JP2007166116A - 宅内サーバ装置及びアプリケーションサーバ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大きなデータ転送を伴う宅外の通信端末から宅内サーバ装置への接続において、サーバの負荷を軽減できる宅内サーバ装置及びアプリケーションサーバ装置を提供する。
【解決手段】宅内サーバ装置１０３は、外部からのトリガ信号を受信するトリガ受信手段と、所定の計算方法により文字列を生成するポート／パス生成手段とを具備し、アプリケーションサーバ装置２０３は、所定の通信装置より再接続先のポート情報とパス情報とを受信するポート／パス待受手段と、ポート情報、パス情報、ネットワークアドレスを用いて、再接続先情報としてのリダイレクトＵＲＩを生成するリダイレクトＵＲＩ生成手段とを具備し、宅内サーバ装置１０３によって、生成された文字列からＵＲＩを形成し、アプリケーションサーバ装置２０３が該ＵＲＩによって、端末４に再接続を行わせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、宅外の端末から接続される宅内ＬＡＮ上に設置された宅内サーバ装置及び宅外の通信端末と前記宅内サーバ装置との接続を案内するアプリケーションサーバ装置に関する。

従来の通信装置およびネットワークとしては、インターネット等に代表されるグローバルネットワークと、プライベートネットワークとしての家庭内ネットワークを、ＡＤＳＬや光ファイバの回線によって接続し、家庭内ネットワークには、例えばプライベートＩＰアドレスを割り振り、ルータのＮＡＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）機能によって、プライベートＩＰアドレスとグローバルＩＰアドレスの相互変換を行うものがある。このようなネットワーク形態においては、例えば家庭内ネットワークに接続されたパーソナルコンピュータにインストールされたＷＥＢブラウザから、グローバルネットワーク上に接続されたＷＥＢサーバ上で提供されるコンテンツを享受することができる。しかし、このような接続形態においては、ルータのＮＡＴ機能の仕様から、すべての通信はプライベートネットワーク側から開始しなければならないという問題がある。

そして、この問題を解決するため、グローバルネットワーク側からプライベートネットワーク側への通信の開始を実現する従来のネットワークとしては、宅内および宅外にエージェントを設け、両者間でＴＣＰ接続を維持するものがある（例えば、特許文献１参照）。

図１１は、この特許文献１に記載された従来の通信装置およびネットワークを示すものである。

図１１において、エージェント（ａ）１０２２は、エージェント（ｂ）２０２１とＴＣＰ接続を維持し、エージェント（ｂ）２０２１は、インターネットサーバ１０２の代理として端末４からのＴＣＰ接続を受け付け、エージェント（ａ）１０２２およびエージェント（ｂ）２０２１間で維持されているＴＣＰ接続を介して、インターネットサーバ１０２にＴＣＰ／ＩＰ通信を伝播している。
特開２００２−３３５２７１号公報（第３頁、図１）

しかしながら、前記従来の構成では、エージェント（ａ）１０２２およびエージェント（ｂ）２０２１を経由してサーバアプリケーション１０２１に到達する「サーバリレー方式」による通信を行っているため、画像ファイル等の大きなデータをインターネットサーバ１０２上から多数の端末４に転送する場合、サーバ、特にエージェント（ｂ）２０２１の負荷が大きく、端末４の接続台数が負荷に耐え得るだけの台数に制限されるという課題を有している。

また、エージェント（ａ）１０２２およびエージェント（ｂ）２０２１間でＴＣＰ接続を維持しているが、ＴＣＰ接続を維持できる接続数には制限があるため、インターネットサーバ１０２の数が増加すると、エージェント（ｂ）２０２１の数も増加させなければならなくなり、代理サーバ２０２の運用コスト増が避けられないという課題を有している。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、大きなデータ転送を伴う宅外の通信端末から宅内サーバ装置への接続において、サーバの負荷の集中を回避する通信方法を実現可能な宅内サーバ装置及びアプリケーションサーバ装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明に係る宅内サーバ装置は、所定のプロトコルに従い、ルータを介して、グローバルネットワークに接続された通信端末にサービスを提供する宅内サーバ装置であって、外部からのトリガ信号を受信するトリガ受信手段と、前記トリガ受信手段が前記トリガ信号を受信した場合には、所定の計算方法により外部からの接続を待受けるための文字列であるパス名、及び前記ルータに付与する新たなポート情報を生成するポート／パス生成手段と、前記パス名及び前記ポート情報を外部に通知する通信手段とを備えることを特徴とする。

本構成により、前記通信端末のみが知りうるような前記パス名及び前記ポート情報を用いたＵＲＩによってクライアント・サーバ間の接続を行うことができ、第三者による不正な接続を回避することができる。

また、本発明に係る宅内サーバ装置の前記所定の計算方法は、擬似乱数生成法であることを特徴とする。

本構成により、第三者が前記ＵＲＩを解析するのに要する時間を長くすることができ、不正な接続が発生する可能性を減少させることができる。

また、本発明に係る宅内サーバ装置の前記所定の計算方法においては、前記宅内サーバ装置を一意に特定する情報をパラメータとして用いることを特徴とする。

本構成により、前記文字列を受信した側で、サーバを一意に特定する情報により、該サーバの認証を行うことができ、不正な第三者のなりすましを回避することができる。

また、本発明に係る宅内サーバ装置に用いる前記所定のプロトコルは、ＨＴＴＰまたはＨＴＴＰＳであることを特徴とする。

本構成により、宅内サーバ装置へ接続するクライアントである通信端末として、携帯電話などの、一般的なＷＥＢブラウザを搭載した機器から前記宅内サーバ装置へのアクセスを行うことが可能になる。

