JP3890253B2

JP3890253B2 - Gateway device with address conversion function and address conversion method thereof

Info

Publication number: JP3890253B2
Application number: JP2002129977A
Authority: JP
Inventors: 知昭武村; 敏裕福地
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2002-05-01
Filing date: 2002-05-01
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2022-05-01
Also published as: JP2003324482A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、プライベートアドレス空間下のネットワークに配置したMGCP（Media Gateway Control Protocol)の規約に従って動作するMGCP端末装置とグローバルアドレス空間下のネットワークに配置したMGCP端末装置との通信を可能にするアドレス変換機能付ゲートウェイ装置に関するものであり、また、本発明は、たとえば、ゲートウェイ装置で行うプライベートアドレス空間内のMGCP端末装置とグローバルアドレス空間下でのMGCP端末装置の通信におけるNAT（Network Address Translator)機能によるアドレス変換方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、音声通信は、安価な長距離電話や音声およびデータの統合によるコスト低下を目的にVoIP（Voice over Internet Protocol)が用いられるようになってきている。そして、ルータ装置は、ブロードバンドや常時接続インターネットの急速な通信環境の変化やその普及にともなって様々な使い方が提案されている。
【０００３】
VoIPにおける呼制御には、以下に示すようなプロトコルがある。これらのプロトコルには、主に、ITU-T（International Telecommunication Union-Telecommunication standardization sector)H.323, SGCP（Simple Gateway Control Protocol), IPDC（Internet Protocol Device Control), MGCP（Media Gateway Control Protocol), SIP（Session Initiation Protocol)がある。
【０００４】
このうち、MGCPは、1998年の暮れにIETF（Internet Engineering Task Force)によりIPDCとSGCPを融合する形で策定されている。MGCPは、テレフォニーゲートウェイを外部の呼制御エレメント（要素）により制御する規約である。テレフォニーゲートウェイには、各種のゲートウェイ、ネットワークアクセスサーバ等がある。この制御に応じて動作する端末をMGCP端末装置と呼ぶ。
【０００５】
ところで、このMGCP端末装置とPC（Personal Computer)端末装置をルータ装置の配下に配置する。一般的に、ルータ装置には、NAT（Network Address Translator)機能が搭載されている。NAT機能とは、接続用にあらかじめ割り当てられた一つのIP（Internet Protocol)アドレスを用いて、プライベートアドレスをグローバルアドレスに変換して送信元IPアドレスとして送出し、受信において供給される宛先IPアドレスのグローバルアドレスをプライベートアドレスに変換する機能である。これにより、ルータ装置は、一つのIPアドレスでプライベートアドレス空間内での複数のクライアントを使い回すことができる。このようなNAT機能は、RFC（Request For Comments)1631で規定されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この配置において、ルータ装置は、プライベートアドレス空間内のPC端末装置しかグローバルアドレス空間の機器と通信できない。また、PC端末装置でもNAT機能ではIPアドレスが変換されない場合がある。それは、FTP（File Transfer Protocol)、アメリカRealNetworks社の音声データフォーマット（RealAudio）やアメリカMicrosoft社のテレビ会議を行うソフトウェア（NetMeeting）等のような場合である。これらの場合、アプリケーションがIPパケットのデータ部分のIPアドレスを使用しているためである。IPネットワークとの通信を確保するため、このデータ部分のIPアドレスを変換するアプリケーションゲートウェイが用いられている。
【０００７】
上述したようにプライベートアドレス空間内にMGCP端末装置を配置した場合、MGCP端末装置は、ルータ装置のNAT機能を使用しても、グローバルアドレス空間内の機器とMGCPプロトコルによる通信や通話ができない。この場合の問題もIPアドレスが各アドレス空間に対応して変換できないことに起因している。しかしながら、現時点において、通信を可能にするNAT機能付MGCP対応のアプリケーションゲートウェイはない。
【０００８】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、ルータ装置の配下にあるMGCP端末装置とグローバルアドレス空間内の機器との通信を可能にするアドレス変換機能付ゲートウェイ装置およびそのアドレス変換方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、閉じたネットワークで用いるプライベートアドレスとこのプライベートアドレスに対して公的に割り当てられたグローバルアドレスとをアドレス変換するアドレス変換手段を用いて、プライベートアドレスが機能するプライベートアドレス空間内のプライベートアドレス端末装置とグローバルアドレスが機能するグローバルアドレス空間内のグローバルアドレス端末装置との間で通信するアドレス変換機能付ゲートウェイ装置において、プライベートアドレス端末装置とグローバルアドレス端末装置のいずれから供給されたかを判定し、さらに同一アドレス空間内において供給されたデータを受け渡す相手先の識別に用いるあらかじめ規定されたポート番号が含まれているかを判定して所定のゲートウェイ制御プロトコルに対応したデータが含まれているかに応じてこの所定のゲートウェイ制御プロトコルにより規定された領域に格納されている宛先および送信元の一方のアドレスをデータの送出方向に対応してそれぞれ、プライベートアドレスとプライベートアドレス端末装置を代表するグローバルアドレスとに変換するアドレス判定変換機能ブロックと、プライベートアドレス端末装置それぞれのアドレスとこのプライベートアドレス端末装置を代表するグローバルアドレスとを対応付けてテーブル化して記憶するアドレス記憶手段とを含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明のアドレス変換機能付ゲートウェイ装置は、アドレス判定変換機能ブロックでデータの供給元およびポート番号による判定を行って所定の所定のゲートウェイ制御プロトコルか判定し、この判定の真偽により所定のゲートウェイ制御プロトコルが規定する領域のうち、宛先および送信元の一方のアドレスをデータの送出方向に応じたプライベートアドレスとプライベートアドレス端末装置を代表するグローバルアドレスとの変換をアドレス記憶手段から読み出して行うことにより、所定のゲートウェイ制御プロトコルに対応した端末装置が異なるアドレス空間にあっても通信することができる。
【００１１】
また、本発明は上述の課題を解決するために、閉じたネットワークで用いるプライベートアドレスとこのプライベートアドレスに対して公的に割り当てられたグローバルアドレスとをアドレス変換する機能を有するゲートウェイ装置を用いて、プライベートアドレスが機能するプライベートアドレス空間とグローバルアドレスが機能するグローバルアドレス空間とにそれぞれ配置した端末装置間でデータ通信を行うアドレス変換機能付ゲートウェイ装置のアドレス変換方法において、ゲートウェイ装置に供給されるデータがグローバルアドレス空間とプライベートアドレス空間のいずれからかを判定し、同一アドレス空間内において供給されたデータを受け渡す相手先の識別に用いるあらかじめ規定されたポート番号が特定の値であるかに応じて所定のゲートウェイ制御プロトコルに従うデータを含む否かを判定する第１の工程と、所定のゲートウェイ制御プロトコルに対応してグローバルアドレス空間からデータを受信した場合、プライベートアドレス空間を代表するグローバルアドレスが書き込まれている宛先のアドレスをプライベートアドレスに変換する第２の工程と、所定のゲートウェイ制御プロトコルに対応してプライベートアドレス空間からデータを受信した場合、送信元を示すプライベートアドレスをプライベートアドレス空間を代表するグローバルアドレスに変換する第３の工程とを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明のアドレス変換機能付ゲートウェイ装置のアドレス変換方法は、データの供給元およびポート番号による判定を行って所定の所定のゲートウェイ制御プロトコルか判定し、この判定の真偽に応じてグローバルアドレス空間から所定のゲートウェイ制御プロトコルを含むデータの受信においてプライベートアドレス空間を代表するグローバルアドレスを宛先を示すプライベートアドレスに変換し、プライベートアドレス空間から所定のゲートウェイ制御プロトコルを含むデータの受信において送信元を示すプライベートアドレスをプライベートアドレス空間を代表するグローバルアドレスに変換することにより、所定のゲートウェイ制御プロトコルを含むデータの通信が異なるアドレス空間であっても可能にする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明によるアドレス変換機能付ゲートウェイ装置の実施例を詳細に説明する。
【００１４】
本実施例は、本発明のゲートウェイ装置をルータ装置10に適用した場合である。本発明と直接関係のない部分について図示および説明を省略する。以下の説明で、信号はその現れる接続線の参照番号で指示する。
【００１５】
ルータ装置10は、基本的に、OSI（Open Systems Interconnection)モデルの第３層、すなわちネットワーク層のプロトコル処理を行う装置である。データはパケット化して扱われている。ルータ装置10は、さらにOSIモデルの第４層以上で異なるプロトコル同士を変換するゲートウェイ機能を具備している。ルータ装置10をゲートウェイとした場合、OSIモデルのゲートウェイに対応する機能は、アプリケーションゲートウェイと呼んで区別している。
【００１６】
ルータ装置10は、図１に示すように、LAN（Local Area Network)インタフェース部12、システム制御部14、ストレージ16およびWAN（Wide Area Network)インタフェース部18を有している。
【００１７】
LANインタフェース部12は、ルータ装置10の配下にあたるプライベートアドレス空間に配置された端末装置のそれぞれ（図示せず）と信号線20を介してフレームデータの通信を行う機能を含んでいる。LANインタフェース部12は、システム制御部14と信号線22を介してフレームデータのやり取りをしている。
【００１８】
システム制御部14には、呼制御機能部14aおよびアドレス判定処理機能部14bがある。システム制御部14は、LANインタフェース部12だけでなく、ストレージ16およびWANインタフェース部18とそれぞれ信号線24, 26を介してそれぞれデータをやり取りしている。呼制御機能部14aは、第１層および第２層を用いて呼制御を行う機能部である。呼制御機能部14aでは、呼制御手順として回線交換における発端末から着端末までの通信パスの設定、維持、解放等を行い、発着端末間のメッセージのやり取りを規定している。また、パケット通信を行う場合の接続制御手順、およびデータ転送手順等も含んでいる。
【００１９】
アドレス判定処理機能部14bには、図２に示すように、レイヤ変換部140、UDP（User Datagram Protocol)判定機能部142、MGCP判定機能部144およびアドレス・ポート番号変換機能部146が含まれている。レイヤ変換部140は、供給されるフレームデータに対する第２層（データリンク層）から第４層に（トランスポート層）への上位変換や逆に、第４層から第２層への下位変換を行う機能を有している。このため、レイヤ変換部140には、データ22またはデータ26が供給されている。
【００２０】
