JP2002077242A - パケット伝送方法および送信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＩＰｓｅｃを適用したパケット伝送において
ヘッダを効率的に圧縮できるようにすること。 【解決手段】 送信側データ端末１０１では、送信すべ
き各パケット毎に、当該パケット内のトランスポートヘ
ッダを圧縮トランスポートヘッダまたはフルトランスポ
ートヘッダに変換し、ＩＰヘッダのオプションフィール
ド（ＩＰｖ４の場合）に格納する。そして、このＩＰヘ
ッダをペイロードに付加して送信する。パケットの暗号
化に際しては、送信側データ端末１０１または送信側Ｇ
Ｗ１０２においてパケットのうちペイロードのみが暗号
化されて送信される。これにより、送信側ノード１０３
と受信側ノード１０４の間など暗号化区間内の任意の中
継装置間において、ヘッダ圧縮を用いたパケット伝送を
行うことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、いわゆるＩＰｓ
ｅｃを適用したパケット伝送に好適なパケット伝送方
法、ならびにこれに用いられる送信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、特に企業などでは、拠点間におけ
るデータ伝送を専用回線ではなくインターネットを介し
て行いたいという要求が強くなってきている。しかしな
がら、インターネットを利用したデータ伝送は、盗聴、
メッセージの改竄、なりすましなどの危険性があり、機
密性を有するデータの伝送には適していない。

【０００３】そこで、この問題を解決するために、暗号
化や認証の技術を利用したＶＰＮ（Virtual Private Ne
twork）が提唱されている。このＶＰＮにおけるＩＰレ
ベルでの暗号化や認証に関するプロトコルがＩＰｓｅｃ
（IP security protocol）である。このＩＰｓｅｃにつ
いては、ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Forc
e）が発行するＲＦＣ（Request For Comment）に規定さ
れている。

【０００４】ここで、図１３を参照し、ＩＰｓｅｃを適
用したパケット伝送について説明する。図１３におい
て、ＶＰＮ５００は、ＬＡＮ（Local Area Network）５
１０と、ネットワーク５２０と、ＬＡＮ５３０とにより
構成されている。ＬＡＮ５１０は、パケットの送信元と
なる送信側データ端末５５１や送信側ＧＷ（gateway）
５５２を有している。ネットワーク５２０は、送信側ノ
ード５５３や受信側ノード５５４を有し、パケットの中
継を担うネットワークである。このネットワーク５２０
は、例えば、インターネットや公衆回線網などによって
構成されている。また、ＬＡＮ５３０は、受信側ＧＷ５
５５やパケットの送り先となる受信側データ端末５５６
を有する。

【０００５】このようなＶＰＮ５００におけるパケット
伝送の形態としては、以下に述べるトランスポートモー
ドとトンネルモードとがある。トランスポートモード
は、送信側データ端末５５１から受信側データ端末５５
６までの全区間を暗号化されたパケットの伝送区間とす
るモードである。まず、このトランスポートモードにお
けるパケットの暗号化および復号化について具体的に説
明する。送信側データ端末５５１では、図１４に示すよ
うに、送信すべきパケットのうち、ＩＰヘッダ以外の、
トランスポートヘッダとペイロードのみを暗号化して当
該パケットを送信する。ここで、トランスポートヘッダ
は、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）ヘッ
ダ、またはＲＴＰ（Realtime Transport Protocol）ヘ
ッダおよびＵＤＰ（User Datagram Protocol）ヘッダに
より構成される。そして、受信側データ端末５５６にお
いて、受信したパケット内の暗号化されたペイロードが
復号化される。

【０００６】これに対してトンネルモードは、送信側Ｇ
Ｗ５５２から受信側ＧＷ５５５までの区間のみを暗号化
されたパケットの伝送区間とするモードである。このト
ンネルモードにおけるパケットの暗号化および復号化に
ついて具体的に説明すると、送信側ＧＷ５５２では、ま
ず、送信側データ端末５５１から暗号化されていないパ
ケットを受信すると、図１５に示すように、受信したパ
ケット全体を暗号化する。次いで、これに送信元ＧＷ
（当該送信側ＧＷ５５２）のＩＰアドレスを発アドレ
ス、送信先ＧＷ（受信側ＧＷ５５５）のＩＰアドレスを
着アドレスとする新たなＩＰヘッダを付加して当該パ
ケットを送信する。そして、受信側ＧＷ５５５におい
て、受信したパケット内の暗号化されたペイロードが復
号化される。

【０００７】一方、例えば、ＲＦＣ２５０７やＲＦＣ２
５０８に規定されている圧縮ヘッダを用いたパケット伝
送方法では、パケット伝送を行う場合に、個々のパケッ
トに占めるＩＰヘッダやトランスポートヘッダのデータ
量を低減することにより、通信効率を高めている。

【０００８】この圧縮ヘッダを用いたパケット伝送方法
は、例えば、図１３において、ネットワーク５２０に含
まれる送信側ノード５５３と受信側ノード５５４との間
で行われる。具体的に説明すると、送信側ノード５５３
では、送信するパケットのうち、一部のパケット内のＩ
Ｐヘッダやトランスポートヘッダは圧縮することなく、
フルヘッダパケットとして受信側ノード５５４に送信す
る一方、他の一部のパケット内のＩＰヘッダやトランス
ポートヘッダを、フルヘッダパケットまたは先行するパ
ケットを参照することにより圧縮して圧縮ヘッダに変換
し、ヘッダ圧縮パケットとして受信側ノード５５４に送
信する。そして、受信側ノード５５４では、受信したヘ
ッダ圧縮パケットをフルヘッダパケットの内容などを参
照して復元する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た圧縮ヘッダを用いたパケット伝送方法をＩＰｓｅｃを
適用したＶＰＮ５００に用いた場合、以下の問題があっ
た。

