JP2008199421A

JP2008199421A - 冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信方法および暗号化通信システム

Info

Publication number: JP2008199421A
Application number: JP2007034118A
Authority: JP
Inventors: Mikako Nanba; 美香子難波
Original assignee: FURUKAWA NETWORK SOLUTION KK; Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: FURUKAWA NETWORK SOLUTION KK; Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2007-02-14
Filing date: 2007-02-14
Publication date: 2008-08-28

Abstract

【課題】現用ルータと待機ルータとを備える冗長化データ中継装置を用いて暗号化通信を行う上で、待機ルータ側に切替えられる際に、シーケンス番号の引継ぎを簡単かつ適正に行えるようにする。
【解決手段】待機ルータ１２０側では現用ルータに切替えられてＩＰｓｅｃパケットを送信する場合には、一定時間ｔ₀内にシーケンス番号として付与される可能性のある最大数を見込んで予め設定された所定値Ｎｃを通知されたシーケンス番号ＳＮ₃に加算したシーケンス番号ＳＮ₃＋Ｎｃに基づく引継ぎシーケンス番号ＳＮ₃＋Ｎｃ＋１から順次付与することで、現用ルータ１２０から待機ルータ１３０にルータが切替えられるまでの間に不確定数のＩＰｓｅｃパケットの送信があったとしても、現用ルータ１２０側で使用済みのシーケンス番号と重複することのない適正なシーケンス番号を引継いで付与できるようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、現用ルータと待機ルータとを備える冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信方法および暗号化通信システムに関するものである。

ルータを冗長化するためのプロトコルとしてＶＲＲＰ（ＶｉｒｔｕａｌＲｏｕｔｅｒＲｅｄｕｎｄａｎｃｙＰｒｏｔｏｃｏｌＲＦＣ３７６８）が規定されている。例えば、２台のルータのうちの一方を現用ルータ、他方を待機ルータとして冗長構成の仮想ルータを構築し、現用ルータが動作中に何らかの障害が発生して通信不可となった際に、待機ルータが現用ルータに切替えられて動作を開始することで、通信を継続することができるようにしたものである。

また、通信の安全性を確保する暗号化通信のための代表的なプロトコルとしてＩＰｓｅｃ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌＳｅｃｕｒｉｔｙＲＦＣ２４０１〜ＲＦＣ２４１２）が規定されている。このＩＰｓｅｃでは、暗号通信を行う装置（ノード）間でネゴシエーションを行って暗号や認証のための鍵を生成し、暗号化通信のためのアルゴリズム等の情報を交換した後、これらの情報に基づいて暗号化通信を行うものである（ＳＡ：ＳｅｃｕｒｉｔｙＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）。

ここで、ＶＲＲＰによる冗長化構成のルータがＩＰｓｅｃを使用して暗号化通信を行う場合、ルータ等の障害により通信ルータの切替えが起こった際、通信動作を開始したルータは、鍵等の暗号化通信に必要な情報を通信相手と共有するために、通信相手との間で再度ネゴシエーションを行う必要がある。この間、ＩＰｓｅｃの通信は中断し、多数の通信相手がある場合には、ネゴシエーションに時間を要するため、通信できない時間が長くなるという問題がある。

この対策として、通信を行っている現用ルータは、ネゴシエーションの後、取得した暗号化通信用情報（ＳＡ情報）を待機ルータに通知し、待機ルータはこのＳＡ情報を保持しておき、ルータの切替えが起こった際には保持していたＳＡ情報を使用して暗号化通信を行うようにした方法がある。この方法により、ルータ切替え時には、再度ネゴシエーションを行う必要がなく、ＩＰｓｅｃ通信をそのまま継続することができる。

ここで、このようなＩＰｓｅｃ通信では、いわゆるリプレイ攻撃（ＲｅｐｌａｙＡｔｔａｃｋ）に対する対応策として、ＩＰｓｅｃパケットの送信データ中にシーケンス番号を付与して送信するようにしている。シーケンス番号は、１から順番に付与し、同一の鍵を使用している通信の間は、同じシーケンス番号を使用してはならないように規定されている。これにより、データ受信時に、既に受信したシーケンス番号である場合や、前回受信したシーケンス番号と比較して小さすぎるシーケンス番号の場合には、リプレイ攻撃であると判断してデータを廃棄できるようにしている。

