JP2001268125A - Vpn選択接続ゲートウェイおよびそれによる通信方法 - Google Patents
Vpn選択接続ゲートウェイおよびそれによる通信方法Info
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Abstract
の複数のコンピュータが複数のNSPと同時に接続する
サービスを実現する。 【解決手段】アドレス解決とアドレス重複を検出するD
NS機能6−4と、送信元アドレスおよび送信先アドレ
スを変換するTwice−NAT機能6−5と、論理的
に独立した複数のルータ機能を持つ仮想ルータ機能6−
6と、DHCP機能6−1と、HTTPサーバ機能6−
2と、Radius Client機能6−3とを備
え、接続先ネットワークとのIPアドレスの重複を検出
しながら、送信先IPパケットのSAと重複があった場
合にはDAの変換も行い、ユーザ端末のSAを基準に選
択するVR6−6−1を用いて要求された接続先NSP
5−1,−2,−3へパケットをルーティングする。
Description
接続型アクセス系において、同一LAN内の複数のユー
ザ端末が同時に複数のNSP(Network Ser
vice Provider)への接続を可能にするV
PN選択接続ゲートウェイおよびそれによる通信方法に
関する。
電話と共存した映像伝送等のサービスを行うADSL
(Asymmetric Digital Subsc
riber Line)技術が知られている。例えば、
米国の電話会社では、ADSL技術とディジタル映像圧
縮技術のMPEG1を利用して、電話サービスと一緒に
映画等を呼び出して視聴できるビデオオンデマンドがあ
る。一方、公衆網を専用網のように利用できるサービス
としてVPNサービス(Virtual Privat
e Network Service)(仮想私設網)
が注目されている。すなわち、加入電話網をあたかも社
内の内線電話のように利用でき、例えば2〜7桁の任意
の電話番号を設定し、その番号で自由に電話できるよう
になる。これは、音声ネットワークのみならず、インタ
ーネットでもVPNサービスを提供する事業者(例え
ば、NSP(Netwok Service Prov
ider)が出ている。
クのシステム構成図である。ADSL等の常時接続アク
セス系におけるネットワークのシステム構成は、図6に
示すように、ユーザ端末1−1,1−2からADSLモ
デム(ATU−R)2を経由してアクセス網9に接続さ
れ、さらにDSLAM(Digital Subscr
iber Line Access Multiple
xer(ディジタル加入者回線アクセス多重化装置))
3とATMスイッチ4を経由してコア網10に接続さ
れ、ATMスイッチ4を経由して接続先NSP5−1,
5−2に接続される。ATU−R(ADSL Tran
sceiver Unit−Remote(ユーザ宅内
側のADSLモデム))2は、8に示すように、NAT
機能とDHCPサーバ機能とHTTPサーバ機能とを備
えている。例えば、ユーザ端末1−1からNSPまたは
企業LANのネットワーク5へ接続するためには、コア
網にあるATMスイッチ4よりユーザが契約時に登録を
行ったネットワークに固定的に設定され、契約ネットワ
ークに接続される。ユーザ端末1−1から送信されたパ
ケットは、ATU−R2からADSL網9を通り、一旦
はDSLAM3で終端された後、ATMスイッチ4によ
り当該ネットワークに転送される。
す記号は、該当する位置にあるノードが備えているプロ
トコルスタックであって、レイヤーごとのプロトコル変
換を示している。なお、DHCP(Dynamic H
ost ConfigurationProtoco
l)サーバは、TCP/IPを利用して通信する場合
に、コンピュータにIPアドレスやデフォルト、ゲート
ウェイのアドレを設定する必要があり、これを自動化す
るためのプロトコルとして、DHCPサーバ上にIPア
ドレスやデフォルト・ゲートウェイのアドレスを登録し
ておく。また、HTTP(Hyper Text Tr
ansfer Protocol)サーバは、WWWブ
ラウザとファイル等の情報を送受信するために用いるプ
ロトコルを備えたサーバである。このような構成では、
契約時に登録を行ったネットワークに固定的に設定され
ているため、ユーザの希望する複数のネットワークをオ
ンデマンドで選択することができないのは勿論のこと、
複数のユーザ端末がそれぞれ異なるネットワークに接続
することもできない。
ADSL等の常時接続アクセス系では、契約時に登録を
行ったネットワークに固定的に接続されてしまうため、
接続先の選択を行ったり、同時に複数端末により接続先
