CN1578302A

CN1578302A - 对等通信系统

Info

Publication number: CN1578302A
Application number: CNA2004100622877A
Authority: CN
Inventors: 浅井有人
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2004-07-05
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2024-07-05
Also published as: US20050005030A1; KR100609738B1; US7761576B2; JP2005027253A; KR20050004138A; JP4115354B2; CN100442795C

Abstract

本发明涉及一种的对等通信系统。其中，只具有专用网络地址的终端装置(1)请求中继装置(3)中继一个连接请求。具有全球网络地址的终端装置(2)先和中继装置(3)连接再发送该连接请求。中继装置(3)中继该连接请求，也就中继了两终端装置(1)、(2)之间的通信。这样终端装置(1)就开始了与终端装置(2)以直接连接方式进行的新连接。然后立即发送连接置换请求。终端装置(2)一许可置换请求，就发送切断与中继装置(3)通信的切断请求。终端装置(1)一接收到切断请求，就直接切断和中继装置(3)的通信。终端装置(2)也切断和中继装置(3)的通信，并开始与终端装置(1)以直接连接方式进行的对等通信。

Description

对等通信系统

技术领域

本发明涉及一种能够直接连接终端装置，进行数据传输和共享信息的对等(peer to peer)通信系统，更涉及构成该通信系统的终端装置。

背景技术

客户机-服务器类型的通信系统存在着通信集中到服务器而使得服务器的负荷过大的问题。为了解决这个问题，终端装置之间能够进行通信的对等通信系统很受关注。

一方面，由于网络安全问题的出现，在因特网和终端装置之间设置了NAT(Network Address Translation)、防火墙(Firewall)等之类具有拒绝与外部装置进行直接连接的功能的装置(以下称作NAT/Firewall)。但是，一旦使用NAT/Firewall，就只能从NAT/Firewall内侧网络(以下称作专用网络)内的终端装置向外侧的终端装置直接传输数据，而不能从NAT/Firewall外侧的终端装置向专用网络内的终端装置直接传输数据(参照图3)。相对于分配给NAT/Firewall外侧的终端装置的、在世界范围内唯一的全球网络地址来讲，分配给专用网络内的终端装置的专用网络地址虽然在专用网络内部是唯一的，但在世界范围内却可能是重复的，因此，专用网络外的终端装置不能确定专用网络内的终端装置的网络地址的唯一性。这样也就无法构筑那种专用网络内外能够直接进行数据传输和信息共享的对等通信系统。

为了解决这个问题，曾提出过在专用网络外的网络上设置具有全球网络地址的中继装置(通信控制服务器)、具有从分配有全球网络地址的终端装置向分配有专用网络地址的终端装置直接传输数据可能性的系统。在这种现有的系统中，专用网络内外的所有终端装置都连接到中继装置中，从而可以获得与自身相关的数据传输请求等对话信息。这样，在得到与自身相关的对话信息后，根据该信息通过通信控制服务器在终端之间直接进行数据传输(参照日本专利特开2003-101590号公报)。

然而，上述专利公报所记载的技术中，由于访问专用网络内外的所有终端装置必须经常定期地连接到中继装置、监视与自身相关的对话信息，使得装置的负荷很大。而且，由于具有全球网络地址的终端装置也必须经常定期地连接到中继装置，监视与自身相关的对话信息，使得整个网络产生无用的负荷，导致效率低下。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术中存在的问题而提出的新的解决方案，其目的是提供一种能够减轻中继装置和整个网络的负荷、并能够直接连接专用网络内外的终端装置而进行数据传输的对等通信系统，同时提供一种用于实现该对等通信系统的终端装置和程序。