したがって、冗長化構成のルータを用いてＩＰｓｅｃパケットを送受信する場合にもシーケンス番号の管理が必要であり、現用ルータから待機ルータに切替えられた際に、待機ルータがどのシーケンス番号から使用すればよいかの情報が必要となる。例えば、現用ルータがＩＰｓｅｃパケットを送信する毎に付与したシーケンス番号を待機ルータに通知するようにすれば、待機ルータは切替え時にはその次のシーケンス番号から使用すればよいこととなる。しかしながら、ＩＰｓｅｃパケット送信毎にシーケンス番号も通知する方式では、装置にかかる負荷が極めて大きくなってしまう。かといって、シーケンス番号を通知しない場合には、リプレイ攻撃に対して適正に対応できない。

このようなシーケンス番号に関して、特許文献１では、シーケンス番号の全領域を、自局のルータ数や相手局のルータ数に応じて予め分割することで、待機ルータが現用ルータに切替えられる場合に使用可能なシーケンス番号領域を予め割り当てておくようにしている。また、非特許文献１では、待機ルータ側に通知するシーケンス番号の通知間隔が変更設定可能とされている。

特開２００２−２４７１１３号公報シスコマニュアル"ＣｉｓｃｏＩＯＳＳｅｃｕｒｉｔｙＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＧｕｉｄｅ"ｐ1375"ＭａｎａｇｉｎｇＡｎｔｉ−ＲＥｐｌａｙＩｎｔｅｒｖａｌｓ"

しかしながら、特許文献１のものでは、自局、相手局相互間でシーケンス番号の割り当てを予め取決めしておく必要があり、複雑な方式である。また、シーケンス番号としては、例えば、３２ｂｉｔが一般的に使用されるが、このような有限なシーケンス番号の全領域が最初から細分割されているため、現用ルータや待機ルータが使用可能なシーケンス番号が制約を受け、共通鍵の更新回数が増える等の不具合がある。また、非特許文献１のものでは、待機ルータ側に通知するシーケンス番号の通知間隔が変更設定可能と規定されているだけであり、待機ルータ側が動作する際にどのようなシーケンス番号から使用すべきかについては言及されていないものである。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、現用ルータと待機ルータを備える冗長化データ中継装置を用いて暗号化通信を行う上で、待機ルータ側に切替えられる際に、シーケンス番号の引継ぎを簡単かつ適正に行うことができる冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信方法および暗号化通信システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信方法は、現用ルータと待機ルータとを備え、前記現用ルータに障害が発生した場合に前記待機ルータを現用ルータに切替える冗長化データ中継装置を用いてＩＰｓｅｃパケットを送受信する暗号化通信方法において、前記現用ルータが、一定時間内で最後に送信ＩＰｓｅｃパケットに付与したシーケンス番号を前記一定時間間隔毎に定期的に前記待機ルータに通知するシーケンス番号通知工程と、前記待機ルータを現用ルータに切替えてＩＰｓｅｃパケットを送信する場合に前記シーケンス番号通知工程で前記現用ルータから通知されたシーケンス番号に予め設定された所定値を加算したシーケンス番号に基づく引継ぎシーケンス番号から順次付与するシーケンス番号引継ぎ工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明にかかる冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信方法は、上記発明において、前記冗長化データ中継装置は、ＶＲＲＰにより冗長化されていることを特徴とする。

また、本発明にかかる冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信方法は、上記発明において、前記シーケンス番号引継ぎ工程で加算する所定値は、前記一定時間内に送信可能な最大送信ＩＰｓｅｃパケット数以上の値であることを特徴とする。

また、本発明にかかる冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信方法は、上記発明において、前記シーケンス番号引継ぎ工程で加算する所定値は、さらに前記現用ルータ・待機ルータ間の通信に要する遅延要素を含む値であることを特徴とする。

また、本発明にかかる冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信方法は、上記発明において、前記シーケンス番号引継ぎ工程では、前記待機ルータは、前記現用ルータからシーケンス番号の通知を受ける毎に該シーケンス番号に所定値を加算した仮引継ぎシーケンス番号を保持し、現用ルータへの切替え時には該仮引継ぎシーケンス番号の次のシーケンス番号から引継ぎシーケンス番号として順次付与することを特徴とする。

また、本発明にかかる冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信方法は、上記発明において、前記シーケンス番号引継ぎ工程では、前記待機ルータは、前記現用ルータからシーケンス番号の通知を受ける毎に該シーケンス番号に所定値を加算した仮引継ぎシーケンス番号を保持し、現用ルータへの切替え時には該仮引継ぎシーケンス番号から引継ぎシーケンス番号として順次付与することを特徴とする。

