JP5752014B2 - Gateway device and data transmission method - Google Patents
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本発明は、複数のユーザを収容するマルチユーザ対応のゲートウェイ装置に関する。 The present invention relates to a multi-user gateway device that accommodates a plurality of users.
データ通信技術の発展により、電話等のアプリケーションで使用される音声通信は、回線交換からパケット交換を使用した伝送へ変化してきた。ＮＧＮ（Next Generation Network）は、インターネットプロトコルを用いたパケット交換技術で電話網を再構築したものであり、各通信キャリアはＮＧＮを使って電話等のサービスをユーザに提供している。インターネットプロトコルを使用した電話の技術はＶｏＩＰ（Voice over IP（Internet Protocol））と呼ばれ、ＶｏＩＰの呼制御プロトコルとして最も多く利用されているのはＳＩＰ（Session Initiation Protocol）である。ＳＩＰは、主にＵＤＰ（User Datagram Protocol）上で使用されるテキストベースのプロトコルであり、ＨＴＴＰ等の他のテキストベースのプロトコルと親和性が良い。 With the development of data communication technology, voice communication used in applications such as telephones has changed from circuit switching to transmission using packet switching. NGN (Next Generation Network) is a telephone network reconstructed by a packet switching technique using the Internet protocol, and each communication carrier provides a service such as a telephone to the user using NGN. A telephone technology using the Internet protocol is called VoIP (Voice over IP (Internet Protocol)), and SIP (Session Initiation Protocol) is most frequently used as a VoIP call control protocol. SIP is a text-based protocol mainly used on UDP (User Datagram Protocol), and has good affinity with other text-based protocols such as HTTP.
ホームゲートウェイ（宅内通信機器）はアナログ電話を収容し、ＳＩＰを用いて電話機能を実現する一方で、ＬＡＮ（Local Area Network）側ネットワークに収容されたＳＩＰ対応のＩＰ電話に対しても電話機能を提供できる。現在のホームゲートウェイは家庭毎や小規模なオフィスでの使用を前提としているが、今後はＣＰＵの高性能化、各種デバイスの高機能化により、複数のユーザを収容可能になると予想される。このようなゲートウェイ装置は、複数の家庭やオフィスを収容するが、セキュリティ保護の観点から各ユーザ間のトラヒックを分離することが重要である。一般的にゲートウェイ装置はＬ２スイッチを実装し、Ｌ２スイッチでＬＡＮ側ネットワークを構成している。Ｌ２スイッチでトラヒック分離を実現するには、ＶＬＡＮ（Virtual LAN）を使用することが必要となる。ＶＬＡＮは、各ユーザに個別にＶＬＡＮ−ＩＤを割り当て、Ｌ２スイッチをスイッチング動作させ、他のユーザとのトラヒックを分離する。 The home gateway (in-home communication device) accommodates analog telephones and implements telephone functions using SIP, while also providing telephone functions for SIP compatible IP telephones accommodated in a LAN (Local Area Network) side network. Can be provided. The current home gateway is assumed to be used at home or in a small office, but in the future, it is expected that a plurality of users can be accommodated by improving the performance of the CPU and enhancing the functions of various devices. Such a gateway device accommodates a plurality of homes and offices, but it is important to separate traffic between users from the viewpoint of security protection. Generally, the gateway device is equipped with an L2 switch, and the LAN side network is configured by the L2 switch. In order to realize traffic separation with the L2 switch, it is necessary to use a VLAN (Virtual LAN). The VLAN assigns a VLAN-ID to each user individually, switches the L2 switch, and separates traffic with other users.
複数のユーザを収容するゲートウェイで従来のホームゲートウェイ機能をユーザ毎に適用する場合には、ユーザ毎に異なる電話用のＩＰアドレスが割り当てられ、異なるユーザ間の電話では、音声データは、ゲートウェイからＷＡＮ（Wide Area Network）側に出力され、エッジルータで折り返されて再度ゲートウェイに入力され、通信相手のユーザに対して転送されることになる。音声データは、ゲートウェイのＷＡＮ側インタフェースとエッジルータ間を往復するが、ゲートウェイからＷＡＮ側へ出力せずに通話先のユーザへ折り返しが可能であればトラヒックを削減でき帯域の有効利用が可能になる。 When the conventional home gateway function is applied to each user in a gateway that accommodates a plurality of users, a different IP address for a telephone is assigned to each user. In a telephone between different users, voice data is transmitted from the gateway to the WAN. The data is output to the (Wide Area Network) side, turned back by the edge router, input again to the gateway, and transferred to the communication partner user. Voice data goes back and forth between the gateway WAN interface of the gateway and the edge router, but if it can be returned to the callee user without being output from the gateway to the WAN side, the traffic can be reduced and the bandwidth can be used effectively. .
例えば、下記特許文献１では、ゲートウェイの上位に設置されるＬ２スイッチにおいて、この折り返しを実現する技術が開示されている。Ｌ２スイッチにおいてＳＩＰパケットの内容を覗き見し、ＳＩＰにより交渉される音声データのフローを特定することで、特定した音声フローのＭＡＣ（Media Access Control）アドレスをＬ２スイッチ内で変換して、通信相手が繋がっているポートに出力する。また、下記特許文献２では、従来のＮＡＴ（Network Address Translation）機能を持つゲートウェイにて折り返しを実現する技術が開示されている。同一ゲートウェイ配下にある端末間の通信は、ゲートウェイ装置にＳＩＰサーバから指示を出し折り返しを実現する方式である。
For example,
しかしながら、上記従来の技術（特許文献１）によれば、Ｌ２スイッチにＨ／Ｗ的なＳＩＰの覗き見機能や音声データの折り返し機能の実装が必要となり、製品コストがかさむ。ゲートウェイのような宅内通信機器は、ネットワーク内に設置される装置数が上位のＬ２スイッチよりも多いため、低コスト化が求められる。そのため、Ｓ／Ｗ的な機能の追加で実現できることが望ましいが、Ｌ２スイッチへの機能追加ではＳ／Ｗ的な機能追加で対応できない、という問題があった。 However, according to the above-described conventional technique (Patent Document 1), it is necessary to mount an H / W-like SIP peep function and voice data loopback function on the L2 switch, which increases the product cost. In-home communication devices such as gateways are required to be lower in cost because the number of devices installed in the network is larger than the upper L2 switches. For this reason, it is desirable that this can be realized by adding an S / W function, but there is a problem that adding an function to the L2 switch cannot cope with the addition of an S / W function.
