JP2007034657A - サーバーおよびそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】コントローラ２が専用回線でサーバー３と通信する場合、サーバー３にインターネットと専用回線の２つの通信インタフェースが必要だった。
【解決手段】サーバー３側に、専用回線からの通信を受け付ける専用回線通信部７と、専用回線を流れるパケットの送信元もしくは送信先のアドレス情報やポート情報を書き換えるアドレス変換部８を備える。これらにより、専用回線で通信する情報を、一旦インターネット回線上へ出し、その後、アプリケーションサーバー部６へ通信する。したがってアプリケーションサーバー部６にはインターネットの通信インタフェースだけで良くなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、宅内の機器やコントローラに対して、遠隔制御や遠隔監視などのサービスを提供するサーバーおよびそのプログラムに関するものである。

従来、この種のシステムは、例えば特許文献１のような構成が多い。図３は、従来システムの概略構成を示すものである。

図３では、ユーザ宅内に機器１０１、コントローラ１０２が設置され、情報センター側にアプリケーションサーバー１０３が設置されている。コントローラ１０２は、宅内通信により機器１０１の状態取得や制御を行う。アプリケーションサーバー１０３は、コントローラ１０２と通信回線を利用して接続し、状態取得や制御に関する命令情報を送受信することで、機器１０１の遠隔制御や遠隔監視などのサービスを提供する。なお、ここでのアプリケーションサーバー１０３には、データベースサーバー、ＷＥＢサーバーなどの機能を含んでいる。

また、アプリケーションサーバー１０３は、携帯電話などの情報端末１０４とインターネットを介して接続し、機器１０１の状態情報を送信したり、制御指示情報の受付を行う。

情報端末１０４から得た制御指示情報はコントローラ１０２へ送信し、機器１０１を制御する。
特開２００２−２１８５５９号公報

しかしながら、前記従来の構成では、コントローラ１０２がインターネットでない専用回線でアプリケーションサーバー１０３と接続する場合、アプリケーションサーバー１０３にインターネットと専用回線の２つの通信インタフェースが必要となる。また、コントローラ１０２の接続する回線が、ユーザ宅の環境に応じてインターネットと専用回線で混在する場合でも、同様にアプリケーションサーバー１０３に２つの通信インタフェースが必要になる。

一般に、宅外制御や情報配信のサービスには、アプリケーションサーバー１０３として複数のサーバーコンピュータを実装することが多い。この場合、その複数のサーバーコンピュータのすべてに通信インターフェースの追加が必要となり、コスト的に問題となる。また、これらの通信インタフェースには、不正アクセスを防止するための機器（ファイヤーウォールなど）が必須であり、これについても通信インタフェースごとに追加が必要となる。

前記従来の課題を解決するために、本発明ではサーバー側に、専用回線からの通信を受け付ける専用回線通信部と、インターネットを利用した通信を行うインターネット通信部と、専用回線もしくはインターネットを流れる情報の送信元もしくは送信先を書き換えるアドレス変換部を備える。これらにより、専用回線で通信する情報は、一旦インターネット回線上へ出て、アプリケーションサーバーへ通信される。したがって、アプリケーションサーバーには複数のインタフェースが必要無くなる。

本発明のサーバーを用いることにより、専用回線を利用する通信も、一旦インターネットを経由してアプリケーションサーバーへ通信させる。したがって、コントローラがアプリケーションサーバーと専用回線で接続する場合や、インターネット接続と専用回線接続が混在する場合で、アプリケーションサーバーの通信インタフェースをインターネット側だけのひとつにすることができ、システムが簡素化される。

第１の発明は、専用回線およびインターネットで通信する情報の送信先情報および送信元情報の少なくとも一方を相互に変換するアドレス変換部を備え、機器やコントローラからの専用回線を介した通信をアドレス変換部によりインターネットを経由してアプリケーションサーバー部に通信させる。これによりアプリケーションサーバー部は、インターネットに対する通信インタフェースだけを保持すれば良くなる。