また、本発明にかかる冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信方法は、上記発明において、前記シーケンス番号引継ぎ工程では、前記待機ルータは、前記現用ルータからシーケンス番号の通知を受ける毎に該シーケンス番号を保持し、現用ルータへの切替えがあった時点で、予め通知を受けて保持された前記シーケンス番号に所定値を加算して生成された引継ぎシーケンス番号から順次付与することを特徴とする。

また、本発明にかかる冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信システムは、現用ルータと待機ルータとを備え、前記現用ルータに障害が発生した場合に前記待機ルータを現用ルータに切替える冗長化データ中継装置を用いてＩＰｓｅｃパケットを送受信する暗号化通信システムにおいて、前記現用ルータは、一定時間内で最後に送信ＩＰｓｅｃパケットに付与したシーケンス番号を前記一定時間間隔毎に定期的に前記待機ルータに通知するシーケンス番号通知手段を備え、前記待機ルータは、該待機ルータを現用ルータに切替えてＩＰｓｅｃパケットを送信する場合に前記シーケンス番号通知手段によって通知されたシーケンス番号に予め設定された所定値を加算したシーケンス番号に基づく引継ぎシーケンス番号から順次付与するシーケンス番号引継ぎ手段を備えることを特徴とする。

また、本発明にかかる冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信システムは、上記発明において、前記冗長化データ中継装置は、ＶＲＲＰにより冗長化されていることを特徴とする。

また、本発明にかかる冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信システムは、上記発明において、前記シーケンス番号引継ぎ手段が加算する所定値は、前記一定時間内に送信可能な最大送信ＩＰｓｅｃパケット数以上の値であることを特徴とする。

また、本発明にかかる冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信システムは、上記発明において、前記シーケンス番号引継ぎ手段が加算する所定値は、さらに前記現用ルータ・待機ルータ間の通信に要する遅延要素を含む値であることを特徴とする。

また、本発明にかかる冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信システムは、上記発明において、前記シーケンス番号引継ぎ手段は、前記シーケンス番号通知手段からシーケンス番号の通知を受ける毎に該シーケンス番号に所定値を加算した仮引継ぎシーケンス番号を保持し、現用ルータへの切替え時には該仮引継ぎシーケンス番号の次のシーケンス番号から引継ぎシーケンス番号として順次付与することを特徴とする。

また、本発明にかかる冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信システムは、上記発明において、前記シーケンス番号引継ぎ手段は、前記シーケンス番号通知手段からシーケンス番号の通知を受ける毎に該シーケンス番号に所定値を加算した仮引継ぎシーケンス番号を保持し、現用ルータへの切替え時には該仮引継ぎシーケンス番号から引継ぎシーケンス番号として順次付与することを特徴とする。

また、本発明にかかる冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信システムは、上記発明において、前記シーケンス番号引継ぎ手段は、前記シーケンス番号通知手段からシーケンス番号の通知を受ける毎に該シーケンス番号を保持し、現用ルータへの切替えがあった時点で、予め通知を受けて保持された前記シーケンス番号に所定値を加算して生成された引継ぎシーケンス番号から順次付与することを特徴とする。

本発明にかかる冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信方法および暗号化通信システムは、現用ルータが一定時間内で最後に送信ＩＰｓｅｃパケットに付与したシーケンス番号を一定時間間隔毎に定期的に待機ルータ側に通知させることで、装置の負荷を軽減し、待機ルータ側では現用ルータに切替えられてＩＰｓｅｃパケットを送信する場合には、通知されたシーケンス番号に予め設定された所定値を加算したシーケンス番号に基づく引継ぎシーケンス番号から順次付与するようにしたので、加算する所定値を一定時間内にシーケンス番号として付与される可能性のある最大数を見込んで設定しておくことで、現用ルータから待機ルータに切替えられるまでの間に不確定数のＩＰｓｅｃパケットの送信があったとしても、使用済みのシーケンス番号と重複することのない適正なシーケンス番号を引継いで付与することができるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかる冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信方法および暗号化通信システムの実施の形態を図１〜図３に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更実施の形態が可能である。