【００１０】（１）トランスポートモードの場合 送信側データ端末５５１においてトランスポートヘッダ
を暗号化してしまうので、送信側データ端末５５１以降
の中継装置（例えば、送信側ＧＷ５５２や送信側ノード
５５３など）では、ＩＰヘッダのみしか圧縮することが
できない。したがって、ヘッダの圧縮効率が低下し、通
信効率の低下を招く。

【００１１】（２）トンネルモードの場合 送信側ＧＷ５５２においてパケット全体を暗号化してし
まうので、送信側ＧＷ５５２以降の中継装置（例えば、
送信側ノード５５３など）では、送信側ＧＷ５５２によ
って付加されたＩＰヘッダのみしか圧縮することがで
きない。したがって、ヘッダの圧縮効率が低下し、通信
効率の低下を招く。

【００１２】本発明は、以上説明した事情に鑑みてなさ
れたものであり、ＩＰｓｅｃを適用したパケット伝送に
おいてヘッダを効率的に圧縮することが可能なパケット
伝送方法および送信装置を提供することを目的としてい
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、送信側装置
から受信側装置に至る伝送区間の一部または全部を暗号
化区間とし、前記伝送区間では、トランスポート層に対
応したヘッダまたは該ヘッダを圧縮した圧縮ヘッダをオ
プションとして含むネットワーク層に対応したヘッダを
生成し、このヘッダをペイロードに付加したパケットを
伝送し、前記暗号化区間では、前記パケットにおけるペ
イロードのみを暗号化して伝送することを特徴とするパ
ケット伝送方法を要旨とする。

【００１４】また、この発明は、送信すべき各パケット
におけるトランスポート層に対応したヘッダのうち、一
部のパケットのヘッダを圧縮して圧縮ヘッダに変換する
変換手段と、前記ヘッダまたは前記変換手段により変換
された圧縮ヘッダをオプションとして含むネットワーク
層に対応したヘッダを生成する生成手段と、前記生成手
段により生成されたヘッダを前記パケットにおけるペイ
ロードに付加したパケットを送信する送信手段と、を具
備することを特徴とする送信装置を要旨とする。

【００１５】また、この発明は、送信すべき各パケット
におけるトランスポート層に対応したヘッダのうち、一
部のパケットのヘッダを圧縮して圧縮ヘッダに変換する
変換手段と、前記ヘッダまたは前記変換手段により変換
された圧縮ヘッダをオプションとして含むネットワーク
層に対応したヘッダを生成する生成手段と、前記パケッ
トにおけるペイロードを暗号化する暗号化手段と、前記
生成手段により生成されたヘッダを前記暗号化手段によ
り暗号化されたペイロードに付加したパケットを送信す
る送信手段と、を具備することを特徴とする送信装置を
要旨とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。かかる実施の形態は本発明の
一態様を示すものであり、この発明を限定するものでは
なく、本発明の範囲内で任意に変更可能である。

【００１７】Ａ−１．実施形態の構成 図１は、この発明の一実施形態に係るＶＰＮ１０の構成
を模式的に例示するブロック図である。このＶＰＮ１０
には、ＩＰｓｅｃが適用されている。同図において、Ｖ
ＰＮ１０は、ＬＡＮ２０と、ネットワーク３０と、ＬＡ
Ｎ４０と、により構成されている。ＬＡＮ２０は、パケ
ットの送信元となる送信側データ端末１０１や送信側Ｇ
Ｗ１０２を有する。ネットワーク３０は、送信側ノード
１０３や受信側ノード１０４を有し、パケットの中継を
担うネットワークである。このネットワーク３０は、例
えば、インターネットや公衆回線網などによって構成さ
れている。また、ＬＡＮ４０は、受信側ＧＷ１０５やパ
ケットの送り先となる受信側データ端末１０６を有す
る。また、上述した送信側ＧＷ１０２や受信側ＧＷ１０
５は、ネットワーク間のアクセスを制御するとともに、
送信側ノード１０３や受信側ノード１０４と同様に、パ
ケットの中継を行う役割を担っている。

【００１８】このＶＰＮ１０におけるパケット伝送の形
態としては、送信側データ端末１０１から受信側データ
端末１０６までの全区間を暗号化されたパケットの伝送
区間とするトランスポートモードと、送信側ＧＷ１０２
から受信側ＧＷ１０５までの区間のみを暗号化されたパ
ケットの伝送区間とするトンネルモードとがある。トラ
ンスポートモードでは、送信側データ端末１０１におい
てパケットの暗号化が行われ、受信側データ端末１０６
において暗号化されたパケットの復号化が行われる。ま
た、トンネルモードでは、送信側ＧＷ１０２においてパ
ケットの暗号化が行われ、受信側ＧＷ１０５において暗
号化されたパケットの復号化が行われる。

【００１９】また、トランスポートモードおよびトンネ
ルモードにおいて、送信側データ端末１０１は、送信す
べきパケットを、トランスポートヘッダを圧縮したヘッ
ダ圧縮パケットまたはフルヘッダを有するフルヘッダパ
ケットに変換する機能を有する。また、受信側データ端
末１０６は、受信したヘッダ圧縮パケットまたはフルヘ
ッダパケットから送信前のパケットを復元する機能を有
する。