为了达到上述目的，本发明所述的对等通信系统包括一个以上只具有专用网络地址的专用网络终端装置、一个以上具有全球网络地址的全球网络终端装置和一个以上具有全球网络地址的中继装置。所述专用网络终端装置具备以下功能：向所述中继装置发送中继请求，请求中继来自于所述全球网络终端装置的、请求连接到本终端装置的连接请求；通过所述中继装置接收所述连接请求；接收到所述连接请求后，直接连接到作为所述连接请求的发送源的所述全球网络终端装置，并发送请求从通过所述中继装置进行的通信转换到以直接连接方式进行的通信的置换请求；接收来自于作为所述置换请求的发送目的地的所述全球网络终端装置的、切断与所述中继装置的通信的切断请求；接收到所述切断请求后，向作为所述切断请求的发送源的所述全球网络终端装置发送针对该切断请求的许可通知，同时切断和所述中继装置的连接。所述全球网络终端装置具备以下功能：向所述中继装置发送请求连接到所述专用网络终端装置的连接请求；接收来自于所述专用网络终端装置的所述置换请求；接收到所述置换请求后，向作为该置换请求的发送源的所述专用网络终端装置发送切断与所述中继装置的通信的切断请求；接收到所述许可通知后，切断和所述中继装置的通信，同时启动与作为所述许可通知的发送源的所述专用网络终端装置以直接连接方式进行的通信。

在如上所述构成的对等通信系统中，专用网络终端装置向中继装置发送中继请求，请求中继来自于全球网络终端装置的、请求连接到本终端装置的连接请求。全球网络终端装置必须连接到专用网络终端装置时，就向中继装置发送请求连接到该专用网络终端装置的连接请求。专用网络终端装置通过中继装置接收来自于全球网络终端的连接请求。专用网络终端装置接收到连接请求之后，直接连接到作为该连接请求的发送源的全球网络终端装置，并发送从通过中继装置进行的通信转换到以直接连接方式进行的通信的置换请求。全球网络终端装置一接收到来自于专用网络终端装置的置换请求，就向作为该置换请求的发送源的专用网络终端装置发送请求切断与中继装置的通信的切断请求。专用网络终端装置一接收到来自于作为该置换请求的发送目的地的全球网络终端装置的、请求切断和中继装置的通信的切断请求，就向作为该切断请求的发送源的全球网络终端装置发送针对该切断请求的许可通知，同时切断和中继装置的通信。全球网络终端装置接收到许可通知后，切断与中继装置的通信，同时启动与作为该许可通知的发送源的专用网络终端装置以直接连接方式进行的通信。

因此，如果采用这种对等网络系统，访问专用网络内外的所有终端装置就没有必要像在上述现有系统中那样经常定期地连接到中继装置以监视与自身相关的对话信息，这样就比现有系统能够抑制中继装置的负荷。此外，由于全球网络终端装置没有必要连接到中继装置以监视与自身相关的对话信息，在确认了专用网络终端装置和全球网络终端装置之间的直接连接之后就切断两个终端与中继装置的通信，所以整个网络的负荷就能够比现有系统大幅度地减轻，系统的效率就能够提高了。

此外，本发明所述的专用网络终端装置是在包括一个以上只具有专用网络地址的专用网络终端装置、一个以上具有全球网络地址的全球网络终端装置和一个以上具有全球网络地址的中继装置的通信系统中使用的专用网络终端装置，它具有如下功能：向所述中继装置发送中继请求，请求中继来自于所述全球网络终端装置的、请求连接到本终端装置的连接请求；接收到所述连接请求之后，直接连接到作为所述连接请求的发送源的全球网络终端装置，并发送由通过所述中继装置进行的通信转换到以直接连接方式进行的通信的置换请求；接收来自于作为所述置换请求的发送目的地的所述全球网络终端装置的、请求切断和中继装置的通信的切断请求；接收到所述切断请求之后，向作为该切断请求的发送源的所述全球网络终端装置发送针对该切断请求的许可通知，同时切断和所述中继装置的通信。

如上所述的专用网络终端装置向中继装置发送中继请求，请求中继来自于全球网络终端装置的、请求连接到本终端装置的连接请求。通过中继装置接收到来自于全球网络终端装置的中继请求之后，直接连接到作为该连接请求的发送源的全球网络终端装置，并发送请求由通过中继装置的通信转换到直接连接通信方式的置换请求。一接收到来自于作为置换请求的发送目的地的全球网络终端装置的、请求切断与中继装置的通信的切断请求，就向作为切断请求的发送源的全球网络终端装置发送针对该切断请求的许可通知，同时切断和中继装置的通信。