レイヤ変換部140は、供給されるデータを上述した上位変換機能により第４層のデータに変換し、UDP判定機能部142およびMGCP判定機能部144にそれぞれ、データ（UDPパケット）148を出力する。また、レイヤ変換部140は、後述するアドレス・ポート番号変換機能部146から供給されるデータ150を入力し、下位変換機能により第２層のデータに変換し、宛先方向に向けて送出する。
【００２１】
UDP判定機能部142は、UDPパケットのヘッダ領域に含まれるメッセージが所定の番号か否かに応じてUDPデータ領域からMGCPメッセージの有無を確認する機能を備えている。所定の番号とは、デフォルトでたとえば、外部のCA（Call Agent)からMGCP端末装置へのメッセージであるポート番号とMGCP端末装置からCAへのメッセージであるポート番号のことである。本実施例では、前者のポート番号を「2427」、後者のポート番号を「2727」としている。UDPを判定機能部142は、UDPデータ領域に所定の番号を含み、IPアドレスが存在するか否かを確認し、この確認結果を制御信号152a, 152bとしてアドレス・ポート番号変換機能部146とMGCP判定機能部144にそれぞれ出力する。制御信号152aは、IPアドレスの存在が確認されたことを示し、このIPアドレスの値をアドレス・ポート番号変換機能部146に出力する。また、制御信号152bは、IPアドレスの存在が確認できなかったことを示す信号である。
【００２２】
MGCP判定機能部144は、UDPパケットのデータ領域に含まれるSDP（Session Description Protocol)情報の検索処理を行う機能を備えている。MGCP判定機能部144は、SDP情報の検索結果により得られたIPアドレスやポート番号を抽出し、アドレス・ポート番号変換機能部146にIPアドレスやポート番号を抽出データ154として出力する。この検索および抽出について後段の動作でさらに説明する。
【００２３】
アドレス・ポート番号変換機能部146は、供給される制御信号152aおよび抽出データ154を基にアドレスやポート番号の変換を行う機能を備えている。変換するアドレスやポート番号は、ストレージ16にテーブル化して格納されているアドレスやポート番号の関係を用いて行う。このため、アドレス・ポート番号変換機能部146には、ストレージ16からデータ24が供給されている。アドレス・ポート番号変換機能部146は、それぞれアドレス等の変換を施したデータ150をレイヤ変換機能部140に出力する。
【００２４】
図１に戻って、ストレージ16は、プライベートアドレス空間をTA（Terminal Adaptor)やMGCP端末装置のプライベートアドレス（IPアドレス）とプライベートアドレス空間を代表するグローバルアドレス（IPアドレス）とを対応付けるNATテーブルやプライベートアドレス空間とグローバルアドレス空間とのポート番号の関係が保存されている。ストレージ16は、これら記憶したIPアドレスやポート番号をいずれの空間に向けた送信（またはいずれの空間からの受信）かに対応してデータ24をシステム制御部14に送出する。
【００２５】
WANインタフェース部18は、ルータ装置10の外部にあるグローバルアドレス空間の装置と信号線28を介してフレームデータの通信を行う機能を含んでいる。グローバルアドレス空間の装置には、広域ネットワークに接続したCAやMGCP端末装置等がある。WANインタフェース部18は、システム制御部14と信号線26を介してフレームデータのやり取りをしている。
【００２６】
このように構成してこれまでできなかったグローバルアドレス空間とプライベートアドレス空間のMGCP端末装置間の通信が可能になる。
【００２７】
ここで、簡単に１フレームのパケットにおけるデータ構造を簡単に説明する（図３を参照）。パケットは、順に、イーサネット（商標）ヘッダ30、IPヘッダ32、UDPヘッダ34、MGCPデータ36を含んでいる。イーサネット（商標）ヘッダ30には、18バイトの領域があり、たとえば装置のそれぞれに対して一意に与えられるデータリンク層のアドレスが含まれている。このアドレスがMAC（Media Access Control)アドレスである。
【００２８】
IPヘッダ32には、２つの領域32a, 32bがある。領域32aが送信元アドレスに相当し、領域32bが宛先アドレスに対応している。IPヘッダ32には、IPv4（Internet Protocol version 4)で32ビット、IPv6（Internet Protocol version 6)で４倍の128ビットが領域確保されている。
【００２９】
UDPヘッダ34は、前述したようにトランスポート層のデータ種別を表す送信元ポート、宛先ポート、フィールド長、UDPチェックサムを含む。このUDPヘッダ34の後段にUDPデータ領域が続く。このUDPデータ領域が、本実施例で通信を行うMGCPのデータ領域36に対応している。
【００３０】
MGCPデータ領域36には、可変長のデータが格納される。MGCPデータ領域は、所定のデータ域36a、送信アドレス36b、送信元ポート番号36c、呼制御データ領域36dに細分化される。所定のデータ域36aには、MGCPの制御コマンドに対応したコードまたはリターンコードがMGCPメッセージとして格納される。制御コマンドには、EndpointConfiguration（EPCF)、NotificationRequest（RQNT)、Notify（NTFY)、CreateConnection（CRCX)、ModifyConnection（MDCX)、DeleteConnection（DLCX）、AuditEndpoint（AUEP）、AuditConnectoin（AUCX）およびRestartIn-Progress（RSIP）があり、リターンコードには、SGCPで規定している、通常のトランザクション実行を表すコード「200」から指定された通知をゲートウェイが送信不能のためトランザクショが実行できないことを表すコード「514」に加えて、MGCPのコード「514」からコード「524」がある。
【００３１】
送信アドレス36bには、プライベートアドレス（PA)空間からのデータ受信とグローバルアドレス（GA)空間からのデータ受信において送信元のアドレスと宛先のアドレスがそれぞれ格納される。送信元アドレスは、送信元のプライベートアドレスからプライベートアドレス空間を代表するグローバルアドレスに変換される。宛先アドレスは、宛先に書き込まれているプライベートアドレス空間を代表するグローバルアドレスからプライベートアドレス空間内のMGCP端末装置等における宛先に対応したプライベートアドレスに変換される。
【００３２】
また、送信元ポート番号36cには、音声メディアポートを使用する場合においてMGCP対応を示す所定のポート番号が送信元のポート番号として格納されている。ここで、プライベートアドレス（PA)空間から同一空間内でのデータ通信を行う場合、送信元ポート番号36cは、実際にMGCP対応にて通信を行うポート番号に変換される。ただし、グローバルアドレス（GA)空間からのデータ受信する場合、送信元ポート番号36cは使用しない。ルータ装置10がMGCP端末装置のポート番号を知っているからである。
【００３３】
呼制御データ領域36dには、呼制御に関わるデータ、たとえばオンフック、オフフック、リンギング等のデータが書き込まれる。また、領域36dには、SDP情報のタグに対応したデータも書き込まれる。このタグは、英文字１文字で表現され、３種類のセッション記述、時間記述およびメディア記述に大別されている。
【００３４】
セッション記述は、セッションの名前やセッションの生成者に関する情報を記述し、v：バージョン情報、o：セッション生成者とセッション識別用の情報およびs：セッションのタイトルがある。時間記述は、セッションが有効な期間を表現し、t：セッションの開始時刻と終了時刻を示す。そして、メディア記述は、メディアの受信で使用する情報を記述し、c, m,およびaがある。タグcはコネクションデータを示し、タグmはメディア名とトランスポート層アドレスを示し、タグaはメディア属性を示す。これらのタグのうち、アドレスが関与しているタグは、o, cおよびmの３つである。SDP情報が含まれる場合、これらのタグに付随するアドレスやポート番号の変更も行う。
【００３５】
次にルータ装置10における動作を説明する。この動作説明では、上述したパケットの構造を考慮してアドレス判定機能部14bによりアドレスの変換およびポート番号の変換を行う手順について説明する（図４を参照）。
【００３６】
図示しないが、たとえばIPヘッダ32にあるIPアドレスのうち、送信元IPアドレスまたは宛先IPアドレスを通常のNAT変換によりアドレス変換する。この通常のNAT変換とは、送信元IPアドレスがプライベートアドレス空間のアドレスを示しているならば、送信元IPアドレスがプライベートアドレス空間を代表するグローバルアドレスに変換し、宛先IPアドレスがグローバルアドレス空間のアドレスを示しているならば、宛先IPアドレスがプライベートアドレス空間内の通信する宛先のプライベートアドレスに変換する操作である。
【００３７】
また、FTP（File Transfer Protocol)は、セッション層、アプリケーション層、プレゼンテーション層の３つの層に対応した通信プロトコルで、インターネット上の２点間でファイル転送を管理する。FTPにおいてもこれら各層に対応してアドレス変換を行っている（NAT_FTP）。本実施例においてアドレス判定機能部14bは、このNAT変換およびNAT_FTPを行うとともに、MGCP対応のNAT変換（以下、NAT_MGCPという）も行う。図４では、NAT_MGCPについて説明する。
【００３８】
NAT_MGCPにおけるアドレス判定を開始してグローバルアドレス空間側からの受信か否かを判定する（ステップS10)。グローバルアドレス空間側からデータが供給されていると判定した場合（YES)、ポート番号の確認に進む（ステップS12へ)。また、グローバルアドレス空間側からデータが供給されていないと判定した場合（NO)、プライベートアドレス空間側からの受信か否かの判定に進む（ステップS14へ)。
【００３９】
次に供給されたデータに含まれるポート番号があらかじめ設定したポート番号と同じか否かを判定する（ステップS12）。本実施例では、デフォルトでポート番号2427に設定している。ポート番号が一致した場合（YES)、MGCP対応のIPアドレス変換処理に進む（サブルーチンSUB1へ）。ポート番号が不一致の場合（NO)、MGCPに対応したデータの受信でないと判断してNAT_MGCP処理の終了に進む。
【００４０】
また、前述したグローバルアドレス空間側からのデータ受信でないとの判断（ステップS10：NO)により、データがプライベートアドレス空間側からの受信か否かを判定する（ステップS14)。プライベートアドレス空間側からデータが供給されていると判定した場合（YES)、ポート番号の確認に進む（ステップS16へ)。また、プライベートアドレス空間側からデータが供給されていないと判定した場合（NO)、両アドレス空間からのデータでないと判断してアドレス判定処理を終了させる。
【００４１】
次に供給されたデータに含まれるポート番号があらかじめ設定したポート番号と同じか否かを判定する（ステップS16）。本実施例では、デフォルトでポート番号2727に設定している。ポート番号が一致した場合（YES)、MGCP対応のIPアドレス変換処理に進む（サブルーチンSUB2へ）。ポート番号が不一致の場合（NO）、MGCPに対応したデータの受信でないと判断してNAT_MGCP処理の終了に進む。
【００４２】
サブルーチンSUB1, SUB2では、MGCP対応のIPアドレス変換処理をMGCPデータ36に対して行う。MGCP対応のIPアドレス変換処理は、グローバルアドレス空間からデータを受信した場合（サブルーチンSUB1）とプライベートアドレス空間からデータを受信した場合（サブルーチンSUB2）である。これらの処理後、アドレス判定処理を終了させる。
【００４３】
次にMGCP対応のIPアドレス変換処理について説明する（図５を参照）。まず、UDPメッセージの抽出を行う（サブステップSS10）。UDPメッセージは、UDPデータであり、本実施例ではMGCPデータ36に対応している。この抽出後、MGCPメッセージが含まれているか否かの判定を行う（サブステップSS12）。
【００４４】
この判定は、抽出したUDPデータにおける最初の４バイトをチェックすることで行う。この４バイトの領域には、MGCPメッセージの種類および応答のいずれかが含まれる。MGCPメッセージには、たとえばverbとしてRQNT, CRCX等や応答コードとしてのリターンコード「200」等が記されている。これらのうち、いずれかのMGCPメッセージが確認された場合、EndpointIDの検索に進む（サブステップSS14へ）。また、MGCPメッセージが確認されなかった場合（NO）、データがMGCPメッセージでないことから、何もせずにリターンに移行してサブルーチンSUB1を終了する。
【００４５】