また、本発明に係るアプリケーションサーバ装置は、所定のプロトコルに従い、グローバルネットワークに接続された通信端末と宅内サーバ装置との接続を管理するアプリケーションサーバ装置であって、前記宅内サーバ装置から、前記通信端末の再接続先となるポート情報とパス名とを受信するポート／パス受信手段と、前記ポート／パス受信手段が前記ポート情報及び前記パス名を受信した場合には、少なくとも前記ポート情報、前記パス名、及び通知元のネットワークアドレスを用いて、前記通信端末が再接続するための再接続先情報となるリダイレクトＵＲＩを生成するリダイレクトＵＲＩ生成手段と、前記リダイレクトＵＲＩが示す接続先に対して再接続を指示する応答を前記通信端末に送信する送信手段とを備えることを特徴とする。

本構成により、通信端末に再接続を促すことにより、アプリケーションサーバ装置の負荷を減少させることが可能になる。

また、本発明に係る通信システムは、グローバルネットワークで接続された第一システムと第二システムとから構成される通信システムであって、前記第一システムには、所定のプロトコルに従い、ルータを介して、グローバルネットワークに接続された通信端末にサービスを提供する宅内サーバ装置と、前記宅内サーバ装置とグローバルネットワーク側との通信を中継するルータとが含まれ、前記第二システムには、所定のプロトコルに従い、グローバルネットワークに接続された通信端末と宅内サーバ装置との接続を管理するアプリケーションサーバ装置が含まれ、前記宅内サーバ装置は、外部からのトリガ信号を受信するトリガ受信手段と、前記トリガ受信手段が前記トリガ信号を受信した場合には、所定の計算方法により外部からの接続を待受けるための文字列であるパス名、及び前記ルータに付与する新たなポート情報を生成するポート／パス生成手段と、前記パス名及び前記ポート情報を外部のサーバ装置に通知する通信手段とを備え、前記アプリケーションサーバ装置は、前記宅内サーバ装置から、前記通信端末の再接続先となるポート情報とパス名とを受信するポート／パス受信手段と、前記ポート／パス受信手段が前記ポート情報及び前記パス名を受信した場合には、少なくとも前記ポート情報、前記パス名、及び通知元のネットワークアドレスを用いて、前記通信端末が再接続するための再接続先情報となるリダイレクトＵＲＩを生成するリダイレクトＵＲＩ生成手段と、前記リダイレクトＵＲＩが示す接続先に対して再接続を指示する応答を前記通信端末に送信する送信手段とを備えることを特徴とする。

本構成により、前記通信端末は、アプリケーションサーバ装置へ接続することで宅内サーバ装置へ到達することができ、なおかつ、宅内サーバ装置からのデータはアプリケーションサーバ装置を通過しないようにすることが可能になる。

また、本発明に係る通信システムにおいて、前記通信端末は、前記宅内サーバ装置へ複数回接続を行う場合には、２回目以降の接続においては、１回目の接続と同じネットワークアドレス、ポート情報で、且つ異なるパス名を用いて前記宅内サーバ装置に接続することを特徴とする。

本構成により、２回目以降の接続に関しては、前記パス名の生成を省略することができ、通信時間を短縮することが可能になる。

尚、前記目的を達成するために、本発明は、前記宅内サーバ装置及び前記アプリケーションサーバ装置の特徴的な構成手段をステップとする通信方法としたり、それらのステップを全て含むプログラムとして実現することもできる。そして、そのプログラムは、前記宅内サーバ装置及び前記アプリケーションサーバ装置が備えるＲＯＭ等に格納しておくだけでなく、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体や通信ネットワークを介して流通させることもできる。

本発明の宅内サーバ装置及びアプリケーションサーバ装置を用いることにより、宅外の通信端末からの新規接続毎に計算されるランダムなパス名を用い、該パス名で再接続させることにより、第三者からの不正なアクセスを防止することができる。

また、この再接続により、宅内サーバ装置内の容量の大きなデータをアプリケーションサーバ装置に通過させないで通信端末に提供することにより、サーバの負荷を軽減することが可能になり、宅内ＬＡＮ上に設置された宅内サーバ装置に対する宅外の通信端末からの接続に関して、低コストでの運用を実現することが可能になる。

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。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における通信装置およびネットワークの全体構成図である。図１において、図１１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

本発明の実施の形態１における通信方法および通信装置による通信ネットワークは、インターネット等に代表される、公衆的に利用できるネットワークであるグローバルネットワーク３と、家庭内など、局所的な環境で形成されるネットワークであるプライベートネットワーク１と、インターネット上にサービスを公開するサーバ群を収容するサーバネットワーク２と、サーバネットワーク内のサーバよりサービスを受ける端末４とで構成されている。

プライベートネットワーク１には、グローバルネットワーク３とを接続するＮＡＴルータ１０１と、コンテンツおよびサービスを保持する宅内サーバ装置１０３とが接続されている。

サーバネットワーク２には、グローバルネットワーク３とを接続するゲートウェイ２０１と、端末４からの要求を処理し、端末４と宅内サーバ装置１０３との接続を案内するアプリケーションサーバ装置２０３と、宅内サーバ装置１０３のアドレス情報を保持し、サーバネットワーク２からの通信の開始を宅内サーバ装置１０３に通知するトリガサーバ２０４とが接続されている。