を選択して希望する企業またはNSPに接続することが
できないという問題があった。
題を解決し、ADSL等の常時接続アクセス系を利用し
たコンピュータ通信において、接続先のオンデマンド選
択(以下、選択接続サービスと記す)と、ユーザ側LA
Nの複数のコンピュータが複数のNSPと同時に接続す
るサービス(以下、同時選択接続サービスと記す)とを
実現することができるようなVPN選択接続ゲートウェ
イおよびそれによる通信方法を提供することにある。
め、本発明のVPN選択接続ゲートウェイは、ユーザ側
に設置する装置として、アドレス解決とアドレス重複を
検出するDNS機能と、送信元アドレス(SA)および
送信先アドレス(DA)を変換するTwice−NAT
機能と、論理的に独立した複数のルータ機能を持つ仮想
ルータ(VR)機能と、さらにDHCP機能、HTTP
サーバ機能、RadiusClient機能を備え、こ
れらを組み合わせることにより接続先ネットワークとの
IPアドレス重複を検出しながら、送信先IPパケット
のSAと重複があった場合のDAの変換も行い、ユーザ
端末のSAを基準に選択するVRを用いて、要求された
接続先NSPへパケットをルーティングする。これによ
り、ユーザPCと接続NSP内のPCのIPアドレスの
重複を許容しながら、複数の接続先に任意に、かつ同時
に接続することが可能になる。
より詳細に説明する。 (第1の実施例)図1は、本発明の第1の実施例を示す
ネットワーク構成のシステム構成図であり、図2は図1
におけるVSG(VPN Selection Gat
eway)のパケット処理の説明図である。第1の実施
例では、VSG6とADSLモデム(ATU−R)2と
が別個に設けられた場合を示しており、第2の実施例の
ように、両者が一体化されていない。図1に示すよう
に、第1の実施例では、アクセス網9のADSLモデム
(ATU−R)2の前段階に、81に示すように、Tw
ice−NAT機能、VR機能(仮想ルータ機能)、D
NS(domain Name System Ser
ver)サーバ機能、DHCPサーバ機能、HTTPサ
ーバ機能およびRadius Client機能を備え
たVSG6を設置したことを特徴としている。なお、D
NSサーバは、アドレス解決を行うサーバであり、Tw
ice−NATのNATとは、基本的にSA(Sour
ce Address)のみをPrivate←→Gr
obalの変換を行うが、Twice−NATはSAの
みならず、DA(Distination Addre
ss)についても、変換を行う。NATの場合には、接
続先のアドレス空間がGlobalなものを想定してい
る。接続先が社内LAN等で、プライベートアドレスを
用いている場合には、宅内LAN側のプライベートアド
レス空間とコンフリクトを起こす場合がある。そのた
め、SAのみならず、DAについても、アドレス変換を
行い、アドレスがコンフリクトしないようにする。DN
S(Domain Name System)機能は、
TCP/IPネットワークでは、ドメインと呼ぶ論理的
なグループを階層的に設定でき、論理グループ名称であ
るドメイン名をコンピュータの名前の一部に組み込んで
利用している。DNSサーバは、ホスト名とIPアドレ
スの対応表を持っている。また、Radius Cli
ent(Remote Authentication
Dial−in User Service Cli
ent)は、アクセスサーバ経由で送られてくるユーザ
IDとパスワードを、ユーザ情報の管理テーブルと突き
合わせて認証の可否を、アクセスサーバに伝える。この
サーバは、ユーザ毎にアプリケーション・サーバのアク
セス権限を与えたり、課金情報を収集するなどの管理用
サーバである。
1のPC(図示省略)と通信し、PC1−2がNSP#
2のPC(図示省略)と通信する例を示している。その
ため、複数同時選択サービスを行うためには、複数のP
PPセッションを張る必要があり、そのためにL2TP
を用いている。PPP(Point to Point
Protocol)は、2点間を接続してデータ通信
する場合に利用するWAN用プロトコルである。ユーザ
PC1−1から送られたIPパケットは、SAによりV
Rが選択され、DHCPサーバにより割り当てられたプ
ライベートアドレスをNAT機能を用いて、NSPから
割り当てられたアドレスに変換する。DNSサーバによ
り接続先PCとIPアドレスの重複が検出された場合に
は、DAについても変換を行う。変換されたパケット
は、指定のVC(Virtual Channel)を
通ってNSPに転送される。これと並行して、他のユー
ザPCが他のNSPに接続要求する場合には、SAを確
認して、異なるVRを選択するために、複数のPCが同