次にEndpointIDの検索を行う（サブステップSS14）。EndpointIDは、次のフォーマット：endpoint-name@[IP_addr]mgcp[ver]\r\nで記述される。ここで、[]は、データの範囲を示している。また、最後の改行コード（CRLF:\r\n）は、MGCPメッセージにおいて最初に現れる改行コードと定義されている。このことから、この検索では、「@」と「mgcp」が存在するかを確認すればよい。検索範囲は、上述した最初に現れる改行コードまでとする。検索結果に「@」と「mgcp」が存在するとき、IPアドレスの有無に関する判定に進む（サブステップSS16へ）。図示しないが検索結果に「@」と「mgcp」が存在しないとき、SDPの検索とIPアドレス変換処理に進む（サブルーチンSUB3へ）。
【００４６】
次に検索した「@」と「mgcp」との間にIPアドレスが存在するか否かの判定を行う（サブステップSS16）。IPアドレスが存在する場合（YES)、IPアドレスの抽出に進む（サブステップSS18へ）。また、IPアドレスが存在しなかった場合（NO）、SDPの検索とIPアドレス変換処理に進む（サブルーチンSUB3へ）。
【００４７】
次にIPアドレスの抽出を行う（サブステップSS18）。この抽出したアドレスは、宛先のIPアドレスで、プライベートアドレスを代表するグローバルアドレスである。このグローバルアドレスを通信相手先であるたとえばMGCP端末装置等のプライベートアドレスに変換する（サブステップSS20：GA→PA）。この変換の後、SDPの検索とIPアドレス変換処理に進む（サブルーチンSUB3へ）。
【００４８】
次にSDPの検索とIPアドレス変換処理を行う（サブルーチンSUB3）。この処理によってSDP情報に含まれるIPアドレスを宛先を示すプライベートアドレスに変換する。この変換処理後、リターンに移行してサブルーチンSUB1を終了する。
【００４９】
このようにして宛先IPアドレスをプライベートアドレス空間内の通信相手に変換してMGCPにおける通信を確実に行えるようにしている。
【００５０】
ところで、もう一つのMGCP対応のIPアドレス変換処理は、アドレス変換（サブステップSS20）を除いて、ほぼ前述したサブルーチンSUB1の手順に同じであることから説明を省略する。ただし、プライベートアドレス空間からグローバルアドレス空間にデータを送る処理であるから、サブステップSS20に相当するサブステップでのアドレス変換は、送信元のIPアドレス（プライベートアドレス）をグローバルアドレスに変換する処理（PA→GA）になる。このグローバルアドレスは、プライベートアドレス空間を代表する値として割り当てられているものである。
【００５１】
次にSDP情報におけるIPアドレス変換について説明する（図６および図７を参照）。サブルーチンSUB3, SUB4における動作は、ほぼ同じ手順で行われる。煩雑さをなくすため、同じ説明を繰り返すことなく、サブルーチンSUB3, SUB4で異なる処理手順について強調して説明する。
【００５２】
SDP情報におけるIPアドレス変換では、まず、SDP情報が含まれているか否かを判定する（サブステップSS30）。SDP情報は、連続する改行コード（CRLF CRLF:0d0a 0d0a)の後に続くことが定義されている。このことから、この判定では、２回連続する改行コードを検索する。すなわち、この連続改行コードが確認された場合、SDP情報が存在すると判定して（YES)、SDPにおけるタグ「o」の検出に進む（サブステップSS32）。また、この連続改行コードの確認ができなかった場合、SDP情報がないと判定して（NO）、接続子Aを介して図７のリターンに進み、サブルーチンSUB3を終了する。
【００５３】
次にSDPにおけるタグ「o」の検出を行う（サブステップSS32）。ここで、タグ「o」は、セッション生成者とセッション識別用の情報の記載を示す識別子に相当する。タグ「o」が検出された場合（YES)、IPアドレスが記載される位置の直前にある「IN IP4」の検出に進む（サブステップSS34へ）。また、タグ「o」が検出されなかった場合（NO)、タグ「c」の検出に進む（サブステップSS36へ）。
【００５４】
次にIPアドレスが定義により記載される位置の直前にある「IN IP4」の検出を行う（サブステップSS34）。検出範囲は改行コードが検出されるまでの範囲で行う。「IN IP4」を検出した場合（YES)、「IN IP4」の次に記載されているIPアドレスの抽出に進む（サブステップSS38へ）。また、IPアドレスが検出されなかった場合（NO）、タグ「c」の検出に進む（サブステップSS36へ）。
【００５５】
次にIPアドレスの抽出を行う（サブステップSS38）。次に抽出したIPアドレスに対するアドレス変換を行う（サブステップSS40: GA→PA）。抽出したIPアドレスは、グローバルアドレスであるから、プライベートアドレス空間における通信相手のプライベートアドレスに変換する。この後、タグ「c」の検出に進む（サブステップSS36へ）。
【００５６】
次にSDPにおけるタグ「c」の検出を行う（サブステップSS36）。タグ「c」はコネクションデータの記載を示す識別子に相当する。タグ「c」が検出された場合（YES)、IPアドレスが記載される位置の直前にある「IN IP4」の検出に進む（サブステップSS42へ）。また、タグ「c」が検出されなかった場合（NO)、接続子Bを介して図７のタグ「m」の検出に進む（サブステップSS44へ）。
【００５７】
次にIPアドレスが定義により記載される位置の直前にある「IN IP4」の検出を行う（サブステップSS42）。検出範囲は改行コードが検出されるまでの範囲で行う。「IN IP4」を検出した場合（YES)、接続子Cを介して「IN IP4」の次に記載されているIPアドレスの抽出に進む（図７のサブステップSS46へ）。また、IPアドレスが検出されなかった場合（NO）、接続子Bを介してタグ「m」の検出に進む（サブステップSS44へ）。
【００５８】
次にIPアドレスの抽出を行う（サブステップSS46）。次に抽出したIPアドレスに対するアドレス変換を行う（サブステップSS48: GA→PA）。ここでも前述したアドレス変換と同様に抽出したIPアドレスは、グローバルアドレスであるから、プライベートアドレス空間における通信相手のプライベートアドレスに変換する。この後、タグ「m」の検出に進む（サブステップSS44へ）。
【００５９】
次にSDPにおけるタグ「m」の検出を行う（サブステップSS44）。タグ「m」はメディア名とトランスポートアドレスの記載を示す識別子に相当する。検索範囲は、改行コードが検出されるまでの範囲である。タグ「m」が検出された場合（YES)、メディアポートが記載される位置の直前にある「audio」と「RTP」の検出に進む（サブステップSS50へ）。また、タグ「m」が検出されなかった場合（NO)、リターンに移行してサブルーチンSUB3を終了する。
【００６０】
次にメディアポートが記載される位置の直前にある「audio」と「RTP」の検出を行う（サブステップSS50）。グローバルアドレス空間側からの受信では、図３に示したようにポート番号の領域が未使用になっている。これは、前述したようにあらかじめルータ装置10がポート番号を知っていて、送られなくても済むからである。したがって、サブルーチンSUB3で「audio」と「RTP」が検出されなくても、この場合、ポート番号「2427」でメッセージが検出されると、プライベートアドレス空間内のMGCP対応端末装置が有するポート番号に変換する。
【００６１】
一方、サブルーチンSUB4のようにプライベートアドレス空間から受信した場合、送信元ポート番号として供給されたポート番号に対して抽出を行う（サブステップSS52）。サブステップSS50における判定（NO）は、プライベートアドレス空間から受信した場合に「audio」と「RTP」が検出されなかったときに対応する。
【００６２】
なお、このポート番号の領域は、プライベートアドレス空間内のMGCP対応端末装置間で通信する場合も使用する。
【００６３】
次に抽出したポート番号の変換処理を行う（サブステップSS54）。ここで抽出したポート番号は、サブルーチンSUB3に対応するグローバルアドレス空間における宛先ポート番号として得られる。変換は、このグローバルアドレス空間のポート番号をプライベートアドレス空間における通信相手のポート番号に行うことである。
【００６４】
また、図示しないがサブルーチンSUB4の場合、抽出したポート番号の変換処理は、送信元ポート番号に対して行う。この送信元ポート番号は、プライベートアドレス空間におけるポート番号（たとえば、5006）を示しているので、グローバルアドレス空間のポート番号に変換する。本実施例では、WAN側のポート番号10272に変換される。
【００６５】
このようにポート番号の変換を行った後、リターンに移行して動作を終了する。
【００６６】
このように動作させることにより、MGCPデータに含まれるメッセージのIPアドレス、SDP情報内のIPアドレスおよびメディアポート番号のNAT変換処理が可能になる。これにより、ルータ装置10は、配下のプライベートネットワークのMGCP端末装置とグローバル側に存在するMGCP端末装置間でMGCPによる音声通話を行うことができるようになる。
【００６７】
次に本発明における他の実施例としてルータ装置10の配下にあるMGCP端末装置について説明する。本実施例でMGCP端末装置100には、あらかじめ、ルータ装置10のWAN側、すなわちグローバルアドレス空間のIPアドレスおよびポート番号がそれぞれ付与されている。MGCP端末装置100は、このIPアドレスおよびポート番号を保存し、MGCPプロトコル内のIPアドレスおよびポート番号として使用する。
【００６８】
ルータ装置10は、外部の呼制御エージェント（Call Agent: CA)のように、グローバルアドレス空間の装置からMGCP端末装置へのポート番号2427でサーバホスティングを行う。ルータ装置10には、ポート番号2427宛てのデータ（パケット）をプライベートアドレス空間内のMGCP端末装置に転送するようにサーバホスティング機能設定する。サーバホスティング機能は、先の実施例のルータ装置10になかった機能である。
【００６９】
このようにルータ装置10の配下にあるMGCP端末装置が直接ルータ装置のWAN側IPアドレス、ポート番号を使用しているから、ルータ装置10は、プライベートアドレス空間からグローバルアドレス空間に送出されるMGCPメッセージをNAT変換することなく、出力することができ、逆にグローバルアドレス空間からプライベートアドレス空間に供給されるMGCPメッセージもルータ装置がサーバホスティングを行うだけでよくなることから、ルータ装置10の処理負荷を軽減させることができる。
【００７０】
また、変形例としてルータ装置10は、DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol)サーバのオプション情報を利用して、ルータ装置10の配下にあるMGCP端末装置にルータ装置10が有するIPアドレスおよびポート番号情報を通知する。MGCP端末装置は、供給されたIPアドレスおよびポート番号情報を用いてMGCPメッセージをグローバルアドレス空間のMGCP端末装置やCAのような装置等と通信する。
【００７１】
より具体的に説明すると、ルータ装置10は、配下のMGCP端末装置からのDHCP Discoverの応答として、DHCP Discoverのオプション情報例は、
1 = Subnet Mask
3 = Router
14 = [ルータ装置とMGCP端末装置で名前決定]
とし、DHCP Offer内のオプション情報例は、
Option 53: DHCP Message Type = DHCP Offer
Option 51: Server Identifier = 192.168.1.1
Option 1: Subnet Mask = 255.255.255.0
Option 3: Router = 192.168.1.1
Option 14: [ルータ装置とMGCP端末装置で名前決定] = “43.244.157.90 | 10272”
End Option
として、DHCPのサーバ機能を用いて自動的にルータ装置10が配下にするMGCP端末装置にルータ装置10のWAN側IPアドレスおよびポート番号を通知する。これにより、ルータ装置10側で設定するだけでプライベートアドレス空間とグローバルアドレス空間でのMGCPによる通話を可能にすることができる。
【００７２】
以上のように構成することにより、ルータ装置にアドレス変換機能付のゲートウェイ装置の機能を持ち込み、MGCPメッセージ内のIPアドレスおよびポート番号も考慮してNAT変換を行うことにより、これまでできなかった、プライベートアドレス空間とグローバルアドレス空間でのMGCPによる通話を可能にすることができる。
【００７３】
