JP2001024709A - 選択的非対称経路利用通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 双方向経路を前提としたルーティングプロト
コルを変更せずに大遅延の片方向経路を利用する非対称
ルーティングを行う為に、送信側ゲートウェイ、受信側
ゲートウェイという専用ゲートウェイを用意して経路を
振り分けを行ったが、その結果全てのプロトコルのデー
タが遅延の大きな片方向経路を利用してしまった。 【解決手段】 上記課題を解決するため、受信側ゲート
ウェイで個々のコネクションを判別し、コネクション毎
に遅延の大きな片方向経路を利用するかどうか制御する
ことで、アプリケーションを変更することなく、アプリ
ケーションの特徴に応じて片方向経路を利用するかどう
かを選択できるシステムを実現した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衛星通信に代表さ
れる片方向通信経路と、ケーブル等を利用した双方向通
信経路を組み合わせて構築された、非対称な経路を利用
して双方向の通信を行う通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の異なるネットワークが結合されて
いるインターネットワークシステム上で通信を行う場
合、（異なる）ネットワーク間でのデータ交信を行うた
めのプロトコルと、その上位に位置してアプリケーショ
ンプログラム間でのデータ交信を行うためのプロトコル
に通信プロトコルを階層化して設計することが広く行わ
れている。

【０００３】現在幅広く利用されている異なるネットワ
ーク間でパケットの交換を行う為のルーティングプロト
コルは、同一経路上を双方向にデータが送れるという前
提で設計されている。そのため、基地局から受信局への
片方向にしかデータを送れない衛星データ通信のような
通信経路を利用して、双方向で通信できることを前提に
設計されているアプリケーションを動作させることはそ
のままでは出来ない。

【０００４】一つの解決策としてはネットワーク層での
ルーティングプロトコルを改良して片方向経路を扱える
ようにすることが考えられるが、その場合改良しなけれ
ばならない機器の数が数万台あるいはそれ以上規模にな
るため、現実的とはいえない。

【０００５】そこで、特願平１０−４５６９１号に示さ
れるように、片方向通信経路の両端に送信側ゲートウェ
イと受信側ゲートウェイを設置し、両ゲートウェイ間で
ネットワーク層でのパケットトンネリングと動的なネッ
トワークアドレス置換を行うことで、アプリケーション
層に対して透過な非対称経路利用通信システムが考案さ
れている。

【０００６】上記従来技術により片方向経路である衛星
データ通信路を利用したインターネット通信システムが
構築可能であり、ユーザは衛星データ通信路を利用して
高速にインターネットアクセスが行える。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、衛星デ
ータ通信路は、高速ではあるが伝送遅延が大きく、静止
軌道衛星を用いた通信には約２５０ｍｓという大きな遅
延が生じる。これはケーブル等を用いて構築される地上
回線の数十ｍｓという遅延時間に比べて非常に大きな値
となっている。

【０００８】インターネットシステム上では種々のアプ
リケーションが利用されるが、アプリケーション毎に通
信路に要求される特性は様々であり、ファイル転送の場
合は伝送速度が速いことが最も重要であるが、ｔｅｌｎ
ｅｔ等のように文字ベースであるために必要とするデー
タ量が少なく（軽量）、対話的処理を行うアプリケーシ
ョンでは伝送速度はあまり必要ではなく、むしろ伝送遅
延が少ない方がユーザがより快適に利用できる。従って
そうした軽量・対話的プロトコルを利用する場合は衛星
回線ではなく、低速ではあるが遅延の少ない地上回線を
利用することが望ましい。

【０００９】一般に、インターネットシステム上ではパ
ケットの中継を行うルータが回線速度、伝送遅延時間等
の各種条件を考慮して経路の決定を行う。しかし、上記
従来技術では片方向回線を利用するために通常のルータ
とは異なる動作をする送信側ゲートウェイ／受信側ゲー
トウェイを用いてルーティングを制御しており、それら
の動作ではそうしたアプリケーション層プロトコル毎の
必要とされる特質を区別しておらず、回線障害時を除い
て常に衛星回線を利用するため、ｔｅｌｎｅｔ等の軽量
・対話的プロトコルを利用する場合は衛星回線非利用時
よりも使い勝手が悪化してしまうという課題がある。

【００１０】上記課題を解決するための一つの方法は、
利用されるアプリケーションに応じて自動的に経路を変
更する機能を受信側ゲートウェイ、および、送信側ゲー
トウェイに持たせることであり、特願平１０−３４６４
５５にその方式を開示している。

【００１１】しかし、上記方式では、予め定められたア
プリケーションにしか対応できず、新たなアプリケーシ
ョンを利用する場合には、その度に受信側ゲートウェイ
あるいは送信側ゲートウェイの設定変更が必要となる。
また、ファイル転送／ｔｅｌｎｅｔといったアプリケー
ション単位で区別しているため、あるファイルは地上回
線経由、別のファイルは衛星回線経由といった、きめ細
かな経路制御は行えないという課題がある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、ユーザが必要に応じて明示的に経路を選択可能な通
信システムを考案した。

【００１３】衛星回線を経由するか地上回線を経由する
かは上記受信ゲートウェイがアドレス置換を行うかどう
かで決定される。あるクライアントとあるサーバの間の
通信でアプリケーションによりアドレス置換を行う場合
と行わない場合の両方を認めるためには、双方のネット
ワークアドレス（これらはアプリケーションによらずに
一定の値となる）よりも細かな単位でアドレス置換の有
無を制御する必要があるが、大多数のアプリケーション
はＴＣＰプロトコルを利用したコネクションベースの通
信を利用し、またコネクションはアプリケーション毎に
識別可能であるため、受信ゲートウェイにコネクション
単位でアドレス置換の有無を制御する機能を持たせるこ
とで、アプリケーション毎に経路を選択することが可能
となる。

【００１４】次に、コネクション毎にアドレス置換の有
無を指定する方法であるが、特にアプリケーションに改
造を加えずに指定可能とするため、クライアントのネッ
トワークアドレスによる指定とする。

【００１５】具体的には、特願平１０−４５６９１号に
示したように、非対称経路利用通信システムではクライ
アントは本来のネットワークアドレスとは別に、受信ゲ
ートウェイによって置換された代替アドレスを利用して
サーバと通信を行う。そこで、サーバからクライアント
に通信を行う際に、クライアントの元アドレスを指定し
て通信を行う場合は、地上回線利用を選択したものと見
なして受信ゲートウェイでのアドレス置換は行わず、ま
た、クライアントの代替アドレスを指定して通信を行う
場合は、衛星回線利用を選択したものと見なして受信ゲ
ートウェイでのアドレス置換を行うこととする。そのた
めに、受信ゲートウェイ上で上記条件を満たすコネクシ
ョン開始要求パケットを監視し、コネクション毎の管理
テーブルを持たせる。

【００１６】以上説明したように、受信ゲートウェイに
コネクション毎にアドレス置換を行うかどうかを制御す
る管理テーブル、上記テーブル内容に従ってアドレス置
換を行う機能、及び、一定の条件を満たすコネクション
開始要求パケットを監視して上記コネクション管理テー
ブルの内容を更新する機能を設けることで、ユーザが必
要に応じて明示的に経路を選択可能な通信システムを実
現した。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。

【００１８】図１に本発明の実施例の構成を示す。本発
明のシステムは衛星送信局側に送信側ゲートウェイ（Ｓ
ＧＷ）２０とアップリンクステーション２１を有し、衛
星受信局側には受信側ゲートウェイ（ＲＧＷ）１０、衛
星受信機（ＩＲＤ）１１、ローカル網を介してＲＧＷと
接続された一台以上のパソコン（ＰＣ）６０（ａ，
ｂ、．．．）を有する。衛星送信局と衛星受信局間は通
信衛星３０を介して送信局側から受信局側に通信が行
え、またインターネット網４０を介して双方向に通信が
行える。インターネット網４０上にはまた一つ以上のサ
ーバ５０（ａ，ｂ、．．．）が接続されている。本シス
テムを構成するこれらの機器は同一の運用主体により運
用されている場合もあれば別個の運用主体により運用さ
れている機器の集合体である場合もある。

【００１９】ＳＧＷとＲＧＷの機能により非対称ルーテ
ィングを実現する。ＲＧＷはまたコネクション単位に非
対称ルーティングを行うかどうか制御する機能を合わせ
持つ。

【００２０】本発明の説明を行う前に、まずその前提と
なる非対称ルーティング処理について簡単に説明する。
詳細は特開平１０−４５６９１を参照されたい。

【００２１】ローカル網内のＰＣａとインターネット網
上のサーバａが交信する場合を想定すると、ＰＣａでは
始点アドレスがＰＣａ、終点アドレスがサーバａである
ＩＰパケットを送り、逆にサーバａでは始点アドレスが
サーバａ、終点アドレスがＰＣａであるＩＰパケットを
送る。インターネットシステムは相互接続されたルータ
の集合体であり、ルータどうしが互いに経路情報を交換
しあって、あるパケットを送るための経路を動的に選択
し、ルータ間でパケットを送付する。現在利用されてい
る経路情報交換プロトコルでは経路自身に方向性はない
為、ＰＣａからサーバａへと送られるパケットと、サー
バａからＰＣａへと送られるパケットは同一経路上を逆
方向に送られる。

【００２２】このようなインターネットシステムで片方
向経路を利用する為、特定のルータだけが片方向経路に
関する情報を有するだけで実現できる非対称経路利用イ
ンターネットシステムが考案されている。

【００２３】該システムではＰＣａからサーバａへ送ら
れるパケットはＰＣａ→ＲＧＷ→インターネット網→Ｓ
ＧＷ→インターネット網→サーバａと送られ、サーバａ
からＰＣａへと送られるパケットはサーバａ→インター
ネット網→ＳＧＷ→アップリンクステーション→衛星→
ＩＲＤ→ＲＧＷ→ＰＣａと送られる。ＰＣａからサーバ
ａにパケットを送る場合、まずＰＣａでは始点アドレス
がＰＣａ、終点アドレスがサーバａであるＩＰパケット
を作成しローカル網を介してＲＧＷへと送る。ＲＧＷで
はローカル網側から送られたパケットに対し始点アドレ
スの置換を行い、ＰＣａをＳＮａに書き換える。ここ
で、ＳＮａは衛星送信局に割り当てられたネットワーク
に属するアドレスであり、インターネット網は終点アド
レスがＳＮａであるＩＰパケットは衛星基地局へ配送す
るという経路情報を保持している（詳細後述）。次に、
書き換えたＩＰパケットをインターネット網を介してＳ
ＧＷへと送る。この際、送るべきＩＰパケットをＩＰパ
ケット内にカプセル化してＳＧＷへと送る（トンネリン
グ）。カプセルの外側のＩＰパケットは始点アドレスが
ＲＧＷ、終点アドレスがＳＧＷであり、通常のルーティ
ング経路に従って送られる。ＳＧＷではカプセル化され
たＩＰパケットを受け取るとカプセルを解除し、インタ
ーネット網上に送り出す。ここで送られるパケットは終
点アドレスがサーバａであり、通常のルーティング経路
に従ってサーバａへと届く。

【００２４】尚、ＲＧＷからサーバａへアドレス置換を
行ったパケットを送る際、アドレス置換後パケットの終
点アドレスはサーバａであるため、ＲＧＷが直接インタ
ーネット網へアドレス置換後パケットを送信してもサー
バａに届く可能性はあるが、その場合ＲＧＷから送られ
るパケットの始点アドレスがＲＧＷに割り当てられたネ
ットワークに属するアドレスではないため、インターネ
ット網内で不正なＩＰパケットと見做される可能性があ
る。そのため、一旦トンネリングによりＳＧＷに送り、
ＳＧＷからインターネット網に送ることで、パケットの
始点アドレスと、そのパケットがインターネット網に送
信される際の接続サイトの割当アドレスを一致させ、不
正なＩＰパケットと見做されることのないようにしてい
る。

【００２５】次にサーバａからＰＣａへ送られるパケッ
トの流れを示す。サーバａでは届いたＩＰパケットに対
して（何らかの）返答を返すが、この時生成されるＩＰ
パケットは始点アドレスがサーバａ、終点アドレスがＳ
Ｎａのパケットである。このパケットの終点アドレスは
衛星送信局ネットワークの一部であるため、インターネ
ット網を介して通常のルーティング経路に従いＳＧＷへ
と届く。ＳＧＷはこのパケットをアップリンクステーシ
ョンへと送り、アップリンクステーションはＩＰパケッ
トを衛星データパケットのペイロードとして格納して衛
星へと送出する。そして衛星から届いたデータが受信さ
れてＲＧＷへと送られ、ＲＧＷでは終点アドレスのＳＮ
ａをＰＣａへと置き換えてローカル網上へ送る。終点ア
ドレスがＰＣａであるからそのパケットはＰＣａで受信
され、ＰＣａとサーバａとの交信が成立する。

【００２６】以上が非対称ルーティングを行う際の動作
である。

【００２７】ここで、ＲＧＷでアドレス置換を行う際に
利用するアドレスである代替アドレスＳＮａについて説
明するために、まずＩＰアドレス体系について簡単に説
明する。ＩＰアドレスはインターネットプロトコルを利
用して通信を行う機器をユニークに識別するための固定
長の数値であり、ＩＰプロトコルバージョン４では２進
数で３２ビット長、ＩＰプロトコルバージョン６では２
進数で１２８ビット長である。ＩＰアドレスはネットワ
ーク部とホスト部に分かれており、ホスト部の値が全て
０のＩＰアドレスはネットワーク自身を表わすと定めら
れている。固定長のＩＰアドレスの内、どの部分をネッ
トワーク部として用いるかは可変であり、その区切りを
示す値をサブネットマスク値という。ＩＰアドレス体系
の詳細についてはＲＦＣを参照されたい。

【００２８】ＩＰプロトコルを用いた通信がうまくいく
ためには異なる機器が同一のＩＰアドレスを持たないよ
うにする必要がある。一般にインターネット網は複数の
運用主体が運用するネットワークの集合として運用され
るため、ＩＰアドレスの一意性を保証するために何らか
のアドレス管理組織を設け、ある運用主体が自らが有す
る（ローカルな）ネットワークをそのインターネット網
に接続する際は、アドレス管理組織より一定数の機器を
収用可能なネットワークアドレスを割り当ててもらい、
そのネットワーク内の個々の機器のＩＰアドレスはその
（ローカル）ネットワークを運用する運用主体が一意と
なるように責任を持って割り当てる、ということが広く
行われている。あるインターネット網が単一の運用主体
により運用されている場合はその運用主体がアドレス管
理組織を兼ねることになる。

【００２９】さて、衛星送信局サイトはインターネット
網につなぐためにアドレス管理組織からネットワークア
ドレスを割り当ててもらうのであるが、この際に衛星送
信局サイトの運用者は予め各衛星受信局サイトで必要と
なる代替アドレスの総数を収納可能な大きさのネットワ
ークアドレスを割り当ててもらう。そして各衛星受信局
サイトに対して自らが割り当てられたネットワークアド
レスの一部を分割してその範囲のＩＰアドレスの使用を
許可しておく。ＲＧＷは衛星送信局サイトから利用が認
められたＩＰアドレス範囲の中からローカル網内のアド
レスと置換する代替アドレスを選び出すことになる。Ｒ
ＧＷが利用可能な代替アドレスを知る方法としては、予
め各ＲＧＷ毎に代替アドレスを割り当てておく方法と、
ＲＧＷとＳＧＷが交信して動的にそのＲＧＷで利用可能
な代替アドレスを取得する方法が考えられるが、いずれ
を利用しても本発明は実施可能である。本実施例では予
め各ＲＧＷ毎に代替アドレスを割り当てておく方法を説
明している。

【００３０】さて、このような非対称ルーティングを実
現する際、通常のインターネットシステムと異なる動作
が必要となるのはＲＧＷ、ＳＧＷであるため、以下にこ
れらの機器の動作の詳細を説明する。

【００３１】図２にＲＧＷ１０のハードウェア構成図を
示す。

【００３２】ＲＧＷ１０はルータとして動作するコンピ
ュータシステムであり、ＣＰＵ１００１、メモリ１００
２、ディスクコントローラ１００３、ハードディスク１
１００、コンソールコントローラ１００４、コンソール
１２００、ネットワークコントローラ１００５ａ、ネッ
トワークコントローラ１００５ｂ、ＩＲＤコントローラ
１００７からなる。

【００３３】ＣＰＵ１００１はＲＧＷ１０全体の動作を
制御する。メモリ１００２はプログラムやデータを格納
する。ディスクコントローラ１００３はハードディスク
１１００を制御する。ハードディスク１１００はプログ
ラムやデータを格納する。コンソールコントローラ１０
０４はコンソール１２００を制御する。コンソール１２
００はユーザとの入出力を行う。ネットワークコントロ
ーラ１００５ａはインターネット網との通信を行う。ネ
ットワークコントローラ１００５ｂはローカル網との通
信を行う。ＩＲＤコントローラ１００７はＩＲＤ１１を
制御する。

【００３４】ＩＲＤ１１は通信衛星３０から送られるデ
ータを受信し、データ中からＩＰパケットを取り出して
ＲＧＷ１０へと送る。

【００３５】次にＲＧＷ１０の動作を示す。ＲＧＷ１０
の動作は、ＣＰＵ１００１が、詳細を後述するＲＧＷ処
理プログラムを実行することにより実現される。

【００３６】図４はＲＧＷ処理プログラムが処理内で使
用するアドレス置換管理テーブル１７００のデータ構成
図である。アドレス置換管理テーブル１７００は元アド
レスフィールド１７０１、代替アドレスフィールド１７
０２からなる。

【００３７】元アドレスフィールド１７０１はローカル
網内のＰＣ６０ａ、６０ｂ、．．．のＩＰアドレス、代
替アドレスフィールド１７０２は衛星送信局から利用が
認められたアドレス置換用の代替ＩＰアドレスの値が格
納される。

【００３８】図５はＲＧＷ処理プログラムのフローチャ
ートである。

【００３９】ＲＧＷ１０はステップ１５０１でネットワ
ークコントローラ１００５ａ、ネットワークコントロー
ラ１００５ｂ、ＩＲＤコントローラ１００７の何れかか
らＩＰパケットを受信すると、そのＩＰパケットの終点
アドレスが自分自身であるかどうかを調べ（ステップ１
５０２）、そうである場合は次にそのＩＰパケットのプ
ロトコル種別がカプセル化されたＩＰパケットであるか
を調べ（ステップ１５０３）、ＹＥＳの場合はカプセル
化されたＩＰパケットを取り出して（ステップ１５０
４）、ステップ１５０２に戻って取り出されたＩＰパケ
ットの処理を行う。カプセル化されたＩＰパケット以外
の場合はステップ１５０５に進んで受信したパケットの
処理を行う。ステップ１５０５ではインターネットプロ
トコルに従ったさまざまな処理が行われるが、この部分
の処理は通常のルータに置けるパケット処理と違いはな
いので、詳細な説明は省略する。ステップ１５０５の次
はステップ１５１４へと進む。

【００４０】終点アドレスが自分自身以外の場合はステ
ップ１５０６でアドレス置換管理テーブル１７００を参
照して始点アドレスが元アドレスフィールドの値の何れ
かと一致するかどうかを調べ、そうである場合はアドレ
ス置換管理テーブル１７００の内容に従って始点アドレ
スの代替アドレスへの置換を行い（ステップ１５０
７）、アドレス置換後のＩＰパケットを終点アドレスが
ＳＧＷ２０、始点アドレスがＲＧＷ１０であるＩＰパケ
ットにカプセル化して（ステップ１５０８）、ステップ
１５１１へと進んでカプセル化されたＩＰパケットを送
信する。

【００４１】ステップ１５０６の結果が偽である場合は
ステップ１５０９に進み、アドレス置換管理テーブル１
７００を参照して終点アドレスが代替アドレスフィール
ドの値の何れかと一致するかどうかを調べ、そうである
場合はテーブル内容に従って終点アドレスの元アドレス
への置換を行う（ステップ１５１０）。そうでない場合
は直接ステップ１５１１へと進む。

【００４２】ステップ１５１１ではＩＰパケットの終点
アドレスがローカル網に割り当てられたアドレス範囲内
かどうかを調べ、その場合はネットワークコントローラ
１００５ｂに対してＩＰパケットを送信し（ステップ１
５１２）、そうでない場合はネットワークコントローラ
１００５ａに対してＩＰパケットを送信する（ステップ
１５１３）。ＩＰパケットの送信を終えるとステップ１
５１４へ進み、ＩＲＤコントローラ１００７を介してＩ
ＲＤ１１が正常に衛星からの電波を受信しているかどう
かを確認して、正常かどうかをＳＧＷ２０へと通知す
る。ＩＲＤ状態の通知はインターネットプロトコル中の
ＵＤＰパケットを利用して行う。また、ＳＧＷ２０への
通知は適当な間隔（例えば１０秒に一回）を置いて行
う。

【００４３】ステップ１５１４の処理を終えるとステッ
プ１５０１へと戻り、次のＩＰパケットの受信を行う。
以上がＲＧＷ１０が行うＲＧＷ処理プログラムの処理内
容である。

【００４４】次に、ＳＧＷ２０について説明する。

【００４５】図３にＳＧＷ２０のハードウェア構成図を
示す。

【００４６】ＳＧＷ２０はルータとして動作するコンピ
ュータシステムであり、ＣＰＵ２００１、メモリ２００
２、ディスクコントローラ２００３、ハードディスク２
１００、コンソールコントローラ２００４、コンソール
２２００、ネットワークコントローラ２００５ａ、ネッ
トワークコントローラ２００５ｂからなる。

【００４７】ＣＰＵ２００１はＳＧＷ２０全体の動作を
制御する。メモリ２００２はプログラムやデータを格納
する。ディスクコントローラ２００３はハードディスク
２１００を制御する。ハードディスク２１００はプログ
ラムやデータを格納する。コンソールコントローラ２０
０４はコンソール２２００を制御する。コンソール２２
００はユーザとの入出力を行う。ネットワークコントロ
ーラ２００５ａはインターネット網との通信を行う。ネ
ットワークコントローラ２００５ｂはアップリンクステ
ーション２１との通信を行う。

【００４８】アップリンクステーション２１はＩＰパケ
ットを通信衛星３０で使用されているデータ形式に変換
して、通信衛星３０へと送信する。

【００４９】次にＳＧＷ２０の動作について説明する。

【００５０】ＳＧＷ２０の動作はＣＰＵ２００１が、詳
細を後述するＳＧＷ処理プログラムを実行することによ
って実現される。

【００５１】図６はＳＧＷ処理プログラムが処理内で使
用する受信局管理テーブル２７００のデータ構成図であ
る。

【００５２】受信局管理テーブル２７００はＲＧＷアド
レスフィールド２７０１、受信局アドレス範囲フィール
ド２７０２、受信局状態フィールド２７０３の各フィー
ルドからなる。

【００５３】ＲＧＷアドレスフィールド２７０１はある
衛星受信局の持つＲＧＷ１０のＩＰアドレスを保持し、
受信局アドレス範囲フィールド２７０２はその受信局が
利用可能な代替ＩＰアドレスの範囲を保持し、受信局状
態フィールド２７０３はＲＧＷ１０から送られるＩＲＤ
状態の値を保持する。

【００５４】図７はＳＧＷ処理プログラムのフローチャ
ートである。

【００５５】ＳＧＷ１０はまずステップ２５０１でネッ
トワークコントローラ２００５ａからＩＰパケットを受
信し、そのＩＰパケットの終点アドレスが自分自身であ
るかを調べる（ステップ２５０２）。自分自身の場合は
ステップ２５０３へ進んでプロトコル種別がカプセル化
されたＩＰパケットであるかどうかを調べ、ＹＥＳの場
合はカプセル化されたＩＰパケットを取り出して（ステ
ップ２５０３）、ステップ２５０２へ戻って取り出され
たＩＰパケットの処理を行う。カプセル化されたＩＰパ
ケット以外の場合はステップ２５０５へ進み、そのパケ
ットがＲＧＷから送られたＩＲＤ状態の通知を示すＵＤ
Ｐパケットかどうかを判定し、ＹＥＳの場合はパケット
内容に従って受信者管理テーブル２７００内の受信局状
態フィールド２７０３の値を更新する。そうでない場合
はステップ２５０７へ進んで受信したパケットの処理を
行う。ＲＧＷ処理プログラム１５００中のステップ１５
０５と同様に、ステップ２５０７ではインターネットプ
ロトコルにしたがったさまざまな処理が行われるが、詳
細は省略する。ステップ２５０６、ステップ２５０７の
処理の後はステップ２５０１へと戻り、次のパケットの
受信を行う。

【００５６】終点アドレスが自分自身以外の場合はステ
ップ２５０８で終点アドレスが衛星送信局に割り当てら
れているネットワークアドレスに含まれるかどうかを判
定し、含まれていない場合はステップ２５１３へ進む。
含まれている場合は次に終点アドレスが受信局管理テー
ブル２７００内の受信局アドレス範囲フィールド２７０
２のいずれかに含まれているかどうかを調べ、含まれな
い場合はステップ２５１０、含まれる場合はステップ２
５１１へ進む。含まれる場合は次に該当する受信局の受
信局状態フィールド２７０３の値を調べ（ステップ２５
１１）、正常に受信中の場合はステップ２５１０へ進ん
でパケットをネットワークコントローラ２００５ｂへと
送信する。ネットワークコントローラ２００５ｂから送
信されたＩＰパケットはアップリンクステーション２１
で受信され、通信衛星３０へと送信される。受信局状態
が正常に受信中ではない場合は受信局管理テーブル２７
００内のＲＧＷアドレスフィールド２７０１の内容から
ＲＧＷ１０のＩＰアドレスを求め、そのＩＰパケットを
終点アドレスがＲＧＷ１０のＩＰアドレス、始点アドレ
スがＳＧＷＯ２０のＩＰアドレスであるＩＰパケットに
カプセル化し（ステップ２５１２）、カプセル化された
ＩＰパケットをネットワークコントローラ２００５ａへ
と送信する（ステップ２５１３）。ステップ２５１０、
ステップ２５１３の後はステップ２５０１へと戻り、次
のパケットの受信を行う。

【００５７】以上がＳＧＷ２０が行うＳＧＷ処理プログ
ラムの処理内容である。

【００５８】以上説明したようなＲＧＷとＳＧＷの働き
により非対称ルーティングが実現される。

【００５９】さて、以上説明してきたＲＧＷ及びＳＧＷ
の働きを前提に、ＲＧＷ上でコネクション毎に経路を切
り換える発明の一実施例のＲＧＷの動作に関して説明を
行う。

【００６０】本実施例のシステム構成は図１と同一であ
り、ＲＧＷのハードウェア構成も図２と同一である。ま
た、ＳＧＷのハードウェア構成は図３と同一であり、Ｓ
ＧＷ処理プログラムの内容も図７と同一である。

【００６１】図８はＲＧＷ処理プログラムが処理内で使
用するコネクション管理テーブル１８００のデータ構成
図である。

【００６２】コネクション管理テーブル１８００はコネ
クション識別情報フィールド１８０１、及びコネクショ
ン状態フィールド１８０２の二つのフィールドから構成
される。

【００６３】コネクション識別情報フィールド１８０１
は、コネクションを特定するための情報が格納される。
ＴＣＰプロトコルでのコネクションは規定により、コネ
クションの両端を示すネットワークアドレスとポート番
号の対（（ネットワーク番号１、ポート番号１）、（ネ
ットワーク番号２、ポート番号２））により特定され
る。また、コネクション状態フィールド１８０２にはＴ
ＣＰの規定に従ったコネクション状態（ＣＬＯＳＥＤ、
ＬＩＳＴＥＮ等）が格納される。

【００６４】図９にＴＣＰパケットフォーマット、図１
０にＴＣＰの状態遷移図を示す。図９に示すコードビッ
トの内容に従って図１０の状態遷移が行われる。なお、
ＴＣＰプロトコルの規定は広く知られた技術であるた
め、詳細な説明は省略する。

【００６５】本実施例でのＲＧＷの動作を記述するＲＧ
Ｗ処理プログラムのフローチャートを図１１に示す。

【００６６】本フローチャートではステップ１５０６と
ステップ１５０７の間にステップ１５２１が加わり、ス
テップ１５１１の前にステップ１５２２が加わった以外
では図５のフローチャートと同一である。

【００６７】ステップ１５２１では受信したＩＰパケッ
トがコネクション管理テーブル１８００に登録されてい
るコネクションを示すパケットであるかどうかを判断
し、ＹＥＳの場合はそのままステップ１５２２に進んで
始点アドレスの置換処理を行わず、ＮＯの場合は従来通
りのステップ１５０７に進んで始点アドレスの置換を行
う。アドレス置換を行わないことで結果としてこのパケ
ットはＳＧＷを経由することなく地上回線を経由してサ
ーバへと送られ、サーバからの返送も衛星回線を経由す
ることなくＲＧＷに届くこととなる。

【００６８】ステップ１５２２ではコネクション管理テ
ーブル１８００の内容を更新し、その後、ステップ１５
１１へ進んでパケットの送出処理を行う。ステップ１５
２２の処理の詳細は図１２に示す。

【００６９】図１２はコネクション管理テーブル更新処
理のフローチャートである。

【００７０】コネクション管理テーブル更新処理ではま
ずステップ１５３１で受信したパケットがＴＣＰプロト
コルを示しているかどうかを調べ、ＴＣＰ以外の場合は
ステップ１５３７へ進む。ＴＣＰの場合は次にステップ
１５３２に進み、そのパケットが示すコネクションが既
にコネクション管理テーブル１８００に登録されている
かどうかを調べ、登録されている場合はステップ１５３
３へ進んで、ＴＣＰプロトコルの規定にしたがって該当
コネクションのコネクション状態フィールド１８０２の
内容を更新する。

【００７１】登録されていない場合は、ステップ１５３
４へ進み、そのパケットの終点アドレスがアドレス置換
管理テーブル１７００内の元アドレスフィールド１７０
１のいずれかの値と一致しているかどうかを調べる。一
致していない場合は、そのパケットはアドレス置換の対
象ではないため、ステップ１５３７へと進む。一致して
いる場合はステップ１５３６へ進んで、そのパケットが
新規コネクションの開始を要求しているかどうかを判断
し、新規コネクション開始要求である場合はステップ１
５３６へ進んでそのコネクションをコネクション管理テ
ーブル１８００へと登録する。そうでないばあいは何も
せずにステップ１５３７へ進む。

【００７２】ステップ１５３７では、コネクション管理
テーブル１８００の各エントリーに対して、ＴＣＰプロ
トコル規定にしたがってタイムアウトによる状態変更が
あるかどうか調べ、タイムアウトが生じている場合は該
当するコネクション状態フィールド１８０２の内容を更
新する。

【００７３】そして、ステップ１５３８に進み、コネク
ション状態フィールド１８０２の内容が“ＣＬＯＳＥ
Ｄ”であるエントリーがあるかどうかを調べ、ある場合
はステップ１５３９でそのエントリーをコネクション管
理テーブル１８００から削除する。

【００７４】以上説明した処理を行うことで、コネクシ
ョン管理テーブル１８００には非対称ルーティングを行
うためのアドレス置換の対象となるクライアントＰＣに
対して、サーバから（代替アドレスではなく）元アドレ
スを指定してコネクションを開始したコネクションが登
録されることとなり、そうしたコネクションにはアドレ
ス置換処理を行わないことで、コネクション単位の経路
選択が可能となる。

【００７５】本実施例によれば、インターネットプロト
コルを使用したネットワークでＲＧＷ、ＳＧＷを用いて
高速であるが遅延の大きな片方向経路を使用した非対称
ルーティングを行うシステムにおいて、ＲＧＷでコネク
ション接続要求の接続先アドレスに基づいてそのコネク
ションが上記片方向経路を経由するかどうかを判別し、
コネクション単位で片方向経路を経由させるかどうかを
制御させることで、ユーザはアプリケーションを全く変
更すること無しに、そのアプリケーションが高速ではあ
るが遅延の多きな片方向経路を経由させるかどうかを選
択可能なシステムが実現できる。

【００７６】尚、本実施例ではコネクション管理テーブ
ル１８００に登録されるのはアドレス置換を行わないコ
ネクションであるが、ステップ１５２１の判定内容をコ
ネクション管理テーブルに登録されていない場合と変更
し、ステップ１５３４の判定内容を終点アドレスは代替
アドレスかどうかと変更することで、コネクション管理
テーブル１８００に登録されるのはアドレス置換を行う
場合である実施例となることは明白である。

【００７７】また、本実施例ではコネクション管理テー
ブル１８００への登録はＲＧＷ１０が自らパケットを判
別して自動的に行うが、管理者が手動で特定のコネクシ
ョンをコネクション管理テーブル１８００へ登録するこ
とを妨げるものではない。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、既存
のネットワークのルーティング方式を変更することなく
高速・大遅延の片方向経路を使用した非対称経路利用通
信システムにおいて、コネクション開始時のアドレスに
応じて大遅延の片方向経路を利用するかどうかを切り換
えるため、アプリケーションを変更することなく片方向
経路を利用するかどうかを簡単に切り換えられるシステ
ムが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図。

【図２】ＲＧＷのハードウェア構成図。

【図３】ＳＧＷのハードウェア構成図。

【図４】アドレス置換管理テーブルの構成図。

【図５】ＲＧＷ処理プログラムのフローチャート。

【図６】受信局管理テーブルの構成図。

【図７】ＳＧＷ処理プログラムのフローチャート。

【図８】コネクション管理テーブルの構成図。

【図９】ＴＣＰパケットフォーマットを示す図。

【図１０】ＴＣＰ状態遷移図。

【図１１】他のＲＧＷ処理プログラムのフローチャー
ト。

【図１２】コネクション管理テーブル更新処理のフロー
チャート。

【符号の説明】

１０…ＲＧＷ、１１…ＩＲＤ、２０…ＳＧＷ、２１…ア
ップリンクステーション、３０…通信衛星、４０…イン
ターネット網、５０…サーバ、６０…ＰＣ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 進 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内 Ｆターム(参考） 5K030 HA08 HD03 HD09 JL02 LB05

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パケットを通信機器間で送受信することを
   通信の基本処理とし、パケットの振り分けを行うルータ
   間の経路が双方向に通信可能であることを前提としてル
   ーティングを行っているネットワークシステムであっ
   て、 パケットを片方向に通信する片方向経路と、 上記片方向経路の送信側サイトに設けられ、上記ネット
   ワークシステムに接続された通信機器（以下、「送信側
   ゲートウェイ」と称す）と、 上記片方向経路の受信側サイトに設けられ、上記ネット
   ワークシステム、及び上記ネットワークシステムとは別
   のローカルシステムに接続された通信機器（以下、「受
   信側ゲートウェイ」と称す）とを合わせて備える、非対
   称経路を有するネットワークシステムにおいて、 上記受信側ゲートウェイは、 通信コネクションを登録するコネクション管理手段と、 上記ローカルシステムから送信されてきたパケットを、
   該パケットが上記コネクション管理手段に登録されてい
   る場合はそのままパケットを上記ネットワークシステム
   上に送信し、該パケットが上記テーブルに登録されてい
   ない場合はその始点アドレスを上記片方向経路の送信側
   サイトに対して上記ネットワークシステム内で予め割当
   てられているアドレス（以下、「送信局側代替アドレ
   ス」と称す）に置換してから、アドレス置換後のパケッ
   トを上記ネットワークシステム上に送信する第１のアド
   レス置換手段と、 上記片方向経路から送信されてきたパケットの終点アド
   レスが上記送信局側代替アドレスである場合には、該送
   信局側代替アドレスを、上記ローカルシステムに接続さ
   れている通信機器のアドレスに置換してから、アドレス
   置換後のパケットを上記ローカルシステム上に送信する
   第２のアドレス置換手段と、 上記コネクション管理手段にコネクションを登録、削除
   するコネクション更新手段とを有し、 上記送信側ゲートウェイは、 上記ネットワークシステムから送信されてきたパケット
   の終点アドレスが、上記送信局側代替アドレスである場
   合は、該パケットを上記片方向経路上に送信し、上記代
   替アドレスでない場合は、該パケットを上記ネットワー
   クシステム上に送信するルーティング手段を有すること
   を特徴とする選択的非対称経路利用通信システム。
2. 【請求項２】請求項１記載の非対称経路を有するネット
   ワークシステムにおいて、上記コネクション更新手段
   が、上記双方向経路から送られたコネクション開始要求
   を判別してコネクションの登録を行い、該コネクション
   の終了を判別してコネクションの削除を行うことを特徴
   とする選択的非対称経路利用通信システム。
3. 【請求項３】請求項１記載の非対称経路を有するネット
   ワークシステムにおいて、上記第１のアドレス置換手段
   が、上記ローカルシステムから送信されてきたパケット
   を、該パケットが上記コネクション管理手段に登録され
   てない場合はそのままパケットを上記ネットワークシス
   テム上に送信し、該パケットが上記テーブルに登録され
   ている場合はその始点アドレスを送信局側代替アドレス
   に置換してから、アドレス置換後のパケットを上記ネッ
   トワークシステム上に送信することを特徴とする選択的
   非対称経路利用通信システム。
4. 【請求項４】請求項３記載の非対称経路を有するネット
   ワークシステムにおいて、上記コネクション更新手段
   が、上記片方向経路から送られたコネクション開始要求
   を判別してコネクションの登録を行い、該コネクション
   の終了を判別してコネクションの削除を行うことを特徴
   とする選択的非対称経路利用通信システム。