第２の発明は、特に、第１の発明において専用回線から受信した情報を暗号化してインターネットへ送信し、また、インターネットから受信した情報を復号化して専用回線へ戻す暗号処理部を備える。これにより暗号化機能を持たない機器やコントローラに対してもセキュアな通信が実現できる。

第３の発明は、特に、第１の発明または第２の発明において、専用回線で独自のローカルアドレスを利用している場合に、アドレス変換部は、専用回線からインターネットへ送信する時は、通信する情報の送信先および送信元のアドレスをローカルアドレスから所定のグローバルアドレスへ変換し、インターネットから専用回線へ受信する場合は、出力した時と逆に、グローバルアドレスから元のローカルアドレスに変換する。これにより、専用回線とインターネットでアドレスの体系が異なる場合でも、問題なく機器やコントローラがアプリケーションサーバー部と通信が可能になる。

第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれかひとつの発明において、アドレス変換部は、専用回線から受信した情報の送信元アドレス／ポートは、ＮＡＰＴ （Ｎｅｔｗｏｒｋ
Ａｄｄｒｅｓｓ Ｐｏｒｔ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ） を用いて変換し、送信先アドレス／ポートは、静的アドレス変換によりアプリケーションサーバー部のアドレス／ポートに変換する。これにより、専用回線に接続された機器やコントローラは、インターネット上のアプリケーションサーバー部へ接続が容易に可能になる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれかひとつの発明において、専用回線をＩＰ−ＶＰＮ回線とする。専用回線をＩＰ−ＶＰＮ回線とすることにより、ローコストでかつ、不特定の第三者からの不正アクセスを抑制することが可能になる。

第６の発明は、第１〜第５のいずれか１つの発明に記載のサーバーの少なくとも一部をコンピュータに実現させるためのプログラムである。プログラムであるので電気・情報機器、コンピュータ等のハードリソースを協働させて用いて本発明のサーバーの一部あるいは全部を容易に実現することができる。また、記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布やインストール作業が簡単にできる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明を利用したシステムの全体構成を示した図である。システムは、宅内に
設置された機器１、コントローラ２と、情報センター内に設置されたサーバー３、両者を接続するための回線、宅外制御用の情報端末１０から構成する。

機器１は、サーバー３から遠隔制御や情報配信等のサービスを受ける機器であり、具体的には、給湯機や床暖房機、浴室乾燥機などの設備機器である。

コントローラ２は、機器１を専用回線やインターネットなどの宅外通信回線に接続させるための機器である。ただし、液晶ディスプレイなどの表示デバイスや、押しボタンなどの入力インタフェースを備え、機器１の宅内制御やサーバー３から配信される情報の表示を行わせるようにしても良い。コントローラ２は、通常「リモコン」「制御盤」「ＮＣＵ］などとも呼ばれる。機器１およびコントローラ２は、一般的には宅内に設置される。

なお、図１中に示すように、コントローラ２は、宅外への通信を暗号化するタイプのものと、暗号化する機能を持たないものがある。図１では暗号化方法としてＳＳＬ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｓｏｃｋｅｔ Ｌａｙｅｒ）を使い、暗号化機能付きのコントローラ２’はＨＴＴＰＳ通信を行い、そうでないコントローラ２はＨＴＴＰ通信をするとしている。

一般に通信の暗号化には、かなりの演算能力が要求されるため、コントローラ２の中でも価格の安いものは暗号化機能が無い。このような暗号化機能の無いコントローラ２は、インターネットの公開されたネットワークではなく、図１に示すように専用回線に接続されることが多い。専用回線は不特定のユーザからアクセスされることが無いため、不正アクセスや盗聴などの問題が少なく、コントローラ２で暗号化せずともセキュアな通信が保たれる。専用回線としては、ＩＰ−ＶＰＮ回線などや、マンション内部の構内ＬＡＮなどがある。なお、図１に示すようにインターネットへ接続するコントローラ２’は暗号化機能を持つことが多い。