また、ルータ装置の配下にあるMGCP端末装置にルータ装置のグローバルアドレス空間に関するIPアドレスおよびポート番号を保有してグローバルアドレス空間の装置とMGCPによる通信を行い、ルータ装置にサーバホスティング機能を持たせることにより、ルータ装置の負荷を軽減させながら、これまでできなかった、プライベートアドレス空間とグローバルアドレス空間でのMGCPによる通話を可能にすることができる。
【００７４】
さらに、ルータ装置が有するDHCPのサーバ機能におけるオプション情報を利用することにより、自動的にルータ装置が配下にするMGCP端末装置にルータ装置のWAN側IPアドレスおよびポート番号を通知してもMGCPによる通話を可能にする。このとき設定をルータ装置に対して行うだけで済むので、個々にMGCP端末装置を設定する場合に比べて効率的に設定できる。
【００７５】
【発明の効果】
このように本発明のアドレス変換機能付ゲートウェイ装置によれば、アドレス判定変換機能ブロックでデータの供給元およびポート番号による判定を行って所定の所定のゲートウェイ制御プロトコルか判定し、この判定の真偽により所定のゲートウェイ制御プロトコルが規定する領域のうち、宛先および送信元の一方のアドレスをデータの送出方向に応じたプライベートアドレスとプライベートアドレス端末装置を代表するグローバルアドレスとの変換をアドレス記憶手段から読み出して行うことから、所定のゲートウェイ制御プロトコルに対応した端末装置であっても、これまで異なるアドレス空間にあるため不可能であった通信を行うことができる。
【００７６】
また、本発明のアドレス変換機能付ゲートウェイ装置のアドレス変換方法によれば、データの供給元およびポート番号による判定と所定の所定のゲートウェイ制御プロトコルかの判定を行い、この判定の真偽に応じてグローバルアドレス空間から所定のゲートウェイ制御プロトコルを含むデータの受信においてプライベートアドレス空間を代表するグローバルアドレスを宛先を示すプライベートアドレスに変換し、プライベートアドレス空間から所定のゲートウェイ制御プロトコルを含むデータの受信において送信元を示すプライベートアドレスをプライベートアドレス空間を代表するグローバルアドレスに変換することにより、所定のゲートウェイ制御プロトコルを含むデータの通信が異なるアドレス空間であっても行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアドレス変換機能付ゲートウェイ装置を適用したルータ装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】図１のアドレス判定処理機能部が有する概略的な構成を示す機能ブロック図である。
【図３】図１のルータ装置が通信するパケットの構造を説明する図である。
【図４】図２のアドレス判定処理機能部のうち、MGCP対応のアドレス変換手順を説明するフローチャートである。
【図５】図４のアドレス変換処理の手順を説明するサブルーチンSUB1のフローチャートである。
【図６】図４のアドレス変換処理のうち、SDPにおけるアドレス変換手順を説明するフローチャートである。
【図７】図６の手順の続きを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
10 ルータ装置
12 LANインタフェース部
14 システム制御部
14a 呼制御機能部
14b アドレス判定処理機能部
16 ストレージ
18 WANインタフェース部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention enables, for example, communication between an MGCP terminal device operating in accordance with a MGCP (Media Gateway Control Protocol) protocol arranged in a network under a private address space and an MGCP terminal device arranged in a network under a global address space. The present invention relates to a gateway device with an address translation function, and the present invention relates to, for example, NAT (Network Address Translator) in communication between an MGCP terminal device in a private address space and an MGCP terminal device in a global address space performed in the gateway device The present invention relates to an address conversion method by function.
[0002]
[Prior art]
Currently, voice communication is using VoIP (Voice over Internet Protocol) for the purpose of lowering costs by integrating inexpensive long-distance calls and voice and data. The router device has been proposed to be used in various ways along with the rapid change in the communication environment of broadband and always-on Internet and the spread of it.
[0003]
There are the following protocols for call control in VoIP. These protocols mainly include ITU-T (International Telecommunication Union-Telecommunication standardization sector) H.323, SGCP (Simple Gateway Control Protocol), IPDC (Internet Protocol Device Control), MGCP (Media Gateway Control Protocol), SIP (Session Initiation Protocol).
[0004]
Among them, MGCP was formulated in the late 1998 by fusing IPDC and SGCP by the Internet Engineering Task Force (IETF). MGCP is a protocol for controlling a telephony gateway by an external call control element (element). Telephony gateways include various gateways and network access servers. A terminal that operates according to this control is called an MGCP terminal apparatus.
[0005]
By the way, this MGCP terminal device and a PC (Personal Computer) terminal device are arranged under the router device. Generally, a router device has a NAT (Network Address Translator) function. The NAT function uses a single IP (Internet Protocol) address pre-assigned for connection, converts the private address to a global address, sends it as the source IP address, and sends the destination IP address supplied at the time of reception. This function converts a global address into a private address. Thus, the router device can reuse a plurality of clients in the private address space with one IP address. Such a NAT function is defined in RFC (Request For Comments) 1631.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this arrangement, the router device can communicate with devices in the global address space only in the PC terminal device in the private address space. In addition, even with a PC terminal device, the NAT function may not convert the IP address. This is the case for FTP (File Transfer Protocol), audio data format (RealAudio) of US RealNetworks, software (NetMeeting) for video conferencing of US Microsoft. This is because the application uses the IP address of the data portion of the IP packet in these cases. In order to ensure communication with the IP network, an application gateway that converts the IP address of this data portion is used.
[0007]
As described above, when the MGCP terminal device is arranged in the private address space, the MGCP terminal device cannot communicate or communicate with the devices in the global address space using the NAT function of the router device. The problem in this case is also caused by the fact that the IP address cannot be converted corresponding to each address space. However, at present, there is no MGCP-compatible application gateway with NAT function that enables communication.
[0008]