因此，如果采用了这种专用网络终端装置，就可以和全球网络终端装置共同组成对等通信系统，其中所述全球网络终端装置具备以下功能：向中继装置发送请求连接到专用网络终端装置的连接请求，一接收到来自于专用网络终端装置的置换请求就向作为该置换请求的发送源的专用网络终端装置发送请求切断和中继装置的通信的切断请求，接收到针对该切断请求的许可通知之后切断与中继装置的通信的同时与作为该许可通知的发送源的专用网络终端装置启动以直接连接方式进行的通信。这样就实现了能够抑制中继装置和整个网络的负荷、能够直接连接到专用网络终端装置并进行数据传输的对等通信系统。

此外，本发明所述的全球网络终端装置是在包括一个以上只具有专用网络地址的专用网络终端装置、一个以上具有全球网络地址的全球网络终端装置和一个以上具有全球网络地址的中继装置的通信系统中的全球网络终端装置，具有如下功能：向所述中继装置发送请求连接到所述专用网络终端装置的连接请求；从所述专用网络终端装置接收请求由通过所述中继装置的通信转换到直接连接通信方式的置换请求；接收到所述置换请求之后，向作为所述置换请求的发送源的所述专用网络终端装置发送请求切断与所述中继装置的通信的切断请求；接收到针对该切断请求的许可通知之后，切断与所述中继装置的通信，同时启动与作为所述许可通知的发送源的所述专用网络终端装置以直接连接方式进行的通信。

如上所述的全球网络终端装置在有必要和专用网络终端装置连接时向中继装置发送请求连接到那个专用网络终端装置的连接请求。一从专用网络终端装置接收到请求由通过中继装置的通信转换到直接连接通信方式的置换请求，就向作为置换请求的发送源的专用网络终端装置发送请求切断和中继装置的通信的切断请求。一接收到针对该切断请求的许可通知，就切断和中继装置的通信，同时与作为许可通知的发送源的专用网络终端装置启动以直接连接方式进行的通信。

因此，如果采用了这种全球网络终端装置，就可以和专用网络终端装置共同组成对等通信系统，其中所述专用网络终端装置具有以下功能：向中继装置发送中继请求，请求中继来自于全球网络终端装置的、请求连接到本终端装置的连接请求，通过中继装置接收到来自于全球网络终端装置的连接请求之后直接连接到作为连接请求的发送源的全球网络终端装置，并发送请求由通过中继装置的通信转换到直接连接通信方式的置换请求，一收到来自于作为置换请求的发送目的地的全球网络终端装置的、请求切断与中继装置的通信的切断请求，就向作为切断请求的发送源的全球网络终端装置发送针对该切断请求的许可通知，同时切断与中继装置的通信。根据这种系统就实现了能够抑制中继装置和整个网络的负荷、能够直接连接到专用网络终端装置并进行数据传输的对等通信系统。

此外，本发明所述的一个计算机程序使得计算机具有作为本发明所述的专用网络终端装置的功能。因此，通过在计算机上安装该计算机程序，就能够实现本发明所述的专用网络终端装置。

本发明所述的另一个计算机程序使得计算机具有作为本发明所述的全球网络终端装置的功能。因此，通过在计算机上安装该计算机程序，就能够实现本发明所述的全球网络终端装置。

如上所述，根据本发明所述的对等通信系统，可以实现能够抑制中继装置和整个网络的负荷、能够直接连接专用网络内外的终端装置进行数据传输的对等通信系统。

此外，根据本发明所述的专用网络终端装置和全球网络终端装置，可以实现能够抑制中继装置和整个网络的负荷、能够直接连接专用网络内外的终端装置进行数据传输的对等通信系统。