また、上記従来の技術（特許文献２）によれば、プライベートアドレス間の通信は直接端末間で通信が可能になるように制御が行われる。そのため、音声トラヒックだけを折り返すことができず、その他の通信も他の端末方向へ折り返されてしまい、他のユーザのデータが転送されてしまう、という問題があった。例えば、直接端末間で通信ができるようにするためには、端末間で直接アドレス解決ができるようにする必要があり、ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの対応を解決できる環境が必要である。 Further, according to the above conventional technique (Patent Document 2), control is performed so that communication between private addresses can be performed directly between terminals. Therefore, there is a problem that only voice traffic cannot be returned, other communication is also returned to other terminals, and data of other users is transferred. For example, in order to be able to communicate directly between terminals, it is necessary to be able to resolve addresses directly between terminals, and an environment in which the correspondence between IP addresses and MAC addresses can be resolved.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、セキュリティを確保しつつ、音声データのみの折り返し機能を安価に実装可能なゲートウェイ装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a gateway device that can implement a return function of only audio data at low cost while ensuring security.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、配下端末に重複しないＩＰアドレスを配布し、ＶＬＡＮにより分離された複数のユーザを収容するゲートウェイ装置であって、個別の端末毎に独立したＶｏＩＰ機能を持ち、配下端末同士で音声データの通信が発生した場合に、呼状態と、音声データの通信に使用するＩＰアドレスおよびポート番号を示す通話リソース情報と、を監視するＶｏＩＰ手段と、音声データの通信を行う配下端末同士の通話リソース情報を、前記ＶＬＡＮにより特定されるＭＡＣアドレスと関連付けて管理するユーザ間連携手段と、前記ユーザ間連携手段で管理されている通話リソース情報と宛先および送信元の端末の通話リソース情報が一致する音声データを送信元の端末から受信した場合、受信した音声データのＭＡＣアドレスを関連付けて管理されているＭＡＣアドレスに書き換え、ＭＡＣアドレス書き換え後の音声データを宛先の端末へ送信する宛先ＭＡＣ変換手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a gateway device that distributes non-overlapping IP addresses to subordinate terminals and accommodates a plurality of users separated by VLAN, and each individual terminal VoIP means for monitoring call status and call resource information indicating an IP address and a port number used for voice data communication when voice data communication occurs between subordinate terminals. And inter-user cooperation means for managing call resource information between subordinate terminals that communicate voice data in association with the MAC address specified by the VLAN; and call resource information managed by the inter-user cooperation means; If voice data that matches the call resource information of the destination and source terminal is received from the source terminal, Rewriting the MAC address managed in association with MAC address of voice data, characterized in that it comprises, a destination MAC conversion means for transmitting the audio data after MAC address rewrite the destination terminal.
本発明によれば、セキュリティを確保しつつ、音声データのみの折り返し機能を安価に実装できる、という効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that a loopback function for only audio data can be implemented at low cost while ensuring security.
以下に、本発明にかかるゲートウェイ装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a gateway device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係るゲートウェイ装置の構成例を示す図である。ゲートウェイ装置１は、ＷＡＮ（Wide Area Network）インタフェース部２と、ゲートウェイ機能部３と、Ｌ２ＳＷ部４と、ＬＡＮ（Local Area Network）インタフェース部５と、を備える。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a gateway device according to the present embodiment. The
ＷＡＮインタフェース部２は、ゲートウェイ装置１がＷＡＮに接続するためのインタフェースである。
The WAN interface unit 2 is an interface for the
ゲートウェイ機能部３は、ＷＡＮインタフェース部２とＬＡＮインタフェース部５とを、Ｌ２ＳＷ部４経由で相互接続する。また、ゲートウェイ機能部３は、ＶｏＩＰ（Voice over IP（Internet Protocol））制御機能部６と、ルータ機能部９と、を備える。
The