The present invention provides a gateway device with an address translation function and an address translation method thereof that eliminates the drawbacks of the prior art and enables communication between an MGCP terminal device under the router device and a device in the global address space. The purpose is to do.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention uses an address conversion unit that converts a private address used in a closed network and a global address publicly assigned to the private address. In a gateway device with an address conversion function that communicates between a private address terminal device in the private address space and a global address terminal device in the global address space where the global address functions, either the private address terminal device or the global address terminal device And whether or not a predetermined port number used for identification of a destination to which data supplied in the same address space is transferred is included. Depending on whether the data corresponding to the control protocol is included, one address of the destination and the source stored in the area defined by the predetermined gateway control protocol is respectively corresponding to the data transmission direction, Address determination conversion function block for converting a private address and a global address representing a private address terminal device, and storing each address of the private address terminal device and a global address representing the private address terminal device in a table in association with each other And an address storage means.
[0010]
The gateway device with an address conversion function according to the present invention makes a determination based on a data supply source and a port number in an address determination conversion function block to determine whether it is a predetermined predetermined gateway control protocol. Among the areas defined by the protocol, by converting the address of one of the destination and the source from a private address corresponding to the data transmission direction and a global address representing the private address terminal device from the address storage means, Communication is possible even if terminal devices corresponding to a predetermined gateway control protocol are in different address spaces.
[0011]
In order to solve the above-described problem, the present invention uses a gateway device having a function of converting a private address used in a closed network and a global address publicly assigned to the private address, In the address conversion method of the gateway device with an address conversion function for performing data communication between the terminal devices arranged in the private address space where the private address functions and the global address space where the global address functions, the data supplied to the gateway device is Judgment is made between the global address space and the private address space, and it depends on whether the predetermined port number used for identifying the other party to which the data supplied in the same address space is passed is a specific value. A first step of determining whether to include data in accordance with a predetermined gateway control protocol, and when data is received from the global address space corresponding to the predetermined gateway control protocol, a global address representing the private address space is written A second step of converting a destination address into a private address, and when data is received from the private address space corresponding to a predetermined gateway control protocol, the private address indicating the transmission source represents the private address space And a third step of converting to a global address.
[0012]
According to the address conversion method of the gateway device with an address conversion function of the present invention, a determination is made based on a data supply source and a port number to determine a predetermined predetermined gateway control protocol, and from the global address space according to the authenticity of the determination. A private address indicating a source in receiving data including a predetermined gateway control protocol from a private address space by converting a global address representative of the private address space into a private address indicating a destination in receiving data including the predetermined gateway control protocol Is converted into a global address representative of the private address space, thereby enabling communication of data including a predetermined gateway control protocol even in different address spaces.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the gateway device with an address conversion function according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0014]
In this embodiment, the gateway device of the present invention is applied to the router device 10. The illustration and description of parts not directly related to the present invention are omitted. In the following description, the signal is indicated by the reference number of the connecting line in which it appears.
[0015]
The router device 10 is basically a device that performs protocol processing of the third layer of the OSI (Open Systems Interconnection) model, that is, the network layer. Data is handled in packets. The router device 10 further includes a gateway function for converting different protocols in the fourth and higher layers of the OSI model. When the router device 10 is a gateway, the functions corresponding to the OSI model gateway are distinguished from each other by calling an application gateway.
[0016]
As shown in FIG. 1, the router device 10 includes a LAN (Local Area Network) interface unit 12, a system control unit 14, a storage 16, and a WAN (Wide Area Network) interface unit 18.
[0017]
The LAN interface unit 12 includes a function of communicating frame data with each of terminal devices (not shown) arranged in a private address space under the router device 10 via the signal line 20. The LAN interface unit 12 exchanges frame data with the system control unit 14 via the signal line 22.
