JP2006324973A

JP2006324973A - ルータ装置および通信システム

Info

Publication number: JP2006324973A
Application number: JP2005146584A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Tanimoto; 好史谷本
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2005-05-19
Filing date: 2005-05-19
Publication date: 2006-11-30
Also published as: US20060262773A1; CN1866926A

Abstract

【構成】ルータ装置のポート番号に、複数台のＬＡＮ内端末装置のプライベートアドレスを対応させて記憶する。外部端末装置からの接続要求があれば、通信負荷の小さい端末装置から選択し、転送先とする。
【効果】ＬＡＮ内端末装置の増減時にポート番号を割り当てたり削減する必要がない。また外部端末装置と通信の確立した端末装置のアドレスを管理するので、通信が終了するまで継続して行うことができる。さらに個々の端末装置の通信負荷をコネクション数を用い、検出することができる。
【選択図】図２

Description

この発明は、ルータ装置とルータ装置を用いた通信システムに関し、特に外部端末装置とＬＡＮ内通信端末装置との接続に関する。

ＬＡＮ内の通信端末装置を外部の通信端末装置と通信させるためには、ルータ装置は受信パケットの外部ポート番号をプライベートアドレスに変換する。そして外部端末装置に、転送されるポート番号を逐一通知する。しかしＬＡＮ内の通信端末装置が増減した場合などでは、その都度転送先のポート番号を割り当てなければならない。

この発明の課題は、ポート転送設定を簡単にし、通信端末装置の増減に対し柔軟に対応できるルータ装置と通信システムとを提供することにある（請求項１〜１０）。
さらにこの発明の課題は、選択したＬＡＮ内端末装置への転送を、通信の終了まで継続して行うことにある。
またＬＡＮ内端末装置のＴＣＰの通信負荷を検出して、通信負荷の小さな端末装置に外部端末装置からのパケットを転送し、通信負荷が特定の端末装置に偏ることなく配分する（請求項２〜５、請求項７〜１０）。

この発明は、ＷＡＮ側インターフェースとＬＡＮ側インターフェースとを備えたルータ装置において、所定のポート番号に、ＬＡＮ内に接続された複数台の通信端末装置のプライベートアドレスを対応させたテーブルを設け、外部端末装置からのＴＣＰ接続要求時に、前記ポート番号により前記テーブルのいずれかの通信端末装置を選択する手段と、前記通信端末装置のプライベートアドレスと前記外部端末装置のＩＰアドレスとを対応させて前記通信の終了まで記憶する手段と、受信するパケットを外部端末装置のＩＰアドレスに対応するプライベートアドレスの通信端末装置に転送する手段とを備えることを特徴とする（請求項１）。

好ましくは、前記記憶手段では、前記ＬＡＮ内の通信端末装置のＴＣＰ通信の通信負荷を検出するようにし、前記選択手段で、通信負荷の小さな通信端末装置を選択する（請求項２）。

また好ましくは、前記通信負荷はＴＣＰのコネクション数で検出する（請求項３）。

好ましくは、前記通信負荷は前記ＬＡＮ内の通信端末装置からの応答パケットの遅延時間で検出する（請求項４）。

また好ましくは、前記通信負荷は前記ＬＡＮ内の通信端末装置へのパケット再送回数で検出する（請求項５）。なおパケット再送回数を直接検出する代わりに、再送要求の数を検出して間接的に再送回数を検出しても良い。

この発明は、インターネット網に接続するルータ装置と、このルータ装置と接続するＬＡＮ内の複数の端末通信装置とからなる通信システムであって、前記ルータ装置は、所定のポート番号に、ＬＡＮ内に接続された複数台の通信端末装置のプライベートアドレスを対応させたテーブルを記憶し、外部端末装置からのＴＣＰ接続要求時に、前記ポート番号により前記テーブルのいずれかの通信端末装置を選択して、前記通信端末装置のプライベートアドレスと前記外部端末装置のＩＰアドレスとを対応させて前記通信の終了まで記憶し、受信パケットを外部端末装置のＩＰアドレスに対応するプライベートアドレスの通信端末装置に転送することを特徴とする（請求項６）。

