JP2007259378A - Ipセッション確立方法及びルーティング処理装置 - Google Patents

Ipセッション確立方法及びルーティング処理装置 Download PDF

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Abstract

【課題】IPセッション確立方法及びルーティング処理装置に関し、インターネット網の障害、遅延/パケット廃棄等による通信品質劣化を少なくし、セキュリティの高いIP電話を提供する。
【解決手段】BBルータ1−1に対して、インターネット網側のサーバ1−4からインターネット接続用のIPアドレスを割振り、またIP電話網側のサーバ1−7からIP電話接続用のIPアドレスを割振る。BBルータ1−1は、IP電話のパケットに対してIP電話接続用のIPアドレスを用い、IP電話網に向かうルーティング処理を行い、インターネット通信のパケットに対してインターネット接続用のIPアドレスを用い、インターネット網に向かうルーティング処理を行う。1つの広域通信網側の物理インタフェースに対して、IP電話接続用のIPアドレスとインターネット接続用のIPアドレスとによる複数の異なる論理インタフェースのセッションを確立する。
【選択図】図1

Description

本発明は、IPセッション確立方法及びルーティング処理装置に関し、特に、IP(Internet Protocol)電話のためのネットワーク上の接続を設定するセッション確立方法及びその方法の実施に用いるルーティング処理装置に関する。
ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)、FTTH(Fiber To The Home)等によるインターネット常時接続の普及に伴い、IP電話の加入者数も年々増加している。IP電話は、VoIP(Voice over Internet Protocol)機能を有する宅内ルータ機器に一般電話を接続するなどして利用されるが、宅内ルータ機器はインターネット接続を前提としており、VoIP等の付加サービス機能は全てインターネット上の通信制御によって実現される。
図8に従来のIP電話の接続形態を示す。同図に示すように、宅内のVoIP機能付ブロードバンドルータ8−3,8−4の宅内のLAN(Local Area Network)側に、電話機8−1,8−5及びパーソナルコンピュータ8−2,8−6等を接続し、該VoIP機能付ブロードバンドルータ8−3,8−4の広域通信網(WAN:Wide Area Network)側を、光回線又はADSL等によるインターネット回線に接続することにより、電話機8−1と電話機8−5との間で、VoIPのプロトコルをベースにしたIP通話が行われる。
図9に従来のVoIP機能付ブロードバンドルータの構成を示す。同図において、VoIP部9−1は、インターネット回線上で音声データを送受するVoIP機能を有し、IP通話を可能にする。LAN側物理インタフェース終端部9−2は、イーサネット(登録商標)等のLANインタフェースを終端し、パーソナルコンピュータ等に接続される。
ルータ機能部9−3は、LAN側物理インタフェース終端部9−1、VoIP部9−2及びPPP終端部9−4の各ブロックから入力されるパケットに対してルーティング処理を行い、ブロードバンド回線によるインターネットサービスを、複数のパーソナルコンピュータで同時に利用することができる、所謂一般のブロードバンドルータの機能を備える。
PPP終端部9−4は、ISP(Internet Services Provider)との間でPPP(Point to Point Protocol)接続の終端を行い、認証等の処理及びインターネット接続を提供する。WAN側物理インタフェース終端部9−5は、イーサネット(登録商標)規格等に準拠したWANインタフェースを終端する。
インターネットによるVoIPの通話品質は、話者側のVoIP機能付ブロードバンドルータで、音声パケットを常に一定間隔で送出し続けることができるか、また通話の相手側のVoIP機能付ブロードバンドルータで、同じ間隔で音声パケットを受信して音声を再生することができるかどうかに依存する。
つまり、送信した音声パケットに対して、伝送途中で遅延/ゆらぎ/廃棄等が発生することにより、通話品質が低下することになる。VoIPのシステムは、音声パケットの伝送にインターネットを使用するため、容易にシステムを組むことができる反面、通話品質に関しては一切保障のないものとなっている。