此外，根据本发明的计算机程序，很容易使用计算机实现本发明所述的专用网络终端装置和全球网络终端装置。

附图说明

图1是本发明所述对等通信系统的工作步骤的时序图。

图2是专用网络终端装置和全球网络终端装置之间的通信状态的说明图，(a)显示了中继装置所进行中继的两终端装置之间的通信状态，(b)显示了在两终端装置之间所确立的基于直接连接方式的对等通信运行状态。

图3为能够从专用网络终端装置内向外部的终端装置进行直接数据传送、而不能够从专用网络外向内部的终端装置进行直接数据传送的现有系统的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的具体实施方式。

图1是本发明所述的通信系统的工作步骤的时序图。该图显示了一个专用网络终端装置1和一个全球网络终端装置2进行对等通信时的工作步骤。图中的箭头表示传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)连接。专用网络终端装置1是NAT/Firewall(参照图2)控制下的一个装置，全球网络终端装置2是直接连接到因特网的装置。两个终端装置1、2是在可用于因特网连接的普通计算机(个人计算机)中安装了包含本发明所述用于实现对等通信的计算机程序的装置。中继装置3是直接连接到因特网的装置、是专用网络终端装置1和全球网络终端装置2在启动对等通信的那一刻所使用的装置。除了连接到因特网的全球网络终端装置2以外的任一个全球网络终端装置都可以成为具有中继装置3的功能的装置。

由于专用网络终端装置1是NAT/Firewall控制下的装置，从NAT/Firewall的外侧装置向专用网络终端装置1的TCP连接请求(以下简称作连接请求)就会被拒绝(参照图3)。因此，专用网络终端装置1就不能接收从外部来的连接请求。另外，由于全球网络终端装置2不是NAT/Firewall控制下的装置，它能够接收外部来的连接请求。

一方面，专用网络终端装置1先针对中继装置3准备执行一个中继请求，请求中继来自于全球网络终端装置的、请求连接到终端装置1的连接请求。也即是，专用网络终端装置1向中继装置3发送中继请求(S1)、并接收来自中继装置3的针对所述中继请求的许可通知(S2)。这样，专用网络终端装置1就进入等待来自全球网络终端装置的连接请求的待机状态。

要与专用网络终端装置1执行对等通信的全球网络终端装置2，先与代替专用网络终端装置1的中继装置3连接，并向其发送请求连接到专用网络终端装置1的连接请求(S3)。中继装置3再向专用网络终端装置1发送来自于全球网络终端装置2的连接请求(S4)，这样就中继了两个终端装置1、2的通信。图2(a)显示了这时的状态。

另一方面，专用网络终端装置1启动直接连接到全球网络终端装置2的新连接(TCP连接)。这个连接由于全球网络终端装置2不是NAT/Firewall控制下的装置而得以成功。然后，专用网络终端装置1立即向全球网络终端装置2发送将通过中继装置3建立的连接置换到这个直接连接的置换请求(S5)。

全球网络终端装置2一旦许可专用网络终端装置1的置换请求，就在答复一个表示该意思的许可通知之后(S6)，通过中继装置3向专用网络终端装置1发送切断与中继装置3的通信的切断请求(S7)。

专用网络终端装置1一接收到全球网络终端装置2的切断请求(S8)，就在通过中继装置3向全球网络终端装置2发送针对该切断请求的许可通知之后(S9)，直接切断和中继装置3的通信。

全球网络终端装置2一接收到专用网络终端装置1的许可通知(S10)，就在切断与中继装置3的通信的同时，启动与专用网络终端装置1的直接通信连接。然后，在两终端装置1、2之间使用所确立的直接连接执行对等的通信(S11、S12)。

根据这个实施方式，由于只有在交换启动专用网络终端装置1和全球网络终端装置2之间相互进行对等通信所必需的信息时才使用中继装置3，等到两终端装置1、2之间的直接连接被确立之后，就切断了两终端装置1、2和中继装置3的通信，因而中继装置3和整个网络的负荷就被抑制了，专用网络内外的终端装置都能够以直接连接的方式进行数据传输。而且，由于全球网络终端装置2没有必要经常定期地连接到中继装置3去检测与自身相关的对话信息，全球网络终端装置的负荷也能够被抑制。