サーバー３は、機器１やコントローラ２に対して遠隔制御や情報配信のサービスを提供する装置である。

インターネット通信部４は、インターネットを経由してコントローラ２と通信を行う装置である。具体的にはＡＤＳＬルータ、ＣＡＴＶモデム、光ファイバーの回線終端装置、メディアコンバータ、ホームＰＮＡ装置、ゲートウェイ、ルータ、スイッチングハブなどの装置で構成される。

暗号処理部５は、コントローラ２とアプリケーションサーバー部６との間の通信において、流れる情報の暗号化／復号化を必要に応じて行う装置である。本実施の形態では、ＳＳＬアクセラレータなどにより構成される。アプリケーションサーバー部６は、機器１やコントローラ２に対して、遠隔制御や情報配信のサービスを提供ために必要なＷＥＢサーバー機能やデータベースサーバー機能を有し、具体的なサービスを提供するためのアプリケーションを動かすための装置である。

専用回線通信部７は、専用回線を介して接続したコントローラ２と通信するための装置である。具体的には、ＶＰＮルータ、モデム（ＡＤＳＬ，ケーブル）、回線終端装置などから構成される。本実施の形態では、専用回線としてＩＰ−ＶＰＮ回線を利用した例で説明を行う。

アドレス変換部８は、回線上を流れるパケットのＩＰアドレスおよびポート番号を変換する装置である。一般に専用回線では、ローカルアドレス（プライベートアドレス）が利用されるため、情報を一旦インターネットへ出すためには、アドレスを変更しなければならない。アドレス変換部８では、通信パケット中の送信先および送信元のＩＰアドレスと
ポート番号をそれぞれ変換する。

暗号処理部５’は、暗号処理部５と同様の構成であり、通信の暗号化／復号化を行う。上述したように専用回線には暗号機能を持たないコントローラ２が接続されることが多いため、インターネットへ情報を出力するまえに暗号化を行う。インターネット接続部４’は、インターネット接続部４と同様の構成であり、暗号処理部５’により暗号化された情報をインターネットへ送出する処理を行う。

以上のように構成されたシステムにおける、サーバー３の動作例を図２のフローチャートにより説明する。

図２は、機器１がアプリケーションサーバー部６と専用回線（ＩＰ−ＶＰＮ回線）を経由して通信するときの動作例を示した図である。この例では、コントローラ２が暗号機能を持たない場合について説明を行う。

（ステップＡ１）機器１は、コントローラ２に向けて電文送信を行う。例えば、機器１が給湯機の場合、風呂の沸きあがり等の状態情報や、故障情報をコントローラ２へ通知する。機器１とコントローラ２は、有線もしくは無線で通信を行う。ここでの通信は、エコーネット（登録商標）など、ＴＣＰ／ＩＰで無いプロトコルを利用することが多い。

（ステップＡ２）コントローラ２は、機器１から送信された電文を受信する。

（ステップＡ３）コントローラ２は、受信した情報を専用回線を介してＴＣＰ／ＩＰプロトコルにより、サーバー３へ送信する。ステップＡ２での受信が、ＴＣＰ／ＩＰ以外のプロトコルで行われた場合、コントローラ２はプロトコル変換を行う。

コントローラ２には、ＩＰ−ＶＰＮネットワーク独自のローカルアドレス（アドレスＰ１とする）が付与されている。なお、サーバー３のアドレスもネットワーク内の独自のアドレス体系にしたがったローカルアドレス（アドレスＰ２とする）が設定される。ここで送出される情報の送信元アドレスはアドレスＰ１、送信先アドレスはアドレスＰ２となる。