本発明の実施の形態における通信ネットワークにおいて、グローバルネットワーク３およびサーバネットワーク２に接続される通信機器には、互いの機器を一意に区別するためのアドレスが割り振られる。このようなアドレス体系には、例えばＩＰアドレスが用いられ、各々の通信機器には、それぞれ別々のＩＰアドレスが割り振られる。もちろん、互いの機器を一意に区別するためのアドレスに用いられるアドレス体系はＩＰアドレスに限定されることはなく、例えば、ＩＰＸアドレス等を用いてもよい。サーバネットワーク２は、サーバネットワーク２とグローバルネットワーク３の間で通信経路の決定を行う、ゲートウェイ２０１を介してグローバルネットワーク３に接続される。

端末４は、通信部４０１と、ＨＴＴＰクライアント４０２を具備する。ＨＴＴＰクライアント４０２としては、アクセス社のＮｅｔＦｒｏｎｔ（登録商標）等のウェブブラウザ等が挙げられる。

次に、ＮＡＴルータ１０１と宅内サーバ装置１０３の機能と構成について図を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態における、プライベートネットワーク１に接続される要素の詳細構成図である。

本発明の実施の形態における通信ネットワークにおいて、プライベートネットワーク１に接続される通信機器にもまた、互いの機器を一意に区別するためのＩＰアドレスが割り振られるが、プライベートネットワーク１上の通信機器はプライベートネットワーク１上で一意に区別できればよく、例えば、グローバルネットワーク３上に接続されるいずれかの機器とＩＰアドレスが重複してもよい。このように局所的にのみ一意性を保証するＩＰアドレスをプライベートネットワークアドレスと呼ぶ。一方、グローバルネットワーク３上およびサーバネットワーク２上に接続される通信機器に割り振られるＩＰアドレスをグローバルネットワークアドレスと呼び、プライベートネットワークアドレスと区別する。

プライベートネットワーク１は、プライベートネットワークアドレスとグローバルネットワークアドレスの相互変換機能を有するＮＡＴルータ１０１を介してグローバルネットワーク３に接続される。このような接続を行うことで、後述するＮＡＴルータ１０１の動作によってプライベートネットワーク１上に接続される通信機器は、グローバルネットワーク３およびサーバネットワーク１上に接続される機器とＩＰ層での通信を行うことが可能になる。

ここでＮＡＴルータ１０１の動作について、図を用いて説明する。図３は、ＮＡＴルータ１０１の動作を示すシーケンス図である。ＮＡＴルータ１０１の動作に関する説明のために、ここでは、ＮＡＴルータ１０１のプライベートネットワーク側に送信元機器１ａ、グローバルネットワーク側に送信先機器３ａが接続された環境を想定する。ＮＡＴルータ１０１には、グローバルネットワーク側にグローバルネットワークアドレス、プライベートネットワーク側にプライベートネットワークアドレスが割り振られている。ここでは例として、グローバルネットワークアドレスに「１．２．３．４」、プライベートネットワークアドレスに「１９２．１６８．０．１」が割り振られている。送信元機器１ａには例として、アドレスに「１９２．１６８．０．３」、送信先機器３ａには例として、アドレスに「５．６．７．８」が割り振られている。もちろん、これらのアドレスの具体的な数値に関してはこれに限定されるものではない。

送信元機器１ａが送信先機器３ａへのパケットを送信したとき、該パケットの送信元アドレスは、「１９２．１６８．０．３」であり、送信先アドレスは、「５．６．７．８」である。該パケットがＮＡＴルータ１０１を通過してグローバルネットワークへ伝送されるときに、ＮＡＴルータ１０１は、該パケットの送信元アドレスをＮＡＴルータ１０１のグローバルネットワークアドレスである「１．２．３．４」に書き換える。パケットが送信先機器３ａに到着したとき、送信先機器３ａは、該パケットはＮＡＴルータ１０１から送信されたものとみなすので、必要があれば応答パケットを作成し、ＮＡＴルータ１０１へ返信する。このとき、応答パケットの送信元アドレスは、送信先機器３ａのグローバルアドレスである「５．６．７．８」であり、送信先アドレスは、ＮＡＴルータ１０１のグローバルアドレス「１．２．３．４」である。ＮＡＴルータ１０１は応答パケットを受信すると、その送信先アドレスを送信元機器１ａのプライベートネットワークアドレスである「１９２．１６８．０．３」に書き換えて、送信元機器１ａに送信する。このようにして、送信元機器１ａと、送信先機器３ａとの通信が確立される。応答パケットの送信先アドレスを送信元機器１ａのアドレスに書き換えるために、ＮＡＴルータ１０１は、プライベートネットワークアドレスとグローバルネットワークアドレスを対応づけるアドレス変換テーブルを具備している。すなわち、送信元機器１ａからパケットを送信し、ＮＡＴルータ１０１を通過するときに、送信元機器１ａのプライベートネットワークアドレスと送信先機器３ａのグローバルネットワークアドレスの対応を保持し、応答が返ってきた時点で、アドレス変換テーブルを参照して該当する対応を検索し、送信すべき機器のプライベートネットワークアドレス、すなわち送信元機器１ａのプライベートネットワークアドレスを導出する。トランスポート層のプロトコルとして、ＴＣＰを用いた場合には、アドレス変換テーブル上の該アドレス対応は、コネクションが切断されるまでの間保持され、ＵＤＰを用いた場合には、アドレス変換テーブル上の該アドレス対応は、所定の期間保持され、所定の期間が経過した後、アドレス変換テーブル上の該アドレス対応はＮＡＴルータ１０１から削除される。