ＶｏＩＰ制御機能部６は、各ユーザにＶｏＩＰサービスを提供するために必要な機能が実装されている。また、ＶｏＩＰ制御機能部６は、ユーザ間の通信を検出し、折り返しを検出するためのデータを管理するユーザ間連携機能部７と、ユーザ毎のＶｏＩＰサービスを提供するユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−１、８−２、…、８−Ｎ（Ｎは２以上の整数）と、を備える。なお、Ｎ＝２の場合はユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−１、８−２となる。
The VoIP
ルータ機能部９は、レイヤ３以上の制御を行うＬ３制御部１０と、ＶＬＡＮを含むＬ２レベルの制御を行うＬ２制御部１２と、を備える。
The
Ｌ３制御部１０は、ユーザ毎のユーザ用ルータ機能部１１−１、１１−２、…、１１−Ｎを備える。ユーザ用ルータ機能部１１−１、１１−２、…、１１−Ｎは、各ユーザに対応したルータ機能であり、入力されたパケットに対するルーチングやＮＡＴ（Network Address Translation）／ＮＡＰＴ（Network Address Port Translation）機能、およびＦＷ（Firewall）機能を実装している。なお、Ｎ＝２の場合はユーザ用ルータ機能部１１−１、１１−２となる。
The
Ｌ２制御部１２は、宛先ＭＡＣ（Media Access Control）変換機能部１３と、ＶＬＡＮ（Virtual LAN）制御機能部１４と、を備える。宛先ＭＡＣ変換機能部１３は、登録されたフロー情報に一致するパケットに対して、宛先ＭＡＣアドレスを書き換える。ＶＬＡＮ制御機能部１４は、パケットの宛先ＭＡＣアドレスから出力先ＶＬＡＮを決定する。
The
Ｌ２ＳＷ部４は、ＶＬＡＮによるスイッチングを実現する。Ｌ２ＳＷ部４は、複数のＬＡＮインタフェース部５を備える。１ユーザに対して１つのＶＬＡＮが定義され、各ＬＡＮインタフェース部５には１つ以上のＶＬＡＮが定義される。なお、ＬＡＮインタフェース部５に複数のＶＬＡＮが設定される場合には、さらに、ゲートウェイ装置１の外部にＶＬＡＮ対応のＬ２スイッチを接続し、そのＬ２スイッチでＶＬＡＮの出力先を分岐する。
The L2SW unit 4 realizes switching by VLAN. The L2SW unit 4 includes a plurality of
ゲートウェイ装置１では、配下の端末に対して、ユーザ間を跨った場合でも同一のＩＰアドレスを割り当てないことを前提としている。
The
図２は、ゲートウェイ装置１を含むその周辺機器のシステム構成例を示す図である。ゲートウェイ装置１は、ＷＡＮインタフェース部２でＷＡＮ２０と接続する。ＷＡＮ２０にはエッジルータ３０が設置され、エッジルータ３０はＳＩＰ（Session Initiation Protocol）サーバ４０と接続している。また、ゲートウェイ装置１のＬＡＮインタフェース部５には、各ユーザのＳＩＰ端末６０−１〜６０−３、およびＳＩＰ以外のインターネットアクセス用の端末７０−１〜７０−３が、ＨＵＢ５０−１〜５０−３経由で接続されている。ここでは、一例として、ユーザ数が３の場合について説明するが、これに限定するものではない。
FIG. 2 is a diagram illustrating a system configuration example of peripheral devices including the
各ユーザのＳＩＰ端末６０−１〜６０−３は、ゲートウェイ装置１に対しＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを送信し、ゲートウェイ装置１の各ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−１〜８−３を使ってＷＡＮ２０内のＳＩＰサーバ４０にＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージによる登録を行う。ＳＩＰ端末６０−１〜６０−３は、ゲートウェイ装置１をＳＩＰサーバ４０とみなして動作する。ＳＩＰ端末６０−１〜６０−３からのメッセージを受信したゲートウェイ装置１は、受信したメッセージを自装置内で終端し、ＷＡＮ２０内のＳＩＰサーバ４０へ同様のメッセージを送信する。
The SIP terminals 60-1 to 60-3 of each user transmit a REGISTER message to the
つづいて、ゲートウェイ装置１において、ユーザ間の音声通話を自装置で折り返し可能となるまでの動作について説明する。図３は、ＳＩＰ端末６０−１、６０−２、ゲートウェイ装置１、およびＳＩＰサーバ４０間のＳＩＰによるシグナリングとゲートウェイ装置１での処理を示すシーケンス図である。ＳＩＰ端末６０−１がＳＩＰ端末６０−２に対して発呼する場合、まずはＳＩＰ端末６０−１、６０−２共にＳＩＰサーバ４０に登録が行なわれている必要がある。
Next, the operation until the
まず、ＳＩＰ端末６０−１は、ゲートウェイ装置１宛てにＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを送信する（ステップＳ１）。ＳＩＰ端末６０−１はユーザ＃１に対応するＳＩＰ端末であるため、ゲートウェイ装置１では、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−１が、ＳＩＰ端末６０−１から受信したＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを処理し、ゲートウェイ装置１発のＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージをＳＩＰサーバ４０宛てに送信する（ステップＳ２）。
First, the SIP terminal 60-1 transmits a REGISTER message to the gateway device 1 (step S1). Since the SIP terminal 60-1 is a SIP terminal corresponding to the
ＳＩＰサーバ４０は、ＳＩＰ端末６０−１からの登録を受け付ける場合には、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージに対応する２００ＯＫのメッセージをゲートウェイ装置１宛てに送信する（ステップＳ３）。
When accepting registration from the SIP terminal 60-1, the
２００ＯＫメッセージを受信したゲートウェイ装置１では、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージと同様、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−１が処理を行う。ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−１は、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージおよび２００ＯＫメッセージの内容から、ＳＩＰ端末６０−１の待ち受け電話番号の情報等を把握できる。そのため、処理（１）として、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−１は、ＳＩＰ端末６０−１の登録状態と電話番号等の登録情報をユーザ間連携機能部７へ通知し、ユーザ間連携機能部７は、通知された情報を記憶する（ステップＳ４）。
In the
そして、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−１は、対応するＳＩＰ端末６０−１に宛ててゲートウェイ装置１発の２００ＯＫメッセージを送信する（ステップＳ５）。
Then, the user VoIP function unit 8-1 transmits a 200 OK message from the