【００２０】なお、図１に示すネットワーク３０には、
送信側ノード１０３および受信側ノード１０４が１つず
つ含まれている場合を例示しているが、より多くのノー
ドが含まれていてもよいことは勿論である。

【００２１】次に、図２を参照して送信側データ端末１
０１の構成を説明する。同図に示すように、送信側デー
タ端末１０１は、制御部２０１、送信部２０２および記
憶部２０３と、これらの各部を接続するバス２０４とを
含んで構成されている。

【００２２】制御部２０１は、ＣＰＵ（Central Proces
sing Unit）を備え、記憶部２０３に記憶されたプログ
ラムを実行することにより送信側データ端末１０１の各
部を制御する。この制御部２０１は、送信するパケット
を生成するとともに、トランスポートモードである場合
には、後述するパケット送信処理を実行する。またト
ンネルモードである場合には、後述するパケット送信処
理を実行する。これらの処理については後の動作説明
において詳述する。また、送信部２０２は、制御部２０
１から出力されたデータを通信回線を介して送信側ＧＷ
１０２に送信する。

【００２３】次に、図３は、送信側ＧＷ１０２の構成を
例示するブロック図である。同図に示すように、送信側
ＧＷ１０２は、受信部３０１、制御部３０２、送信部３
０３および記憶部３０４ｂと、これらの各部を接続する
バス３０５とを含んで構成されている。

【００２４】受信部３０１は、送信側データ端末１０１
から送信されたパケットを通信回線を介して受信し、制
御部３０２に出力する。制御部３０２は、ＣＰＵを備
え、記憶部３０４に記憶されたプログラムを実行するこ
とにより送信側ＧＷ１０２の各部を制御する。この制御
部３０２は、トンネルモードである場合に、後述するパ
ケット制御処理を実行する。この処理については後の動
作説明において詳述する。また、送信部３０３は、制御
部３０２から出力されたデータを通信回線を介して送信
側ノード１０３に送信する。

【００２５】Ａ−２．実施形態の動作 前述したようにＶＰＮ１０におけるパケット伝送の形態
は、トランスポートモードとトンネルモードとがある。
以下ではモード別に動作説明を行う。

【００２６】（１）トランスポートモード 送信側データ端末１０１の制御部２０１では、送信する
パケットを生成すると、パケット送信処理のルーチン
を実行する。

【００２７】このパケット送信処理の概略を説明する
と、制御部２０１は、図４に示すように、送信すべき各
パケット毎に、当該パケット内のトランスポートヘッダ
を圧縮トランスポートヘッダまたはフルトランスポート
ヘッダに変換してＩＰヘッダのデータの一部として格納
し直すとともに、ペイロードを暗号化した後、当該パケ
ットを送信側ＧＷ１０２に送信する。なお、図４におい
ては、便宜上、ＩＰヘッダのデータの一部として格納さ
れるデータを「圧縮トランスポートヘッダ」と記載して
いるが、実際にはこの部分に、圧縮トランスポートヘッ
ダまたはフルトランスポートヘッダのいずれかが格納さ
れる。

【００２８】図５は、本実施形態に係る送信側データ端
末１０１において、トランスポートモードの場合に実行
されるパケット送信処理の動作を示すフローチャート
である。図５に示すように、まず、制御部２０１は、送
信すべきパケット毎に当該パケットのトランスポートヘ
ッダが圧縮可能であるか否かを判別する（ステップＳ１
０１）。そして、圧縮可能でない場合はフルトランスポ
ートヘッダを作成した後（ステップＳ１０２）、ステッ
プＳ１０４に移行する。また、制御部２０１は、トラン
スポートヘッダが圧縮可能であると判別した場合は、圧
縮トランスポートヘッダを作成した後（ステップＳ１０
３）、ステップＳ１０４に移行する。

【００２９】ここで、フルトランスポートヘッダおよび
圧縮トランスポートヘッダについて、ＲＴＰ／ＵＤＰヘ
ッダの場合を例に説明する。なお、以下に説明するフル
トランスポートヘッダおよび圧縮トランスポートヘッダ
は一例に過ぎず、そのデータ構造や圧縮方法は以下の記
載例に限定されるものではない。

【００３０】図６（ａ）に示すように、フルトランスポ
ートヘッダは、ＲＴＰ／ＵＤＰヘッダに含まれるレング
ス値lengthを、当該フルトランスポートヘッダを特定す
るためのコンテキストＩＤ番号CONTEXT_IDおよび送信順
に付される連続番号であるリンクシーケンス番号link_s
eqを含む情報に置き換えたものである。

【００３１】また、圧縮トランスポートヘッダは、図６
（ａ）に示すトランスポートヘッダを圧縮したものであ
って、そのデータ構成を図６（ｂ）に示す。この圧縮ト
ランスポートヘッダは、図６（ａ）に示すＲＴＰ／ＵＤ
Ｐヘッダ内において、密なハッチングが施された部分の
データ、すなわち、送信される各パケットにおいて共通
のデータ（以下、「一定値フィールド」という）や、ハ
ッチングが施されていない部分のデータ、すなわち、送
信される各パケットにおいて値が所定値ずつ変化し、連
続する２つのパケット間における差分値が一定と期待さ
れるデータ（以下、「差分一定フィールド」という）を
原則として含ませないようにすることでＲＴＰ／ＵＤＰ
ヘッダのデータ量を低減したものである。