好ましくは、前記ルータ装置では、前記ＬＡＮ内の通信端末装置のＴＣＰ通信の通信負荷を検出するようにし、外部端末装置からのＴＣＰ接続要求時に前記通信負荷の小さな通信端末装置を選択する（請求項７）。

また好ましくは、前記通信負荷はＴＣＰのネクション数で検出する（請求項８）。

好ましくは、前記通信負荷は前記ＬＡＮ内の通信端末装置からの応答パケットの遅延時間で検出する（請求項９）。

また好ましくは、前記通信負荷は前記ＬＡＮ内の通信端末装置へのパケット再送回数で検出する（請求項１０）。なおパケット再送回数を直接検出する代わりに、再送要求の数を検出して間接的に再送回数を検出しても良い。

この発明のルータ装置では、ＬＡＮ内の複数台の端末装置のプライベートアドレスに所定のポート番号を対応させるので、端末装置一台毎にポート番号を割り当てる必要がない。そのため端末装置の増減時にポート番号の新たな割り当てや、削除の必要がなく、ポート番号に対してプライベートアドレスを登録あるいは削除することで対応できる（請求項１〜１０）。また通信を確立した端末装置への転送は、その通信の終了まで継続して行うので、その端末装置宛のパケットが他の端末装置に転送されることがない。

請求項２及び請求項７の発明では、転送先の端末装置に、通信負荷の小さな装置を選択し割り当てるので、通信負荷が特定のＬＡＮ内端末装置に集中することがない。

請求項３及び請求項８の発明では、ＬＡＮ内端末装置のＴＣＰのコネクション数で通信負荷を求めるので、通信負荷の検出を容易におこなうことができる。

請求項４及び請求項９の発明では、ＬＡＮ内端末装置からの応答パケットの遅延時間で通信負荷を求めるので、通信負荷の検出を容易におこなうことができる。

請求項５及び請求項１０の発明では、ＬＡＮ内端末装置へのパケット再送回数で通信負荷を求めるので、通信負荷の検出を容易におこなうことができる。

以下に、発明を実施するための最適実施例を示す。

図１〜図６に、実施例を示す。図１に、ルータ装置（以下ルータ）２の構成と、ＬＡＮ内通信端末装置等との関係を示す。実施例では、ＬＡＮ外の外部端末装置からルータ２のポート番号を指定して通信要求があった場合について説明する。ルータ２は、ＬＡＮ側インターフェース４、ＬＡＮ６を介して複数台のインターネットファクシミリ装置８〜１２やＷＥＢサーバ１４，１６やパーソナルコンピュータ１７等と接続している。そしてＷＡＮ側インターフェース１８、インターネット２０を介して、インターネットファクシミリ装置８〜１２等の通信端末装置が外部端末装置と接続する。ルータ２は、ＴＣＰを用いて、例えばインターネットファクシミリ装置２２からＬＡＮ内端末装置のインターネットファクシミリ装置８などへパケットを転送する。

図において、２４は主制御部で、２６はフラッシュＲＯＭに記憶された端末装置アドレス登録テーブルである。端末装置アドレス登録テーブル２６は、ルータ２に割り当てたポート番号と、これに対応させた複数台のＬＡＮ内端末装置のプライベートアドレスとを管理する。なおポート番号とＬＡＮ内端末装置のプライベートアドレスとの対応付けは、パーソナルコンピュータ１７等から登録できる。

