JP2008538884A - ローカル・ネットワークとリモート・ネットワークとの間のマルチリンク・アクセスを確立する方法および対応するアプライアンス - Google Patents

Abstract

本発明は、ローカル・ネットワークとリモート・ネットワークとの間の異なるアクセス・リンクを共通に、および透過的な方法により使用することを可能にする。本発明は、ユーザのローカル・ネットワーク上のアプライアンスとリモート・ネットワーク上のアプライアンスとの間の異なるアクセス・リンクを使用する様々なＩＰトンネルの利用に基づく。前記トンネルは、リモート・ネットワークへのアクセスを提供する単一リンクとして具現化される。

Description

本発明は、ユーザのためのインターネット・アクセスに関し、より詳細には、家庭とネットワークとの間の複数のアクセス・リンクの共通運用に関するものである。

図１に例示されている、ユーザ・ネットワークからリモート・ネットワーク、例えば、インターネットへの接続は、伝統的に、アナログリンク上のデジタル信号の変調復調アプライアンスに事実上関係するものであろうと、または拡大解釈して他の技術によるデジタル信号の変調復調アプライアンスに事実上関係するものであろうと、参照番号１．８の一般的にモデムと呼ばれるアクセス・デバイスの助けを借りて実行される。このようなモデムを利用することで、参照番号１．３のアクセス・プロバイダのネットワーク内で、このデバイスと参照番号１．４のピアとの間に参照番号１．５のリンクを確立することができる。このピアは、ＮＡＳ（ネットワーク・アクセス・サーバ）と呼ばれる。ユーザ・ネットワークとリモート・ネットワーク、ここでは参照番号１．２のインターネット・ネットワークとの間のＩＰ通信は、モデムを介して行われ、このリンクを通過する。参照番号１．７のユーザの内部ネットワークと異なる目的用のＩＰパケットは、モデムを介して経路指定され、着信パケットは、リモート・ネットワークからＮＡＳを経由してユーザ・ネットワーク上のモデムへの経路で送られてくるパケットである。こうして、参照番号１．６のユーザの家庭内の参照番号１．９のクライアントは、インターネット上で利用可能な参照番号１．１のサーバにアクセスすることができる。

リモート・ネットワークへの接続技術が発展したことで、様々な技術的解決法を利用してこのような接続を提供する事業者が多数出現するに至った。したがって、今では、ユーザは、リモート・ネットワークに対する複数のアクセス手段（accesses）を持つことが可能である。例えば、ユーザは、ＰＳＴＮと呼ばれる標準モデムを介したアクセス、ならびにインターネット・アクセス、ＩＰ電話、およびＡＤＳＬタイプの接続を介したテレビ受信を含むサービスの提供を基本的に有するケーブル事業者が提供するより高速なアクセス、を自由に利用することができる。このタイプのユーザ・ネットワークは、図２に例示されている。この図を見ると、参照番号２．６のユーザの家庭は、参照番号２．７のユーザ・ネットワークのホストであることがわかる。参照番号２．９のクライアント、例えば、パーソナル・コンピュータは、このネットワーク２．７に接続されている。参照番号２．８の第１のモデム、例えば、ＰＳＴＮモデムは、参照番号２．３の第１のアクセス・プロバイダを介して第１のアクセスを提供する。このアクセス・プロバイダ２．３は、参照番号２．４のネットワークへのアクセス・デバイスのホストであり、これによりモデム２．８は参照番号２．５のリンクを開くことができる。したがって、このアクセス・プロバイダは、アクセス・プロバイダのＮＡＳ ２．４を介して、参照番号２．２のリモート・ネットワーク、典型的にはインターネットへのアクセスを提供する。ユーザは、参照番号２．１０の第２のモデムを保有しており、これにより、ユーザは参照番号２．１２の第２のプロバイダが提供する類似のアクセス手段を介してインターネットにアクセスすることができる。インターネット上でクライアント２．９が参照番号２．１のサーバにアクセスする方法および使用されるアクセス手段は、クライアントの経路指定テーブルの構成により決まる。

複数のアクセス手段の共通運用を可能にする解決方法が存在する。例えば、衛星経由の一方向アクセスと低速のＰＳＴＮ接続を組み合わせる（couple）ことが可能である。この場合、低速接続は問合せの送信用に、高速下り接続はその応答用に使用される。したがって、低速接続は、送信トラヒック専用であり、高速接続は、受信トラヒック専用である。

また、ネットワーク内で異なるアクセス・リンクを共有することを可能にする解決方法が他にもある。この場合、使用されるアクセス手段の選択は、ＩＰ接続レベルで行われる。指定されたＩＰ接続は、複数のアクセス手段のうちの１つを介して確立される。この場合、問合せとその応答は、同じアクセス手段を使用しなければならない。

しかし、それぞれ専用の帯域幅を有する異なるアクセス手段を、個々のアクセス・リンクの帯域幅の総和に等しい帯域幅を有する単一のアクセス手段として使用することを可能にする、透過的な方法による個々のアクセス・リンクについての共通運用は、可能でない。

本発明では、ローカル・ネットワークとリモート・ネットワークとの間の異なるアクセス・リンクを共通の透過的な方法により使用することを可能にする。本発明は、ユーザのローカル・ネットワーク上のアプライアンスとリモート・ネットワーク上のアプライアンスとの間の異なるアクセス・リンクを使用する様々なＩＰトンネルの利用に基づく。これらのトンネルは、リモート・ネットワークへのアクセスを可能にする単一リンクとして具現化される。

本発明は、デジタル・データパケットを介したローカル通信ネットワークをリモート・ネットワークに接続する方法に関するものであり、少なくとも以下のステップを含む。

− 第１のアクセス・ネットワークを介して、ローカル・ネットワークに接続されたモデムとリモート・ネットワークとの間の第１の接続を開くことに関係するステップ。

− 第２のアクセス・ネットワークを介して、前記モデムとリモート・ネットワークとの間の少なくとも第２の接続を開くことに関係するステップ。

− こうして開かれた接続のそれぞれにおいて、前記接続を使用して、モデムと、ゲートウェイと呼ばれるリモート・ネットワークに接続されているアプライアンスとの間に対応する通信トンネルを確立するステップ。

− ゲートウェイを通るのと同じだけモデムを通して、ローカル・ネットワークとリモート・ネットワークとの間で交換されるそれぞれのデジタル・データパケットについて、そのパケットの経路指定に使用されるトンネルを選択するステップ。

特定の一実施形態によれば、この方法は、さらに、ゲートウェイによりアドレスをモデムに割り当てることに関係するステップを含む。

特定の一実施形態によれば、この方法は、さらに、開かれた接続のうちの１つを使用してモデムとゲートウェイとの間の制御リンクを開くことを含む。

特定の一実施形態によれば、選択ステップは、それぞれのトンネルに特有のパラメータに従って実行される。

特定の一実施形態によれば、選択ステップで使用されるそれぞれのトンネルに特有のパラメータは、それぞれの接続の瞬間使用レート（instantaneous usage rate）を含む。

本発明は、デジタル・データパケットを介したローカル通信ネットワークとリモート・ネットワークとの間の通信アプライアンスにも関係し、ローカル・ネットワークとリモート・ネットワークとの間に複数の接続を開く複数の手段を含み、さらに、開かれたそれぞれの接続について、その接続を使用し、通信アプライアンスそれ自体とゲートウェイと呼ばれるリモート・ネットワークに接続されているアプライアンスとの間にトンネルを確立する手段、およびローカル・ネットワークとリモート・ネットワークとの間で中継されるそれぞれのデータパケットについて、前記パケットを中継するために使用されるトンネルを選択する手段を、さらに含むことに特徴付けられる。

特定の一実施形態によれば、通信アプライアンスは、さらに、前記ゲートウェイにより割り当てられたネットワーク上のアドレスについての管理手段を備える。

特定の一実施形態によれば、通信アプライアンスは、さらに、開かれた接続のうちの１つを使用する通信アプライアンスそれ自体とゲートウェイとの間の制御リンクに対する管理手段を備える。

本発明は、また、デジタル・データパケットを介して通信ネットワークに接続することができるデータパケットを中継するアプライアンスにも関係し、ネットワーク上でアプライアンスそれ自体とリモート・アプライアンスとの間の複数のトンネルを管理する手段と、リモート・アプライアンスに向けて中継されるそれぞれのデータパケットについて、前記パケットを中継するために使用されるトンネルを選択する手段と、を備えることに特徴付けられる。

特定の一実施形態によれば、中継アプライアンスは、さらに、アドレスをリモート・アプライアンスに割り当てる手段を備える。

特定の一実施形態によれば、中継アプライアンスは、さらに、中継アプライアンスそれ自体とリモート・アプライアンスとの間の制御リンクを管理する手段を備える。

特定の一実施形態によれば、トンネルを選択する手段は、それぞれのトンネルに特有のパラメータに従って実行される。

特定の一実施形態によれば、選択する手段により使用されるそれぞれのトンネルに特有のパラメータは、リモート・アプライアンスとネットワークとの間に開かれたそれぞれの接続の瞬間使用レートを含み、リモート・アプライアンスにより送信される。

本発明は、付属の図面を参照している以下の説明を読むことで、よく理解され、また他の特有の特徴および利点も明らかになるであろう。

本発明ならびに一実施形態の詳細について、以下で説明する。

ＩＰネットワークにより使用される経路指定規則は、図２で説明されているような構成において、アクセス・リンクのうちの１つを通る問合せ（query）への応答は、その帰路で必ず同じリンクを使用するというものである。実際、それぞれのアクセス・プロバイダは、１つのアドレスまたはアドレスの集合をユーザに対し割り当てる。ユーザのローカル・ネットワーク内のユーザ・アプライアンスのアドレス指定を管理するために２つの方法を使用することができる。第１の解決方法は、直接アドレス指定である。この場合、アクセス・プロバイダは、アクセス・プロバイダ自身のアドレス空間内の複数のアドレスをローカル・ネットワークの個々のアプライアンスに与える。したがって、前記アプライアンスは、ＩＰアドレス指定レベルで、アクセス・プロバイダのネットワークの切り離せない一部（integral part）であるアプライアンスとして具現化される。このタイプのアドレス指定は、単一のアプライアンスをインターネットに接続する場合に、まだ普通のことである。ユーザの自由度を増やすために、モデム・レベルでアドレス変換技術を使用することが可能である。これは、ユーザが、望む多くのアプライアンスを家庭用ネットワークに接続することができ、しかも、そのために、アクセス・プロバイダのアドレス空間内に多くのアドレスを必要としない。このモデムは、ここでは、アクセス・ゲートウェイとして使用されるルーターとみなされる。この技術は、ＮＡＴ（ネットワークアドレス変換）という名前でよく知られており、これにより、ユーザ・ネットワークのアドレス空間を自由に編成することが可能になる。この場合、アドレスは、このプライベート・アドレス空間と矛盾しないようにローカル・ネットワーク上のモデムに割り当てられる。しかし、接続がアクセス・プロバイダでセットアップされる場合、第２のＩＰアドレスが、アクセス・プロバイダ自身のアドレス空間内において、アクセス・プロバイダによりモデムに割り当てられる。したがって、モデムは、２つのアドレスを持つことになり、１つは家庭用ネットワークに接続するインターフェース用であり、もう１つはアクセス・プロバイダに接続するインターフェース用である。家庭用ネットワークのクライアントがパケットを１つリモート・ネットワークに送信する場合、そのパケットの送信元アドレスは、モデムにより変換され、プロバイダのネットワーク内の専用のアドレスで置き換えられる。したがって、モデムは、ローカル・ネットワークから発信し、リモート・ネットワークに向けられているすべてのパケットの送信元アプライアンスとして見える。モデムは、内部ネットワークを介してモデムが受信する応答を構成するパケットを、送り返すことができるような方法で、行われた変換を追跡し続ける。ここでは、パケットの宛先のアドレスで使用される専用アドレスを、クライアントのユーザ・ネットワーク上のアドレスで置き換える。