（ステップＡ４）サーバー３内の専用回線通信部７では、専用回線を経由してコントローラ２から送信されてきた情報を受信する。具体的には、専用回線通信部７は専用回線に接続し、宛先（送信先）が上記アドレスＰ２であるパケットを受信する。なお、専用回線を構成するネットワーク機器（ルータ、スイッチなど）のルーティング設定により、送信先が上記アドレスＰ２であるパケットは、専用回線通信部７にルーティングされるようにする。受信した情報はアドレス変換部８へ出力する。

（ステップＡ５）アドレス変換部８では、専用回線通信部７で受信したパケット情報の送信先アドレスおよび送信元アドレスの変換を行う。

送信先アドレス（アドレスＰ２）は、専用回線内部のローカルアドレスから、インターネット上での固定のグローバルアドレスに変換する（１対１の静的アドレス変換）。アプリケーションサーバー部６は、図１に示すようにインターネットを介した通信を受け付けるため、インターネット上におけるグローバルアドレス（アドレスＧ２）を保有する。しかし、ここでのアドレスＰ２は専用回線内だけで通用するローカルアドレスであるため、インターネット上で利用できるアドレスに変換が必要となる。ここでは、送信先アドレスの１対１変換（アドレスＰ２←→アドレスＧ２）を行う。

送信元アドレス（アドレスＰ１）も同様に、専用回線内部のローカルアドレスから、インターネット上で利用可能なアドレスに変換が必要である。ここでの送信元アドレスの変換には、ＮＡＰＴ （Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｐｏｒｔ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ） を用いる。ＮＡＰＴとは、ＩＰアドレスに加えてポート番号も変更することで、ＮＡＴ（ネットワーク・アドレス変換）の１つのグローバルＩＰアドレスを、複数のホストで共有できるようにする技術である。ＲＦＣ ２６６３「ＮＡＴ Ｔｅｒｍｉｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ」で定義されている。

具体的には、送信元のＩＰアドレスは、アドレス変換部８のインターネット側の出口に割り当てられたインターネット上でのグローバルなＩＰアドレス（アドレスＧ１）に変換し、ポート番号はアドレスＰ１に応じて、そのタイミングでユニークな値に変換する。

このような送信先および送信元のＩＰアドレス変換により、専用回線上の情報をインターネットへ出すことが可能になる。なお、ここでは、機器１側からアプリケーションサーバー６に向けた通信について説明したが、逆向きの通信も可能である。その場合、ここで説明したアドレス変換と逆の変換を行い、インターネット上で有効なグローバルアドレスを専用回線上で有効なローカルアドレスに変換する。

（ステップＡ６）アドレス変換部８から出力された情報は、暗号処理部５’に入力する。暗号処理部５’は、入力された情報が暗号化されてなければ暗号化を行い、暗号化後の情報を、インターネット接続部４’を用いてインターネットへ出力する。具体的には、ＳＳＬを用いて暗号化を行い、ＨＴＴＰＳによりアプリケーションサーバー部６へ通信する。

一般に、暗号機能を持たないコントローラ２は、不特定のユーザがアクセスできない専用回線を利用することが多い。しかしながら、本発明の構成では、専用回線からの通信を一旦インターネットへ出力するため暗号化が必要になる。

（ステップＡ７）必要に応じて暗号化されたパケット情報は、インターネット通信部４’からインターネットへ出力される。ここでのパケットは送信先情報がアプリケーションサーバー部６のグローバルアドレスになっており、インターネット通信部４で受信される。

（ステップＡ８）暗号処理部５は、インターネット通信部４で受信した情報が暗号化されている場合は複合化し、アプリケーションサーバー６へ出力する。暗号処理部５は、暗号処理部５’と同様にＳＳＬアクセラレータ等で構成されている。

（ステップＡ９）暗号処理部５から受信したパケットはアプリケーションサーバー部６で受信し、携帯電話などの情報端末１０へ通知するなどの情報サービスを実現することができる。また、アプリケーションサーバー６から機器１への通信も、上述した通信を逆方向に行うことにより実現可能である。