IPネットワークを介した通話において、通話中に会話が途切れたり、欠落したり、急激に著しく歪んだりするのを防止するVoIPシステムとして、例えば下記の特許文献1には、送信VoIP端末装置において、IPネットワークの混雑状況を示すトラフィックを検知して伝送可否を決定し、該決定に基づいて送出パケットを所定間隔で間引いて送信し、受信VoIP端末装置において、パケットのヘッダ情報を参照し、所定間隔で間引かれたパケットを補間するシステムについて開示している。
また、本発明に関連する先行技術文献として、IP電話のIPアドレス付与に関連して、下記の特許文献2には、LANに接続されたIP電話端末を管理する端末情報テーブル及び複数のIPアドレスを記憶するIPアドレステーブルを備え、LANを利用した交換に係わるサービスの実行要求が発生した場合に、要求元又は要求先となるIP電話端末が端末情報テーブルに記憶されているか否かを判定し、該当するIP電話端末が端末情報テーブルに記憶されている場合に、IPアドレステーブルに記憶された複数のIPアドレスの中から空いているIPアドレスを選択して、要求先又は要求元のIP電話端末に割り当てることにより、ネットワークに接続される電話端末の増加要求に容易に対応し得るネットワーク電話システムについて記載されている。
特開2005−294983号公報 特開2003−8603号公報
IP電話は、現行の一般電話交換網(PSTN:Public Switched Telephone Networks)による電話と比較して、通話料金においてメリットがあるものの、基盤網にインターネットを使用して音声データの送受を行うため、通話品質/セキュリティの面において多少の問題がある。そのため一般電話交換網(PSTN)による電話からIP電話への置き換えが進んでいないのが現状である。
従来の宅内ルータ機器はインターネット接続機能を有し、VoIP等の付加サービスは、宅内ルータ機器のインターネット接続によって提供される。しかし、それは、何らかの理由によりADSL又はFTTH等のWAN側回線のリンクダウン又はサーバ障害等により、インターネット接続が正常に行えなくなった場合、同時にVoIP等の付加サービス機能も利用できなくなることになる。
例えば、VoIP機能付の宅内ルータ機器を用いてVoIPによるIP電話を行う場合、VoIP通信は、通常のインターネット網上に音声データを流すため、インターネット接続に障害が発生した場合には、その障害が復旧するまでは、VoIP通信が一切行えなくなってしまう。また、パブリックなネットワークを使用して通信を行うため、遅延/パケット廃棄等による通信品質劣化の問題、及びパケットデータの盗用/改竄等のセキュリティ上の問題が発生する可能性を秘めている。
本発明は、WAN側と1つの物理インタフェースで接続された宅内ルータ機器に対して、インターネット網の論理インタフェースから独立した論理インタフェースのIP電話接続を設定することができるようにし、インターネット網の障害の影響を受けることなく、また、遅延/パケット廃棄等による通信品質劣化が少なく、より高いセキュリティを確保することができるIP電話接続を提供することを目的とする。
本発明は、インターネット接続におけるPPP接続とは独立したVoIP接続用の論理インタフェースを追加し、インターネット接続とは別のIPアドレスを割り当てる。そして、宅内のルーティング処理装置の内部のルーティングテーブルにより、VoIPのデータは全てVoIP用論理インタフェースへとルーティングすることにより、インターネット通信とVoIP通信とを独立させることを特徴とする。
即ち、本発明のIPセッション確立方法は、宅内のルーティング処理装置に対し、インターネット網側に備えられたサーバから、インターネット接続用のIPアドレスを割り振ると共に、IP電話網側に備えられたサーバから、該インターネット接続用のIPアドレスとは別のIP電話接続用のIPアドレスを割り振るステップと、前記ルーティング処理装置において、IP電話の通話用パケットに対しては、前記IP電話接続用のIPアドレスを用い、IP電話網に向かうルーティング処理を行い、IP電話の通話用パケット以外のインターネット通信のデータパケットに対しては、前記インターネット接続用のIPアドレスを用い、インターネット網に向かうルーティング処理を行うステップと、を含み、1つの広域通信網側の物理インタフェースに対して、IP電話接続用のIPアドレスとインターネット接続用のIPアドレスとによる複数の異なる論理インタフェースのセッションを確立することを特徴とする。