图1和图2为了简化说明，专用网络终端装置1和全球网络终端装置2都只图示了1个，但是，由于既便在两终端装置1、2每一方都有多个存在的情况下，也只有在取得启动两终端装置1、2之间进行对等通信所必需的信息时才使用中继装置3，所以中继装置3的负荷就不那么大，整个网络的负荷与现有系统相比也能够大幅降低。在两终端装置1、2的数量非常庞大的情况下，使用多个中继装置3分散处理，各中继装置3的负荷也能够减轻。

另外，在图1的示例中，虽然针对来自于专用网络终端装置1的、请求置换到直接连接方式的置换请求，全球网络终端装置2答复了许可通知，但是对这个许可通知的答复是可以省略的。也就是，在许可了请求转换到直接连接方式的置换请求的情况下，可以直接向专用网络终端装置1发送请求切断和中继装置3的通信的切断请求。

此外，虽然针对来自于全球网络终端装置2的请求切断与中继装置3的切断请求，专用网络终端装置1答复了许可通知，但是这个许可通知的答复也是可以省略的。也即是，在许可了切断与中继装置3的通信的切断要求的情况下，可以不答复许可通知而直接切断和中继装置3的通信。

Claims

1.一种通信系统，其特征在于：

该通信系统包括：一个以上只具有专用网络地址的专用网络终端装置，一个以上具有全球网络地址的全球网络终端装置，和一个以上具有全球网络地址的中继装置，其中

所述专用网络终端装置具有如下功能：

向所述中继装置发送中继请求，请求中继来自于所述全球网络终端装置的、请求连接到本终端装置的连接请求；

通过所述中继装置接收所述连接请求；

接收到所述连接请求之后，直接连接到作为所述连接请求的发送源的所述全球网络终端装置，并且发送请求将通过所述中继装置进行的通信转换到以直接连接方式进行的通信的置换请求；

接收来自于作为所述置换请求的发送目的地的所述全球网络终端装置的、切断与所述中继装置的通信的切断请求；

接收到所述切断请求之后，向作为所述切断请求的发送源的所述全球网络终端装置发送针对该切断请求的许可通知，同时切断与所述中继装置的通信；

所述的全球网络终端装置具有如下功能：

向所述中继装置发送请求连接到所述专用网络终端装置的连接请求；

接收来自于所述专用网络终端装置的所述置换请求；

接收到所述置换请求之后，向作为该置换请求的发送源的所述专用网络终端装置发送切断与所述中继装置的通信的切断请求；

接收到所述许可通知之后，切断与所述中继装置的通信，同时启动与作为所述许可通知的发送源的所述专用网络终端装置以直接连接方式进行的通信。

2.一种用于通信系统的专用网络终端装置，其特征在于：

所述通信系统包括：一个以上只具有专用网络地址的专用网络终端装置，一个以上具有全球网络地址的全球网络终端装置，一个以上具有全球网络地址的中继装置；

所述专用网络终端装置具有如下功能：

向所述中继装置发送一个中继请求，请求中继来自于所述全球网络终端装置的、请求连接到本终端装置的连接请求；

通过所述中继装置接收所述连接请求；

接收到所述连接请求之后，直接连接到作为所述连接请求的发送源的所述全球网络终端装置，并且发送请求将通过所述中继装置的通信方式转换到直接连接的通信方式的置换请求；

接收到所述切断请求之后，向作为所述切断请求的发送源的所述全球网络终端装置发送针对该切断请求的许可通知，同时切断与所述中继装置的通信。

3.一种用于通信系统的全球网络终端装置，其特征在于：

所述全球网络终端装置具有如下功能：

接收来自于所述专用网络终端装置的所述置换请求；

4.一种计算机程序，其特征在于：

所述计算机程序使计算机能够实现如权利要求2所述的专用网络终端装置的功能。

5.一种计算机程序，其特征在于：

所述计算机程序使计算机能够实现如权利要求3所述的全球网络终端装置的功能。