同様に、ＳＩＰ端末６０−２は、ゲートウェイ装置１宛てにＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを送信する（ステップＳ６）。ＳＩＰ端末６０−２はユーザ＃２に対応するＳＩＰ端末であるため、ゲートウェイ装置１では、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−２が、ＳＩＰ端末６０−２から受信したＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを処理し、ゲートウェイ装置１発のＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージをＳＩＰサーバ４０宛てに送信する（ステップＳ７）。
Similarly, the SIP terminal 60-2 transmits a REGISTER message to the gateway device 1 (step S6). Since the SIP terminal 60-2 is a SIP terminal corresponding to the user # 2, in the
ＳＩＰサーバ４０は、ＳＩＰ端末６０−２からの登録を受け付ける場合には、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージに対応する２００ＯＫのメッセージをゲートウェイ装置１宛てに送信する（ステップＳ８）。
When receiving registration from the SIP terminal 60-2, the
２００ＯＫメッセージを受信したゲートウェイ装置１では、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージと同様、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−２が処理を行う。ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−２は、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージおよび２００ＯＫメッセージの内容から、ＳＩＰ端末６０−２の待ち受け電話番号の情報等を把握できる。そのため、処理（２）として、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−２は、ＳＩＰ端末６０−２の登録状態と電話番号等の登録情報をユーザ間連携機能部７へ通知し、ユーザ間連携機能部７は、通知された情報を記憶する（ステップＳ９）。
In the
そして、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−２は、対応するＳＩＰ端末６０−２に宛ててゲートウェイ装置１発の２００ＯＫメッセージを送信する（ステップＳ１０）。
Then, the user VoIP function unit 8-2 transmits a 200 OK message from the
ＳＩＰ端末６０−１がＳＩＰ端末６０−２に対して電話の発呼を行う場合、まず、発呼側ＳＩＰ端末６０−１は、着呼側ＳＩＰ端末６０−２の情報を記載したＩＮＶＩＴＥメッセージをゲートウェイ装置１宛てに送信する（ステップＳ１１）。発呼側ＳＩＰ端末６０−１からのＩＮＶＩＴＥを受信したゲートウェイ装置１では、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−１が、処理（３）として、ＩＮＶＩＴＥメッセージの内容から自装置配下のＳＩＰ端末宛ての通話なのか、自装置配下以外のＳＩＰ端末への通話なのかの判断を行う（ステップＳ１２）。
When the SIP terminal 60-1 makes a call to the SIP terminal 60-2, first, the calling side SIP terminal 60-1 sends an INVITE message describing the information of the called side SIP terminal 60-2. It transmits to the gateway device 1 (step S11). In the
具体的に、ユーザ間連携機能部７において、ゲートウェイ装置１配下に接続され、現在登録状態となっているＳＩＰ端末の状態が管理されていることから、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−１は、宛先の情報が現在ユーザ間連携機能部７に登録されているかどうかで判断することが可能である。自装置配下以外のＳＩＰ端末の場合には特に処理を行う必要はないが、自装置配下の端末宛ての通話であると判断した場合、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−１は、このＩＮＶＩＴＥメッセージにより開設される呼はゲートウェイ装置１において折り返しを行う対象の呼であることを認識し、ＩＮＶＩＴＥメッセージ内に記載された発呼中の呼の識別子とＳＩＰ端末６０−１で通話に使用する音声データフローのＩＰアドレス、ＵＤＰポート番号といった通話リソース情報をユーザ間連携機能部７へ通知し、ユーザ間連携機能部７は、通知された通話リソース情報を記憶する。
Specifically, in the inter-user
そして、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−１は、ＳＩＰサーバ４０に対して、対応するＩＮＶＩＴＥメッセージを生成し送信する（ステップＳ１３）。 Then, the user VoIP function unit 8-1 generates and transmits a corresponding INVITE message to the SIP server 40 (step S13).
ＳＩＰサーバ４０は、宛先のＳＩＰ端末６０−２を認識し、対応するＩＮＶＩＴＥメッセージをゲートウェイ装置１に転送する（ステップＳ１４）。
The
ゲートウェイ装置１では、ＳＩＰ端末６０−２に対応するユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−２が、ＩＮＶＩＴＥメッセージを受信する。処理（４）として、まず、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−２は、呼の識別子がユーザ間連携機能部７に記憶されている呼の情報と一致することを確認し、この呼が折り返し対象の呼であることを確認する。ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−２は、この呼についてＳＩＰサーバ４０からＩＮＶＩＴＥメッセージが返ってきたことを認識し、ユーザ間連携機能部７へこの呼のシーケンスが進み、ユーザ＃２がＩＮＶＩＴＥメッセージを受信したところまでシーケンスが進んだことを通知し、ユーザ間連携機能部７は、通知された情報を記憶する（ステップＳ１５）。
In the
そして、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−２は、対応するＩＮＶＩＴＥメッセージをＳＩＰ端末６０−２に対して送信する（ステップＳ１６）。これらの動作により、ＩＮＶＩＴＥメッセージがＳＩＰ端末６０−１からＳＩＰ端末６０−２に届けられることになる。 Then, the user VoIP function unit 8-2 transmits a corresponding INVITE message to the SIP terminal 60-2 (step S16). With these operations, the INVITE message is delivered from the SIP terminal 60-1 to the SIP terminal 60-2.