また、本発明のルーティング処理装置は、インターネット網側に備えられたサーバから割り振られたインターネット接続用のIPアドレスと、IP電話網側に備えられたサーバから割り振られた、前記インターネット接続用のIPアドレスとは別のIP電話接続用のIPアドレスとを使い分け、IP電話の通話用パケットに対しては、前記IP電話接続用のIPアドレスを用い、IP電話網に向かうルーティング処理を行い、IP電話の通話用パケット以外のインターネット通信のデータパケットに対しては、前記インターネット接続用のIPアドレスを用い、インターネット網に向かうルーティング処理を行い、1つの広域通信網側の物理インタフェースに対して、IP電話接続用のIPアドレスとインターネット接続用のIPアドレスとによる複数の異なる論理インタフェースのセッションを確立する手段を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、パーソナルコンピュータ等のインターネット通信用のデータに対しては、インターネット接続用のIPアドレスによる論理インタフェースで通信し、IP電話のVoIP通信のデータに対しては、IP電話接続用のIPアドレスによる論理インタフェースで通信することにより、IP電話をインターネット網と独立したネットワークで行い、これによって高品質で安全の高いIP電話サービスを提供することが可能となる。
図1は本発明による接続構成例を示す。同図は、ルーティング処理機能を有するブロードバンドルータ(以下BBルータと称す。)1−1を用いて本発明を実施した形態を示している。同図に示すように、インターネット網側のセッションとVoIP網側のセッションとを別個の独立したセッションとして確立する。
インターネット網側のセッション確立には、BBルータ1−1からPPPoE(PPP over Ethernet(登録商標))接続のためのユーザ識別情報(ID)及びパスワードを送信し、インターネット網側のブロードバンドアクセスサーバ(BAS:Broadband Access Server)1−3により、該ユーザ識別情報(ID)及びパスワードの認証を行う。
上記認証が成立すると、Radius(Remote Authentication Dial-In User Service)サーバ1−4により、インターネット接続のためのIPアドレスをBBルータ1−1に対して払い出し、BBルータ1−1は、該IPアドレスを用いてWebサーバ1−5等に対するインターネット接続を利用可能にする。
一方、VoIP網側のセッション確立には、例えば、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)サーバ1−7をVoIP網側に設置し、インターネット接続用とは別に、VoIP接続用のIPアドレスをDHCPサーバ1−7からBBルータ1−1に払い出す。
BBルータ1−1は、第1の電話機8−1からのIP電話による通話信号を、上記VoIP接続用のIPアドレスを送信元とする音声パケットとして、VoIP網側のVoIPゲートウェイ1−6に向けるルーティング処理を常に行って送出し、パーソナルコンピュータ8−2から受信するデータに対しては、インターネット接続用のIPアドレスを送信元とするデータパケットとして、インターネット側のブロードバンドアクセスサーバ(BAS)1−3へ向けるルーティング処理を常に行って送出する。
上述のBBルータ1−1のルーティング処理により、該BBルータ1−1と1つの物理インタフェースで接続されたWAN側の通信局舎内のレイヤ2スイッチ1−2は、IP電話の音声パケットに対して、VoIP網のVoIPゲートウェイ1−6へ向けてスイッチングし、インターネットのデータパケットに対して、インターネット網側のブロードバンドアクセスサーバ(BAS)1−3へ向けてスイッチングする。
図2に本発明によるルーティング処理装置の構成例を示す。同図において、VoIP部9−1、LAN側物理インタフェース終端部9−2、PPP終端部9−4及びWAN側物理インタフェース終端部9−5は、図9で説明したものと同様であるので、重複した説明は省略する。