【００３２】但し、差分一定フィールドのデータは、必
ずしも全てのパケット間でその差分値が一定値になると
は限らず、変更が生じる場合がある。このような場合に
変化後の差分値を受信側データ端末１０６に通知するた
め、図６（ｂ）に示す圧縮トランスポートヘッダでは、
各差分一定フィールドについて差分値の変更の有無を示
すフラグＳおよびＴが含まれるとともに、各差分値に変
更があった場合には、図６（ｂ）に破線で示すように、
当該変更後の差分値が圧縮トランスポートヘッダのデー
タとして付加される。

【００３３】具体的には、ＲＴＰヘッダ内のシーケンス
番号の差分値に変更があった場合には、フラグＳに
「１」がセットされるとともに、図６（ｂ）に破線で示
すように、当該変更後のシーケンス番号の差分値を表す
シーケンス番号差分値（delta RTP sequence）が圧縮ト
ランスポートヘッダのデータとして付加される。同様
に、ＲＴＰヘッダ内のタイムスタンプの差分値に変更が
あった場合には、フラグＴに「１」がセットされるとと
もに、図６（ｂ）に破線で示すように、当該変更後のタ
イムスタンプの差分値を表すタイムスタンプ差分値（de
lta RTP timestamp）が圧縮トランスポートヘッダのデ
ータとして付加される。また、圧縮トランスポートヘッ
ダには、受信側データ端末１０６においてパケットが正
しく復元できたか否かを判断するためのＵＤＰチェック
サムを付加することができる。

【００３４】一方、上述した一定値フィールドのデータ
は、必ずしも全てのパケットにおいて一定値になるとは
限らず、変更が生じる場合がある。このような場合や最
初のパケットを送信する場合には、上記ステップＳ１０
１においてトランスポートヘッダが圧縮不可能であると
判断され、フルトランスポートヘッダが作成される。図
５に戻り、次いで、制御部２０１は、上記ステップＳ１
０２またはＳ１０３において作成したフルトランスポー
トヘッダまたは圧縮トランスポートヘッダをＩＰヘッダ
のオプション（ＩＰｖ４の場合）として挿入する（ステ
ップＳ１０４）。

【００３５】このＩＰヘッダオプションについて具体的
に説明すると、図７に示すＩＰｖ４ヘッダにおいて、オ
プション（option）フィールドには、オプションタイプ
とオプションデータとが格納される。制御部２０１は、
オプションタイプとして圧縮ヘッダタイプを、オプショ
ンデータとして圧縮トランスポートヘッダまたはフルト
ランスポートヘッダを格納する。

【００３６】ここで、圧縮ヘッダタイプとは、オプショ
ンデータとして格納されるデータが、ＲＴＰ／ＵＤＰヘ
ッダを圧縮したものであるのか、ＴＣＰヘッダを圧縮し
たものであるのか、あるいはフルトランスポートヘッダ
であるのかなど、格納データの種類を示す情報である。
また、IHL（ Internet Header Length）フィールドに
は、オプションを含むＩＰヘッダのデータ長を３２ビッ
ト単位で指定するデータが格納され、パディング（padd
ing ）フィールドには、ＩＰヘッダのビット長を３２ビ
ット境界に揃えるためのパディング文字「０」が格納さ
れる。このＩＰヘッダのオプションフィールドおよびＩ
Ｐヘッダは、パケットの暗号化に際しても暗号化がされ
ないデータフィールドとして予め定義されている。

【００３７】図５に戻り、制御部２０１は、以上説明し
たステップＳ１０４の処理を終えると、パケット内のペ
イロードを暗号化し（ステップＳ１０５）、当該パケッ
トを送信部２０２を介して送信側ＧＷ１０２に送信する
（ステップＳ１０６）。そして、制御部２０１は、送信
したパケットが最終パケットであるか否かを判別し（ス
テップＳ１０７）、最終パケットでない場合には、上記
ステップＳ１０１に戻る。また、最終パケットであると
判別した場合には、当該パケット送信処理を終了す
る。

【００３８】以上説明したパケット送信処理により、
送信側データ端末１０１から送信側ＧＷ１０２へ各パケ
ットが送信される。トランスポートモードにおいて送信
側ＧＷ１０２および受信側ＧＷ１０５は、ネットワーク
間のアクセス制御および伝送されるパケットの中継を行
う。この際、送信側ＧＷ１０２では、受信した各パケッ
ト内のＩＰヘッダ（非暗号化）を参照してネットワーク
３０内の送信側ノード１０３に当該各パケットを送信す
る。

【００３９】次に、送信側ノード１０３では、受信した
各パケットのＩＰヘッダおよび当該ＩＰヘッダのオプシ
ョンとして格納されている圧縮トランスポートヘッダま
たはフルトランスポートヘッダをさらに圧縮して受信側
ノード１０４に送信する。この送信側ノード１０３と受
信側ノード１０４との間の区間は、例えば、無線リンク
区間など他の区間に比べて通信容量が低い区間を想定し
ている。したがって、この区間では、伝送する個々のパ
ケットのデータ容量を極力少なくして通信効率を高める
ことが望ましい。