ＳＩＰ端末６０−２では、受信したＩＮＶＩＴＥメッセージに応答する場合、受信したＩＮＶＩＴＥメッセージに対応する２００ＯＫメッセージをゲートウェイ装置１に対して送信する（ステップＳ１７）。この２００ＯＫメッセージを受信したゲートウェイ装置１では、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−２が、呼の識別子の情報がユーザ間連携機能部７に記憶されている呼情報と一致することを確認し、この呼が折り返し対象の呼であることを確認する。
In response to the received INVITE message, the SIP terminal 60-2 transmits a 200 OK message corresponding to the received INVITE message to the gateway device 1 (step S17). In the
具体的に、処理（５）として、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−２は、折り返し対象の呼であると確認した場合、２００ＯＫメッセージ内に記載された発呼中の呼の識別子とＳＩＰ端末６０−２で通話に使用する音声データフローのＩＰアドレス、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）ポート番号といった通話リソース情報をユーザ間連携機能部７へ通知し、ユーザ間連携機能部７は、通知された情報を記憶する（ステップＳ１８）。
Specifically, as the process (5), when the user VoIP function unit 8-2 confirms that the call is a call to be returned, the identifier of the calling call described in the 200 OK message and the SIP terminal 60- 2, the call resource information such as the IP address of the voice data flow used for the call and the UDP (User Datagram Protocol) port number is notified to the inter-user
これにより、ゲートウェイ装置１では、ＩＮＶＩＴＥメッセージと２００ＯＫメッセージの内容からＳＩＰ端末６０−１およびＳＩＰ端末６０−２がそれぞれ通信で使おうとしているＩＰアドレスおよびＵＤＰポート番号を、呼の識別子と紐づけられた状態でユーザ間連携機能部７に記憶したことになる。また、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−２は、これと合わせてＳＩＰ端末６０−２から２００ＯＫメッセージを受信したことをユーザ間連携機能部７へ通知し、ユーザ間連携機能部７は、通知に基づき呼の状態を更新する。
As a result, the
そして、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−２は、ＳＩＰサーバ４０に対して２００ＯＫメッセージを送信する（ステップＳ１９）。 Then, the user VoIP function unit 8-2 transmits a 200 OK message to the SIP server 40 (step S19).
ＳＩＰサーバ４０は、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−２から２００ＯＫメッセージを受信すると、受信した２００ＯＫメッセージをゲートウェイ装置１のユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−１へ送信する（ステップＳ２０）。
When the
２００ＯＫメッセージを受信したゲートウェイ装置１では、処理（６）として、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−１は、ＳＩＰサーバ４０から２００ＯＫメッセージを受信したことをユーザ間連携機能部７へ通知し、ユーザ間連携機能部７は、通知に基づき呼の状態を更新する（ステップＳ２１）。
In the
そして、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−１は、ＳＩＰ端末６０−１に対して２００ＯＫメッセージを送信する（ステップＳ２２）。 Then, the user VoIP function unit 8-1 transmits a 200 OK message to the SIP terminal 60-1 (step S22).
２００ＯＫメッセージを受信したＳＩＰ端末６０−１は、自ら発呼した呼の接続要求を通信相手先であるＳＩＰ端末６０−２が受け入れたことを認識できるため、最後にＡＣＫメッセージをゲートウェイ装置１に対して送信する（ステップＳ２３）。ゲートウェイ装置１では、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−１が、ＡＣＫメッセージを受信する。そして、処理（７）として、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−１は、受信したＡＣＫメッセージについて呼の識別子からこの呼が折り返し対象であることを認識し、ユーザ間連携機能部７に対して呼の識別子とＡＣＫメッセージの受信を通知し、ユーザ間連携機能部７は、通知に基づき呼の状態を更新する（ステップＳ２４）。
Since the SIP terminal 60-1 that has received the 200 OK message can recognize that the SIP terminal 60-2, which is the communication partner, has accepted the connection request for the call that it originated, it finally sends an ACK message to the
具体的に、ユーザ間連携機能部７は、呼接続がＡＣＫメッセージの受信まで完了したことを認識し、ＩＮＶＩＴＥメッセージおよび２００ＯＫメッセージから収集した、ＳＩＰ端末６０−１、６０−２が音声データ通信に使用するＩＰアドレスおよびＵＤＰポート番号の情報を用いて折り返し用の設定情報を生成し、宛先ＭＡＣ変換機能部１３に設定する。
Specifically, the inter-user
そして、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−１は、ＳＩＰサーバ４０宛てにこれに対応するＡＣＫメッセージを送信する（ステップＳ２５）。 Then, the user VoIP function unit 8-1 transmits an ACK message corresponding to the SIP server 40 (step S25).
ＳＩＰサーバ４０は、ゲートウェイ装置１のユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−１から受信したＡＣＫメッセージを、ゲートウェイ装置１のユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−２に転送する（ステップＳ２６）。
The
ゲートウェイ装置１では、処理（８）として、ＡＣＫメッセージを受信したユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−２が、ＡＣＫメッセージの受信をユーザ間連携機能部７へ通知し、ユーザ間連携機能部７は、呼の状態を更新する（ステップＳ２７）。
In the
そして、ユーザ用ＶｏＩＰ機能部８−２は、ＳＩＰ端末６０−２にＡＣＫメッセージを送信する（ステップＳ２８）。 Then, the user VoIP function unit 8-2 transmits an ACK message to the SIP terminal 60-2 (step S28).