時に複数のNSPに接続することが可能になる。
のためのパケット処理が行われる状態を示している。図
2において、6はVSG、6−1〜6−4はVSG6内
に実装されたDHCPサーバ機能、Radius Cl
ient機能、HTTPサーバ機能、およびDNSサー
バ機能を示している。6−5〜6−9はVSG内の参照
テーブルであり、詳細には、SA−VR対応テーブル6
−5、VR(仮想ルータ)6−6、アドレス変換テーブ
ル(プライベート側)6−7、アドレス変換テーブル
(グローバル側)6−8、およびARPテーブル6−9
である。6−10はL2TP、7はダイアルアップだけ
でなく、ADSLやATMを収容するためのアクセスサ
ーバであるBAS(Bradband Access
Server)を示している。PC1−1,1−2,1
−3の電源を投入すると、VSGのDHCPサーバ6−
1からIPアドレスを取得する。なお、ここでは、DH
CPサーバがPC1−1,1−2,1−3に与えるIP
アドレスは、RFC1918に定められた任意のクラス
のプライベートアドレスとする。
N選択接続ゲートウェイの動作シーケンスチャートであ
る。PC1−1は、予めDHCPにIPアドレスを要求
し(101)、DHCPサーバ6−1からIPアドレス
を取得する(102)。PC1−1,1−2,1−3が
Webブラウザを用いてHTTPサーバ6−2に接続し
(103)、サーバ6−2からNSP選択画面が表示さ
れることで(104)、GUI(Graphical
User Interface)により接続先NSPを
選択し(VR決定)(105)、ユーザ名、パスワード
を入力してRadius Client6−3が選択し
た接続先NSPの認証サーバに認証要求を送出して(1
06)、認証を行う(108)。なお、認証動作は、接
続先ネットワークのRAS(Remote Acces
s Srver(ダイアルアップユーザを収容し、コア
網へパケットを転送する装置))に問い合わせる。ユー
ザの認証が行われた場合、SA−VR対応テーブル6−
5の選択VR名フィールドにPCの送出パケットのSA
と対応付けられた接続NSP用のVR名が設定される
(109)。例えば、SA:a→VR名:VR1に、S
A:b→VR名:VR2に、それぞれ変換される。同時
に、NSP側から割り当てられたIPアドレス(Ga)
とPC1−1に割り当てられているプライベートアドレ
ス(a)を対応付けるアドレス変換テーブル6−7を生
成する(110)。PC1−2についても、同様に生成
する。PC1−1,1−2が行ったARPテーブルの処
理からPCのIPアドレスとMACアドレスを対応付け
たARPテーブル6−9の生成を行う(111)。
ットを送出する処理手順を述べる。NSP#1のPC5
−1−1と通信するPC1−1は、PC5−1−1の名
前からそのIPアドレスを解決するために、DNSのq
ueryパケット(Requestパケットに対する返
答)をVSG6のDSNサーバ6−4に送信する(11
2)。VSG6は、VR6−6−1により指定されてい
る接続先NSP5−1のDNSサーバ5−1−2へ、P
C1−1からのDNSqueryをフォワードする(1
13)。NSP#1のDNSサーバから、PC5−1の
DNSサーバから、PC5−1−1のIPアドレス
(a′)がresponseとして返送される(11
4)。なお、‘a’と‘a′’とは同じIPアドレスで
ある。ところが、ここでPC1−1とPC5−1のIP
アドレスが共に‘a’となって、重複が発生する。そこ
で、DNSサーバ5−1−2は、PC5−1−1のIP
アドレス(a′)を他の任意のアドレス(Ge)に変換
し、VR6−6−1のアドレス変換テーブル(グローバ
ル側)6−8にそのマッピングを追加する(115)。
nseパケットをPC1−1に送信する(116)。こ
れで、PC1−1の中では、PC5−1−1のIPアド
レスは‘Ga’と記憶される。今後、PC1−1からP
C5−1−1宛に送信されるIPパケットは、SA:
a、DA:Geとして送信されることになる。送信され
たパケットは、VSG6においてパケットのSAから適
切なVRが選択され、SAとDA双方の変換を行う(1
17,118)。すなわち、SA:a→Ga、DA:G
e→a′に変換される。この変換により、パケットはア
ドレスGe宛のものとして、L2TPトンネリング6−
10を用いてPPP#1を通り、DSLAM3およびB
AS7を経由してコア網10に送出される(図1参
照)。
るパケット(119)は、PPP#1を通りVSG6に
送出され、VSG6においてSAとDAの変換が行われ
る(SA:a′→Ge、DA:Ga→a)(120)。
そして、ARPテーブル6−9を参照してPC1−1に