以上の説明のように、送信先機器３ａから送信元機器１ａへの通信においては、ＮＡＴルータ１０１のアドレス変換テーブルをもとにアドレス変換を行うため、ＮＡＴルータ１０１内に送信元機器１ａのプライベートネットワークアドレスと送信先機器３ａのグローバルネットワークアドレスの対応が保持されていない場合、通信が成立し得ない。すなわち、ＮＡＴルータ１０１越しの通信における特徴として、プライベートネットワーク側からＮＡＴルータ１０１を越えてグローバルネットワーク側へ通信を開始することは容易であるが、グローバルネットワーク側からＮＡＴルータ１０１を越えてプライベートネットワークへ通信を開始することは困難である。

宅内サーバ装置１０３は、端末４に対して、ネットワークサービスを提供する機能を有する。宅内サーバ装置１０３は、通信部１０３１と、後述するトリガパケットを受信するトリガ待受部１０３２と、端末４に対してサーバとしてのプロトコル機能を提供するＨＴＴＰサーバ１０３３と、端末４に対してサーバとしてのアプリケーション機能を提供するサーバアプリケーション１０３４と、トリガサーバ２０４が宅内サーバ装置１０３を一意に区別するサーバＩＤを記憶するサーバＩＤ記憶部１０３５と、トリガサーバ２０４に対してポーリングを行うポーリングパケットを送信し、ＮＡＴルータ１０１に対してアドレス変換テーブルにおいて宅内サーバ装置１０３のプライベートアドレスとトリガサーバ２０４のグローバルアドレスとの対応を保持させるポーリング送信部１０３６と、ランダムなコードを生成し、該コードを文字列として含むパスを生成し、さらに、ＮＡＴルータ１０１に対して、ＵＰｎＰ機能のＡｄｄＰｏｒｔＭａｐｐｉｎｇを用いて、ＨＴＴＰサーバ１０３３のポート番号と、ＮＡＴルータ１０１のグローバルネットワーク側のポート番号とを紐付けるためのポート番号を決定し、生成したポートとパスをアプリケーションサーバ装置２０３へ通知するポート／パス生成部１０３７と、上記したＵＰｎＰ機能を具備するＵＰｎＰプロトコルスタック１０３８とを具備する。なお、前記ランダムなコードの生成には、線形合同法やメルセンヌ・ツイスタ等の、既存の擬似乱数生成法を用いればよい。また、例えば、擬似乱数の種に宅内サーバ装置１０３のサーバＩＤを用いれば、アプリケーションサーバ装置側でランダムコードの検証を行うことが可能になり、不正な宅内サーバ装置のなりすましを防止することが可能になる。

次に、アプリケーションサーバ装置２０３とトリガサーバ２０４の機能と構成について図を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態における、サーバネットワーク２に接続される要素の詳細構成図である。

アプリケーションサーバ装置２０３は、端末４に対して、ユーザ認証を行い、プライベートネットワークに接続される宅内サーバ装置１０３よりポート情報とパス情報を受信し、ポート情報とパス情報により宅内サーバ装置１０３に接続するための後述するリダイレクトURIを生成して、リダイレクトURIを端末４へ送信する機能を有する。トリガサーバ２０４は、宅内サーバ装置１０３がポート情報とパス情報をアプリケーションサーバ装置２０３へ通知するタイミングを宅内サーバ装置１０３へ与えるためのトリガを宅内サーバ装置１０３へ送信する機能を有する。

アプリケーションサーバ装置２０３は、通信を行う通信部２０３１と、端末４に対して、ユーザ認証を行い、認証後、リダイレクトURIを端末４に送信する認証サーバアプリケーション２０３２と、トリガサーバ２０４に対してトリガ送信の依頼を行うトリガ依頼パケットを送信するトリガ依頼送信部２０３３と、リダイレクトURIを生成するためのポート情報とパス情報を受信するポート／パス待受部２０３４と、リダイレクトURIを生成するリダイレクトURI生成部２０３５と、図５に示すような、端末４のユーザのユーザＩＤとパスワードを、サーバＩＤに紐付ける認証データベース２０３６とを具備している。

トリガサーバ２０４は、通信を行う通信部２０４１と、トリガ依頼送信部２０３３より送信されたトリガ依頼パケットを受信するトリガ依頼待受部２０４３と、ポーリング送信部１０３６より送信されたパケットを受信するポーリング待受部２０４２と、トリガ待受部１０３２へトリガパケットを送信するトリガ送信部２０４４と、サーバＩＤと、ＮＡＴルータ１０１のグローバルネットワークアドレスとを対応づけ、サーバＩＤからＮＡＴルータ１０１を特定するためのグローバルアドレステーブル２０４５とを具備する。

次に、かかる構成の通信ネットワークの動作について図を用いて説明する。
まず、宅内サーバ装置１０３がトリガサーバ２０４へポーリングを行う動作について説明する。図６は、ポーリングに関する宅内サーバ装置１０３の動作を表すシーケンス図である。