図１は、本発明にかかる冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信方法が適用される暗号化通信システムのシステム構成例を示す概略図である。このシステムは、単純化して示す一例として、インターネット１上のアクセスポイントＡＰを介して、或る企業内ＬＡＮ１００と、或る企業内ＬＡＮ２００とが接続されたものである。企業内ＬＡＮ１００，２００は、それぞれ冗長化データ中継装置１１０，２１０を備え、自己の企業内ＬＡＮ１００，２００内では通常のＩＰパケットにより通信を行うが、冗長化データ中継装置１１０，２１０がＩＰｓｅｃを終端する機能を有し、企業内ＬＡＮ１００，２００間の通信を冗長化データ中継装置１１０，２１０がＩＰｓｅｃパケットに変換して暗号化通信を行い得るように構成されている。ここでは、ＩＰｓｅｃパケットの通信において、例えば冗長化データ中継装置１１０が自局側となり、冗長化データ中継装置２１０が相手局側となるものとする。また、ＩＰｓｅｃは、ＩＰｖ４（ＩＰｖｅｒｓｉｏｎ４）によるものでも、ＩＰｖ６（ＩＰｖｅｒｓｉｏｎ６）によるものでもよい。

本発明が適用される冗長化データ中継装置１１０は、例えばＶＲＲＰの規定に従う物理的に複数台のルータを備える仮想ルータとして構成されている。その一つは現用ルータ１２０として機能し、他は待機ルータ１３０として機能し、現用ルータ１２０に障害が発生した場合でも自動的に待機ルータ１３０を現用ルータに切替えることで通信を継続させ得る冗長化構成のものである。ここで、現用ルータ１２０や待機ルータ１３０は、物理的に同一の筐体中に格納されていてもよいが、物理的に離れた箇所に別個に配置されていてもよい。また、待機ルータ１３０は、１台に限らず、複数台備え、障害発生時には予め設定された優先順位に従い順次ルータ切替えが行われるようにしてもよい。また、現用ルータ１２０と待機ルータ１３０との間は、例えば専用回線１４０で接続されているが、専用回線１４０は必須ではなく、インターネット１を経由する回線側または端末を接続する回線側にレイヤ２スイッチを配置し、専用回線を使用せずに接続することも可能である。

ここで、現用ルータ１２０や待機ルータ１３０は、ハードウエア構成として、基本的には、プロセッサ、プログラムメモリ、テーブルメモリ、回線インターフェース（ポート）等を備え、ＩＰｓｅｃパケットを用いて暗号化通信を行うための周知の機能が実現されている。図２は、周知の暗号化通信機能に付加されて冗長化データ中継装置１１０が主に本発明を実現するために有する機能を概略的に示す機能ブロック図である。

まず、現用ルータ１２０は、パケット転送制御部１２１、稼動状態確認用パケット送信部１２２、シーケンス番号管理部１２３、シーケンス番号通知部１２４、タイマ１２５等を備える。パケット転送制御部１２１は、現用ルータ１２０が有する既存の暗号化通信機能を集約して示すもので、相手局である冗長化データ中継装置２１０側との暗号、認証鍵の交換等のＳＡ機能、ＩＰｓｅｃパケットの組立て・分解処理機能等を含み、実際にＩＰｓｅｃパケットの送受信を行うためのものである。

また、稼動状態確認用パケット送信部１２２は、現用ルータ１２０が正常稼動状態にあることを示すＡｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ信号を、例えば専用回線１４０等を介して、待機ルータ１３０側に所定間隔毎に定期的にブロードキャストさせるためのものである。シーケンス番号管理部１２３は、ＩＰｓｅｃパケットの送信時にリプレイ攻撃を避けるために送信ＩＰｓｅｃパケット中のヘッダ部等に付与するシーケンス番号を管理するためのものである。ここで、シーケンス番号は、例えば３２ｂｉｔの値が使用可能であり、ＩＰｓｅｃパケットを送信する毎に１ずつ加算されるように管理される。シーケンス番号通知部１２４は、シーケンス番号管理部１２３で管理されているシーケンス番号中で、一定時間ｔ₀内で最後に送信ＩＰｓｅｃパケットに付与したシーケンス番号を一定時間ｔ₀間隔毎に定期的に待機ルータ１３０側に通知するためのものである。タイマ１２５は、シーケンス番号通知部１２４が通知するタイミングである一定時間ｔ₀を管理するためのものである。一定時間ｔ₀は、例えば２０秒の如く設定される。なお、この一定時間ｔ₀は、通信相手の数や鍵のライフタイム（同一の鍵を使用する期間）等の運用状況を考慮して、変更可能に設定される。