【００４０】本実施形態では、既に、送信側データ端末
１０１から圧縮トランスポートヘッダを用いたパケット
伝送を行っている。したがって、送信側ノード１０３
は、受信した各パケット毎に、当該パケット内のＩＰヘ
ッダおよびそのオプションとして格納されている圧縮ト
ランスポートヘッダまたはフルトランスポートヘッダの
データ容量をさらに低減する処理を行う。

【００４１】具体的には、まず、送信側ノード１０３で
は、受信したパケット毎に、ＩＰヘッダのオプションと
して圧縮トランスポートヘッダが格納されているのか、
それともフルトランスポートヘッダが格納されているの
かを圧縮ヘッダタイプに従って判別する。

【００４２】そして、ＩＰヘッダのオプションとして圧
縮トランスポートヘッダが格納されている場合には、図
８に示すように、ＩＰヘッダと圧縮トランスポートヘッ
ダを圧縮して圧縮ＩＰ／トランスポートヘッダに変換
し、当該パケットを受信側ノード１０４に送信する。な
お、図８は、送信側ノード１０３で受信したパケットに
ＩＰヘッダのオプションとして圧縮トランスポートヘッ
ダが格納されている場合を例示している。

【００４３】この送信側ノード１０３で行なわれるヘッ
ダ圧縮方法は種々考えられるが、例えば、以下の方法が
ある。 ＜ヘッダ圧縮方法１＞ＲＦＣ２５０７に規定されている
方法を用いてＩＰヘッダのみを単独で圧縮して圧縮ＩＰ
ヘッダに変換し、当該圧縮ＩＰヘッダと圧縮トランスポ
ートヘッダを圧縮ＩＰ／トランスポートヘッダとする方
法。

【００４４】＜ヘッダ圧縮方法２＞送信側ノード１０３
において圧縮トランスポートヘッダを一度復元し、ＲＦ
Ｃ２５０８に規定されている方法を用いてトランスポー
トヘッダとＩＰヘッダをまとめて圧縮して圧縮ＩＰ／ト
ランスポートヘッダを得る方法。

【００４５】この＜ヘッダ圧縮方法２＞では、ＩＰヘッ
ダとトランスポートヘッダをまとめて圧縮することがで
きるので、＜ヘッダ圧縮方法１＞と比較してさらにヘッ
ダ部のデータ容量を低減することができる。

【００４６】一方、送信側ノード１０３では、受信した
パケットのＩＰヘッダにオプションとしてフルトランス
ポートヘッダが格納されている場合には、ヘッダ圧縮を
行わずに当該パケットをそのまま受信側ノード１０４に
送信する。

【００４７】そして、受信側ノード１０４では、各パケ
ットを受信すると、図８に示すように、送信側ノード１
０３において行なわれたヘッダ圧縮を復元する。すなわ
ち、受信側ノード１０４では、受信したパケットの圧縮
ＩＰ／トランスポートヘッダを、圧縮トランスポートヘ
ッダをオプションとして有するＩＰヘッダに復元し、当
該ＩＰヘッダを参照してこのパケットを受信側ＧＷ１０
５に送信する。なお、受信側ノード１０４では、受信し
たパケットのＩＰヘッダにオプションとしてフルトラン
スポートヘッダが格納されている場合には、当該パケッ
トをそのまま受信側ＧＷ１０５に送信する。

【００４８】次いで、受信側ＧＷ１０５では、受信した
各パケットのＩＰヘッダを参照して受信側データ端末１
０６に各パケットを送信する。そして、受信側データ端
末１０６では、受信した各パケット毎に、ＩＰヘッダの
オプションとしてフルトランスポートヘッダが格納され
ているか否かを圧縮ヘッダタイプに従って判別する。そ
して、ＩＰヘッダのオプションとしてフルトランスポー
トヘッダが格納されている場合には、このＩＰヘッダと
当該ＩＰヘッダのオプションとして挿入されたフルトラ
ンスポートヘッダから、ＩＰヘッダおよびトランスポー
トヘッダ（ＴＣＰヘッダ、またはＲＴＰ／ＵＤＰヘッ
ダ）を復元して図示しない内部記憶装置に書込む。な
お、フルトランスポートヘッダにおけるコンテキストＩ
Ｄ番号CONTEXT_IDおよびリンクシーケンス番号link_seq
は、下位レイヤの情報からレングス値lengthに復元され
る。

【００４９】そして、内部記憶装置に書き込んだトラン
スポートヘッダ内の一定値フィールドを用いて、以後受
信するパケット内の圧縮トランスポートヘッダの一定値
フィールドを復元する。また、内部記憶装置に書き込ん
だトランスポートヘッダ内の差分一定フィールドの値に
対して所定の差分値を順次加えることにより、以後受信
するパケット内の圧縮トランスポートヘッダの差分一定
フィールドを復元する。

【００５０】このようにして受信側データ端末１０６で
は、受信した各パケット内の圧縮トランスポートヘッダ
から送信前のトランスポートヘッダを復元するととも
に、暗号化されたペイロードを復号化する。そして、受
信した各パケットのペイロードに基づいて所定の処理
（例えば、ＲＴＰペイロードに従った画像の表示や音声
の再生など）を行う。以上がトランスポートモードにお
ける各部の動作である。次にトンネルモードにおける動
作について詳述する。