２８は端末装置選択部で、外部のインターネットファクシミリ装置２２からの通信要求を受け取ると、ポート番号からアドレス登録テーブル２６に登録された端末装置を選択し、転送先装置を決定する。そしてこの端末装置の選択には、ＬＡＮ内端末装置のうちの通信負荷の小さい装置から割り当て、通信を確立する。３０はコネクション数の検出部で、通信負荷管理テーブル３２から各端末装置８〜１２、または１４，１６のそれぞれのコネクション数を検出して、コネクション数の小さな装置を選択させる。実施例では各端末装置の通信負荷の大小をコネクション数で決めることとする。なお実施例の端末装置に、インターネットファクシミリ装置やＷＥＢサーバやパーソナルコンピュータを設けるが、外部端末装置から指定されたポート番号によって転送先端末装置の種別が決まる。ＬＡＮ内端末装置はその他、メールサーバでも良く、外部端末装置は携帯電話等の通信装置でも良い。

３４は転送先アドレス記憶部で、端末装置選択部２８で選択した端末装置との接続が確立すると、この端末装置のプライベートアドレスと外部端末装置のＩＰアドレスとを対応付けて通信負荷管理テーブル３２に記憶する。そして外部端末装置からのパケットに記載されたＩＰアドレスに対応する端末装置のプライベートアドレスを、テーブル３２から得て、パケットを転送することで通信が終了するまでコネクションを保つ。テーブル３２は、外部端末装置とＬＡＮ内端末装置のアドレスの対応表でもあり、コネクション数を記憶して通信負荷を得ることもできる。

図２に、ルータ２が記憶する端末装置アドレス登録テーブル２６を示す。図において、通信プロトコルはＴＣＰで、同一のポート番号「6109」に対し３台のインターネットファクシミリ装置のプライベートアドレスを割り当てる。すなわちルータ２配下の各端末装置には、プライベートアドレス「192.168.1.10」〜「192.168.1.12」が割り当てられ、これらのポート番号はいずれも「6109」として外部端末装置との通信を行う。実施例ではＬＡＮ内端末装置の増減に対し、同一のポート番号に対応する端末装置のプライベートアドレスを、テーブル２６に新たに付け加えたり削除する。同一のポート番号に複数個の端末装置のプライベートアドレスが対応付けられており、外部端末装置からのパケットのＴＣＰヘッダに記されたポート番号が「6109」であるとき、ルータ２はテーブル２６に登録されたアドレスから選択した端末装置に、そのパケットの転送を行って、外部端末装置と選択されたＬＡＮ内の通信装置との通信を確立させる。

図３に、実施例でのルータ２の処理の概要を示す。ルータ２では、ＬＡＮ内端末装置のプライベートアドレスをポート番号に対応させて、端末装置アドレス登録テーブル２６に記憶している(ステップＳ１０)。なおテーブル２６への登録は、ルータ２に接続したパーソナルコンピュータ１７などから予め行う。外部端末装置からＴＣＰでの接続要求があれば、テーブル２６にプライベートアドレスが登録されているＬＡＮ内端末装置の通信負荷を、通信負荷管理テーブル３２を用いてチェックする（ステップＳ１２）。実施例では通信負荷管理テーブル３２に各端末装置のＴＣＰのコネクション数を検出して通信負荷を検出している。すなわちその時点で接続状態にある端末装置のコネクション数から端末装置毎の通信負荷が分る。通信負荷は、その他ＴＣＰによるパケットの数から得たり、ＬＡＮ内端末装置からの応答パケットの遅延時間や、ＬＡＮ内端末装置へのパケットの再送回数などによって求めることができる。またパケット再送回数を直接検出する代わりに、再送要求の数を検出して間接的に再送回数を検出して通信負荷を求めても良い。

そして待機状態にある端末装置や、通信負荷の小さい端末装置を選択して（ステップＳ１４）、ＬＡＮ内の負荷分散が均一になるようにし、特定の端末装置に対して過剰な負荷がかかることを防止する。選択した端末装置に対してＴＣＰの接続が確立すれば、通信が終了するまでその接続を保つように、通信負荷管理テーブル３２に送信元と転送先装置のそれぞれのアドレスを対応させて記憶する(ステップＳ１６)。