一方、待機ルータ１３０は、パケット転送制御部１３１、稼動状態確認用パケット受信部１３２、ルータ切替部１３３、シーケンス番号受信部１３４、シーケンス番号引継ぎ部１３５等を備える。パケット転送制御部１３１は、待機ルータ１３０が有する既存の暗号化通信機能を集約して示すもので、ルータ切替えに伴い現用ルータとして機能する場合にＩＰｓｅｃパケットの組立て・分解処理等を行い、実際にＩＰｓｅｃパケットの送受信を行うためのものである。ここで、現用ルータ１２０が行ったＳＡ情報等は、その更新時に現用ルータ１２０側から待機ルータ１３０側に転送されており、待機ルータ１３０の稼動時に引継ぎ可能とされている。

また、稼動状態確認用パケット受信部１３２は、現用ルータ１２０から所定間隔毎に定期的に送信されてくるＡｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ信号を受信することで現用ルータ１２０の状態を常に監視するためのものである。ルータ切替部１３３は、稼動状態確認用パケット受信部１３２がＡｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ信号を受信しなかった場合に、現用ルータ１２０に障害が発生したと判断し、自己の待機ルータ１３０を現用ルータに切替えるためのものである。すなわち、待機ルータ１３０が有するパケット転送制御部１３１を有効にし、同一ＳＡでの通信の継続を可能とする。シーケンス番号受信部１３４は、シーケンス番号通知部１２４から一定時間ｔ₀間隔毎に定期的に通知されるシーケンス番号を受信して保持するためのものである。シーケンス番号引継ぎ部１３５は、自己の待機ルータ１３０を現用ルータに切替えてＩＰｓｅｃパケットを送信する場合に付与するシーケンス番号が適正に引継がれるように決定・制御するためのものであり、決定されたシーケンス番号がパケット転送制御部１３１に送出され、送信するＩＰｓｅｃパケットへのシーケンス番号の付与に供される。

なお、現用ルータ１２０と待機ルータ１３０とは、それぞれ相互に待機ルータ、現用ルータになり得るものであり、両者とも同一の機能構成を有しているが、図２では、説明を簡単にするため、現用ルータ１２０に関しては現用ルータ用の機能構成を示し、待機ルータ１３０に関しては待機ルータ用の機能構成を示したものである。したがって、現用ルータ１２０に障害があり、待機ルータ１３０に切替えられた際には、図３に示す機能は、それぞれ逆に実行されることとなる。

ここで、シーケンス番号引継ぎ部１３５における引継ぎシーケンス番号の決定・制御について説明する。シーケンス番号引継ぎ部１３５は、シーケンス番号通知部１２４から通知されたシーケンス番号に予め設定された所定値Ｎｃを加算したシーケンス番号に基づく引継ぎシーケンス番号から順次付与するように引継ぎシーケンス番号を決定・制御する。加算する所定値Ｎｃは、現用ルータ１２０が一定時間ｔ₀内にシーケンス番号が付与される可能性のある最大値を考慮して決定される。シーケンス番号は、ＩＰｓｅｃパケットを送信する毎に付与されるので、本実施の形態では、所定値Ｎｃは、基本として、一定時間ｔ₀内に送信可能な最大送信ＩＰｓｅｃパケット数以上の値が設定される。

例えば、通信回線の帯域ｂと最小パケット長ｌ（エル）から１秒間に送信可能なパケット数ｎをｎ＝ｂ／ｌにより求め、一定時間ｔ₀内に送信可能な最大パケット数をｎ×ｔ₀として求める。所定値Ｎｃは、ｎ×ｔ₀以上の値として設定される。

また、実際の現用ルータ１２０・待機ルータ１３０間の通信においては、該通信に要する遅延要素があるので、所定値Ｎｃは、最大パケット数だけでなく、通信に要する遅延要素を含む値を加味した値に設定される。この遅延要素としては、現用ルータ１２０と待機ルータ１３０との間の回線速度をＲとし、現用ルータ１２０と待機ルータ１３０との間の回線長をＬとすると、或るパケットを現用ルータ１２０から送出し終わるまでに要する時間である（パケット長／Ｒ）や、回線長Ｌの伝搬に要する伝搬遅延時間等の要素である。

本実施の形態のシーケンス番号引継ぎ部１３５は、シーケンス番号通知部１２４からシーケンス番号の通知を受ける毎に受けたシーケンス番号に所定値Ｎｃを加算した仮引継ぎシーケンス番号を保持し、待機ルータ１３０の現用ルータへの切替え時には保持していた仮引継ぎシーケンス番号の次のシーケンス番号から引継ぎシーケンス番号として順次付与するようにシーケンス番号を決定・制御する。

