary to prepare an additional global IP address on the satellite receiving station side even when a private IP address is used for the local network of the satellite receiving station. Has characteristics.
[0120]
Next, another embodiment in which a route change according to the protocol type is performed by the SGW will be described.
The system configuration of this embodiment is the same as that in FIG. 1, the hardware configuration of the RGW is the same as that in FIG. 2, and the contents of the RGW processing program are also the same as those in FIG. The hardware configuration of the SGW is the same as that in FIG.
[0121]
A flowchart of the SGW processing program describing the operation of the SGW in this embodiment is shown in FIG. This flowchart is different from the flowchart of FIG. 7 in that step 2531 is added between step 2509 and step 2510, and the other processes are the same as those of the flowchart of FIG.
[0122]
As shown in FIG. 15, in the SGW processing program of this embodiment, after it is determined in step 2509 that the end point address is within the range of the receiving station address, in step 2521 it is determined whether or not the size of the packet is equal to or smaller than a specified value. If YES, the process proceeds to step 2512 and encapsulates to the RGW. If NO, the process proceeds to step 2510 and the packet is transmitted to the one-way route as it is.
[0123]
When the SGW operates in this way, a packet having a size equal to or smaller than a specified value is sent via the bidirectional encapsulation between the SGW and the RGW without passing through the one-way path.
[0124]
In the present invention, a means for estimating whether the upper level protocol is lightweight and interactive using the information in the header, rather than using information in the header, is used.
[0125]
Since lightweight and interactive applications place importance on interactivity, it can be observed that data is not transmitted as a large packet by collecting data to some extent, but is often transmitted in a small packet. Therefore, it can be expected that small packets such as 50 bytes or less do not use a path with a large delay, and as a result, the response of a lightweight and interactive application is improved.
[0126]
It should be noted that the order of arriving IP packets may differ from the sending order by changing the route for each packet. However, since the IP protocol is originally a protocol that does not guarantee the arrival order of packets, no particular problem occurs. .
[0127]
According to the present embodiment, in a system that performs asymmetric routing using a one-way route with a high speed but a large delay using RGW and SGW in a network using an Internet protocol, a packet having a size smaller than a specified value in SGW. Is controlled so that it does not go through a one-way route with a large delay, thereby realizing a system that uses the high speed of one-way route in non-interactive processing and avoids the influence of one-way route delay in interactive processing. it can.
[0128]
In addition, since the determination process of the upper protocol is not a determination based on a predetermined port number, but an indirect determination based on the packet size, it is necessary to change the determination process even if a new lightweight and interactive protocol is developed. It has the feature of not.
[0129]
As described above, according to the present invention, in a communication system using an asymmetric route that uses a one-way route, whether to use a one-way route is switched according to the upper protocol type. By utilizing the high speed of the route, a system that can avoid the influence of the magnitude of the delay of the one-way route in the interactive processing can be realized.
[0130]
【The invention's effect】
According to the present invention, in a network system constructed on the assumption that bidirectional packet communication is performed using a bidirectional route, packet unidirectional communication can be performed without changing an existing routing protocol. It is possible to construct an asymmetric path utilization communication system that can realize asymmetric routing using a one-way path.
[0131]
At that time, since asymmetric routing is performed based on information in the network layer, there is an effect that asymmetric routing transparent to the application layer can be realized without any modification to the application program operating on the network system. is there.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an asymmetric path utilization communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a hardware configuration diagram of an RGW according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a hardware configuration diagram of the SGW according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a data configuration diagram of an address replacement management table in the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart of an RGW processing program according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram of a receiving station management table in the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart of an SGW processing program according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a flow of an IP packet in the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a flow of an IP packet according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a flow of an IP packet in the embodiment of the invention.
FIG. 11 is a flowchart of an RGW processing program according to another embodiment.
FIG. 12 is a flowchart of an RGW processing program according to another embodiment.
FIG. 13 is a data configuration diagram of an address replacement management table in another embodiment.
FIG. 14 is a flowchart of an SGW processing program according to another embodiment.
FIG. 15 is a flowchart of an SGW processing program according to another embodiment.
FIG. 16 is a diagram showing a TCP packet format in another embodiment.
FIG. 17 is a data configuration diagram of a port number registration table in another embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Reception side gateway (RGW), 11 ... Satellite receiver (IRD), 20 ... Transmission side gateway (SGW), 21 ... Uplink station, 30 ... Communication satellite, 40 ... Internet network, 50 ... Server, 60 ... Personal Computer (PC), 1001 CPU, 1002 Memory, 1003 Disk controller, 1004 Console controller, 1005 Network controller, 1006 Network controller, 1007 IRD controller, 1100 Hard disk, 1200 Console, 1700 Address substitution Management table 2001 ... CPU 2002 ... Memory 2003 ... Disk controller 2004 ... Console controller 2005 ... Network controller 2006 ... Network Over click controller, 2100 ... hard disk, 2200 ... console, 2700 ... the receiving station management table.