[0018]
The system control unit 14 includes a call control function unit 14a and an address determination processing function unit 14b. The system control unit 14 exchanges data not only with the LAN interface unit 12 but also with the storage 16 and the WAN interface unit 18 via signal lines 24 and 26, respectively. The call control function unit 14a is a function unit that performs call control using the first layer and the second layer. The call control function unit 14a establishes, maintains, and releases a communication path from the calling terminal to the called terminal in circuit switching as a call control procedure, and regulates message exchange between the called terminals. It also includes a connection control procedure for performing packet communication, a data transfer procedure, and the like.
[0019]
As shown in FIG. 2, the address determination processing function unit 14b includes a layer conversion unit 140, a UDP (User Datagram Protocol) determination function unit 142, an MGCP determination function unit 144, and an address / port number conversion function unit 146. Yes. The layer conversion unit 140 performs the upper conversion from the second layer (data link layer) to the fourth layer (transport layer) or the lower conversion from the fourth layer to the second layer for the supplied frame data. Has the function to perform. Therefore, the data 22 or 26 is supplied to the layer conversion unit 140.
[0020]
The layer conversion unit 140 converts the supplied data into fourth-layer data by the above-described upper conversion function, and outputs data (UDP packet) 148 to the UDP determination function unit 142 and the MGCP determination function unit 144, respectively. Also, the layer conversion unit 140 receives data 150 supplied from an address / port number conversion function unit 146, which will be described later, converts the data 150 into data of the second layer by the lower level conversion function, and sends it to the destination direction.
[0021]
The UDP determination function unit 142 has a function of confirming the presence or absence of an MGCP message from the UDP data area according to whether or not the message included in the header area of the UDP packet is a predetermined number. The predetermined number is, for example, a port number that is a message from an external CA (Call Agent) to the MGCP terminal device and a port number that is a message from the MGCP terminal device to the CA by default. In this embodiment, the former port number is “2427” and the latter port number is “2727”. The UDP determination function unit 142 includes a predetermined number in the UDP data area, confirms whether an IP address exists, and uses the confirmation results as control signals 152a and 152b as the address / port number conversion function unit 146 and the MGCP. Each is output to the determination function unit 144. The control signal 152a indicates that the presence of the IP address has been confirmed, and outputs the value of this IP address to the address / port number conversion function unit 146. The control signal 152b is a signal indicating that the presence of the IP address could not be confirmed.
[0022]
The MGCP determination function unit 144 has a function of searching for SDP (Session Description Protocol) information included in the data area of the UDP packet. The MGCP determination function unit 144 extracts the IP address and port number obtained from the search result of the SDP information, and outputs the IP address and port number to the address / port number conversion function unit 146 as extracted data 154. This search and extraction will be further described in later operations.
[0023]
The address / port number conversion function unit 146 has a function of converting an address and a port number based on the supplied control signal 152a and extracted data 154. The addresses and port numbers to be converted are determined using the relationship between the addresses and port numbers stored in the storage 16 as a table. Therefore, data 24 is supplied from the storage 16 to the address / port number conversion function unit 146. The address / port number conversion function unit 146 outputs the data 150 obtained by converting the addresses and the like to the layer conversion function unit 140, respectively.
[0024]
Returning to FIG. 1, the storage 16 has a NAT table or a private table that associates a private address space with a private address (IP address) of a TA (Terminal Adapter) or MGCP terminal device and a global address (IP address) representing the private address space. The relationship of the port number between the address space and the global address space is stored. The storage 16 sends the data 24 to the system control unit 14 corresponding to the space to which the stored IP address and port number are transmitted (or received from which space).
[0025]
The WAN interface unit 18 includes a function of communicating frame data with a device in the global address space outside the router device 10 via the signal line 28. Global address space devices include CA and MGCP terminal devices connected to a wide area network. The WAN interface unit 18 exchanges frame data with the system control unit 14 via the signal line 26.
[0026]
With this configuration, communication between MGCP terminal devices in the global address space and private address space, which has not been possible so far, becomes possible.
[0027]
Here, the data structure of one frame packet will be briefly described (see FIG. 3). The packet includes an Ethernet (trademark) header 30, an IP header 32, a UDP header 34, and MGCP data 36 in this order. The Ethernet (trademark) header 30 has an 18-byte area and includes, for example, a data link layer address uniquely given to each device. This address is a MAC (Media Access Control) address.
[0028]
The IP header 32 has two areas 32a and 32b. The area 32a corresponds to the transmission source address, and the area 32b corresponds to the destination address. The IP header 32 has 32 bits reserved for IPv4 (Internet Protocol version 4) and 128 bits for IPv6 (Internet Protocol version 6).
[0029]
As described above, the UDP header 34 includes a transmission source port, a destination port, a field length, and a UDP checksum representing the data type of the transport layer. The UDP data area follows the UDP header 34. This UDP data area corresponds to the MGCP data area 36 that performs communication in this embodiment.
[0030]
The MGCP data area 36 stores variable length data. The MGCP data area is subdivided into a predetermined data area 36a, transmission address 36b, transmission source port number 36c, and call control data area 36d. In the predetermined data area 36a, a code or return code corresponding to an MGCP control command is stored as an MGCP message. Control commands include EndpointConfiguration (EPCF), NotificationRequest (RQNT), Notify (NTFY), CreateConnection (CRCX), ModifyConnection (MDCX), DeleteConnection (DLCX), AuditEndpoint (AUEP), AuditConnectoin (AUCX), and RestartIn-Progress (RSIP) ) And the return code is stipulated in SGCP, code “514” indicating that the transaction cannot be executed because the gateway cannot send the notification specified from code “200” indicating normal transaction execution. In addition, there are MGCP codes “514” to “524”.
[0031]
The transmission address 36b stores a source address and a destination address in data reception from the private address (PA) space and data reception from the global address (GA) space, respectively. The source address is converted from the source private address to a global address representing the private address space. The destination address is converted from a global address representative of the private address space written in the destination into a private address corresponding to the destination in the MGCP terminal apparatus or the like in the private address space.
[0032]
In the transmission source port number 36c, a predetermined port number indicating MGCP compatibility is stored as the transmission source port number when the audio media port is used. Here, when performing data communication within the same space from the private address (PA) space, the transmission source port number 36c is converted into a port number for actually performing communication corresponding to MGCP. However, when receiving data from the global address (GA) space, the source port number 36c is not used. This is because the router device 10 knows the port number of the MGCP terminal device.
[0033]
In the call control data area 36d, data related to call control, for example, data such as on-hook, off-hook, and ringing is written. Further, data corresponding to the tag of the SDP information is also written in the area 36d. This tag is expressed by one English character, and is roughly divided into three types of session description, time description, and media description.
[0034]
The session description describes information related to the name of the session and the creator of the session, and includes v: version information, o: information for identifying the session creator and the session, and s: the title of the session. The time description expresses the period during which the session is valid, and indicates t: the start time and end time of the session. The media description describes information used for receiving media, and includes c, m, and a. A tag c indicates connection data, a tag m indicates a media name and a transport layer address, and a tag a indicates a media attribute. Among these tags, there are three tags, o, c, and m, that are associated with addresses. If SDP information is included, the addresses and port numbers associated with these tags are also changed.
[0035]
Next, the operation in the router device 10 will be described. In this description of the operation, a procedure for performing address conversion and port number conversion by the address determination function unit 14b in consideration of the packet structure described above will be described (see FIG. 4).
[0036]
Although not shown, for example, the source IP address or the destination IP address among the IP addresses in the IP header 32 is converted by normal NAT conversion. In this normal NAT translation, if the source IP address indicates an address in the private address space, the source IP address is converted into a global address representing the private address space, and the destination IP address is in the global address space. If the address is indicated, the destination IP address is converted to the private address of the destination for communication in the private address space.
[0037]
FTP (File Transfer Protocol) is a communication protocol corresponding to three layers of a session layer, an application layer, and a presentation layer, and manages file transfer between two points on the Internet. In FTP, address conversion is performed corresponding to each layer (NAT_FTP). In this embodiment, the address determination function unit 14b performs NAT conversion and NAT_FTP, and also performs MGCP compatible NAT conversion (hereinafter referred to as NAT_MGCP). FIG. 4 illustrates NAT_MGCP.
[0038]
Address determination in NAT_MGCP is started and it is determined whether or not reception is from the global address space side (step S10). When it is determined that data is supplied from the global address space side (YES), the process proceeds to confirmation of the port number (to step S12). If it is determined that data is not supplied from the global address space side (NO), the process proceeds to determination of whether or not the data is received from the private address space side (to step S14).