図３を参照して、現用ルータ１２０・待機ルータ１３０間のシーケンス番号の引継ぎ処理例を説明する。現用ルータ１２０のシーケンス番号通知部１２４は、或るタイミングｔ₁において、それ以前に最後に送信ＩＰｓｅｃパケットに付与したシーケンス番号ＳＮ₁を待機ルータ１３０側に通知する。待機ルータ１３０側では、シーケンス番号受信部１３４によってシーケンス番号ＳＮ₁を受信する。シーケンス番号引継ぎ部１３５は、受信したシーケンス番号ＳＮ₁に所定値Ｎｃを加算した仮引継ぎシーケンス番号ＳＮ₁＋Ｎｃを一時的に保持する。その後、時間の経過とともに、現用ルータ１２０は、適宜ＩＰｓｅｃパケットの送信を行い、その送信時にはシーケンス番号をＳＮ₁＋１，ＳＮ₁＋２，…，ＳＮ₂の如く連続的に付与する。

そして、或るタイミングｔ₁から一定時間ｔ₀が経過したタイミングｔ₂になると、現用ルータ１２０のシーケンス番号通知部１２４は、タイミングｔ₁，ｔ₂間の一定時間ｔ₀内で最後に送信ＩＰｓｅｃパケットに付与したシーケンス番号ＳＮ₂を待機ルータ１３０側に通知する。待機ルータ１３０側では、シーケンス番号受信部１３４によってシーケンス番号ＳＮ₂を受信する。シーケンス番号引継ぎ部１３５は、保持していた仮引継ぎシーケンス番号ＳＮ₁＋Ｎｃをクリアするとともに、新たに受信したシーケンス番号ＳＮ₂に所定値Ｎｃを加算した仮引継ぎシーケンス番号ＳＮ₂＋Ｎｃを一時的に保持する。その後、時間の経過とともに、現用ルータ１２０は、適宜ＩＰｓｅｃパケットの送信を行い、その送信時にはシーケンス番号をＳＮ₂＋１，ＳＮ₂＋２，…，ＳＮ₃の如く連続的に付与する。

そして、或るタイミングｔ₂から一定時間ｔ₀が経過したタイミングｔ３になると、前回と同様に、現用ルータ１２０のシーケンス番号通知部１２４は、タイミングｔ₂，ｔ₃間の一定時間ｔ₀内で最後に送信ＩＰｓｅｃパケットに付与したシーケンス番号ＳＮ₃を待機ルータ１３０側に通知する。待機ルータ１３０側では、シーケンス番号受信部１３４によってシーケンス番号ＳＮ₃を受信する。シーケンス番号引継ぎ部１３５は、保持していた仮引継ぎシーケンス番号ＳＮ₂＋Ｎｃをクリアするとともに、新たに受信したシーケンス番号ＳＮ₃に所定値Ｎｃを加算した仮引継ぎシーケンス番号ＳＮ₃＋Ｎｃを一時的に保持する。その後、時間の経過とともに、現用ルータ１２０は、適宜ＩＰｓｅｃパケットの送信を行い、その送信時にはシーケンス番号をＳＮ₂＋１，ＳＮ₂＋２，…の如く連続的に付与する。

ここで、タイミングｔ３以降で一定時間ｔ₀経過前の或るタイミングｔｘに現用ルータ１２０に障害が発生した場合を想定する。この場合、待機ルータ１３０のルータ切替部１３３は、稼動状態確認用パケット受信部１３２がＡｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ信号を受信しなかったことにより現用ルータ１２０に障害が発生したと判断し、自己の待機ルータ１３０を現用ルータに切替えるルータ切替え信号をパケット転送制御部１３１側に出力して、ルータ切替え処理を実行する。このルータ切替え信号は、シーケンス番号引継ぎ部１３５に対しても出力され、シーケンス番号引継ぎ部１３５は、一時的に保持していた仮引継ぎシーケンス番号ＳＮ₃＋Ｎｃの次のシーケンス番号ＳＮ₃＋Ｎｃ＋１から引継ぎシーケンス番号として送信ＩＰｓｅｃパケットに順次付与するようにパケット転送制御部１３１にシーケンス番号の引継ぎ情報を出力する。

これにより、現用ルータに切替えられた汎用ルータ１３０は、ＩＰｓｅｃパケットを送信する毎に引継ぎシーケンス番号ＳＮ₃＋Ｎｃ＋１から開始するシーケンス番号を順次付与する。