ルータ機能部2−1は、ブロードバンド回線によるインターネット接続を、複数のパーソナルコンピュータで同時に利用することができる、所謂一般のブロードバンドルータの機能を備えると共に、VoIP部9−1から入力される音声パケットを常にVoIP論理インタフェース部2−2へルーティングし、LAN側物理インタフェース終端部9−2から入力されるパケットを常にPPP終端部9−4へルーティングする。また、VoIP論理インタフェース部2−2から入力される音声パケットを常にVoIP部9−1へルーティングし、PPP終端部9−4から入力されるパケットを常にLAN側物理インタフェース終端部9−2へルーティングする。
ここで、ルーティング処理とは、宛先IPアドレスが格納されたレイヤ3のパケットを受信し、該宛先IPアドレスを基に、該パケットの転送先通信ノードのMAC(Media Access Control)アドレスを付与したレイヤ2のパケット出力することである。
VoIP論理インタフェース部2−2は、VoIP網のDHCPサーバ1−7から払い出されたVoIP接続用のIPアドレスを有し、該VoIP接続用のIPアドレスによる論理インタフェースは、PPP終端部9−4に対して与えられたIPアドレスによる論理インタフェースとは別の独立した論理インタフェースとして、VoIP網との間に形成される。
図3乃至図7に本発明によるIP電話のセッション確立の実施例を示す。図3は、各ネットワーク機器に割り当てられたIPアドレス及びMACの例を示し、図4及び図5はVoIP接続の動作フローを、図6及び図7はインターネット接続の動作フローを示す。
図3に示すように、BBルータ1−1には、MACアドレス“A”が付与され、また、VoIP網のDHCPサーバより、VoIP論理インタフェース部2−2にIPアドレス“210.1.1.2”が割り当てられ、プライマリDNSのIPアドレス“10.0.0.100”、セカンダリDNSのIPアドレス“10.0.0.101”、VoIPゲートウェイ1−6のIPアドレス“210.1.1.1”が配布されているものとする。
また、BBルータ1−1には、インターネット接続用として、IPアドレス“30.30.30.10”、プライマリDNSのIPアドレス“10.0.0.100”、セカンダリDNSのIPアドレス“10.0.0.101”が配布されているものとする。
また、VoIPゲートウェイ1−6には、IPアドレス“210.2.1.1”、MACアドレス“B”が割り当てられ、ブロードバンドアクセスサーバ(BAS)1−3には、IPアドレス“30.30.30.1”、MACアドレス“C”が割り当てられ、第2の電話機8−5側には、IPアドレス“210.1.1.100”が割り当てられ、Webサーバ1−5には、IPアドレス“100.100.100.100”が割り当てられているものとする。
図4に本発明によるIP電話接続のセッション確立の動作フローを示す。同図に示すように、BBルータ1−1の電源が投入(ON)されると(ステップ4−1)、DHCPサーバよりVoIP論理インタフェース部2−2にIPアドレス“210.1.1.2”を割り当て、プライマリDNSのIPアドレス“10.0.0.100”、セカンダリDNSのIPアドレス“10.0.0.101”、VoIPゲートウェイ1−6のIPアドレス“210.1.1.1”を配布する(ステップ4−2)。
第1の電話機8−1から第2の電話機8−5へのダイヤル発信を行うと(ステップ4−3)、VoIP部9−1は、呼び出し用のVoIPパケットを、宛先アドレス“210.1.1.100”及び送信元アドレス“210.1.1.2”として作成してルータ機能部2−1へ渡す(ステップ4−4)。
ルータ機能部2−1は、VoIP部9−1からのパケットをVoIP用のパケットと判断して、VoIP論理インタフェース部2−2へ転送する(ステップ4−5)。VoIP論理インタフェース部2−2は、受け取った音声パケットをVoIPゲートウェイ1−6へパケットを転送するために、VoIPゲートウェイ1−6のIPアドレス“210.1.1.1”に対してMACアドレスを求めるARP(Address Resolution Protocol)パケットをブロードキャストで送信する(ステップ4−6)。