【００５１】（２）トンネルモード 送信側データ端末１０１の制御部２０１では、送信する
パケットを生成すると、パケット送信処理のルーチン
を実行する。

【００５２】図９は、本実施形態に係る送信側データ端
末１０１において、トンネルモードの場合に実行される
パケット送信処理の動作を示すフローチャートであ
る。同図に示すパケット送信処理は、トランスポート
モードにおいて述べたパケット送信処理とほぼ同一で
ある。異なるのは、トンネルモードの場合、送信側ＧＷ
１０２においてパケットの暗号化を行うため、当該パケ
ット送信処理では、前述したパケット送信処理にお
けるステップＳ１０５のペイロードの暗号化が省略され
ている点のみである。したがって、このパケット送信処
理の動作説明は省略するものとする。

【００５３】次いで、このパケット送信処理によって
送信側データ端末１０１から送信される各パケットを受
信する送信側ＧＷ１０２では、以下に示すパケット制御
処理のルーチンを実行する。このパケット制御処理の概
略を説明すると、送信側ＧＷ１０２の制御部３０２で
は、図１０に示すように、まず、受信した各パケット毎
に、ＩＰヘッダとそのオプションとして格納された圧
縮トランスポートヘッダを圧縮して圧縮ＩＰ／トランス
ポートヘッダに変換する。次いで、送信元ＧＷ（当該送
信側ＧＷ１０２）のＩＰアドレスを発アドレス、送信先
ＧＷ（受信側ＧＷ１０５）のＩＰアドレスを着アドレス
とするトンネリング用の新たなＩＰヘッダを生成す
る。そして、圧縮ＩＰ／トランスポートヘッダを当該Ｉ
Ｐヘッダのオプションとして挿入するとともに、ペイ
ロードを暗号化した後、当該パケットを送信側ノード１
０３に送信する。

【００５４】また、送信側ＧＷ１０２では、受信したパ
ケットのＩＰヘッダにオプションとしてフルトランス
ポートヘッダが格納されている場合には、ヘッダ圧縮を
行わず、フルＩＰ／トランスポートヘッダをＩＰヘッダ
のオプションとして挿入する。なお、図１０は、送信
側ＧＷ１０２で受信したパケットに、ＩＰヘッダのオ
プションとして圧縮トランスポートヘッダが格納されて
いる場合を例示している。

【００５５】図１１は、本実施形態に係る送信側ＧＷ１
０２において、トンネルモードの場合に実行されるパケ
ット制御処理の動作を示すフローチャートである。図１
１に示すように、まず、制御部３０２は、受信部３０１
を介してパケットを受信すると（ステップＳ３０１）、
受信したパケットのＩＰヘッダにオプションとして圧
縮トランスポートヘッダが格納されているか否かを判別
する（ステップＳ３０２）。

【００５６】そして、制御部３０２は、圧縮トランスポ
ートヘッダが格納されていると判別した場合は、圧縮ト
ランスポートヘッダを一度復元し（ステップＳ３０
３）、復元したトランスポートヘッダとＩＰヘッダとを
まとめて圧縮して、圧縮ＩＰ／トランスポートヘッダを
作成する（ステップＳ３０４）。なお、このステップＳ
３０３およびＳ３０４において圧縮ＩＰ／トランスポー
トヘッダを作成する工程は、トランスポートモードの動
作説明において述べた＜ヘッダ圧縮方法１＞を用いても
よい。

【００５７】また、上記ステップＳ３０２において、圧
縮トランスポートヘッダが格納されていないと判別した
場合は、ＩＰヘッダのオプションとしてフルトランスポ
ートヘッダが格納されているので、制御部３０２は、当
該フルトランスポートヘッダおよびＩＰヘッダからフル
ＩＰ／トランスポートヘッダを作成する（ステップＳ３
０５）。

【００５８】次いで、制御部３０２は、当該送信側ＧＷ
１０２と受信側ＧＷ１０５間におけるトンネリング用の
ＩＰヘッダを生成する（ステップＳ３０６）。そし
て、上記ステップＳ３０４またはＳ３０５において作成
した圧縮ＩＰ／トランスポートヘッダまたはフルＩＰ／
トランスポートヘッダを当該ＩＰヘッダのオプション
として挿入する（ステップＳ３０７）。

【００５９】次いで、制御部３０２は、ペイロードを暗
号化し（ステップＳ３０８）、すなわち、ＩＰヘッダお
よび当該ＩＰヘッダのオプションを非暗号化データとし
て処理した後、ＩＰヘッダを参照してこのパケットを
送信側ノード１０３に送信する（ステップＳ３０９）。
そして、制御部３０２は、送信したパケットが最終パケ
ットであるか否かを判別し（ステップＳ３１０）、最終
パケットでない場合には、上記ステップＳ３０１に戻
る。また、最終パケットであると判別した場合には、当
該パケット制御処理を終了する。

【００６０】以上説明したパケット制御処理により、送
信側ＧＷ１０２から送信側ノード１０３へ各パケットが
送信される。送信側ノード１０３では、受信した各パケ
ットについて、オプションを除くＩＰヘッダのみをさ
らにＲＦＣ２５０７に規定されているヘッダ圧縮方法を
用いて圧縮ＩＰヘッダまたはフルＩＰヘッダに変換
し、当該各パケットを受信側ノード１０４に送信する。
受信側ノード１０４では、各パケットを受信すると、送
信側ノード１０３において行なわれたＩＰヘッダのヘ
ッダ圧縮を復元し、当該ＩＰヘッダを参照してこのパ
ケットを受信側ＧＷ１０５に送信する。