本実施の形態によれば、現用ルータ１２０が一定時間ｔ₀内で最後に送信ＩＰｓｅｃパケットに付与したシーケンス番号を一定時間ｔ₀間隔毎に定期的に待機ルータ１３０側に通知させることで、ＩＰｓｅｃパケット送信毎にシーケンス番号を逐一通知する場合に比べて装置の負荷を軽減させることができる。また、待機ルータ１３０側では現用ルータに切替えられてＩＰｓｅｃパケットを送信する場合には、一定時間ｔ₀内にシーケンス番号として付与される可能性のある最大数を見込んで予め設定された所定値Ｎｃを通知されたシーケンス番号に加算したシーケンス番号に基づく引継ぎシーケンス番号から順次付与するので、現用ルータ１２０から待機ルータ１３０にルータが切替えられるまでの間に不確定数のＩＰｓｅｃパケットの送信があったとしても、現用ルータ１２０側で使用済みのシーケンス番号と重複することのない適正なシーケンス番号を引継いで付与することができる。

また、本実施の形態によれば、所定値Ｎｃを、一定時間ｔ₀内に送信可能な最大送信ＩＰｓｅｃパケット数以上の値としているので、例えば３２ｂｉｔの如く上限値を有するシーケンス番号を現用ルータ１２０側と待機ルータ１３０側とで重複することなく効率よくシーケンス番号の引継ぎ処理を行うことができる。特に、所定値Ｎｃを、現用ルータ１２０・待機ルータ１３０間の通信に要する遅延要素を含む値として設定するので、引継がれるシーケンス番号の重複を確実に防止できる。

さらに、本実施の形態によれば、シーケンス番号引継ぎ部１３５が、現用ルータ１２０からシーケンス番号の通知を受ける毎に該シーケンス番号に所定値Ｎｃを加算した仮引継ぎシーケンス番号を保持し、待機ルータ１３０の現用ルータへの切替え時には該仮引継ぎシーケンス番号の次のシーケンス番号から引継ぎシーケンス番号として順次付与するので、待機ルータ１３０は、ルータ切替えがあった場合に遅延なくシーケンス番号の引継ぎ処理を行うことができる。

なお、加算する所定値Ｎｃを、引継ぎ開始を規定する値として設定しておくことで、シーケンス番号引継ぎ部１３５としては、シーケンス番号通知部１２４からシーケンス番号の通知を受ける毎に該シーケンス番号に所定値Ｎｃを加算した仮引継ぎシーケンス番号を保持し、待機ルータ１３０の現用ルータへの切替え時には該仮引継ぎシーケンス番号から引継ぎシーケンス番号として順次付与するように構成してもよい。

また、シーケンス番号引継ぎ部１３５としては、シーケンス番号通知部１２４からシーケンス番号の通知を受ける毎に該シーケンス番号を保持し、待機ルータ１３０の現用ルータへの切替えがあった時点で、予め通知を受けて保持されたシーケンス番号に所定値Ｎｃを加算して生成された引継ぎシーケンス番号から順次付与するように構成してもよい。これによれば、現用ルータ１２０に障害が発生してルータ切替えがある場合のみ、所定値Ｎｃを加算する処理を行えばよいものとなる。

また、本実施の形態では、ルータの冗長化を行う方法として、ＶＲＲＰの規定を前提として説明したが、特にＶＲＲＰの規定に制約されるものではない。また、図１においては、冗長化データ中継装置２１０を相手局側とする例で説明したが、冗長化されていない１台のＩＰｓｅｃルータを相手局側とする場合であっても適用可能である。

本発明にかかる冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信方法が適用される暗号化通信システムのシステム構成例を示す概略図である。周知の暗号化通信機能に付加されて冗長化データ中継装置が主に本発明を実現するために有する機能を概略的に示す機能ブロック図である。現用ルータ・待機ルータ間のシーケンス番号の引継ぎ処理例を示す概略シーケンス図である。