VoIP論理インタフェース部2−2は、VoIPゲートウェイ1−6より“210.1.1.1”のMACアドレスは“B”であるという応答を受信すると(ステップ4−7)、VoIP論理インタフェース部2−2は、宛先MACアドレス:“B”、送信元MACアドレス:“A”、宛先IPアドレス:“210.1.1.100”、送信元IPアドレス:“210.1.1.2”の呼出用VoIPパケットを生成してレイヤ2スイッチ(L2SW)1−2へ転送する(ステップ5−1)。
レイヤ2スイッチ(L2SW)1−2は、受け取ったパケットの宛先MACアドレス“B”を見て、VoIPゲートウェイ1−6側へ該パケットを転送する(ステップ5−2)。VoIPゲートウェイ1−6は、宛先IPアドレスを見て、VoIPサーバへ該パケットを転送する(ステップ5−3)。
VoIPサーバ1−8は、宛先電話番号を見て第2の電話機8−5側へ該パケットを転送する(ステップ5−4)。第2の電話機8−5側では、呼出用のパケットを受信して呼び出し音を鳴動する(ステップ5−5)。第2の電話機8−5の送受話器が上げられると、第2の電話機8−5側では、応答パケットを第1の電話機8−1側へ送信する(ステップ5−6)。第1の電話機8−1側で応答パケット受信すると(ステップ5−7)、通話開始可能となる(ステップ5−8)。
次に、図6及び図7を参照して、インターネット接続のセッション確立の動作フローについて説明する。図6に示すように、BBルータ2−1の電源が投入(ON)されると(ステップ6−1)、PPP終端部9−4は、PPP認証サーバを捜索するために、PPPoE発見開始(PADI:PPPoE Active Discovery Initiation)パケットをブロードキャストで送信する(ステップ6−2)。
ブロードバンドアクセスサーバ(BAS)1−3は、PPP終端部9−4に対してユニキャストで応答する(ステップ6−3)。PPP終端部9−4は、BBルータ2−1に設定されているインターネット接続用のユーザ識別情報(ID)/パスワードを用いて、ブロードバンドアクセスサーバ(BAS)1−3に対して認証要求を行う(ステップ6−4)。
上記認証が成立すると、ブロードバンドアクセスサーバ(BAS)1−3は、PPP終端部9−4に対してIPアドレス“30.30.30.10”、プライマリDNSのIPアドレス“10.0.0.100”、セカンダリDNSのIPアドレス“10.0.0.101”を配布する(ステップ6−5)。
パーソナルコンピュータ8−2から、Webサーバ(“100.100.100.100”)へアクセスする(ステップ6−6)。LAN側物理インタフェース終端部9−2は、IPパケットを送信元IPアドレス“30.30.30.10”、宛先IPアドレス“100.100.100.100”で生成してルータ機能部2−1へ渡す(ステップ6−7)。
ルータ機能部2−1は、LAN側物理インタフェース終端部9−2からのパケットを、インターネット用のパケットと判断して、PPP終端部9−4へ転送する(ステップ7−1)。PPP終端部9−4は、アクセスサーバ(BAS)1−3のMACアドレスを取得するためにIPアドレス“30.30.30.1”に対してARPをブロードキャストで送信する(ステップ7−2)。
PPP終端部9−4は、ブロードバンドアクセスサーバ(BAS)1−3よりIPアドレス“30.30.30.1”のMACアドレスは“C”である旨の応答を受信する(ステップ7−3)。PPP終端部9−4は、宛先MACアドレス:“C”、送信元MACアドレス:“A”、宛先IPアドレス:“100.100.100.100”、送信元IPIPアドレス:“30.30.30.10”のIPパケットを生成してレイヤ2スイッチ(L2SW)へ転送する(ステップ7−4)。
レイヤ2スイッチ(L2SW)は、宛先MACアドレス“C”を見て、ブロードバンドアクセスサーバ(BAS)1−3側へ該パケットを転送する(ステップ7−5)。ブロードバンドアクセスサーバ(BAS)1−3は、宛先IPアドレスを見て、Webサーバ1−5(“100.100.100.100”)へパケットを転送する(ステップ7−6)。Webサーバ1−5は、BBルータ1−1に対してデータを送信する(ステップ7−7)。