Claims

A two-way communication network capable of two-way communication;
A one-way communication path capable of one-way communication;
A transmission-side device connected to the transmission side of the bidirectional communication network and the one-way communication path;
A receiving side device connected to the receiving side of the bidirectional communication network and the one-way communication path,
The receiving device is
When a response packet to a packet transmitted to a communication device connected to the bidirectional communication network is to be received via the one-way communication path via the transmission-side device, the start address of the packet is sent to the transmission-side device. has information for transmitting packets, and means for Ru replaced with an alternate address assigned in advance for the said receiving device between said transmitting device and said receiving device,
The packet in which the start point address is replaced with the alternative address is the temporary start point address that is the start point address after encapsulating the address of the receiving side device, and the temporary end point that is the end point address after encapsulating the address of the transmitting side device Means for encapsulating as an address;
Means for sending the encapsulated packet to the bidirectional communication network;
Means for detecting a communication channel state of the one-way communication channel and notifying the transmitting device;
The transmitting device, if the destination address is the replacement address of the response packet received from the communication device, and means for transmitting said response packet to said one-way communication path,
When a packet having the address of the transmitting device is received as a temporary end point address, the temporary end point address and the temporary start point address of the packet are deleted, and both of the packets from which the temporary end point address and the temporary start point address are deleted Means for sending to the one-way communication network, and means for judging whether to send the response packet to the one-way communication path or the two-way network according to the communication path state received from the receiving side device. An asymmetric path-based communication system characterized by the above.

The communication system using an asymmetric route according to claim 1 ,
The receiving device includes means for determining whether or not to replace the start address of the packet with the alternative address according to an application in which the packet to be transmitted to the communication device is used. An asymmetric path utilization communication system.

The communication system using an asymmetric route according to claim 1 ,
The asymmetric device characterized in that the receiving side device comprises means for determining whether or not to replace the starting address of the packet with the alternative address according to the data amount of the packet to be transmitted to the communication device. Route communication system.

The communication system using an asymmetric route according to claim 1 ,
The transmission side device includes means for determining whether to send the response packet from the one-way communication path or the two-way communication network according to an application in which the packet is used. A feature of the communication system using asymmetric routes.

The communication system using an asymmetric route according to claim 1 ,
The transmission side device includes means for determining whether to transmit the packet from the one-way communication path or the two-way communication network according to the data amount of the response packet. Asymmetric path-based communication system.

A receiving-side device connected to a bidirectional communication network capable of bidirectional communication and a reception side of a one-way communication path capable of one-way communication,
A first communication means for communicating via the bidirectional communication network;
A second communication means for communicating via the one-way communication path;
A controller for controlling the first communication means and the second communication means,
The control unit sends information for transmitting a packet to a transmitting side device connected to a transmitting side of the bidirectional communication network and the one-way communication path, with a starting point address of the packet transmitted to the bidirectional communication network. Having an alternative address previously assigned for the receiving device with the transmitting device,
Control to send the packet in which the starting address is replaced with the alternative address to the bidirectional communication network via the first communication means ;
The packet in which the start point address is replaced with the substitute address is a temporary start point address that is the start point address after encapsulating the address of the receiving side device, and the end point address after the encapsulation of the address of the sending side device Encapsulating it as a temporary destination address, and controlling the encapsulated packet to be sent from the first communication means to the bidirectional communication network ;
The second communication means detects a communication path state of the one-way communication path,
The reception side device, wherein the control unit controls the transmission path state to be transmitted from the first communication unit to the transmission side device via the bidirectional communication network .