宅内サーバ装置１０３が具備するポーリング送信部１０３６は、トリガサーバ２０４が具備するポーリング待受部２０４２へポーリングパケットを送信する（Ｓ２０１）。ポーリングパケットの送信は、プライベートネットワーク側からグローバルネットワーク側への通信の開始であるため、通信は容易に成立する。ポーリングパケットのデータ部には、宅内サーバ装置１０３のサーバＩＤが含まれている。サーバIDは、サーバID記憶部１０３５より取得する。ポーリング待受部２０４２がポーリングパケットを受信する（Ｓ２０２）と、グローバルアドレステーブルに、受信したパケットのアドレスおよびポート、すなわちＮＡＴルータ１０１のアドレスおよびポートと、データ部に含まれる宅内サーバ装置１０３のサーバＩＤを一対一対応にして格納する（Ｓ２０３）。ポーリング送信部２０２５は、ポーリングパケットをＵＤＰパケットとして送信し、ＮＡＴルータ１０１のアドレス変換テーブル上に保持されている宅内サーバ装置１０３のプライベートネットワークアドレスとトリガサーバ２０４のグローバルネットワークアドレスの対応が削除される期限よりも早いタイミングでポーリングパケットを再送する。そうすることで、ＮＡＴルータ１０１のアドレス変換テーブル上には、宅内サーバ装置１０３のプライベートネットワークアドレスとトリガサーバ２０４のグローバルネットワークアドレスとの対応が常に保持される。この状態で、トリガサーバ２０４が具備するトリガ送信部２０４４が、宅内サーバ装置１０３が具備するトリガ待受部１０３２に対し、ポーリングパケットに対する応答としてトリガパケットを送信すれば（Ｓ２０４）、ＮＡＴルータ１０１が該トリガパケットを受信した（Ｓ２０５）とき、ＮＡＴルータ１０１は、アドレス変換テーブルを参照することで送信先である宅内サーバ装置１０３のプライベートネットワークアドレスを導出することができる（Ｓ２０６）ため、ＮＡＴルータ１０１が導出したプライベートネットワークアドレスへ該トリガパケットを転送する（Ｓ２０７）ことで、トリガ待受部１０３２は、トリガパケットを受信する（Ｓ２０８）ことができるようになる。トリガパケットの送信は、グローバルネットワーク側からプライベートネットワーク側への通信であるが、先んじてのポーリングパケットに対する応答として送信されるため、ＮＡＴルータ１０１は、図６のＳ２０５、Ｓ２０６、Ｓ２０７のステップにより、トリガパケットを宅内サーバ装置１０３へ転送することが可能である。以上のステップにより、トリガサーバ２０４は、宅内サーバ装置１０３に対して、任意のタイミングでトリガパケットを送信することができる。

次に、アプリケーションサーバ装置２０３が端末４の認証を行う動作について説明する。図７は、端末認証に関するアプリケーションサーバ装置２０３の動作を表すシーケンス図である。

まず、端末４がアプリケーションサーバ装置の認証用ＵＲＬへＨＴＴＰ ＧＥＴ送信を行い（Ｓ３０１）、アプリケーションサーバ装置２０３が該ＨＴＴＰ ＧＥＴを受信する（Ｓ３０２）と、アプリケーションサーバ装置２０３は、ユーザのＩＤとパスワードの入力を促す認証画面をＨＴＴＰ応答として送信する（Ｓ３０３）。端末４が該認証画面をＨＴＴＰ応答として受信し（Ｓ３０４）、ユーザがＩＤ、パスワードを入力して（Ｓ３０５）認証画面中の送信ボタンを押すと、ＩＤとパスワードが、ＨＴＴＰ ＧＥＴまたはＨＴＴＰ ＰＯＳＴによってアプリケーションサーバ装置へ送信される（Ｓ３０６）。なお、ＩＤ、パスワードの組を第三者に知られないようにするため、また、後述するようにＳ３０６の応答としてアプリケーションサーバ装置２０３から受信するリダイレクトＵＲＩを第三者に知られないようにするために、該ＨＴＴＰ通信は、ＳＳＬ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｓｏｃｋｅｔ Ｌａｙｅｒ）やＴＬＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ）を用いて暗号化する、ＨＴＴＰＳを用いて行う。但し、ＩＤ、パスワード、リダイレクトＵＲＩが第三者に知られても問題ない場合や、ネットワークの構造上第三者に知られることのない場合などは、この限りではなく、暗号化を行わないＨＴＴＰを用いて通信を行ってもよい。

アプリケーションサーバ装置２０３は端末４からＩＤ、パスワードの組を受信する（Ｓ３０７）と、認証データベース２０３６より、受信したＩＤ、パスワードをキーとして、サーバＩＤを取得する（Ｓ３０８）。そして、取得したサーバＩＤを含むトリガ依頼パケットをトリガサーバ２０４へ送信し（Ｓ３０９）、トリガサーバは、該トリガ依頼パケットを受信する（Ｓ３１０）。

次に、トリガサーバ２０４が宅内サーバ装置１０３へトリガパケットを送信する動作について説明する。図８は、トリガ送受信に関するトリガサーバの動作を表すシーケンス図である。

トリガサーバ２０４はアプリケーションサーバ装置２０３よりトリガ依頼パケットを受信する（Ｓ３１０）と、グローバルアドレステーブル２０４５を参照して、トリガ依頼パケットに含まれるサーバＩＤをキーとして、ＮＡＴルータ１０１のグローバルネットワークアドレスを取得する（Ｓ３１１）。そして、取得したグローバルネットワークアドレス宛に、上述したポーリングパケットに対する応答として、トリガパケットを送信する（Ｓ３１２）。ＮＡＴルータ１０１はトリガパケットを受信する（Ｓ３１３）と、アドレス変換テーブルを参照してポーリングパケットの送信元である宅内サーバ装置１０３のプライベートネットワークアドレスを取得し（Ｓ３１４）、宅内サーバ装置１０３へ該トリガパケットを転送し（Ｓ３１５）、宅内サーバ装置１０３は、該トリガパケットを受信する（Ｓ３１６）。