これらの動作により、ゲートウェイ装置１では、ＳＩＰの呼接続シーケンスに連動して、音声データの折り返し通信が可能な呼については、宛先ＭＡＣ変換機能部１３に折り返し設定を実現することができる。
With these operations, the
図４は、宛先ＭＡＣ変換機能部１３が管理する宛先ＭＡＣ変換テーブルの内容を示す図である。宛先ＭＡＣ変換テーブルは、宛先ＩＰアドレス８１と、宛先ポート番号８２と、送信元ＩＰアドレス８３と、送信元ポート番号８４と、変換ＭＡＣアドレス８５と、から構成される。
FIG. 4 is a diagram showing the contents of the destination MAC conversion table managed by the destination MAC
宛先ＩＰアドレス８１、宛先ポート番号８２、送信元ＩＰアドレス８３、および送信元ポート番号８４は、ユーザ間連携機能部７が、折り返し対象の音声データの情報に基づいて設定する。
The
変換ＭＡＣアドレス８５は、宛先ＭＡＣ変換機能部１３が、受信した音声データの通話リソース情報、具体的には、宛先ＩＰアドレス８１、宛先ポート番号８２、送信元ＩＰアドレス８３、および送信元ポート番号８４に設定されている情報と一致したデータの宛先ＭＡＣアドレスを書き換えるための情報である。例えば、宛先ＭＡＣ変換機能部１３は、受信したデータの宛先ＩＰアドレス８１が「ＩＰ＃１」、宛先ポート番号８２が「ＵＤＰ＃１」、送信元ＩＰアドレス８３が「ＩＰ＃２」、送信元ポート番号８４が「ＵＤＰ＃２」のときに、受信した音声データの宛先ＭＡＣアドレスを「ＭＡＣ＃２」に書き換えて、宛先ＭＡＣアドレスを書き換えた音声データを宛先となるＳＩＰ端末へ送信する。
The translated
変換ＭＡＣアドレス８５はユーザ間連携機能部７から指定されないため、宛先ＭＡＣ変換機能部１３が、宛先ＩＰアドレス８１に対応するＭＡＣアドレスをＶＬＡＮ制御機能部１４で管理しているＭＡＣアドレステーブルから検索し、現在宛先ＩＰアドレス８１に対応付けられているＭＡＣアドレスを識別して登録する。
Since the
宛先ＭＡＣ変換テーブルでは、宛先ＩＰアドレス８１だけでなく、宛先ポート番号８２、送信元ＩＰアドレス８３、送信元ポート番号８４もＭＡＣアドレスの変換条件になっているため、宛先ＭＡＣ変換機能部１３は、フローが完全に一致したもののみＭＡＣアドレスの書き換えを行う。なお、図４に示すように、宛先ＭＡＣ変換テーブルは片方向の音声データフロー毎に設定を行う必要があるため、宛先ＭＡＣ変換機能部１３では、１つの音声データフローに対して２つの宛先ＭＡＣ変換テーブルを登録する必要がある。
In the destination MAC conversion table, not only the
以上説明したように、本実施の形態では、ゲートウェイ装置において、端末がＳＩＰサーバに登録し、他の端末との間で通信を確立するまでの間で送受信されるメッセージから、音声通話を行う端末の組み合わせについて通話リソース情報を取得する。そして、取得した情報に該当する音声通話のデータについて、ＭＡＣアドレスを変換し、ＭＡＣアドレス変換後のデータを、ＷＡＮ側へ送信せずに、通信相手の端末へ送信することとした。これにより、ゲートウェイ装置は、Ｈ／Ｗ的な構成を追加することなく、セキュリティを確保しつつ、音声データのみの折り返し機能を安価に実現することが可能となる。 As described above, in the present embodiment, in the gateway device, a terminal that performs a voice call from a message that is transmitted and received until the terminal registers with the SIP server and establishes communication with another terminal. Call resource information is acquired for the combination. Then, for the voice call data corresponding to the acquired information, the MAC address is converted, and the data after the MAC address conversion is transmitted to the communication partner terminal without being transmitted to the WAN side. As a result, the gateway device can realize the return function of only the audio data at low cost while ensuring security without adding an H / W-like configuration.
実施の形態２．
図５は、本実施の形態に係るゲートウェイ装置１ａにおけるＬ２制御部１２ａの構成例を示す図である。Ｌ２制御部１２ａは、宛先ＭＡＣ変換機能部１３と、ＶＬＡＮ制御機能部１４と、ダミーＲＴＰ（Real−time Transport Protocol）送受信機能部１５と、を備える。なお、ゲートウェイ装置１ａは、Ｌ２制御部１２をＬ２制御部１２ａに置き換えた点が実施の形態１（ゲートウェイ装置１）と異なるが、その他の構成は同一である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the
ダミーＲＴＰ送受信機能部１５は、折り返しを行う実際の音声データの代わりに、ダミーの音声データであるダミーＲＴＰデータを生成し、各ユーザ用ルータ機能部を経由してＷＡＮインタフェース部２からＷＡＮ２０へ送信する。
The dummy RTP transmission /
ゲートウェイ装置１ａでは、ダミーＲＴＰ送受信機能部１５が、ダミーＲＴＰデータを、通話中のＳＩＰ端末６０−１に対応するユーザ用ルータ機能部１１−１を経由してＷＡＮ２０へ送信する。ＷＡＮ２０内では、エッジルータ３０が、ダミーＲＴＰデータを受信し、その後、ゲートウェイ装置１ａへ折り返す。ゲートウェイ装置１ａでは、ＳＩＰ端末６０−１の通信相手（ＳＩＰ端末６０−２）に対応するユーザ用ルータ機能部１１−２が、ダミーＲＴＰデータを受信し、Ｌ２制御部１２ａへ転送する。Ｌ２制御部１２ａでは、ダミーＲＴＰ送受信機能部１５が、ダミーＲＴＰデータを廃棄する。
In the gateway device 1a, the dummy RTP transmission /
これにより、ＷＡＮ２０内で、接続するゲートウェイ装置１ａからの音声データのトラヒックを監視し、音声データが一定時間停止している場合に、網側から呼の切断を行う機能が実装されているシステムにおいても、ゲートウェイ装置１ａでは、ダミーＲＴＰをある一定のレートで送信しづけることで、呼を継続することが可能となる。なお、送信レートは適用するシステムに応じて変更可能とする。
Thus, in the system in which the voice data traffic from the gateway device 1a to be connected is monitored in the
以上説明したように、本実施の形態では、ゲートウェイ装置から、ＷＡＮに対してダミーＲＴＰデータを送信することとした。これにより、ＷＡＮ側でゲートウェイ装置の音声データのトラヒックを監視している場合においても、呼を継続することが可能となる。 As described above, in the present embodiment, dummy RTP data is transmitted from the gateway device to the WAN. Thus, even when the voice data traffic of the gateway device is monitored on the WAN side, the call can be continued.