The receiving apparatus according to claim 6 , wherein
A third communication means for communicating with a local network connected to the receiving device;
A storage unit that stores the alternative address in association with a communication device connected to the local network,
When the control unit sends a packet received from the communication device connected to the local network via the third communication means to the bidirectional communication network, the control unit sets the start address of the packet to the communication device. in association with the receiving device, characterized in that replacing the alternate address stored in the storage unit.

The receiving apparatus according to claim 6 , wherein
The control unit determines whether or not to replace the start address of the packet with the alternative address according to an application in which the packet to be transmitted to the bidirectional communication network is used.

The receiving apparatus according to claim 6 , wherein
The control unit determines whether or not to replace the start address of the packet with the alternative address according to the data amount of the packet transmitted to the bidirectional communication network.

In a transmission side device connected to a bidirectional communication network capable of bidirectional communication and a transmission side of a one-way communication path capable of one-way communication,
A first communication means for communicating via the bidirectional communication network;
A second communication means for communicating via the one-way communication path;
A controller for controlling the first communication means and the second communication means;
The control unit is configured so that an end point address included in a packet received via the first communication unit is previously transmitted between the bidirectional communication network and a receiving side device connected to the receiving side of the one-way communication path. When the alternative address is assigned for the receiving device, the second communication means sends the packet to the one-way communication path ,
The alternative address has information for transmitting a packet to the transmitting device,
Furthermore, it has a storage unit for storing the communication path state of the one-way communication path received from the receiving side device,
In accordance with the communication path state stored in the storage unit, the control unit receives a packet received via the first communication unit, either the first communication unit or the second communication unit. Determining whether to transmit from the transmission side device.

The transmission side device according to claim 10 , wherein
The control unit determines whether to send the packet from the first communication unit or the second communication unit according to an application in which the packet received via the first communication unit is used. A transmission-side apparatus characterized by:

The transmission side device according to claim 10 , wherein
The control unit determines whether to send the packet from the first communication unit or the second communication unit according to the data amount of the packet received through the first communication unit. A transmission side device characterized by the above.

A two-way communication network capable of two-way communication;
A one-way communication path capable of one-way communication, the bidirectional communication network, and a transmission-side communication device connected to the transmission side of the one-way communication path;
A receiving communication device connected to the receiving side of the bidirectional communication network and the one-way communication path;
The communication device connected to the bidirectional communication network is a communication method in a communication network for transmitting a reply packet having a start point address of the received packet as an end point address when transmitting a reply packet to the received packet. ,
In order for the receiving communication device to receive a reply packet to the packet to be transmitted to the communication device via the one-way communication path via the transmitting communication device, the starting address of the packet is set to the transmitting communication device. An address replacement step that includes information for transmitting a packet to a replacement address that is assigned in advance between the transmitting communication device and the receiving communication device for the receiving communication device;
Adding the address of the receiving communication device as a temporary starting point address to the packet in which the starting point address is replaced with the alternative address;
A packet sending step having the temporary start address and sending a packet in which the start address is replaced with the alternative address to the bidirectional communication network;
The communication method characterized in that, in the address replacement step, according to an application in which a packet to be transmitted to the communication device is used, it is determined whether or not the start address of the packet is replaced with the alternative address. .

The communication method according to claim 13 , wherein
The receiving communication apparatus, in the address replacement step, in accordance with the data amount of packets to be transmitted to the communication device, determines whether replacing the source address of the packet to the alternate address
Communication method characterized by.

The communication method according to claim 13 , wherein
The communication method further comprising a step of sending the packet to the one-way communication path when the end-point address of the reply packet received from the communication device is the alternative address. .

The communication method according to claim 13 , wherein
Further, the receiving side communication device detects a communication path state of the one-way communication path and notifies the transmission side communication apparatus of the communication path state;
The transmitting communication device has a step of determining whether or not to send a reply packet received from the communication device to the one-way communication channel according to the communication channel state notified from the receiving communication device. A communication method characterized by the above.

The communication method according to claim 13 , wherein
Further, when the end address of the reply packet received from the communication device is the alternative address, the transmission side communication device sends the packet to the one-way communication path according to the application in which the packet is used. Or a method for determining whether to send to the bidirectional communication network.

The communication method according to claim 13 , wherein
Further, when the end address of the reply packet received from the communication device is the alternative address, the transmission side communication device sends the packet to the one-way communication path according to the data amount of the packet, A communication method comprising the step of determining whether to send to the bidirectional communication network.