次に、宅内サーバ装置１０３が、端末４が宅内サーバ装置１０３へ接続するためのリダイレクトＵＲＩを生成するための基となるパス、ポート番号を決定する動作について説明する。図９は、パス、ポート番号決定に関する宅内サーバ装置１０３の動作を表すシーケンス図である。

宅内サーバ装置１０３はトリガ待受部１０３２によりトリガパケットを受信する（Ｓ３１６）と、トリガ受信部１０３２は、トリガ到着の旨を、ポート／パス生成部１０３７へ通知する（Ｓ３１７）。ポート／パス生成部１０３７はまず、ランダムなコードを生成する（Ｓ３１８）。該コードは例えば、ＡＳＣＩＩ文字で形成される、所定の長さの文字列であるとする（例えば0005）。もちろん、コードの仕様はこれに限定されることはなく、例えば、文字列の長さは、所定の範囲に含まれる長さであるとしてもよい。さらにパス生成部１０３８は、該コードと、予めＨＴＴＰサーバ１０３３の設定により指定されたドキュメントパスとを合成して、端末４が宅内サーバ装置１０３へ接続するためのパスを生成する（Ｓ３１９）。このパスは例えば「CGIbin/0005」となる。

次にポート／パス生成部は、予め範囲指定されたＮＡＴルータ１０１のグローバルネットワーク側ポート番号のうち、未使用のものを選択する（Ｓ３２０）。このグローバルネットワーク側ポート番号には、例えば「20000」が選択される。

さらに、ＵＰｎＰプロトコルスタックの機能である、ＡｄｄＰｏｒｔＭａｐｐｉｎｇを用いて、宅内サーバ装置１０３のＨＴＴＰサーバ１０３３のポート番号と（例えば「80」）、選択したＮＡＴルータ１０１のグローバルネットワーク側ポート番号とを紐付ける、ポートマッピングを行う（Ｓ３２１）。すなわち、ＮＡＴルータ１０１に対してグローバルネットワーク側ポート番号「20000」と宅内サーバ装置側のポート番号「80」との紐付けを行う。こうすることで、端末４がＮＡＴルータのＩＰアドレスと、選択したポート番号との組でＴＣＰ接続すると、ＮＡＴルータが、パケットを転送して、端末４は、ＨＴＴＰサーバ１０３３へ接続される。さらにポート／パス生成部は、生成されたパスと、選択したポート番号を、アプリケーションサーバ装置２０３へ通知し（Ｓ３２２）、アプリケーションサーバ装置２０３は、該通知を受信する（Ｓ３２３）。なお、Ｓ３２２で通知されるパスは例えば「CGIbin/0005」であり、ポート番号は「20000」となる。

次に、アプリケーションサーバ装置が生成されたパスとポート番号を用いてリダイレクトＵＲＩを生成し、端末４に、接続をリダイレクトさせる動作について説明する。図１０は、リダイレクトＵＲＩ生成に関するアプリケーションサーバ装置２０３の動作を表すシーケンス図である。

アプリケーションサーバ装置２０３はポート／パスを通知パケットにより受信する（Ｓ３２３）と、該通知パケットの送信元ネットワークアドレス、すなわちＮＡＴルータ１０１のグローバルネットワークアドレス（例えば「1.2.3.4」）と、通知されたポートとパスを合成して、リダイレクトＵＲＩを生成する（Ｓ３２４）。ここで生成されるリダイレクトＵＲＩは、例えば「 HYPERLINK "http://1.2.3.4" http://1.2.3.4：20000/CGIbin/0005」である。

次に、Ｓ３０６に対するＨＴＴＰ応答として、「３０７ Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｒｅｄｉｒｅｃｔ」を送信する（Ｓ３２５）。リダイレクト先としては、上で生成されたリダイレクトＵＲＩを指定する。端末４は、当該ＨＴＴＰ応答を受信する（Ｓ３２６）と、リダイレクト先として指定されたリダイレクトＵＲＩに対してＨＴＴＰ要求を送信する（Ｓ３２７）。リダイレクト先のネットワークアドレスは、上述したようにＮＡＴルータ１０１であるが、予めＡｄｄＰｏｒｔＭａｐｐｉｎｇにより、ＮＡＴルータ１０１は、該ＨＴＴＰ要求を受信した（Ｓ３２８）のち、宅内サーバ装置１０３へ転送する（Ｓ３２９）。すなわち、ＮＡＴルータ１０１は、ポート番号「20000」で受信したので宅内サーバ装置のポート番号「80」への転送を行う。

そして、宅内サーバ装置１０３は該ＨＴＴＰ要求を受信する（Ｓ３３０）と、ＨＴＴＰサーバ１０３３を通じて要求をサーバアプリケーション１０３４へ転送し、サーバアプリケーション１０３４は、該ＨＴＴＰ要求に対する応答を生成（Ｓ３３１）し、ＨＴＴＰサーバ１０３３は該ＨＴＴＰ応答を端末４宛に送信し（Ｓ３３２）、端末４は、該ＨＴＴＰ応答を受信する（Ｓ３３３）。