実施の形態３．
図６は、本実施の形態に係るゲートウェイ装置１ｂにおけるＬ２制御部１２ｂの構成例を示す図である。Ｌ２制御部１２ｂは、宛先ＭＡＣ変換機能部１３と、ＶＬＡＮ制御機能部１４と、ダミーＲＴＰ送受信機能部１５と、ダミーＲＴＣＰ（RTP Control Protocol）送受信機能部１６と、を備える。なお、ゲートウェイ装置１ｂは、Ｌ２制御部１２をＬ２制御部１２ｂに置き換えた点が実施の形態１（ゲートウェイ装置１）と異なるが、その他の構成は同一である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the
ダミーＲＴＣＰ送受信機能部１６は、音声データの折り返しを行う際に、音声データの制御用チャネルであるＲＴＣＰデータについて、配下のＳＩＰ端末から受信したＲＴＣＰはゲートウェイ装置１ｂで折り返し、ＷＡＮ２０には、ダミーＲＴＣＰデータを生成し、各ユーザ用ルータ機能部を経由してＷＡＮインタフェース部２からＷＡＮ２０へ送信する。
When the dummy RTCP transmission /
ゲートウェイ装置１ｂでは、ダミーＲＴＣＰ送受信機能部１６は、ダミーＲＴＣＰデータを、通話中のＳＩＰ端末６０−１に対応するユーザ用ルータ機能部１１−１を経由してＷＡＮ２０へ送信する。ＷＡＮ２０内では、エッジルータ３０が、ダミーＲＴＣＰデータを受信し、その後、ゲートウェイ装置１ｂへ折り返す。ゲートウェイ装置１ｂでは、ＳＩＰ端末６０−１の通信相手（ＳＩＰ端末６０−２）に対応するユーザ用ルータ機能部１１−２が、ダミーＲＴＣＰデータを受信し、Ｌ２制御部１２ｂへ転送する。Ｌ２制御部１２ｂでは、ダミーＲＴＣＰ送受信機能部１６が、ダミーＲＴＣＰデータを廃棄する。
In the gateway device 1b, the dummy RTCP transmission /
これにより、ＷＡＮ２０内で、接続するゲートウェイ装置１ｂからのＲＴＣＰデータを監視し、網内の品質データとして利用しているシステムにおいても、ゲートウェイ装置１ｂからダミーＲＴＣＰデータを送信することにより、ＷＡＮ２０は、ダミーＲＴＣＰデータを受信することが可能となる。
Thereby, in the
以上説明したように、本実施の形態では、ゲートウェイ装置から、ＷＡＮに対してダミーＲＴＣＰデータを送信することとした。これにより、ＷＡＮでは、ダミーＲＴＣＰデータを網内の品質データとして利用することができる。 As described above, in the present embodiment, dummy RTCP data is transmitted from the gateway device to the WAN. Thereby, in the WAN, the dummy RTCP data can be used as quality data in the network.
以上のように、本発明にかかるゲートウェイ装置は、ＷＡＮと複数の端末とを接続する装置に有用であり、特に、音声通話を行う場合に適している。 As described above, the gateway device according to the present invention is useful for a device that connects a WAN and a plurality of terminals, and is particularly suitable for a voice call.
１ ゲートウェイ装置
２ ＷＡＮインタフェース部
３ ゲートウェイ機能部
４ Ｌ２ＳＷ部
５ ＬＡＮインタフェース部
６ ＶｏＩＰ制御機能部
７ ユーザ間連携機能部
８−１、８−２、…、８−Ｎ ユーザ用ＶｏＩＰ機能部
９ ルータ機能部
１０ Ｌ３制御部
１１−１、１１−２、…、１１−Ｎ ユーザ用ルータ機能部
１２、１２ａ、１２ｂ Ｌ２制御部
１３ 宛先ＭＡＣ変換機能部
１４ ＶＬＡＮ制御機能部
１５ ダミーＲＴＰ送受信機能部
１６ ダミーＲＴＣＰ送受信機能部
２０ ＷＡＮ
３０ エッジルータ
４０ ＳＩＰサーバ
５０−１、５０−２、５０−３ ＨＵＢ
６０−１、６０−２、６０−３ ＳＩＰ端末
７０−１、７０−２、７０−３ 端末
DESCRIPTION OF
30
60-1, 60-2, 60-3 SIP terminal 70-1, 70-2, 70-3 terminal
Claims (6)
個別の端末毎に独立したＶｏＩＰ（Voice over IP）機能を持ち、配下端末同士で音声データの通信が発生した場合に、呼状態と、音声データの通信に使用するＩＰアドレスおよびポート番号を示す通話リソース情報と、を監視するＶｏＩＰ手段と、
音声データの通信を行う配下端末同士の通話リソース情報を、前記ＶＬＡＮにより特定されるＭＡＣ（Media Access Control）アドレスと関連付けて管理するユーザ間連携手段と、
前記ユーザ間連携手段で管理されている通話リソース情報と宛先および送信元の端末の通話リソース情報が一致する音声データを送信元の端末から受信した場合、受信した音声データのＭＡＣアドレスを関連付けて管理されているＭＡＣアドレスに書き換え、ＭＡＣアドレス書き換え後の音声データを宛先の端末へ送信する宛先ＭＡＣ変換手段と、
を備えることを特徴とするゲートウェイ装置。 A gateway device that distributes non-overlapping IP (Internet Protocol) addresses to subordinate terminals and accommodates a plurality of users separated by a VLAN (Virtual Local Area Network),
A call that has an independent VoIP (Voice over IP) function for each individual terminal and indicates the call status and the IP address and port number used for voice data communication when subordinate terminals communicate with each other. VoIP means for monitoring resource information;
Inter-user cooperation means for managing call resource information between subordinate terminals that perform voice data communication in association with a MAC (Media Access Control) address specified by the VLAN;
When voice data in which the call resource information managed by the inter-user cooperation means matches the call resource information of the destination and the source terminal is received from the source terminal, the MAC address of the received voice data is associated and managed Destination MAC conversion means for rewriting the MAC address being rewritten and transmitting the voice data after the MAC address rewriting to the destination terminal;
A gateway device comprising:
ＭＡＣアドレスを書き換えて宛先の端末へ送信した音声データと同じ宛先および送信元の端末の通話リソース情報を持つダミー音声データを、ＷＡＮ（Wide Area Network）との間で送受信するダミーＲＴＰ（Real−time Transport Protocol）送受信手段、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のゲートウェイ装置。 further,