図４に通信負荷管理テーブル３２を、図５にテーブル３２に対応する通信端末装置等の接続状態を示す。図において、端末装置Ａ〜ＣはＬＡＮ内の端末装置であり、インターネットを介して接続される外部端末装置１〜４からルータ２へ接続を要求しているものとする。テーブル３２には、端末装置Ａは外部端末装置１と２とに接続され、コネクション数は２であることと、外部端末装置１，２のそれぞれのＩＰアドレスが端末装置Ａのプライベートアドレスと対応付けられて記憶されている。また端末装置Ｂは外部端末装置３と接続され、コネクション数は１であり、それぞれの装置のアドレスが対応付けられている。そしてパケットに記載された外部端末装置のＩＰアドレスから、転送先装置のプライベートアドレスを得て、コネクションを継続させることができる。

テーブル３２では端末装置Ｃは待機中であり、例えば外部端末装置４からルータ２へ接続要求があると、ルータ２はテーブル３２を参照して待機中の端末装置Ｃを優先して割り当てる。また例えば端末装置Ｃも通信中であれば、テーブル３２から通信負荷の小さい装置を選択して優先的に割り当てる。

実施例では通信負荷をコネクションの数で求めるが、例えばルータ２から転送するパケットの数から求めることとし、パケット数が多い端末装置は通信負荷が大きいとしても良い。その他に例えば、ＬＡＮ内端末装置からの応答パケットの遅延時間で通信負荷が大きいとしたり、パケットの再送要求の数やパケット再送回数などによって定めても良い。

図６に、ルータでのＬＡＮ内端末装置の選択と接続処理を示す。ルータにＴＣＰ接続要求があると（ステップＳ１００）、通信負荷管理テーブルを用い待機中の通信装置があるかをチェックする（ステップＳ１１０）。待機中の通信装置があればこれを優先的に選択し（ステップＳ１２０）接続する。待機中の通信装置がなければ、コネクション数の最も少ない端末装置を選択して（ステップＳ１３０）ＬＡＮ内の通信負荷を分散して受け持たせる。そして選択した端末装置との接続を開始するためのパケットを転送し（ステップＳ１４０）、ＴＣＰコネクションが確立すればパケット転送を行う（ステップＳ１６０）。パケット転送を継続して同一の端末装置に行うには、コネクションが確立した装置のアドレスをそれぞれ通信負荷管理テーブルに登録しておく。パケット転送は通信が終了しＴＣＰコネクションが切断されるまで行い、その間の通信を確保する（ステップＳ１７０）。ＴＣＰコネクションの確立に失敗すれば再度テーブル３２を参照して接続可能な端末装置を選択する（ステップＳ１５０，Ｓ１１０）。

このように実施例では、ルータにおいて所定のポート番号に対して複数台のＬＡＮ内端末装置を転送先として登録するテーブルを設け、前記ポート番号宛にＴＣＰ接続要求があれば、登録された端末装置から１台を選択して接続要求を転送する。ＴＣＰ接続が確立された後その接続が終了するまで、そのＴＣＰコネクションで受信されるデータを選択された端末装置に転送する。そのため端末装置の増減に伴い、その都度ポート番号を新たに割り当てたり削除する必要がなく、端末装置のプライベートアドレスを登録あるいは削除することで対応できる。

転送先の端末装置の選択は、ＬＡＮ内端末装置のうちの通信負荷の小さい装置から割り当てるので、通信負荷は特定の端末装置に集中することがない。通信負荷は、例えばＴＣＰのコネクション数を用いる。通信負荷の検出と共に、ＬＡＮ内端末装置のプライベートアドレスと接続中の外部端末装置のＩＰアドレスとを対応付けるので、通信が終了するまでそのコネクションは継続され、他の装置へパケットの転送が行われることもない。

なおポート番号とプライベートアドレスとを直接対応させる代わりに、ＬＡＮ内端末装置の名称をポート番号に対応させ、別のテーブルでＬＡＮ内端末装置の名称とプライベートアドレスとを対応させても良い。