なお、同じ宅内サーバ装置から続けて複数の通信を行う場合には、２回目以降は、Ｓ３２６で受信したリダイレクトＵＲＩより、アドレスとポートを抽出してＵＲＩを生成し、１回目と同じアドレス、ポートへ接続する。このようにすることで、２回目以降の接続に関しては、トリガ依頼（Ｓ３０９）からＨＴＴＰ応答受信（Ｓ３２６）までを省略することができ、通信時間の短縮を図ることが可能になる。

かかる構成によればトリガサーバ２０４よりのトリガパケット受信を契機としてランダムなパスを生成し、そのパスを含むリダイレクトＵＲＩによって端末４に接続先をリダイレクトすることにより、第三者による不正な接続を防止した上で、グローバルネットワーク側からプライベートネットワーク側への通信を行うことが可能になる。また、本構成によれば、宅内サーバ装置１０３から端末４へ送信される、コンテンツなどのデータは、アプリケーションサーバ装置２０３を通過しないため、アプリケーションサーバ装置２０３に対する負荷を格段に減少させることが可能になる。

尚、図１１においては、端末４がＨＴＴＰ応答を受信するステップ（Ｓ３３３）で説明を終了しているが、その後、端末４と宅内サーバ装置１０３間のＨＴＴＰによる通信が切断された場合に、宅内サーバ装置１０３は、図９のマッピング実行でＮＡＴルータ１０１に記録したＮＡＴルータ１０１と宅内サーバ装置１０３とのポート関係が記述されたマッピングを消去する必要がある。この場合、宅内サーバ装置１０３側から、前記ポート関係を消去するために「Delete Port Mapping」を行う。

また、本実施の形態においては、宅内サーバ装置１０３のパス生成ステップ（Ｓ３１９）において生成されるパスが１つの場合を説明したが、実際には、画像毎に異なるパスが付与され、端末４がＳ３２３において受信するＨＴＭＬファイルに記述されている。そして、端末４のユーザが視聴を要求する画像を選択する毎に、各画像に対応したパスが宅内サーバ装置１０３に送信され、該パスにより決定された画像が宅内サーバ装置１０３から端末４に送信されることとなる。

本発明にかかる宅内サーバ装置は、外部の端末との接続手段を有し、ホームネットワークコントローラ等として有用である。また、本発明に係る宅内サーバ装置及びアプリケーションサーバ装置は、例えば、セキュリティカメラ等により撮影される画像データを宅内サーバ装置から宅外の携帯電話機等の携帯端末へ転送する通信に応用できる。

本発明の実施の形態における通信装置およびネットワークの全体構成図 本発明の実施の形態における、プライベートネットワークに接続される要素の詳細構成図 ＮＡＴルータの動作を示すシーケンス図 本発明の実施の形態における、サーバネットワークに接続される要素の詳細構成図 本発明の実施の形態における、認証データベースの構成図 ポーリングに関する宅内サーバ装置の動作を表すシーケンス図 端末認証に関するアプリケーションサーバ装置の動作を表すシーケンス図 トリガ送受信に関するトリガサーバの動作を表すシーケンス図 パス、ポート番号決定に関する宅内サーバ装置の動作を表すシーケンス図 リダイレクトＵＲＩ生成に関するアプリケーションサーバ装置の動作を表すシーケンス図 従来の通信ネットワークの全体構成図

符号の説明

１ プライベートネットワーク
２ サーバネットワーク
３ グローバルネットワーク
４ 端末
１０１ ＮＡＴルータ
１０３ 宅内サーバ装置
２０１ ゲートウェイ
２０３ アプリケーションサーバ装置
２０４ トリガサーバ
１０３７ ポート／パス生成部

Claims (13)