Dummy RTP (Real-time) for transmitting / receiving dummy voice data having the same destination and source terminal call resource information to / from the WAN (Wide Area Network) as the voice data rewritten to the destination terminal by rewriting the MAC address Transport Protocol) transmission / reception means,
The gateway device according to claim 1, comprising:
ＭＡＣアドレスを書き換えて宛先の端末へ送信した音声データに対応するＲＴＣＰデータを自装置内で折り返し処理を行い、折り返したＲＴＣＰ（RTP Control Protocol）データと同じ宛先および送信元の端末の通話リソース情報を持つダミーＲＴＣＰデータを、ＷＡＮとの間で送受信するダミーＲＴＣＰ送受信手段、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のゲートウェイ装置。 further,
The RTCP data corresponding to the voice data transmitted to the destination terminal with the MAC address rewritten is looped back within the own apparatus, and the call resource information of the destination and the source terminal same as the looped RTCP (RTP Control Protocol) data is obtained. Dummy RTCP transmission / reception means for transmitting / receiving dummy RTCP data to / from the WAN,
The gateway device according to claim 1, further comprising:
配下端末同士で音声通信が発生した場合に、呼状態と、音声データの通信に使用するＩＰアドレスおよびポート番号を示す通話リソース情報と、を監視する監視ステップと、
前記監視ステップにおいて監視した結果である音声データの通信を行う配下端末同士の通話リソース情報を、前記ＶＬＡＮにより特定されるＭＡＣ（Media Access Control）アドレスと関連付けて管理する管理ステップと、
管理されている通話リソース情報と宛先および送信元の端末の通話リソース情報が一致する音声データを送信元の端末から受信した場合、受信した音声データのＭＡＣアドレスを関連付けて管理されているＭＡＣアドレスに書き換るＭＡＣアドレス書き換えステップと、
ＭＡＣアドレス書き換え後の音声データを宛先の端末へ送信する送信ステップと、
を含むことを特徴とするデータ送信方法。 A data transmission method in a gateway device that distributes non-overlapping IP (Internet Protocol) addresses to subordinate terminals and accommodates a plurality of users separated by a VLAN (Virtual Local Area Network),
A monitoring step of monitoring a call state and call resource information indicating an IP address and a port number used for voice data communication when voice communication occurs between subordinate terminals;
A management step of managing call resource information between subordinate terminals that communicate voice data as a result of monitoring in the monitoring step in association with a MAC (Media Access Control) address specified by the VLAN;
When voice data in which the call resource information of the managed call resource matches the call resource information of the destination and the source terminal is received from the source terminal, the MAC address of the received voice data is associated with the managed MAC address. Rewriting MAC address rewriting step;
A transmission step of transmitting the voice data after rewriting the MAC address to the destination terminal;
A data transmission method comprising:
ＭＡＣアドレスを書き換えて宛先の端末へ送信した音声データと同じ宛先および送信元の端末の通話リソース情報を持つダミー音声データを、ＷＡＮ（Wide Area Network）との間で送受信するダミーＲＴＰ（Real−time Transport Protocol）送受信ステップ、
を含むことを特徴とする請求項４に記載のデータ送信方法。 further,
Dummy RTP (Real-time) for transmitting / receiving dummy voice data having the same destination and source terminal call resource information to / from the WAN (Wide Area Network) as the voice data rewritten to the destination terminal by rewriting the MAC address Transport Protocol) send / receive step,
The data transmission method according to claim 4, further comprising:
ＭＡＣアドレスを書き換えて宛先の端末へ送信した音声データに対応するＲＴＣＰデータを自装置内で折り返し処理を行い、折り返したＲＴＣＰ（RTP Control Protocol）データと同じ宛先および送信元の端末の通話リソース情報を持つダミーＲＴＣＰデータを、ＷＡＮとの間で送受信するダミーＲＴＣＰ送受信ステップ、
を含むことを特徴とする請求項４または５に記載のデータ送信方法。 further,
The RTCP data corresponding to the voice data transmitted to the destination terminal with the MAC address rewritten is looped back within the own apparatus, and the call resource information of the destination and the source terminal same as the looped RTCP (RTP Control Protocol) data is obtained. Dummy RTCP transmission / reception step for transmitting / receiving dummy RTCP data to / from the WAN;
The data transmission method according to claim 4 or 5, characterized by comprising:
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