本発明による接続構成例を示す図である。 本発明によるルーティング処理装置の構成例を示す図である。 本発明の実施例のIPアドレス及びMACの割り当て例を示す図である。 本発明の実施例のVoIP接続の動作フローを示す図である。 本発明の実施例のVoIP接続の動作フローを示す図である。 本発明の実施例のインターネット接続の動作フローを示す図である。 本発明の実施例のインターネット接続の動作フローを示す図である。 従来のIP電話の接続形態を示す図である。 従来のVoIP機能付ブロードバンドルータの構成を示す図である。
符号の説明
1−1 ブロードバンドルータ
1−2 レイヤ2スイッチ
1−3 ブロードバンドアクセスサーバ
1−4 Radiusサーバ
1−5 Webサーバ
1−6 VoIPゲートウェイ
1−7 DHCPサーバ
8−1 第1の電話機
8−2 パーソナルコンピュータ
8−5 第2の電話機

Claims (4)

  1. 宅内のルーティング処理装置に対し、インターネット網側に備えられたサーバから、インターネット接続用のIPアドレスを割り振ると共に、IP電話網側に備えられたサーバから、該インターネット接続用のIPアドレスとは別のIP電話接続用のIPアドレスを割り振るステップと、
    前記ルーティング処理装置において、IP電話の通話用パケットに対しては、前記IP電話接続用のIPアドレスを用い、IP電話網に向かうルーティング処理を行い、IP電話の通話用パケット以外のインターネット通信のデータパケットに対しては、前記インターネット接続用のIPアドレスを用い、インターネット網に向かうルーティング処理を行うステップと、を含み、
    1つの広域通信網側の物理インタフェースに対して、IP電話接続用のIPアドレスとインターネット接続用のIPアドレスとによる複数の異なる論理インタフェースのセッションを確立することを特徴とするIPセッション確立方法。
  2. 前記インターネット接続用のIPアドレスを割り振る際に、インターネット網側に備えたブロードバンドアクセスサーバ(BAS)によりユーザ識別情報及びパスワードの認証が成立した後に、Radius(Remote Authentication Dial-In User Service)サーバにより、インターネット接続用のIPアドレスを割り振り、
    前記IP電話接続用のIPアドレスを割り振る際に、IP電話網側に備えられたDHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)サーバにより、IP電話接続用のIPアドレスを割り振ることを特徴とする請求項1に記載のIPセッション確立方法。
  3. インターネット網側に備えられたサーバから割り振られたインターネット接続用のIPアドレスと、IP電話網側に備えられたサーバから割り振られた、前記インターネット接続用のIPアドレスとは別のIP電話接続用のIPアドレスとを使い分け、
    IP電話の通話用パケットに対しては、前記IP電話接続用のIPアドレスを用い、IP電話網に向かうルーティング処理を行い、IP電話の通話用パケット以外のインターネット通信のデータパケットに対しては、前記インターネット接続用のIPアドレスを用い、インターネット網に向かうルーティング処理を行い、
    1つの広域通信網側の物理インタフェースに対して、IP電話接続用のIPアドレスとインターネット接続用のIPアドレスとによる複数の異なる論理インタフェースのセッションを確立する手段を備えたことを特徴とするルーティング処理装置。
  4. LAN側物理インタフェース終端部と、VoIP機能を有するVoIP部と、ルーティング処理を行うルータ機能部と、VoIP論理インタフェース部と、PPP接続の終端機能を有するPPP終端部と、WAN側物理インタフェース終端部とを備え、
    前記ルータ機能部において、前記LAN側物理インタフェース終端部から受け取ったパケットに対して、前記インターネット接続用のIPアドレスを用い、インターネット網に向かうルーティング処理を行い、前記PPP終端部を通して、前記WAN側物理インタフェース終端部から送信する手段と、
    前記ルータ機能部において、前記VoIP部から受け取ったパケットに対して、前記IP電話接続用のIPアドレスを用い、IP電話網に向かうルーティング処理を行い、前記VoIP論理インタフェース部を通して、前記WAN側物理インタフェース終端部から送信する手段と、
    を備えたことを特徴とする請求項3に記載のルーティング処理装置。
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