1. 所定のプロトコルに従い、ルータを介して、グローバルネットワークに接続された通信端末にサービスを提供する宅内サーバ装置であって、
   外部からのトリガ信号を受信するトリガ受信手段と、
   前記トリガ受信手段が前記トリガ信号を受信した場合には、所定の計算方法により外部からの接続を待受けるための文字列であるパス名、及び前記ルータに付与する新たなポート情報を生成するポート／パス生成手段と、
   前記パス名及び前記ポート情報を外部に通知する通信手段とを備える
   ことを特徴とする宅内サーバ装置。
2. 前記所定の計算方法は、擬似乱数生成法である
   ことを特徴とする請求項１記載の宅内サーバ装置。
3. 前記所定の計算方法においては、前記宅内サーバ装置を一意に特定する情報をパラメータとして用いる
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の宅内サーバ装置。
4. 前記通信端末は、少なくとも前記ポート情報及び前記パス名を用いて前記宅内サーバ装置と直接通信を行い、
   前記宅内サーバ装置は、さらに、
   前記通信端末と直接接続を行う場合に、前記通信手段を介して取得したネットワークアドレス、ポート情報、及びサービスまたはコンテンツに対応づけたパス名によりアプリケーションを特定し、前記通信端末に提供するアプリケーション手段を備える
   ことを特徴とする請求項１記載の宅内サーバ装置。
5. 前記通信手段は、さらに、少なくとも前記ルータのグローバルネットワークアドレスと前記宅内サーバ装置のプライベートネットワークアドレスとの関係を示すアドレス通知用パケットを外部に定期的に送信する
   ことを特徴とする請求項１記載の宅内サーバ装置。
6. 前記所定のプロトコルは、ＨＴＴＰまたはＨＴＴＰＳである
   ことを特徴とする請求項１記載の宅内サーバ装置。
7. 所定のプロトコルに従い、グローバルネットワークに接続された通信端末と宅内サーバ装置との接続を管理するアプリケーションサーバ装置であって、
   前記宅内サーバ装置から、前記通信端末の再接続先となるポート情報とパス名とを受信するポート／パス受信手段と、
   前記ポート／パス受信手段が前記ポート情報及び前記パス名を受信した場合には、少なくとも前記ポート情報、前記パス名、及び通知元のネットワークアドレスを用いて、前記通信端末が再接続するための再接続先情報となるリダイレクトＵＲＩを生成するリダイレクトＵＲＩ生成手段と、
   前記リダイレクトＵＲＩが示す接続先に対して再接続を指示する応答を前記通信端末に送信する送信手段とを備える
   ことを特徴とするアプリケーションサーバ装置。
8. グローバルネットワークで接続された第一システムと第二システムとから構成される通信システムであって、
   前記第一システムには、
   所定のプロトコルに従い、ルータを介して、グローバルネットワークに接続された通信端末にサービスを提供する宅内サーバ装置と、
   前記宅内サーバ装置とグローバルネットワーク側との通信を中継するルータとが含まれ、
   前記第二システムには、
   所定のプロトコルに従い、グローバルネットワークに接続された通信端末と宅内サーバ装置との接続を管理するアプリケーションサーバ装置が含まれ、
   前記宅内サーバ装置は、
   外部からのトリガ信号を受信するトリガ受信手段と、
   前記トリガ受信手段が前記トリガ信号を受信した場合には、所定の計算方法により外部からの接続を待受けるための文字列であるパス名、及び前記ルータに付与する新たなポート情報を生成するポート／パス生成手段と、
   前記パス名及び前記ポート情報を外部のサーバ装置に通知する通信手段とを備え、
   前記アプリケーションサーバ装置は、
   前記宅内サーバ装置から、前記通信端末の再接続先となるポート情報とパス名とを受信するポート／パス受信手段と、
   前記ポート／パス受信手段が前記ポート情報及び前記パス名を受信した場合には、少なくとも前記ポート情報、前記パス名、及び通知元のネットワークアドレスを用いて、前記通信端末が再接続するための再接続先情報となるリダイレクトＵＲＩを生成するリダイレクトＵＲＩ生成手段と、
   前記リダイレクトＵＲＩが示す接続先に対して再接続を指示する応答を前記通信端末に送信する送信手段とを備える
   ことを特徴とする通信システム。
9. 前記通信端末は、前記宅内サーバ装置へ複数回接続を行う場合には、２回目以降の接続においては、１回目の接続と同じネットワークアドレス、ポート情報で、且つ異なるパス名を用いて前記宅内サーバ装置に接続する
   ことを特徴とする請求項８記載の通信システム
10. 所定のプロトコルに従い、ルータを介して、グローバルネットワークに接続された通信端末にサービスを提供する宅内サーバ装置に用いる通信方法であって、
    外部からのトリガ信号を受信するトリガ受信ステップと、
    前記トリガ受信ステップにおいて前記トリガ信号を受信した場合には、所定の計算方法により外部からの接続を待受けるための文字列であるパス名、及び前記ルータに付与する新たなポート情報を生成するポート／パス生成ステップと、
    前記パス名及び前記ポート情報を外部に通知する通信ステップとを含む
    ことを特徴とする通信方法。
11. 所定のプロトコルに従い、グローバルネットワークに接続された通信端末と宅内サーバ装置との接続を管理するアプリケーションサーバ装置に用いる通信方法であって、
    前記宅内サーバ装置から、前記通信端末の再接続先となるポート情報とパス名とを受信するポート／パス受信ステップと、
    前記ポート／パス受信ステップにおいて、前記ポート情報及び前記パス名を受信した場合には、少なくとも前記ポート情報、前記パス名、及び通知元のネットワークアドレスを用いて、前記通信端末が再接続するための再接続先情報となるリダイレクトＵＲＩを生成するリダイレクトＵＲＩ生成ステップと、
    前記リダイレクトＵＲＩが示す接続先に対して再接続を指示する応答を前記通信端末に送信する送信ステップとを含む
    ことを特徴とする通信方法。
12. 所定のプロトコルに従い、ルータを介して、グローバルネットワークに接続された通信端末にサービスを提供する宅内サーバ装置に用いるプログラムであって、
    外部からのトリガ信号を受信するトリガ受信ステップと、
    前記トリガ受信ステップにおいて前記トリガ信号を受信した場合には、所定の計算方法により外部からの接続を待受けるための文字列であるパス名、及び前記ルータに付与する新たなポート情報を生成するポート／パス生成ステップと、
    前記パス名及び前記ポート情報を外部に通知する通信ステップと
    をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
13. 所定のプロトコルに従い、グローバルネットワークに接続された通信端末と宅内サーバ装置との接続を管理するアプリケーションサーバ装置に用いるプログラムであって、
    前記宅内サーバ装置から、前記通信端末の再接続先となるポート情報とパス名とを受信するポート／パス受信ステップと、
    前記ポート／パス受信ステップにおいて、前記ポート情報及び前記パス名を受信した場合には、少なくとも前記ポート情報、前記パス名、及び通知元のネットワークアドレスを用いて、前記通信端末が再接続するための再接続先情報となるリダイレクトＵＲＩを生成するリダイレクトＵＲＩ生成ステップと、
    前記リダイレクトＵＲＩが示す接続先に対して再接続を指示する応答を前記通信端末に送信する送信ステップと
    をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

Images