【００６１】そして、受信側ＧＷ１０５では、各パケッ
トを受信すると、送信側ＧＷ１０２において行なわれた
ヘッダ圧縮を復元する。すなわち、受信側ＧＷ１０５で
は、受信したパケットのＩＰヘッダにオプションとし
て格納された圧縮ＩＰ／トランスポートヘッダから、圧
縮トランスポートヘッダをオプションとして有するＩＰ
ヘッダを復元するとともに、暗号化されたペイロード
を復号化する。次いで、受信側ＧＷ１０５では、復元し
たＩＰヘッダを参照して受信側データ端末１０６にこ
のパケットを送信する。なお、受信側ＧＷ１０５では、
受信したパケットのＩＰヘッダにオプションとしてフ
ルＩＰ／トランスポートヘッダが格納されている場合に
は、このフルＩＰ／トランスポートヘッダからフルトラ
ンスポートヘッダをオプションとして有するＩＰヘッダ
を復元する。

【００６２】そして、受信側データ端末１０６では、各
パケットを受信すると、トランスポートモードにおける
受信側データ端末１０６の処理と同様の処理を行って、
送信前のＩＰヘッダおよびトランスポートヘッダを復元
する。なお、トンネルモードの場合は、既に、受信側Ｇ
Ｗ１０５においてペイロードの復号化が済んでいるの
で、受信側データ端末１０６では、ＩＰヘッダおよびト
ランスポートヘッダの復元を終えた後、受信した各パケ
ットのペイロードに基づいて、ＲＴＰペイロードに従っ
た画像の表示や音声の再生などを行う。以上がトンネル
モードにおける各部の動作である。

【００６３】本実施形態によれば、送信側データ端末１
０１では、送信すべき各パケット毎に、当該パケット内
のトランスポートヘッダを圧縮トランスポートヘッダま
たはフルトランスポートヘッダに変換し、ＩＰヘッダの
オプションフィールド（ＩＰｖ４の場合）に格納する。
そして、このＩＰヘッダをペイロードに付加して送信す
る。パケットの暗号化に際しては、送信側データ端末１
０１または送信側ＧＷ１０２においてパケットのうちペ
イロードのみが暗号化されて送信される。したがって、
ＩＰｓｅｃを適用したパケット伝送において、例えば、
送信側ノード１０３と受信側ノード１０４の間など暗号
化区間内の任意の中継装置間において、ヘッダ圧縮を用
いたパケット伝送を行うことが可能となり、通信効率を
向上させることができる。

【００６４】Ｂ．変形例 以上、本発明の実施形態について説明したが、この実施
形態はあくまでも例示であり、本発明の趣旨から逸脱し
ない範囲で様々な変形が可能である。変形例としては、
例えば以下のようなものが考えられる。

【００６５】（変形例１）上記実施形態では、ＩＰｓｅ
ｃを適用したＶＰＮ１０に対して本発明を適用した場合
を説明した。しかしながら、本発明は、ＩＰｓｅｃを適
用したネットワークであるならば、ＶＰＮ以外であって
も適用可能であることは言うまでもない。

【００６６】（変形例２）上記実施形態では、本発明を
ＩＰｖ４に対して適用した場合について説明した。しか
しながら、本発明は、ＩＰｖ６に対しても適用可能であ
ることは勿論である。この場合、圧縮トランスポートヘ
ッダまたはフルトランスポートヘッダをＩＰヘッダに挿
入する際の処理は、以下に述べるようにして行なわれ
る。

【００６７】図１２に示すＩＰｖ６ヘッダにおいて、ハ
ッチングが施されたnext_hdr.フィールドは、拡張ヘッ
ダ（Extension header）フィールドに格納されるデータ
タイプを定義するフィールドである。送信側データ端末
１０１の制御部２０１は、このnext_hdr.フィールドに
圧縮ヘッダタイプを格納するとともに、拡張ヘッダフィ
ールドに圧縮トランスポートヘッダまたはフルトランス
ポートヘッダを格納する。この拡張ヘッダフィールドお
よびＩＰヘッダは、パケットの暗号化に際しても暗号化
がされないデータフィールドとして予め定義されてい
る。このようにＩＰｖ６の場合は、圧縮トランスポート
ヘッダまたはフルトランスポートヘッダを拡張ヘッダと
してＩＰヘッダに挿入してやればよい。

【００６８】なお、ハッチングが施されたnext_hdr.フ
ィールドには、この拡張ヘッダフィールドをパケットの
暗号化に際しても暗号化がされないデータフィールドと
して定義する情報が格納される構成であってもよい。

【００６９】（変形例３）上記実施形態では、パケット
内のトランスポートヘッダを圧縮トランスポートヘッダ
またはフルトランスポートヘッダに変換するトランスポ
ートヘッダ圧縮機能を送信側データ端末１０１が有する
一方、圧縮トランスポートヘッダまたはフルトランスポ
ートヘッダをトランスポートヘッダに変換するトランス
ポートヘッダ復元機能を受信側データ端末１０６が有す
る構成とした。しかしながら、トンネルモードにおいて
は、図１に示す送信側ＧＷ１０２がトランスポートヘッ
ダ圧縮機能を有し、受信側ＧＷ１０５がトランスポート
ヘッダ復元機能を有する構成であってもよい。