[0039]
Next, it is determined whether or not the port number included in the supplied data is the same as the preset port number (step S12). In this embodiment, the port number 2427 is set by default. If the port numbers match (YES), the process proceeds to MGCP compatible IP address conversion processing (to subroutine SUB1). If the port numbers do not match (NO), it is determined that data corresponding to MGCP has not been received, and the process proceeds to the end of NAT_MGCP processing.
[0040]
Further, by determining that the data is not received from the global address space side (step S10: NO), it is determined whether the data is received from the private address space side (step S14). When it is determined that data is supplied from the private address space side (YES), the process proceeds to the confirmation of the port number (to step S16). If it is determined that data is not supplied from the private address space side (NO), it is determined that the data is not from both address spaces, and the address determination process is terminated.
[0041]
Next, it is determined whether or not the port number included in the supplied data is the same as the preset port number (step S16). In this embodiment, the port number 2727 is set by default. If the port numbers match (YES), the process proceeds to MGCP compatible IP address conversion processing (to subroutine SUB2). If the port numbers do not match (NO), it is determined that data corresponding to MGCP has not been received, and the process proceeds to the end of the NAT_MGCP process.
[0042]
In subroutines SUB 1 and SUB 2, MGCP-compatible IP address conversion processing is performed on MGCP data 36. The MGCP-compatible IP address conversion process is performed when data is received from the global address space (subroutine SUB1) and when data is received from the private address space (subroutine SUB2). After these processes, the address determination process is terminated.
[0043]
Next, IP address conversion processing corresponding to MGCP will be described (see FIG. 5). First, a UDP message is extracted (substep SS10). The UDP message is UDP data and corresponds to the MGCP data 36 in this embodiment. After this extraction, it is determined whether or not an MGCP message is included (substep SS12).
[0044]
This determination is performed by checking the first 4 bytes in the extracted UDP data. This 4-byte area includes one of the MGCP message type and the response. In the MGCP message, for example, RQNT, CRCX, etc. as verb and return code “200” as response code are written. If any of these MGCP messages is confirmed, the process proceeds to search for EndpointID (go to sub-step SS14). If the MGCP message is not confirmed (NO), the data is not the MGCP message, so nothing is done and the process returns to return to end the subroutine SUB1.
[0045]
Next, EndpointID is searched (substep SS14). EndpointID is described in the following format: endpoint-name @ [IP_addr] mgcp [ver] \ r \ n. Here, [] indicates a data range. The last line feed code (CRLF: \ r \ n) is defined as the first line feed code that appears in the MGCP message. Therefore, in this search, it is only necessary to confirm whether “@” and “mgcp” exist. The search range is to the line feed code that appears first. When “@” and “mgcp” are present in the search result, the process proceeds to determination regarding the presence or absence of an IP address (go to substep SS16). Although not shown, when "@" and "mgcp" do not exist in the search result, the process proceeds to SDP search and IP address conversion processing (to subroutine SUB3).
[0046]
Next, it is determined whether or not an IP address exists between the searched “@” and “mgcp” (substep SS16). When the IP address exists (YES), the process proceeds to extraction of the IP address (go to sub-step SS18). If the IP address does not exist (NO), the process proceeds to SDP search and IP address conversion (to subroutine SUB3).
[0047]
Next, an IP address is extracted (substep SS18). The extracted address is a destination IP address and a global address representing a private address. This global address is converted into a private address such as an MGCP terminal device which is a communication partner (substep SS20: GA → PA). After this conversion, the process proceeds to SDP search and IP address conversion processing (to subroutine SUB3).
[0048]
Next, SDP search and IP address conversion processing are performed (subroutine SUB3). With this process, the IP address included in the SDP information is converted into a private address indicating the destination. After this conversion processing, the process proceeds to return and the subroutine SUB1 is terminated.
[0049]
In this way, the destination IP address is converted to the communication partner in the private address space so that the communication in MGCP can be performed reliably.
[0050]
By the way, the other MGCP-compliant IP address conversion process is substantially the same as the procedure of the subroutine SUB1 except for the address conversion (sub-step SS20), and thus the description thereof is omitted. However, since it is a process of sending data from the private address space to the global address space, the address conversion in the substep corresponding to substep SS20 is the process of converting the source IP address (private address) to the global address (PA → GA). This global address is assigned as a value representative of the private address space.
[0051]
Next, IP address conversion in the SDP information will be described (see FIGS. 6 and 7). The operations in the subroutines SUB3 and SUB4 are performed in substantially the same procedure. In order to eliminate complexity, the processing procedure that differs between the subroutines SUB3 and SUB4 will be emphasized and described without repeating the same description.
[0052]
In IP address conversion in SDP information, it is first determined whether or not SDP information is included (substep SS30). SDP information is defined to follow a continuous line feed code (CRLF CRLF: 0d0a 0d0a). Therefore, in this determination, a line feed code that is continuous twice is searched. That is, when this continuous line feed code is confirmed, it is determined that SDP information exists (YES), and the process proceeds to detection of the tag “o” in SDP (substep SS32). If the continuous line feed code cannot be confirmed, it is determined that there is no SDP information (NO), the process proceeds to the return in FIG. 7 via the connector A, and the subroutine SUB3 is terminated.
[0053]
Next, the tag “o” in the SDP is detected (substep SS32). Here, the tag “o” corresponds to an identifier indicating the description of the session creator and information for session identification. When the tag “o” is detected (YES), the process proceeds to detection of “IN IP4” immediately before the position where the IP address is described (go to sub-step SS34). If the tag “o” is not detected (NO), the process proceeds to detection of the tag “c” (go to sub-step SS36).
[0054]
Next, “IN IP4” immediately before the position where the IP address is described by definition is detected (substep SS34). The detection range is the range until a line feed code is detected. When “IN IP4” is detected (YES), the process proceeds to extraction of the IP address described after “IN IP4” (go to sub-step SS38). If the IP address is not detected (NO), the process proceeds to detection of the tag “c” (go to sub-step SS36).
[0055]
Next, an IP address is extracted (substep SS38). Next, address conversion is performed on the extracted IP address (substep SS40: GA → PA). Since the extracted IP address is a global address, it is converted to the private address of the communication partner in the private address space. Thereafter, the process proceeds to detection of the tag “c” (go to sub-step SS36).
[0056]
Next, the tag “c” in the SDP is detected (substep SS36). The tag “c” corresponds to an identifier indicating the description of connection data. When the tag “c” is detected (YES), the process proceeds to detection of “IN IP4” immediately before the position where the IP address is described (go to sub-step SS42). If the tag “c” is not detected (NO), the process proceeds to the detection of the tag “m” in FIG. 7 via the connector B (go to sub-step SS44).
[0057]
Next, “IN IP4” immediately before the position where the IP address is described by the definition is detected (substep SS42). The detection range is the range until a line feed code is detected. When “IN IP4” is detected (YES), the process proceeds to extraction of the IP address described next to “IN IP4” via the connector C (to substep SS46 in FIG. 7). If the IP address is not detected (NO), the process proceeds to the detection of the tag “m” via the connector B (to sub-step SS44).
[0058]
Next, an IP address is extracted (substep SS46). Next, address conversion is performed on the extracted IP address (substep SS48: GA → PA). Again, since the IP address extracted in the same manner as the address translation described above is a global address, it is translated into the private address of the communication partner in the private address space. Thereafter, the process proceeds to detection of the tag “m” (go to sub-step SS44).
[0059]
Next, the tag “m” in the SDP is detected (substep SS44). The tag “m” corresponds to an identifier indicating the description of the media name and transport address. The search range is a range until a line feed code is detected. When the tag “m” is detected (YES), the process proceeds to detection of “audio” and “RTP” immediately before the position where the media port is described (to sub-step SS50). On the other hand, if the tag “m” is not detected (NO), the process proceeds to return and the subroutine SUB3 is terminated.
[0060]
Next, “audio” and “RTP” immediately before the position where the media port is described are detected (substep SS50). In reception from the global address space side, the port number area is unused as shown in FIG. This is because the router device 10 knows the port number in advance and does not need to be sent as described above. Therefore, even if “audio” and “RTP” are not detected in the subroutine SUB3, in this case, if a message is detected with the port number “2427”, it is converted to the port number of the MGCP compatible terminal device in the private address space. To do.
[0061]
On the other hand, when receiving from the private address space as in the subroutine SUB4, extraction is performed for the port number supplied as the source port number (substep SS52). The determination (NO) in substep SS50 corresponds to the case where “audio” and “RTP” are not detected when received from the private address space.
[0062]
This port number area is also used for communication between MGCP compatible terminal devices in the private address space.
[0063]
Next, the extracted port number is converted (substep SS54). The port number extracted here is obtained as the destination port number in the global address space corresponding to the subroutine SUB3. The conversion is to perform the port number of the global address space to the port number of the communication partner in the private address space.