符号の説明

１００冗長化データ中継装置
１２０現用ルータ
１２４シーケンス番号通知部
１３０待機ルータ
１３５シーケンス番号引継ぎ部

Claims

現用ルータと待機ルータとを備え、前記現用ルータに障害が発生した場合に前記待機ルータを現用ルータに切替える冗長化データ中継装置を用いてＩＰｓｅｃパケットを送受信する暗号化通信方法において、
前記現用ルータが、一定時間内で最後に送信ＩＰｓｅｃパケットに付与したシーケンス番号を前記一定時間間隔毎に定期的に前記待機ルータに通知するシーケンス番号通知工程と、
前記待機ルータを現用ルータに切替えてＩＰｓｅｃパケットを送信する場合に前記シーケンス番号通知工程で前記現用ルータから通知されたシーケンス番号に予め設定された所定値を加算したシーケンス番号に基づく引継ぎシーケンス番号から順次付与するシーケンス番号引継ぎ工程と、
を含むことを特徴とする冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信方法。
前記冗長化データ中継装置は、ＶＲＲＰにより冗長化されていることを特徴とする請求項１に記載の冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信方法。
前記シーケンス番号引継ぎ工程で加算する所定値は、前記一定時間内に送信可能な最大送信ＩＰｓｅｃパケット数以上の値であることを特徴とする請求項１または２に記載の冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信方法。
前記シーケンス番号引継ぎ工程で加算する所定値は、さらに前記現用ルータ・待機ルータ間の通信に要する遅延要素を含む値であることを特徴とする請求項３に記載の冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信方法。
前記シーケンス番号引継ぎ工程では、前記待機ルータは、前記現用ルータからシーケンス番号の通知を受ける毎に該シーケンス番号に所定値を加算した仮引継ぎシーケンス番号を保持し、現用ルータへの切替え時には該仮引継ぎシーケンス番号の次のシーケンス番号から引継ぎシーケンス番号として順次付与することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信方法。
前記シーケンス番号引継ぎ工程では、前記待機ルータは、前記現用ルータからシーケンス番号の通知を受ける毎に該シーケンス番号に所定値を加算した仮引継ぎシーケンス番号を保持し、現用ルータへの切替え時には該仮引継ぎシーケンス番号から引継ぎシーケンス番号として順次付与することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信方法。
前記シーケンス番号引継ぎ工程では、前記待機ルータは、前記現用ルータからシーケンス番号の通知を受ける毎に該シーケンス番号を保持し、現用ルータへの切替えがあった時点で、予め通知を受けて保持された前記シーケンス番号に所定値を加算して生成された引継ぎシーケンス番号から順次付与することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信方法。
現用ルータと待機ルータとを備え、前記現用ルータに障害が発生した場合に前記待機ルータを現用ルータに切替える冗長化データ中継装置を用いてＩＰｓｅｃパケットを送受信する暗号化通信システムにおいて、
前記現用ルータは、
一定時間内で最後に送信ＩＰｓｅｃパケットに付与したシーケンス番号を前記一定時間間隔毎に定期的に前記待機ルータに通知するシーケンス番号通知手段を備え、
前記待機ルータは、
該待機ルータを現用ルータに切替えてＩＰｓｅｃパケットを送信する場合に前記シーケンス番号通知手段によって通知されたシーケンス番号に予め設定された所定値を加算したシーケンス番号に基づく引継ぎシーケンス番号から順次付与するシーケンス番号引継ぎ手段を備えることを特徴とする冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信システム。
前記冗長化データ中継装置は、ＶＲＲＰにより冗長化されていることを特徴とする請求項８に記載の冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信システム。
前記シーケンス番号引継ぎ手段が加算する所定値は、前記一定時間内に送信可能な最大送信ＩＰｓｅｃパケット数以上の値であることを特徴とする請求項８または９に記載の冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信システム。
前記シーケンス番号引継ぎ手段が加算する所定値は、さらに前記現用ルータ・待機ルータ間の通信に要する遅延要素を含む値であることを特徴とする請求項１０に記載の冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信システム。
前記シーケンス番号引継ぎ手段は、前記シーケンス番号通知手段からシーケンス番号の通知を受ける毎に該シーケンス番号に所定値を加算した仮引継ぎシーケンス番号を保持し、現用ルータへの切替え時には該仮引継ぎシーケンス番号の次のシーケンス番号から引継ぎシーケンス番号として順次付与することを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一つに記載の冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信システム。
前記シーケンス番号引継ぎ手段は、前記シーケンス番号通知手段からシーケンス番号の通知を受ける毎に該シーケンス番号に所定値を加算した仮引継ぎシーケンス番号を保持し、現用ルータへの切替え時には該仮引継ぎシーケンス番号から引継ぎシーケンス番号として順次付与することを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一つに記載の冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信システム。
前記シーケンス番号引継ぎ手段は、前記シーケンス番号通知手段からシーケンス番号の通知を受ける毎に該シーケンス番号を保持し、現用ルータへの切替えがあった時点で、予め通知を受けて保持された前記シーケンス番号に所定値を加算して生成された引継ぎシーケンス番号から順次付与することを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一つに記載の冗長化データ中継装置を用いた暗号化通信システム。