送信される(121)。同時に、PC1−2がNSP#
2と通信を行うことも可能である。PC1−2はNSP
#2を選択したものとする。全てのテーブルは、図4の
シーケンスチャートに示すように設定され、PC1−2
とその他のPCからの送信データは選択VRが異なるた
め、送出先VC(Virtual Channel)が
PC1−1とは独立している。そのため、PC1−1か
らの送出データとPC1−2からの送出データとが混同
されるという問題は生じない。
実施例を示すネットワークの構成図であり、図5は、図
4において、ATU−R機能を内蔵したVSGを用いた
常時接続ADSLネットワークの図である。なお、本実
施例では、PPPoverATMを用いているが、IP
overATMでも同様に行うことができる。第2の実
施例では、VSGとATU−R機能を一体化した構成の
VSG6aを用いた場合を示している(図4の82参
照)。この場合には、第1の実施例とは異なって、VS
GとATU−Rの間のインターフェイスによる制約がな
いため、ADSLのATMインターフェイスに直接パケ
ットを転送することができる。すなわち、ATM上で、
複数VC(Virtual Channel)を張るこ
とができるため、図1で示したようにPPPセッション
を複数張るためL2TPプロトコルを用いる必要がな
い。また、図5のVSG内の構成についても、図2にお
けるL2TP6−10の代りにATU−R機能6−11
が配置されている。それ以外の構成は、ほぼ同一であ
る。IPパケットの送出処理シーケンスに関しては、図
3に示す第1の実施例と同じであるが、VR(仮想ルー
タ)には送出先VC(Virtual Channe
l)が記述されており、IPパケットVCを経由してB
AS7まで転送される点で異なっている。
DNSサーバ機能、HTTPサーバ機能、Radius
Client機能、DHCPサーバ機能、SA+VR
ルーティング機能を実装したVPN選択接続ゲートウェ
イを設けることにより、ユーザ側LANと接続するNS
Pのアドレス重複が発生することがないため、複数のコ
ンピュータが複数のNSPに同時に接続することが可能
になる。
ネットワークの構成図である。
ークによる動作シーケンスチャートである。
ネットワークの構成図である。
の詳細構成図である。
ある。
SPのPC、2…ATU−R(ADSLモデム)、3…
DSLAM、4…ATMスイッチ(交換機)、5−1,
5−2,5−3…NSP、6…VSG、7…BAS、8
1,82…VPN選択接続ゲートウェイ(VSG)、9
…アクセス網、10…コア網、6−1…DHCPサーバ
機能、6−2…HTTPサーバ機能、6−3…Radi
us Client機能、6−4…DNSサーバ機能、
6−5…SA−VR対応テーブル、6−6…VR、6−
7…アドレス変換テーブル(プライベート側)、6−8
…アドレス変換テーブル(グローバル側)、6−9…A
RPテーブル、5−1−2…NSP側のDNSサーバ。
Claims (3)
- 【請求項1】 HTTPサーバとして機能する手段と、
DHCPサーバとして機能する手段とを有する選択接続
ゲートウェイにおいて、 ユーザ端末からの接続要求に基づいて、送信元アドレス
および送信先アドレスを変換するTwice−NAT変
換手段と、 論理的に独立した複数のルータとして機能する仮想ルー
ティング手段とを備えたことを特徴とするVPN選択接
続ゲートウェイ。 - 【請求項2】 ユーザ端末からの接続要求に基づき、接
続先ネットワークのDSNサーバに問い合わせを行い、
該問い合わせに対する回答からIPアドレスの重複を検
出し、重複がある場合には、接続先端末のIPアドレス
を未使用のIPアドレスに変換して、該変換されたIP
アドレスをテーブルに登録し、接続先ネットワーク内の
端末のIPアドレスとして前記ユーザ端末に通知し、 ユーザ端末から接続先ネットワーク宛の上りパケットの
送信元アドレスを接続先ネットワークが該ユーザ端末に
配布したIPアドレスに変換し、かつ前記重複のないア
ドレスに置換し、 複数のルーティングテーブルにより、論理的に独立した
複数のルートを選択して該パケットを送出することを特
徴とするVPN選択接続ゲートウェイによる通信方法。 - 【請求項3】 請求項1に記載のVPN選択接続ゲート
ウェイにおいて、 前記各手段に加えて、ユーザ端末が起動する該ユーザ端
末にIPアドレスを配布する手段と、 接続先ネットワークを切り替えるためのGUIを提供す
る手段と、 接続先ネットワークのRASに問い合わせる認証手段
と、 PPP接続を行うための手段とを備えたことを特徴とす
るVPN選択接続ゲートウェイ。
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