[0064]
Although not shown, in the case of the subroutine SUB4, the conversion processing of the extracted port number is performed on the transmission source port number. Since this transmission source port number indicates a port number (for example, 5006) in the private address space, it is converted into a port number in the global address space. In this embodiment, the port number is converted to the port number 10272 on the WAN side.
[0065]
After converting the port number in this way, the process proceeds to return and the operation is terminated.
[0066]
By operating in this way, it is possible to perform NAT conversion processing of the IP address of the message included in the MGCP data, the IP address in the SDP information, and the media port number. Thereby, the router device 10 can perform a voice call by MGCP between the MGCP terminal device of the subordinate private network and the MGCP terminal device existing on the global side.
[0067]
Next, MGCP terminal devices under the router device 10 will be described as another embodiment of the present invention. In this embodiment, the MGCP terminal device 100 is previously assigned the WAN side of the router device 10, that is, the IP address and port number of the global address space. The MGCP terminal device 100 stores this IP address and port number and uses it as an IP address and port number in the MGCP protocol.
[0068]
The router device 10 performs server hosting at a port number 2427 from the device in the global address space to the MGCP terminal device like an external call control agent (Call Agent: CA). In the router device 10, a server hosting function is set so that data (packet) addressed to the port number 2427 is transferred to the MGCP terminal device in the private address space. The server hosting function is a function that did not exist in the router device 10 of the previous embodiment.
[0069]
As described above, since the MGCP terminal devices under the router device 10 directly use the WAN side IP address and port number of the router device, the router device 10 sends the MGCP message sent from the private address space to the global address space. Can be output without NAT conversion. Conversely, MGCP messages supplied from the global address space to the private address space need only be hosted by the router device, reducing the processing load on the router device 10. Can be made.
[0070]
As a modification, the router device 10 notifies the MGCP terminal device under the router device 10 of the IP address and port number information of the router device 10 using option information of a DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) server. To do. The MGCP terminal device communicates an MGCP message with an MGCP terminal device in the global address space, a device such as a CA, or the like using the supplied IP address and port number information.
[0071]
More specifically, the router device 10 uses the DHCP Discover response from the subordinate MGCP terminal device as an example of DHCP Discover option information.
1 = Subnet Mask
3 = Router
14 = [Name determined by router and MGCP terminal]
The option information example in DHCP Offer is
Option 53: DHCP Message Type = DHCP Offer
Option 51: Server Identifier = 192.168.1.1
Option 1: Subnet Mask = 255.255.255.0
Option 3: Router = 192.168.1.1
Option 14: [Name determined by router and MGCP terminal] = “43.244.157.90 | 10272”
End Option
As described above, the WAN side IP address and the port number of the router device 10 are automatically notified to the MGCP terminal device under the control of the router device 10 using the DHCP server function. Thereby, it is possible to enable MGCP calls in the private address space and the global address space only by setting on the router device 10 side.
[0072]
By configuring as described above, the gateway device function with the address conversion function is brought into the router device, and NAT conversion is performed in consideration of the IP address and port number in the MGCP message. MGCP calls can be made possible in private address space and global address space.
[0073]
In addition, the MGCP terminal device under the router device has the IP address and port number related to the global address space of the router device, and communicates with the device in the global address space by MGCP, and the router device has a server hosting function. Thus, while reducing the load on the router device, it is possible to make MGCP calls in the private address space and the global address space, which could not be done so far.
[0074]
Furthermore, by using option information in the DHCP server function of the router device, MGCP calls can be made even if the WAN side IP address and port number of the router device are automatically notified to the MGCP terminal device under the control of the router device. Enable. At this time, since setting is only required for the router device, the setting can be made more efficiently than when individual MGCP terminal devices are set.
[0075]
【The invention's effect】
As described above, according to the gateway device with the address conversion function of the present invention, the address determination conversion function block determines whether the predetermined gateway control protocol is determined by performing determination based on the data supply source and the port number. Reads out from the address storage means the conversion between the private address corresponding to the data transmission direction and the global address representing the private address terminal device in the address specified by the gateway control protocol. Therefore, even a terminal device corresponding to a predetermined gateway control protocol can perform communication that was impossible since it was in a different address space.
[0076]
Further, according to the address conversion method of the gateway device with an address conversion function of the present invention, the determination based on the data supply source and the port number and the predetermined predetermined gateway control protocol are performed, and depending on the true / false of this determination When receiving data including a predetermined gateway control protocol from the global address space, the global address representing the private address space is converted into a private address indicating a destination, and the data source including the predetermined gateway control protocol is received from the private address space. Is converted into a global address representing the private address space, data communication including a predetermined gateway control protocol can be performed even in different address spaces.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a router device to which a gateway device with an address conversion function of the present invention is applied.
2 is a functional block diagram illustrating a schematic configuration of an address determination processing function unit in FIG. 1; FIG.
3 is a diagram for explaining the structure of a packet communicated by the router device of FIG. 1. FIG.
4 is a flowchart illustrating an MGCP-compatible address conversion procedure in the address determination processing function unit of FIG.
FIG. 5 is a flowchart of a subroutine SUB1 for explaining the procedure of the address conversion process of FIG.
6 is a flowchart illustrating an address conversion procedure in SDP in the address conversion processing of FIG.
FIG. 7 is a flowchart for explaining the continuation of the procedure of FIG.
[Explanation of symbols]
10 Router device
12 LAN interface
14 System controller
14a Call control function
14b Address judgment processing function part
16 Storage
18 WAN interface

Claims

A private address terminal device in a private address space in which the private address functions, using an address translation means for translating a private address used in a closed network and a global address publicly assigned to the private address; In the gateway device with an address translation function that communicates with a global address terminal device in a global address space in which the global address functions, the device includes:
It is determined whether it is supplied from the private address terminal device or the global address terminal device, and further includes a port number defined in advance for use in identifying a destination to which the supplied data is delivered within the same address space. Depending on whether or not data corresponding to a predetermined gateway control protocol is included, one address of a destination and a source stored in an area defined by the predetermined gateway control protocol is set to the data An address determination conversion function block for converting the private address and a global address representing the private address terminal device, respectively, corresponding to the sending direction;
A gateway device with an address conversion function, comprising: an address storage unit that stores each address of the private address terminal device and a global address representing the private address terminal device in association with each other in a table.

2. The apparatus according to claim 1, wherein the predetermined gateway control protocol is MGCP (Media Gateway Control Protocol) call control in which call control which is call control in the communication is performed from a call control element arranged outside the apparatus. A gateway device with an address conversion function, characterized by being used.

3. The apparatus according to claim 1, wherein the address determination conversion function block uses an SDP (description of the session as a session from a logical connection start to an end of communication performed between two systems in the MGCP protocol. A gateway device with an address conversion function, which has a function of converting the address and the port number included in Session Description Protocol.

The apparatus according to claim 1, 2, or 3, wherein the private address terminal device distributes a global address representing the private address terminal device used in the device and the port number, and the device directly A gateway device with an address conversion function, wherein the gateway device is used as a server that outputs the data from the global address space to the private address terminal device.

5. The apparatus according to claim 4, wherein the apparatus is used as the server, and a global address representing the private address terminal apparatus and the port number are given to the private address terminal apparatus in response to activation of the private address terminal apparatus. A gateway device with an address conversion function, characterized by having a DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) function of notifying and collecting the address and port number notified upon completion of communication.

Using a gateway device having a function of converting a private address used in a closed network and a global address publicly assigned to the private address, a private address space in which the private address functions and a global address are In the address conversion method of the gateway device with an address conversion function for performing data communication between the terminal devices respectively arranged in the functioning global address space, the method includes:
Predetermined port number used to determine whether the data supplied to the gateway device is from the global address space or the private address space, and to identify the other party to which the data supplied in the same address space is delivered A first step of determining whether to include data according to a predetermined gateway control protocol according to whether or not is a specific value;
A second step of converting a destination address in which a global address representing the private address space is written into the private address when the data is received from the global address space corresponding to the predetermined gateway control protocol; When,
A third step of converting the private address indicating a transmission source into a global address representing the private address space when the data is received from the private address space corresponding to the predetermined gateway control protocol. An address conversion method in a gateway device with an address conversion function.

7. The method according to claim 6, wherein in the second and third steps, call control, which is call control in the communication, is performed from a call control element arranged outside the device in the predetermined gateway control protocol. An address translation method in a gateway device with an address translation function, characterized in that call control is used.

The method according to claim 6 or 7, wherein the second and third steps are SDPs used to describe a session as a session from a logical connection start to an end of communication performed between two systems in the MGCP protocol. The address conversion method of the gateway device with an address conversion function, wherein the address and the port number included in the address conversion function are also converted.

9. The method according to claim 6, 7 or 8, wherein the second and third steps respectively search the description of the SDP and perform an address conversion process according to whether or not an address is included in the search result. An address conversion method for a gateway device with an address conversion function, comprising: