JP2008258917A - 同一ｎａｔ配下通信制御システム、ｎａｔ装置、同一ｎａｔ配下通信制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ＮＡＴ装置への負荷、及びネットワークに対する負荷を抑制する。
【解決手段】ＮＡＴ装置内、該ＮＡＴ装置配下間での通信が可能かどうかの判定を行い、該ＮＡＴ装置配下間で通信可能な場合に、該ＮＡＴ装置配下の端末に対して指示を行い、該ＮＡＴ装置配下の端末間で、該ＮＡＴ装置配下ネットワーク（プライベートネットワーク）内に閉じた通信を実施させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、同一ＮＡＴ配下通信制御システムに関し、特に同一ＮＡＴ配下間通信での呼制御を行う同一ＮＡＴ配下通信制御システムに関する。

ＮＡＴ Ｔｒａｖｅｒｓａｌ技術について説明する。本技術に関して、ＳＴＵＮ（非特許文献１を参照）、ＴＵＲＮ（非特許文献２を参照）等の提案がされている。

ＳＴＵＮは、プライベートＩＰアドレスを割り当てられた端末に対して、ＮＡＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｔｒａｎｓｌａｔｏｒ）のグローバルネットワークにマッピングされるグローバルＩＰアドレス、ポート番号を通知する。これにより、例えば、ＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を利用したＩＰ電話アプリケーションにおいて、端末の待ち受けＩＰアドレス、ポート番号を、ＳＴＵＮを利用して取得し、通話が可能になる。

また、マッピング情報が取得できない場合において、ＴＵＲＮという、中継する方式が提案されている。本方式は、グローバルネットワークに中継サーバを配置し、互いの通話を中継する。但し、同一のＮＡＴ配下端末間の通信では、ＮＡＴを越えないように、プライベートネットワーク内に閉じた通信をすべきだが、ＳＴＵＮ，ＴＵＲＮが動作している状況において、必ず、プライベートネットワークを出て、グローバルネットワーク経由で、再度、前述のプライベートネットワークに戻ってくるという通信パスになる。

それに対して、ＳＩＰ信号変換方法、ＳＩＰ−ＡＬＧ装置、ＳＩＰ信号変換プログラムでは、同一のプライベートネットワーク内の端末間の通信において、プライベートネットワーク内に閉じた通信を実施させるために、ＮＡＴと連携してＳＩＰメッセージ内のＳＤＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）をプライベートネットワーク内で利用するものに変換するＳＩＰ−ＡＬＧを利用している方式が提案されている（特許文献１を参照）。また、同一ＮＡＴ配下通信の場合、ＮＡＴ配下の通信であることをＩＭサーバが端末に対して通知を行い、プライベートネットワーク内に閉じた通信を実施する方式が提案されている（特許文献２を参照）。

特許文献１の方法では、ＳＩＰ−ＡＬＧ装置を導入する必要があるため、高コストであるという課題がある。特許文献２の方法では、サーバで同一ＮＡＴ配下通信かどうか判断して制御する処理を行うため、サーバの処理負荷が高くなり、また、グローバルネットワーク内にメッセージが流れるため、無駄にネットワーク帯域を使用することになるという課題がある。

なお、関連する技術として、特開２００３−２５８８３６号公報（特許文献３）に同一プライベートアドレス空間内通信方法及びシステムと中継装置が開示されている。この従来技術では、制御情報パケットの送信元アドレスと着側端末のアドレスと、データベースに登録されている複数のグローバルＩＰアドレスとを比較し、複数のグローバルＩＰアドレスのいずれかと一致した場合に、同一プライベートアドレス空間内の通信であると判断し、制御情報パケット内にある主情報パケットの宛先アドレスを中継装置でグローバルアドレスに書き換えずに制御情報パケットを交換する。

また、特開２００６−０７４３０２号公報（特許文献４）にボタン電話システム及びそれに用いる音声データ通信方法が開示されている。この従来技術では、デバイス管理テーブルにて登録・管理されているＩＰアドレス及びデータベースに予め登録された使用するＲＴＰポート番号にてパス接続制御を指示する。これにより、ＮＡＴルータを越えたＩＰ電話機間の通話を確立する。

特開２００６−００５７５４号公報 特開２００４−１７３２４０号公報 特開２００３−２５８８３６号公報 特開２００６−０７４３０２号公報 Ｊｏｎａｔｈａｎ Ｒｏｓｅｎｂｅｒｇ ｅｔ ａｌ． "ＲＦＣ３４８９：Ｓｉｍｐｌｅ Ｔｒａｖｅｒｓａｌ Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＵＤＰ） Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｔｒａｎｓｌａｔｏｒｓ（ＮＡＴｓ），" Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｓｏｃｉｅｔｙ， Ｍａｒｃｈ ２００３． ＵＲＬ：＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｒｆｃ／ｒｆｃ３４８９．ｔｘｔ＞ Ｊ．Ｒｏｓｅｎｂｅｒｇ， Ｃ．Ｈｕｉｔｅｍａ， Ｒ．Ｍａｈｙ， "Ｔｒａｖｅｒｓａｌ Ｕｓｉｎｇ Ｒｅｌａｙ ＮＡＴ，" ｄｒａｆｔ−ｒｏｓｅｎｂｅｒｇ−ｍｉｄｃｏｍ−ｔｕｒｎ−０７， Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｓｏｃｉｅｔｙ， ２００５． ＵＲＬ：＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｄｒｏｓｅｎ．ｎｅｔ／ｐａｐｅｒｓ／ｄｒａｆｔ−ｒｏｓｅｎｂｅｒｇ−ｍｉｄｃｏｍ−ｔｕｒｎ−０７．ｔｘｔ＞

本発明が解決しようとする課題は、同一ＮＡＴ配下に接続される端末間のアプリケーション、特にＳＩＰを利用した通信において、グローバルネットワークをいったん経由して通信を行うために、ＮＡＴ装置への負荷がかかることと、ネットワークに対する負荷をかけることである。

本発明の目的は、ＮＡＴ装置内、該ＮＡＴ装置配下間での通信が可能かどうかの判定を行い。該ＮＡＴ装置配下間で通信可能場合に、端末に対して指示を行い、端末間で、該ＮＡＴ装置配下ネットワーク（プライベートネットワーク）内に閉じた通信を実施させる同一ＮＡＴ配下通信制御システムを提供することである。

以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。但し、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明の同一ＮＡＴ配下通信制御システムは、ＮＡＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｔｒａｎｓｌａｔｏｒ）装置（１，２）と、ＮＡＴ装置（１，２）の配下にある端末（１０，１１，２０，２１）とを含む。ＮＡＴ装置（１，２）は、通信に先立ち、アドレスやポート番号など接続先を特定するための情報をアプリケーション間で交換することで接続を確立するようなアプリケーションが動作する場合に、アプリケーションで割り当てられているアドレス（ユーザーアプリケーション識別子）と、端末（１０，１１）に割り当てられているプライベートＩＰアドレスから、ＮＡＴ装置（１，２）配下で行われる通信（ＮＡＴ配下間通信）かどうか判定する。ＮＡＴ装置（１，２）配下での通信であると判断した場合に、端末（１０，１１）に対して、同一ＮＡＴ配下通信であることを通知して、ＮＡＴ装置（１，２）配下のプライベートネットワーク内で端末間通信させる。

アプリケーションがＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の場合、ユーザーアプリケーション識別子はＵＲＩ（Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）である。

ＮＡＴ装置（２）は、ＮＡＴ配下間通信の判定を行うためのＳＩＰ ＵＲＩとプライベートＩＰアドレスをＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージから取得し、ＳＩＰ ＵＲＩとプライベートＩＰアドレスを結びつけて管理する。

ＮＡＴ装置（２）は、ＮＡＴ配下間通信が行われると判定した場合、端末（１１）に対して、ＳＩＰメッセージの宛先ＩＰアドレス、ＳＩＰメッセージ内の主信号待ち受けＩＰアドレス、ポート番号を変更するように指示を行う。

ＮＡＴ装置（２）は、ＮＡＴ配下間通信が行われると判定した場合、宛先（着呼側）の端末（２１）に対して、ＮＡＴ配下間での通信が行われることを通知する。

端末（１１）は、ＮＡＴ装置（２）からのＳＩＰメッセージ変更指示を要求された場合に、宛先（着呼側）の端末（２１）に対して、同一ＮＡＴ配下通信を開始することを通知する。

端末（１１）は、宛先（着呼側）の端末（２１）に対して、同一ＮＡＴ配下通信であること通知する際に、ＳＩＰメッセージ内のＳＤＰに、同一ＮＡＴ配下通信を開始するという情報を記載する。

本発明に係るＮＡＴ装置（１）は、パケットを送受信するパケット送受信部（１−１）と、プライベートＮＷ（ネットワーク）側から送信されてくるパケットのヘッダ内に記述されているプライベートＩＰアドレスをグローバルＩＰアドレスに変換するためのアドレス変換テーブル（１−２）と、プライベートＮＷ側から送信されてくるアプリケーションメッセージ内のユーザーアプリケーション識別子を取得するユーザーアプリケーション識別子取得部（１−３）と、アドレス変換テーブル（１−２）でグローバルＩＰアドレスとマッピングされているプライベートＩＰアドレスと、ユーザーアプリケーション識別子とをマッピングして管理するユーザーアプリケーション識別子−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブル（１−４）と、アプリケーションメッセージが送信されてきた時に、ユーザーアプリケーション識別子−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブル（１−４）から取得する情報に基づき、自ＮＡＴ配下間通信かどうか判定する自ＮＡＴ配下通信判定部（１−５）と、自ＮＡＴ配下通信判定部（１−５）で自ＮＡＴ配下間通信と判定された場合に、プライベートＮＷ内で直接通信できる場合に宛先指示を行う宛先指示部（１−６）とを具備する。

本発明に係る他のＮＡＴ装置（２）は、パケットを送受信するパケット送受信部（２−１）と、プライベートＮＷ（ネットワーク）側から送信されてくるパケットのヘッダ内に記述されているプライベートＩＰアドレスをグローバルＩＰアドレスに変換するためのアドレス変換テーブル（２−２）と、プライベートＮＷ側から送信されてくるＳＩＰメッセージ内のＵＲＩを取得するＵＲＩ取得部（２−３）と、アドレス変換テーブル（２−２）でグローバルＩＰアドレスとマッピングされているプライベートＩＰアドレスと、ＵＲＩとをマッピングして管理するＵＲＩ−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブル（２−４）と、ＳＩＰメッセージが送信されてきた時に、ＵＲＩ−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブル（２−４）から取得する情報に基づき、自ＮＡＴ配下間通信かどうか判定する自ＮＡＴ配下通信判定部（２−５）と、自ＮＡＴ配下通信判定部（２−５）で自ＮＡＴ配下間通信と判定された場合に、プライベートＮＷ内で直接通信できるように指示を行う再セッションセットアップ指示部（２−６）とを具備する。

本発明に係るＮＡＴ装置は、端末のプライベートＩＰアドレスと、アプリケーション識別情報を取得して、該ＮＡＴ配下間通信が可能かどうか判断し、配下間通信可能であれば、該ＮＡＴ配下ネットワーク（プライベートネットワーク）内に閉じた通信を実施するよう制御を行うため、アプリケーションゲートウェイを配置するコストを低減でき、通信トラヒックがグローバルネットワークを経由することがないため、ネットワークに対する負荷を低減できる。

以下に、本発明の第１実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態における同一ＮＡＴ配下通信制御システムは、ＮＡＴ装置１と、ＳＴＵＮサーバ１００と、端末１０を含む。

まず、ＮＡＴ装置１について説明する。
ＮＡＴ装置１は、パケット送受信部１−１と、アドレス変換テーブル１−２と、ユーザーアプリケーション識別子取得部１−３と、ユーザーアプリケーション識別子−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブル１−４と、自ＮＡＴ配下通信判定部１−５と、宛先指示部１−６を備える。

パケット送受信部１−１は、パケットを送受信する。アドレス変換テーブル１−２は、
プライベートＮＷ（ネットワーク）側から送信されてくるパケットのヘッダ内に記述されているプライベートＩＰアドレスを、グローバルＩＰアドレスに変換するための情報を有する。ユーザーアプリケーション識別子取得部１−３は、プライベートＮＷ側から送信されてくるアプリケーションメッセージ内のユーザーアプリケーション識別子を取得する。ここでは、ユーザーアプリケーション識別子は、アプリケーションで割り当てられているアドレスである。ユーザーアプリケーション識別子−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブル１−４は、アドレス変換テーブル１−２でグローバルＩＰアドレスとマッピングされているプライベートＩＰアドレスと、ユーザーアプリケーション識別子取得部１−３で取得したユーザーアプリケーション識別子をマッピングして管理する。自ＮＡＴ配下通信判定部１−５は、アプリケーションメッセージが送信されてきた時に、ユーザーアプリケーション識別子−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブル１−４から取得する情報から、自ＮＡＴ配下間通信かどうか判定する。宛先指示部１−６は、自ＮＡＴ配下通信判定部１−５で、自ＮＡＴ配下間通信と判定された場合に、プライベートＮＷ内で直接通信できるように宛先指示を行う。

次に、ＳＴＵＮサーバ１００について説明を行う。
ＳＴＵＮサーバ１００は、ＮＡＴを越えて通信を可能にするために、プライベートＩＰアドレスを割り当てられた端末に対して、ＮＡＴでマッピングされるグローバルＩＰアドレス、ポート番号を端末に通知する。

最後に、端末１０について説明を行う。
端末１０は、アプリケーション部１０−１と、同一ＮＡＴ配下通信制御部１０−２と、ＳＴＵＮクライアント部１０−３を備える。

アプリケーション部１０−１は、アプリケーションメッセージを生成・送受信を行う。同一ＮＡＴ配下通信制御部１０−２は、ＮＡＴ装置から、同一ＮＡＴ配下間通信であると指示された場合に、その指示に従って、プライベートＮＷ内で通信を行うように換えを行う。ＳＴＵＮクライアント部１０−３は、ＮＡＴでマッピングされるグローバルＩＰアドレス、ポート番号を取得するためにＳＴＵＮサーバとメッセージ交換を行う。

次に、図２を参照して、本実施形態の具体例について説明する。
本実施形態における同一ＮＡＴ配下通信制御システムは、端末１０、端末２０、ＮＡＴ装置１、ＳＴＵＮサーバ１００、宛先解決サーバ２００を含み、図２に示すトポロジを取っている。端末２０は、端末１０と同じ構成を持つ。アプリケーション通信において、端末１０は、ＩＰアドレス「１９２．１６８．０．１」、ポート番号「３０００番」を利用し、端末２０は、ＩＰアドレス「１９２．１６８．０．２」、ポート番号「４０００番」を利用する。

図３を参照して、同一ＮＡＴ配下間でのアプリケーションセッション開設メッセージ交換から主信号通信までの一連の動作を説明する。本アプリケーションは、セッション開設と主信号通信が同一のセッションで行われるものとする。

（ＳＴＵＮ動作）
端末１０、端末２０は、ＳＴＵＮクライアント機能が搭載されている。端末１０は、ＳＴＵＮクライアント部１０−３とＳＴＵＮサーバ１００のメッセージ交換で、アプリケーションがＮＡＴを越えて通信する場合のグローバルＩＰアドレス「５．６．７．８」、ポート番号「１００番」というＮＡＴ装置１の第１（左側）のインターフェース情報を取得する（ステップＳ１０１）。また、端末２０も同様のメッセージ交換を行い、グローバルＩＰアドレス「５．６．７．８」、ポート番号「２００番」というＮＡＴ装置１の第２（右側）のインターフェース情報を取得する（ステップＳ１０２）。

（登録の動作）
端末１０は、アプリケーション通信を行う前に、宛先解決サーバ２００へユーザーアプリケーション識別子「ａ＠ｂ．ｃｏｍ」とＳＴＵＮ動作で取得したＩＰアドレス「５．６．７．８」、ポート番号「１００番」を設定して登録メッセージを送信する（ステップＳ１０３）。登録メッセージは、宛先アドレスが、宛先解決サーバ２００のＩＰアドレス、ポート番号で、メッセージ内に登録情報として、ユーザーアプリケーション識別子「ａ＠ｂ．ｃｏｍ」、通信用ＩＰアドレス「５．６．７．８」、ポート番号「１００番」が記載されている。ＮＡＴ装置１が該メッセージをインターセプト（傍受）して、メッセージ内の送信元ユーザーアプリケーション識別子「ａ＠ｂ．ｃｏｍ」とメッセージ内のＩＰヘッダに記載の送信元プライベートＩＰアドレス「１９２．１６８．０．１」、ポート番号「３０００番」を、図４に示しているようにユーザーアプリケーション識別子−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブルへ登録する（ステップＳ１０４）。また、端末２０の登録メッセージ送信の時（ステップＳ１０５）も同様に図４に示しているように登録を行う（ステップＳ１０６）。

図４を参照して、ユーザーアプリケーション識別子−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブルの例について説明する。
ユーザーアプリケーション識別子−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブルは、「ユーザーアプリケーション識別子」、「プライベートＩＰアドレス」、「ポート番号」を含み、これらの情報を関連付けて保持する。ここでは、ユーザーアプリケーション識別子「ａ＠ｂ．ｃｏｍ」、プライベートＩＰアドレス「１９２．１６８．０．１」、ポート番号「３０００番」を関連付けて保持している。また、ユーザーアプリケーション識別子「ｃ＠ｄ．ｃｏｍ」、プライベートＩＰアドレス「１９２．１６８．０．２」、ポート番号「４０００番」を関連付けて保持している。

（宛先解決メッセージのＮＡＴによるリダイレクト）
端末１０から端末２０に対する発呼では、端末１０から宛先ユーザーアプリケーション識別子が「ｃ＠ｄ．ｃｏｍ」に設定された宛先検索メッセージが宛先解決サーバ２００に対して送信される（ステップＳ１０７）。ＮＡＴ装置１が該メッセージをインターセプトすると（ステップＳ１０８）、自ＮＡＴ配下通信判定部１−５はユーザーアプリケーション識別子取得部１−３を介してユーザーアプリケーション識別子を取得し、ユーザーアプリケーション識別子−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブル１−４を参照し、該当ユーザーアプリケーション識別子が存在するか確認する。該当ユーザーアプリケーション識別子があれば、自ＮＡＴ配下通信であると判定する（ステップＳ１０９）。ＮＡＴ装置は、端末１０に対して、プライベートＮＷ環境で通信する時のＩＰアドレスすなわちプライベートＩＰアドレス「１９２．１６８．０．２」、ポート番号「２００番」に変更するように指示をする（ステップＳ１１０）。

（データ通信開始）
ＮＡＴが作成した宛先解決メッセージを受信した端末１０は、宛先ＩＰアドレスを「１９２．１６８．０．２」、ポート番号を「２００番」に設定してデータ転送を行う（ステップＳ１１１）。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態として、アプリケーションとしてＳＩＰを用いた場合について説明する。ＳＩＰでは、制御用のセッションと主信号用のセッションは別となるため、以下の説明では、それらを分離した形について説明する。

図５に示すように、本実施形態における同一ＮＡＴ配下通信制御システムは、ＮＡＴ装置２と、ＳＴＵＮサーバ１０１と、端末１１を含む。

まず、ＮＡＴ装置２について説明する。
ＮＡＴ装置２は、パケット送受信部２−１と、アドレス変換テーブル２−２と、ＵＲＩ取得部２−３と、ＵＲＩ−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブル２−４と、自ＮＡＴ配下通信判定部２−５と、再セッションセットアップ指示部２−６を備える。

パケット送受信部２−１は、パケットを送受信する。アドレス変換テーブル２−２は、
プライベートＮＷ側から送信されてくるパケットのヘッダ内に記述されているプライベートＩＰアドレスをグローバルＩＰアドレスに変換するための情報を有する。ＵＲＩ取得部２−３は、プライベートＮＷ側から送信されてくるＳＩＰメッセージ内のＵＲＩ（Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を取得する。ＵＲＩ−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブル２−４は、アドレス変換テーブル２−２でグローバルＩＰアドレスとマッピングされているプライベートＩＰアドレスと、ＵＲＩ取得部２−３で取得したＵＲＩをマッピングして管理する。自ＮＡＴ配下通信判定部２−５は、ＳＩＰメッセージが送信されてきた時に、ＵＲＩ−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブル２−４から取得する情報から、自ＮＡＴ配下間通信かどうか判定する。再セッションセットアップ指示部２−６は、自ＮＡＴ配下通信判定部２−５で、自ＮＡＴ配下間通信と判定された場合に、プライベートＮＷ内で直接通信できるように指示を行う。

次に、ＳＴＵＮサーバ１０１について説明を行う。
ＳＴＵＮサーバ１０１は、ＮＡＴを越えて通信を可能にするために、プライベートＩＰアドレスを割り当てられた端末に対して、ＮＡＴでマッピングされるグローバルＩＰアドレス、ポート番号を端末に通知する。

最後に、端末１１について説明を行う。
端末１１は、ＳＩＰ−ＵＡ部１１−１と、同一ＮＡＴ配下通信制御部１１−２と、ＳＴＵＮクライアント部１１−３を備える。

ＳＩＰ−ＵＡ部１１−１は、ＳＩＰメッセージを生成・送受信を行う。同一ＮＡＴ配下通信制御部１１−２は、ＮＡＴ装置から、同一ＮＡＴ配下間通信であると指示された場合に、その指示に従って、プライベートＮＷ内で通信を行うようにＳＩＰメッセージ書き換えを行う。ＳＴＵＮクライアント部１１−３は、ＮＡＴでマッピングされるグローバルＩＰアドレス、ポート番号を取得するためにＳＴＵＮサーバとメッセージ交換を行う。

次に、図６を参照して、本実施形態の具体例について説明する。
本実施形態における同一ＮＡＴ配下通信制御システムは、端末１１、端末２１、ＮＡＴ装置２、ＳＴＵＮサーバ１０１、ＳＩＰサーバ２０１を含み、図６に示すトポロジを取っている。端末２１は端末１１とおなじ構成をもつ。ＳＩＰ通信用に、端末１１は、ＩＰアドレス「１９２．１６８．０．１」、ポート番号「３０００番」（端末１１のＳＩＰ用インターフェース）、端末２１は、ＩＰアドレス「１９２．１６８．０．２」、ポート番号「４０００番」（端末２１のＳＩＰ用インターフェース）を利用する。また、主信号通信用に、端末１１は、ＩＰアドレス「１９２．１６８．０．１」、ポート番号「８０００番」（端末１１の主信号用インターフェース）、端末２１は、ＩＰアドレス「１９２．１６８．０．２」、ポート番号「９０００番」（端末２１の主信号用インターフェース）を利用する。

次に、図７を参照して、同一ＮＡＴ配下間でのＳＩＰメッセージ交換から主信号通信までの一連の動作を説明する。

（ＳＴＵＮ動作）
端末１１、端末２１は、ＳＴＵＮクライアント機能が搭載されており、端末１１のＳＴＵＮクライアント部１１−３とＳＴＵＮサーバ１０１のメッセージ交換（ステップＳ２０１）で、主信号がＮＡＴを越えて通信する場合のグローバルＩＰアドレス「５．６．７．８」、ポート番号「１００番」を取得する（ＮＡＴ装置２の第１（左側）のインターフェース）。また、端末２１も同様のメッセージ交換（ステップＳ２０２）を行い、グローバルＩＰアドレス「５．６．７．８」、ポート番号「２００番」を取得する（ＮＡＴ装置２の第２（右側）のインターフェース）。

（ＲＥＧＩＳＴＥＲの動作）
端末１１、端末２１は、ＳＩＰサーバ２０１に対して、ＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲを行う（ステップＳ２０３，ステップＳ２０４）。その際、ＮＡＴ装置２は、端末１１、端末２１から送信されてくるＳＩＰメッセージのＩＰヘッダ内のプライベートＩＰアドレスポート番号をアドレス変換テーブル１−２、ＳＩＰ ＵＲＩをＵＲＩ取得部１−３から取得して、図８に示したＵＲＩ−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブル２−４へ登録する（ステップＳ２０５，ステップＳ２０６）。

図８を参照して、ＵＲＩ−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブルの例について説明する。
ＵＲＩ−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブルは、「ＵＲＩ」、「プライベートＩＰアドレス」、「ポート番号」を含み、これらの情報を関連付けて保持する。ここでは、ＵＲＩ「ａ＠ｂ．ｃｏｍ」、プライベートＩＰアドレス「１９２．１６８．０．１」、ポート番号「３０００番」を関連付けて保持している。また、ＵＲＩ「ｃ＠ｄ．ｃｏｍ」、プライベートＩＰアドレス「１９２．１６８．０．２」、ポート番号「４０００番」を関連付けて保持している。

（セッション確立〜ＮＡＴに再セッション確立指示）
端末１１から端末２１へ発呼する場合の動作を説明する。
端末１１から端末２１に対する発呼では、端末１１から宛先ＵＲＩが「ｃ＠ｄ．ｃｏｍ」に設定されたＳＩＰメッセージがＳＩＰサーバ２０１に対して送信される（ステップＳ２０７）。ＮＡＴ装置２が本ＳＩＰメッセージをインターセプトすると（ステップＳ２０８）、自ＮＡＴ配下通信判定部２−５は宛先ＵＲＩ（「ｃ＠ｄ．ｃｏｍ」）を取得し、ＵＲＩ−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブル１−４を参照し、該当ＵＲＩが存在するか確認する。該当ＵＲＩがあれば、自ＮＡＴ配下通信であると判定する（ステップＳ２０９）。ＮＡＴ装置２は、端末１１に対して、ＳＩＰメッセージの宛先を端末２１宛（ＩＰアドレス「１９２．１６８．０．２」、ポート番号「４０００番」、ＳＤＰ内の主信号通信待ち受け用ＩＰアドレス、ポート番号を、それぞれプライベートＮＷ環境で通信する時のＩＰアドレスすなわちプライベートＩＰアドレス「１９２．１６８．０．１」、ポート番号「８０００番」に変更するように指示をする（ステップＳ２１０）。また、該当ＵＲＩが存在してない場合は、パケット送受信部１−１に対して、メッセージを転送するように指示する。

（再セッション確立〜主信号通信）
再セッション確立指示を受信した端末１１は、ＳＩＰメッセージの宛先をＩＰアドレス「１９２．１６８．０．２」、ポート番号「４０００番」に書き換え（ステップＳ２１１）、主信号通信用の待ち受けＩＰアドレスを「１９２．１６８．０．１」、ポート番号を「８０００番」に書き換えて送信する（ステップＳ２１２）。また、図９に示すようにＳＩＰメッセージ内のＳＤＰに、同一ＮＡＴ配下通信であることを記載する。端末１１からのＳＩＰメッセージを受信した端末２１は、ＳＩＰメッセージ内のＳＤＰを参照する。同一ＮＡＴ配下通信であることを認識して、応答メッセージ（２００ ＯＫ）内のＳＤＰに設定する待ち受けＩＰアドレスを「１９２．１６８．０．２」、ポート番号を「９０００番」として端末１１に対して転送する（ステップＳ２１３）。ここで、ＳＩＰメッセージの交換終了となり、主信号通信が開始される（ステップＳ２１４）。

図９を参照して、拡張ＳＩＰメッセージの例について説明する。
拡張ＳＩＰメッセージは、「ヘッダ部分」と「ボディ（ＳＤＰ）」を含む。ここでは、「ボディ（ＳＤＰ）」の例として、「ｃ＝１９２．１６８．０．１」、「ｍ＝８０００」、「ｎａｔ＝同一ＮＡＴ配下通信」が示されている。「ｎａｔ＝同一ＮＡＴ配下通信」が拡張部分である。

本実施形態では、端末２１に対して、同一ＮＡＴ配下通信であること通知するのに、ＳＩＰメッセージ内にその情報を記載したが、別メッセージで、その情報を通知しても良い。また、同一ＮＡＴ配下通信であると判定したＮＡＴがその通知を行い、ＳＩＰメッセージ内に同一ＮＡＴ配下通信の情報を記載しない場合でも良い。

図１０を参照して、ＮＡＴが、宛先端末に対して「同一ＮＡＴ配下通信」であることを通知する場合について説明する。図１０のステップＳ３０１〜ステップＳ３１０は、図７のステップＳ２０１〜ステップＳ２１０と同様である。
この場合、ＮＡＴ装置２は、端末１１に対して再セッション確立指示をした後、別メッセージで、着呼側である端末２１へ同一ＮＡＴ配下通信が発生したことを通知する（ステップＳ３１１）。以降の動作（図１０のステップＳ３１２〜ステップＳ３１５）は、図７のステップＳ２１１〜ステップＳ２１４と同様である。

本実施形態では、ＳＩＰメッセージ交換での説明を行ったが、ＩＰレイヤよりも上位のレイヤにおいてＵＲＩを用いる通信においても適用できる。

最後に、本発明の特徴について、以下に詳述する。
本発明の同一ＮＡＴ配下通信制御システムは、ＮＡＴ装置と端末で構成される同一ＮＡＴ配下通信制御システムであって、通信に先立ち、アドレスやポート番号など接続先を特定するための情報をアプリケーション間で交換することで接続を確立するようなアプリケーションが動作する場合に、該ＮＡＴ装置は、アプリケーションで割り当てられているアドレスと端末に割り当てられているプライベートＩＰアドレスから該ＮＡＴ装置配下で行われる通信かどうか判定し、該ＮＡＴ装置配下での通信であると判断した場合に、端末に対して、同一ＮＡＴ配下通信であることを通知して、該ＮＡＴ装置配下のプライベートネットワーク内で端末間通信させることを特徴とする。

アプリケーションがＳＩＰの場合、ユーザーアプリケーション識別子が、ＵＲＩであることを特徴とする。

ＮＡＴ装置は、該ＮＡＴ配下間通信の判定を行うために、ＳＩＰメッセージ内のＳＩＰ ＵＲＩとプライベートＩＰアドレスを結びつけて管理することを特徴とする。

更に、ＮＡＴ装置は、該ＮＡＴ配下間通信の判定を行うためのＳＩＰ ＵＲＩとプライベートＩＰアドレスをＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージから取得することを特徴とする。

また、ＮＡＴ装置は、該ＮＡＴ配下間通信が行われると判定した場合、端末に対して、ＳＩＰメッセージの宛先ＩＰアドレス、ＳＩＰメッセージ内の主信号待ち受けＩＰアドレス、ポート番号を変更するように指示を行うことを特徴とする。

また、ＮＡＴ装置は、該ＮＡＴ配下間通信が行われると判定した場合、宛先に対して、該ＮＡＴ配下間での通信が行われることを通知することを特徴とする。

端末は、ＮＡＴからのＳＩＰメッセージ変更指示を要求された場合に、宛先に対して、同一ＮＡＴ配下通信を開始することを通知することを特徴とする。

端末が、宛先に対して、同一ＮＡＴ配下通信であること通知する際に、ＳＩＰメッセージ内に同一ＮＡＴ配下通信を開始するという情報を記載することを特徴とする。

端末が、宛先に対して、同一ＮＡＴ配下通信であることを通知する際に、ＳＩＰメッセージ内のＳＤＰに、該情報を記載することを特徴とする。

図１は、本発明の第１実施形態でのＮＡＴ装置１、端末１０の処理ブロック図である。 図２は、本発明の第１実施形態でのネットワーク構成図である。 図３は、本発明の第１実施形態でのメッセージシーケンス図である。 図４は、本発明の第１実施形態において、ＮＡＴ装置１に作成されるユーザーアプリケーション識別子−プライベートＩＰアドレステーブルを示す図である。 図５は、本発明の第２実施形態でのＮＡＴ装置２、端末１１の処理ブロック図である。 図６は、本発明の第２実施形態でのネットワーク構成図である。 図７は、本発明の第２実施形態のメッセージシーケンス図である。 図８は、本発明の第２実施形態において、ＮＡＴ装置１に作成されるＵＲＩ−プライベートＩＰアドレステーブルを示す図である。 図９は、本発明の第２実施形態におけるＳＩＰメッセージフォーマットを示す図である。 図１０は、本発明の第２実施形態のメッセージシーケンス図である。

符号の説明

１，２… ＮＡＴ装置
１−１，２−１… パケット送受信部
１−２，２−２… アドレス変換テーブル
１−３… ユーザーアプリケーション識別子取得部
２−３… ＵＲＩ取得部
１−４… ユーザーアプリケーション識別子−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブル
２−４… ＵＲＩ−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブル
１−５，２−５… 自ＮＡＴ配下通信判定部
１−６… 宛先指示部
２−６… 再セッションセットアップ指示部
１０，１１，２０，２１… 端末
１０−１… アプリケーション部
１１−１… ＳＩＰ−ＵＡ部
１０−２，１１−２… 同一ＮＡＴ配下通信制御部
１０−３，１１−３… ＳＴＵＮクライアント部
１００，１０１… ＳＴＵＮサーバ
２００… 宛先解決サーバ
２０１… ＳＩＰサーバ

Claims (19)

1. ＮＡＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｔｒａｎｓｌａｔｏｒ）装置と、
   前記ＮＡＴ装置の配下にある端末と
   を含み、
   前記ＮＡＴ装置は、通信に先立ち、アドレスやポート番号など接続先を特定するための情報をアプリケーション間で交換することで接続を確立するようなアプリケーションが動作する場合に、アプリケーションで割り当てられているアドレス（ユーザーアプリケーション識別子）と、前記端末に割り当てられているプライベートＩＰアドレスから、前記ＮＡＴ装置配下で行われる通信（ＮＡＴ配下間通信）かどうか判定し、前記ＮＡＴ装置配下での通信であると判断した場合に、前記端末に対して、同一ＮＡＴ配下通信であることを通知して、前記ＮＡＴ装置配下のプライベートネットワーク内で端末間通信させる
   同一ＮＡＴ配下通信制御システム。
2. 請求項１に記載の同一ＮＡＴ配下通信制御システムであって、
   前記アプリケーションがＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の場合、ユーザーアプリケーション識別子はＵＲＩ（Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）である
   同一ＮＡＴ配下通信制御システム。
3. 請求項２に記載の同一ＮＡＴ配下通信制御システムであって、
   前記ＮＡＴ装置は、ＮＡＴ配下間通信の判定を行うためのＳＩＰ ＵＲＩとプライベートＩＰアドレスとをＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージから取得し、ＳＩＰ ＵＲＩとプライベートＩＰアドレスとを結びつけて管理する
   同一ＮＡＴ配下通信制御システム。
4. 請求項２又は３に記載の同一ＮＡＴ配下通信制御システムであって、
   前記ＮＡＴ装置は、ＮＡＴ配下間通信が行われると判定した場合、前記端末に対して、ＳＩＰメッセージの宛先ＩＰアドレス、ＳＩＰメッセージ内の主信号待ち受けＩＰアドレス、ポート番号を変更するように指示を行う
   同一ＮＡＴ配下通信制御システム。
5. 請求項２乃至４のいずれか一項に記載の同一ＮＡＴ配下通信制御システムであって、
   前記ＮＡＴ装置は、ＮＡＴ配下間通信が行われると判定した場合、宛先（着呼側）の端末に対して、ＮＡＴ配下間での通信が行われることを通知する
   同一ＮＡＴ配下通信制御システム。
6. 請求項２乃至５のいずれか一項に記載の同一ＮＡＴ配下通信制御システムであって、
   前記端末は、前記ＮＡＴ装置からのＳＩＰメッセージ変更指示を要求された場合に、宛先（着呼側）の端末に対して、同一ＮＡＴ配下通信を開始することを通知する
   同一ＮＡＴ配下通信制御システム。
7. 請求項６に記載の同一ＮＡＴ配下通信制御システムであって、
   前記端末は、宛先（着呼側）の端末に対して、同一ＮＡＴ配下通信であること通知する際に、ＳＩＰメッセージ内のＳＤＰに、同一ＮＡＴ配下通信を開始するという情報を記載する
   同一ＮＡＴ配下通信制御システム。
8. パケットを送受信するパケット送受信部と、
   プライベートＮＷ（ネットワーク）側から送信されてくるパケットのヘッダ内に記述されているプライベートＩＰアドレスをグローバルＩＰアドレスに変換するためのアドレス変換テーブルと、
   プライベートＮＷ側から送信されてくるアプリケーションメッセージ内のユーザーアプリケーション識別子を取得するユーザーアプリケーション識別子取得部と、
   前記アドレス変換テーブルでグローバルＩＰアドレスとマッピングされているプライベートＩＰアドレスと、前記ユーザーアプリケーション識別子とをマッピングして管理するユーザーアプリケーション識別子−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブルと、
   アプリケーションメッセージが送信されてきた時に、前記ユーザーアプリケーション識別子−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブルから取得する情報に基づき、自ＮＡＴ配下間通信かどうか判定する自ＮＡＴ配下通信判定部と、
   前記自ＮＡＴ配下通信判定部で自ＮＡＴ配下間通信と判定された場合に、プライベートＮＷ内で直接通信できる場合に宛先指示を行う宛先指示部と
   を具備する
   ＮＡＴ装置。
9. パケットを送受信するパケット送受信部と、
   プライベートＮＷ（ネットワーク）側から送信されてくるパケットのヘッダ内に記述されているプライベートＩＰアドレスをグローバルＩＰアドレスに変換するためのアドレス変換テーブルと、
   プライベートＮＷ側から送信されてくるＳＩＰメッセージ内のＵＲＩを取得するＵＲＩ取得部と、
   前記アドレス変換テーブルでグローバルＩＰアドレスとマッピングされているプライベートＩＰアドレスと、前記ＵＲＩとをマッピングして管理するＵＲＩ−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブルと、
   ＳＩＰメッセージが送信されてきた時に、前記ＵＲＩ−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブルから取得する情報に基づき、自ＮＡＴ配下間通信かどうか判定する自ＮＡＴ配下通信判定部と、
   前記自ＮＡＴ配下通信判定部で自ＮＡＴ配下間通信と判定された場合に、プライベートＮＷ内で直接通信できるように指示を行う再セッションセットアップ指示部と
   を具備する
   ＮＡＴ装置。
10. ＮＡＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｔｒａｎｓｌａｔｏｒ）装置が、通信に先立ち、アドレスやポート番号など接続先を特定するための情報をアプリケーション間で交換することで接続を確立するようなアプリケーションが動作する場合に、アプリケーションで割り当てられているアドレスと、前記ＮＡＴ装置配下の端末に割り当てられているプライベートＩＰアドレスから、前記ＮＡＴ装置配下で行われる通信（ＮＡＴ配下間通信）かどうか判定するステップと、
    前記ＮＡＴ装置配下での通信であると判断した場合に、前記端末に対して、同一ＮＡＴ配下通信であることを通知して、前記ＮＡＴ装置配下のプライベートネットワーク内で端末間通信させるステップと
    を具備する
    同一ＮＡＴ配下通信制御方法。
11. 請求項１０に記載の同一ＮＡＴ配下通信制御方法であって、
    前記アプリケーションがＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の場合、ユーザーアプリケーション識別子としてＵＲＩ（Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を使用するステップ
    を更に具備する
    同一ＮＡＴ配下通信制御方法。
12. 請求項１１に記載の同一ＮＡＴ配下通信制御方法であって、
    前記ＮＡＴ装置が、ＮＡＴ配下間通信の判定を行うためのＳＩＰ ＵＲＩとプライベートＩＰアドレスをＳＩＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージから取得するステップと、
    ＳＩＰ ＵＲＩとプライベートＩＰアドレスを結びつけて管理するステップと
    を更に具備する
    同一ＮＡＴ配下通信制御方法。
13. 請求項１１又は１２に記載の同一ＮＡＴ配下通信制御方法であって、
    前記ＮＡＴ装置が、ＮＡＴ配下間通信が行われると判定した場合、前記端末に対して、ＳＩＰメッセージの宛先ＩＰアドレス、ＳＩＰメッセージ内の主信号待ち受けＩＰアドレス、ポート番号を変更するように指示を行うステップ
    を更に具備する
    同一ＮＡＴ配下通信制御方法。
14. 請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の同一ＮＡＴ配下通信制御方法であって、
    ＮＡＴ装置が、ＮＡＴ配下間通信が行われると判定した場合、宛先（着呼側）の端末に対して、ＮＡＴ配下間での通信が行われることを通知するステップ
    を更に具備する
    同一ＮＡＴ配下通信制御方法。
15. 請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載の同一ＮＡＴ配下通信制御方法であって、
    前記端末が、前記ＮＡＴ装置からのＳＩＰメッセージ変更指示を要求された場合に、宛先（着呼側）の端末に対して、同一ＮＡＴ配下通信を開始することを通知するステップ
    を更に具備する
    同一ＮＡＴ配下通信制御方法。
16. 請求項１５に記載の同一ＮＡＴ配下通信制御方法であって、
    前記端末が、宛先（着呼側）の端末に対して、同一ＮＡＴ配下通信であること通知する際に、ＳＩＰメッセージ内のＳＤＰに、同一ＮＡＴ配下通信を開始するという情報を記載するステップ
    を更に具備する
    同一ＮＡＴ配下通信制御方法。
17. パケットを送受信するステップと、
    プライベートＮＷ（ネットワーク）側から送信されてくるパケットのヘッダ内に記述されているプライベートＩＰアドレスを取得するステップと、
    プライベートＮＷ側から送信されてくるアプリケーションメッセージ内のユーザーアプリケーション識別子を取得するステップと、
    前記プライベートＩＰアドレスと前記ユーザーアプリケーション識別子とをマッピングしてユーザーアプリケーション識別子−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブルに登録するステップと、
    アプリケーションメッセージが送信されてきた時に、前記ユーザーアプリケーション識別子−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブルから取得する情報に基づき、同一ＮＡＴ配下間通信かどうか判定するステップと、
    同一ＮＡＴ配下間通信と判定された場合に、プライベートＮＷ内で直接通信できる場合に宛先指示を行うステップと
    を具備する
    同一ＮＡＴ配下通信制御方法。
18. パケットを送受信するステップと、
    プライベートＮＷ（ネットワーク）側から送信されてくるパケットのヘッダ内に記述されているプライベートＩＰアドレスを取得するステップと、
    プライベートＮＷ側から送信されてくるＳＩＰメッセージ内のＵＲＩを取得するステップと、
    前記プライベートＩＰアドレスと前記ＵＲＩとをマッピングしてＵＲＩ−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブルに登録するステップと、
    ＳＩＰメッセージが送信されてきた時に、前記ＵＲＩ−プライベートＩＰアドレスマッピングテーブルから取得する情報に基づき、同一ＮＡＴ配下間通信かどうか判定するステップと、
    同一ＮＡＴ配下間通信と判定された場合に、プライベートＮＷ内で直接通信できるように指示を行うステップと
    を具備する
    同一ＮＡＴ配下通信制御方法。
19. 請求項１０乃至１８のいずれか一項に記載の同一ＮＡＴ配下通信制御方法を、コンピュータに実行させるためのプログラム。

Images