実施例のルータ装置の構成及び、ルータ装置とＬＡＮ内外の端末装置との接続を示す図実施例のルータ装置に備える、端末装置アドレス登録テーブルを示す図実施例でのルータ装置の処理の概要を示すフローチャート実施例のルータ装置に備える、通信負荷管理テーブルを示す図実施例でのＬＡＮ外端末装置からの接続要求を模式的に示す図実施例のルータ装置での、ＴＣＰ接続要求時の処理のアルゴリズムを示すフローチャート

符号の説明

２ルータ装置
４ＬＡＮ側インターフェース
６ＬＡＮ
８、１０，１２ＬＡＮ内インターネットファクシミリ装置
１４，１６ＷＥＢサーバ
１７パーソナルコンピュータ
１８ＷＡＮ側インターフェース
２０インターネット網
２２ＬＡＮ外インターネットファクシミリ装置
２４ＣＰＵ
２６端末装置アドレス登録テーブル
２８端末装置選択部
３０コネクション数の検出部
３２通信負荷管理テーブル
３４転送先アドレス記憶部

Claims

ＷＡＮ側インターフェースとＬＡＮ側インターフェースとを備えたルータ装置において、
所定のポート番号に、ＬＡＮ内に接続された複数台の通信端末装置のプライベートアドレスを対応させたテーブルを設け、
外部端末装置からのＴＣＰ接続要求時に、前記ポート番号により前記テーブルのいずれかの通信端末装置を選択する手段と、
前記通信端末装置のプライベートアドレスと前記外部端末装置のＩＰアドレスとを対応させて前記通信の終了まで記憶する手段と、
受信するパケットを前記外部端末装置のＩＰアドレスに対応するプライベートアドレスの通信端末装置に転送する手段とを備えることを特徴とする、ルータ装置。
前記記憶手段では、前記ＬＡＮ内の通信端末装置のＴＣＰ通信の通信負荷を検出するようにし、
前記選択手段で、通信負荷の小さな通信端末装置を選択することを特徴とする、請求項１のルータ装置。
前記通信負荷は、ＴＣＰのコネクション数で検出することを特徴とする、請求項２のルータ装置。
前記通信負荷は、前記ＬＡＮ内の通信端末装置からの応答パケットの遅延時間で検出することを特徴とする、請求項２のルータ装置。
前記通信負荷は、前記ＬＡＮ内の通信端末装置へのパケット再送回数で検出することを特徴とする、請求項２のルータ装置。
インターネット網に接続するルータ装置と、このルータ装置と接続するＬＡＮ内の複数の端末通信装置とからなる通信システムであって、
前記ルータ装置は、所定のポート番号に、ＬＡＮ内に接続された複数台の通信端末装置のプライベートアドレスを対応させたテーブルを記憶し、外部端末装置からのＴＣＰ接続要求時に、前記ポート番号により前記テーブルのいずれかの通信端末装置を選択して、前記通信端末装置のプライベートアドレスと前記外部端末装置のＩＰアドレスとを対応させて前記通信の終了まで記憶し、受信パケットを外部端末装置のＩＰアドレスに対応するプライベートアドレスの通信端末装置に転送することを特徴とする、通信システム。
前記ルータ装置では、前記ＬＡＮ内の通信端末装置のＴＣＰ通信の通信負荷を検出するようにし、外部端末装置からのＴＣＰ接続要求時に前記通信負荷の小さな通信端末装置を選択することを特徴とする、請求項４の通信システム。
前記通信負荷は、ＴＣＰのネクション数で検出することを特徴とする、請求項７の通信システム。
前記通信負荷は、前記ＬＡＮ内の通信端末装置からの応答パケットの遅延時間で検出することを特徴とする、請求項７の通信システム。
前記通信負荷は、前記ＬＡＮ内の通信端末装置へのパケット再送回数で検出することを特徴とする、請求項７の通信システム。