以上のような動作により、専用回線に接続されたコントローラ２についても、インターネットを経由してアプリケーションサーバー部６と通信を行うことができる。これにより、アプリケーションサーバー部６はインターネットへのインタフェースを１つ持つだけで、専用回線に接続されたコントローラ２とも通信を行うことができる。

なお、アプリケーションサーバー部６は、図中ではひとつの構成となっているが、複数のサーバーで構成されることも多く、さらに、それらの物理的な位置が離れている場合もある。特に複数のサーバーで構成される場合は、本方式を用いることにより、すべてのサ
ーバーの通信インタフェースをインターネット側だけにでき、効果が大きい。また、機器１は給湯機などの設備機器としたが、エアコンなどの空調機器もしくは洗濯機などの白物機器でも良い。さらに、本実施の形態では専用回線はＩＰ−ＶＰＮ回線としたが、マンション内の構内ＬＡＮなど他の種類のネットワークであっても良い。

なお、本実施の形態で説明した部は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバー等のハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムの形態であれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したりインターネットなどの通信回線を用いて配信することで新しい機能の配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。

以上のように、本発明にかかるサーバーおよびそのプログラムは、機器の制御や監視、情報配信を行うシステムにおいて、サーバー側の構成を簡略化できる。これは、実施の形態で説明した設備機器だけでなく、白物機器やＡＶ機器などの遠隔制御、ガスや電力などのメータの集中監視、防犯・防災などのセキュリティシステムなどにも適用できる。

本発明の実施の形態１におけるサーバーの構成を示す図 本発明の実施の形態１のサーバー動作を示すフローチャート 従来例の構成を示す図

符号の説明

１ 機器
２ コントローラ
３ サーバー
４ インターネット通信部
５ 暗号処理部
６ アプリケーションサーバー部
７ 専用回線通信部
８ アドレス変換部
１０ 情報端末

Claims (6)

1. インターネットを利用した通信を行うインターネット通信部と、専用回線を利用した通信を行う専用回線通信部と、前記インターネット通信部および前記専用回線通信部を用いて、宅内の機器やコントローラと通信を行い、遠隔制御や情報配信などのサービスを提供するアプリケーションサーバー部と、前記専用回線通信部および前記インターネット通信部で通信する情報の送信先情報および送信元情報の少なくとも一方を相互に変換するアドレス変換部とを備え、前記機器やコントローラからの前記専用回線通信部での通信を、前記アドレス変換部を利用することによりインターネットを介した通信に変換し、前記インターネット通信部により前記アプリケーションサーバー部に通信させることを特徴とするサーバー。
2. 専用回線に接続した宅内の機器やコントローラからの通信が暗号化されていない場合、専用回線から受信した情報を暗号化してインターネットへ出力し、また、前記インターネットから受信した情報を復号化して前記専用回線へ戻す暗号処理部を備えたことを特徴とする請求項１に記載のサーバー。
3. 専用回線で独自のローカルアドレスを利用している場合、アドレス変換部は前記専用回線からインターネットへ送信する時は、通信する情報の送信先および送信元のアドレスを前記ローカルアドレスからグローバルアドレスへ変換し、前記インターネットから前記専用回線へ受信する場合は、出力した時と逆に前記グローバルアドレスから元の前記ローカルアドレスに変換することを特徴とする請求項１または２に記載のサーバー。
4. アドレス変換部は、専用回線から受信した情報の送信元アドレス／ポートは、ＮＡＰＴ （Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｐｏｒｔ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ） を用いて変換し、送信先アドレス／ポートは、静的アドレス変換によりアプリケーションサーバー部のアドレス／ポートに変換することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のサーバー。
5. 専用回線は、ＩＰ−ＶＰＮ回線であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のサーバー。
6. 請求項１〜５のいずれか１項記載のサーバーの少なくとも一部をコンピュータに実現させるためのプログラム。

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