【００７０】この場合、トンネルモードにおいて送信側
データ端末１０１は、送信する各パケットを何ら変更す
ることなく送信側ＧＷ１０２に送信する。そして、送信
側ＧＷ１０２において、ＩＰヘッダおよびトランスポー
トヘッダをまとめて圧縮し、圧縮ＩＰ／トランスポート
ヘッダまたはフルＩＰ／トランスポートヘッダに変換し
てやればよい。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｉ
Ｐｓｅｃを適用したパケット伝送においてパケット内の
ヘッダを効率的に圧縮することが可能となり、通信効率
を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態に係るＶＰＮの構成を
模式的に例示するブロック図である。

【図２】 同実施形態に係る送信側データ端末の構成を
例示するブロック図である。

【図３】 同実施形態に係る送信側ＧＷの構成を例示す
るブロック図である。

【図４】 同実施形態に係る送信側データ端末において
実行されるパケットの変換処理の内容を模式的に例示す
る図である。

【図５】 同実施形態に係る送信側データ端末において
トランスポートモードの場合に制御部により実行される
パケット送信処理の動作を示すフローチャートであ
る。

【図６】 （ａ）はＲＴＰ／ＵＤＰヘッダおよびフルト
ランスポートヘッダのデータ構成を示す図であり、
（ｂ）は圧縮トランスポートヘッダのデータ構成を示す
図である。

【図７】 同実施形態に係るＩＰｖ４ヘッダのデータ構
成を示す図である。

【図８】 同実施形態に係る送信側ノード１０３および
受信側ノード１０４においてトランスポートモードの場
合に実行されるパケットの変換処理の内容を模式的に例
示する図である。

【図９】 同実施形態に係る送信側データ端末において
トンネルモードの場合に制御部により実行されるパケッ
ト送信処理の動作を示すフローチャートである。

【図１０】 同実施形態に係る送信側ＧＷにおいてトン
ネルモードの場合に実行されるパケットの変換処理の内
容を模式的に例示する図である。

【図１１】 同実施形態に係る送信側ＧＷにおいてトン
ネルモードの場合に制御部により実行されるパケット制
御処理の動作を示すフローチャートである。

【図１２】 変形例１に係るＩＰｖ６ヘッダのデータ構
成を示す図である。

【図１３】 従来の、ＩＰｓｅｃを適用したＶＰＮの構
成を模式的に例示するブロック図である。

【図１４】 従来の、トランスポートモードにおけるパ
ケットの暗号化について模式的に示す図である。

【図１５】 従来の、トンネルモードにおけるパケット
の暗号化について模式的に示す図である。

【符号の説明】

１０……ＶＰＮ、２０，４０……ＬＡＮ、３０……ネッ
トワーク、１０１……送信側データ端末、１０２……送
信側ＧＷ、１０３……送信側ノード、１０４……受信側
ノード、１０５……受信側ＧＷ、１０６……受信側デー
タ端末、２０１，３０２……制御部、２０２，３０３…
…送信部、２０３，３０４……記憶部、２０４，３０５
……バス、３０１……受信部。

フロントページの続き (72)発明者 栄藤 稔 東京都千代田区永田町二丁目11番１号 株 式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ内 Ｆターム(参考） 5K030 GA01 HA08 HC01 HD03 JA05 JL07 JT03 KA01 KA02 KA13 LD19

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信側装置から受信側装置に至る伝送区
   間の一部または全部を暗号化区間とし、 前記伝送区間では、トランスポート層に対応したヘッダ
   または該ヘッダを圧縮した圧縮ヘッダをオプションとし
   て含むネットワーク層に対応したヘッダを生成し、この
   ヘッダをペイロードに付加したパケットを伝送し、 前記暗号化区間では、前記パケットにおけるペイロード
   のみを暗号化して伝送することを特徴とするパケット伝
   送方法。
2. 【請求項２】 前記暗号化区間では、前記パケットにお
   けるペイロードのみを暗号化するとともに、該パケット
   におけるヘッダまたは該ヘッダを圧縮した圧縮ヘッダを
   オプションとして含む該暗号化区間用のネットワーク層
   に対応したヘッダを生成し、このヘッダを該暗号化した
   ペイロードに付加したパケットを伝送することを特徴と
   する請求項１に記載のパケット伝送方法。
3. 【請求項３】 前記暗号化区間の一部を特別圧縮伝送区
   間とし、この特別圧縮伝送区間では、前記パケットにお
   けるヘッダをさらに圧縮して伝送することを特徴とする
   請求項１または請求項２に記載のパケット伝送方法。
4. 【請求項４】 送信すべき各パケットにおけるトランス
   ポート層に対応したヘッダのうち、一部のパケットのヘ
   ッダを圧縮して圧縮ヘッダに変換する変換手段と、 前記ヘッダまたは前記変換手段により変換された圧縮ヘ
   ッダをオプションとして含むネットワーク層に対応した
   ヘッダを生成する生成手段と、 前記生成手段により生成されたヘッダを前記パケットに
   おけるペイロードに付加したパケットを送信する送信手
   段と、 を具備することを特徴とする送信装置。
5. 【請求項５】 送信すべき各パケットにおけるトランス
   ポート層に対応したヘッダのうち、一部のパケットのヘ
   ッダを圧縮して圧縮ヘッダに変換する変換手段と、 前記ヘッダまたは前記変換手段により変換された圧縮ヘ
   ッダをオプションとして含むネットワーク層に対応した
   ヘッダを生成する生成手段と、 前記パケットにおけるペイロードを暗号化する暗号化手
   段と、 前記生成手段により生成されたヘッダを前記暗号化手段
   により暗号化されたペイロードに付加したパケットを送
   信する送信手段と、 を具備することを特徴とする送信装置。