これにより、ローカル・ネットワークから発信される問合せは、リモート・ネットワーク上では、その問合せを送信するために使用されるアクセス・プロバイダのネットワーク内にその起点を有するように見える。この問合せに対する応答は、したがって、このアクセス・プロバイダに向けられ、このプロバイダのネットワークを介してのみクライアントに到達できる。したがって、この問合せに使用されるアクセスが、応答に使用されるアクセス手段を左右する。したがって、ローカル・ネットワークとリモート・ネットワークとの間で複数のアクセス手段を使用することが可能であるけれども、アクセス手段の選択は、セッション・レベルでしか行えないことがわかる。

ローカル・ネットワークとリモート・ネットワークとの間で複数のアクセス・リンクを、透過的な方法で、また利用可能なすべての帯域幅を全部使用することができるような形で、共有したい場合には、トラヒックの経路指定をパケット・レベルで行えるようにするメカニズムを設計しなければならない。

このようなメカニズムの一実施形態について説明することにする。この実施例のアーキテクチャは、図３に例示されている。参照番号３．６のユーザの空間は、参照番号３．７のローカル・ネットワーク、参照番号３．１５の少なくとも１つのクライアントを含む。ユーザは、例えば、異なるアクセス・プロバイダとの複数のアクセス手段を持つ。図は、参照番号３．３および３．１２の２つのアクセス・プロバイダＩＡＰ １およびＩＡＰ ２を例示している。これらのプロバイダはそれぞれ、自由にリモート・ネットワークに接続するアクセス・サーバを有する。参照番号３．４および３．１３のこれらのネットワーク・アクセス・サーバ（ＮＡＳ、Network Access Server）ＮＡＳ １およびＮＡＳ ２では、リモート・ネットワーク、この場合は、参照番号３．２のインターネットへのアクセスを許可する。リモート・ネットワーク３．２は、図中の参照番号３．１のサーバなどのサーバのホストとなる。そこで、われわれは、クライアント３．１５とサーバ３．１との間の接続を、両方のアクセス・プロバイダにより提供されるアクセス手段を一緒に使用することにより、確立することを追求する。２つのプロバイダについてここで例示されている原理は、２つよりも多いプロバイダにも直接的に一般化できるものである。本発明の実施形態は、一方では参照番号３．１４のマルチリンク・ゲートウェイと呼ばれる、リモート・ネットワーク３．２に接続された中継アプライアンスに基づき、他方では、参照番号３．８および３．１０のインターフェースを直接制御し、それぞれのアクセス・プロバイダへのアクセス手段を開くことができる、参照番号２．９のマルチリンク・モデムに基づく。本発明の実施形態は、マルチリンク・モデムとマルチリンク・ゲートウェイとの間に、複数のＩＰトンネルを確立することに基づいている。マルチリンク・ゲートウェイのような、マルチリンク・モデムは、トンネル、したがって、ローカル・ネットワークとリモート・ネットワークとの間で交換されるそれぞれのデータパケットに使用されるアクセス手段を選択する。この選択は、それぞれのアクセス手段の帯域幅、そのパケットに関わるトラヒックの種類、それぞれのリンクの瞬間使用統計、パケットの転送時間（往復遅延）、または他の関連するパラメータ、などの様々なパラメータに依存することができる。このようにして、確立された個々のトンネルは、マルチリンクと呼ぶリンクを形成するそのような方法で一緒に使用される。

図４は、参照番号４．１のマルチリンク・ゲートウェイと参照番号４．２のマルチリンク・モデムとの間に存在する論理リンクを例示している。参照番号４．３の第１の接続は、例えば、初期化フェーズで、マルチリンク・モデムにより、開始される。この接続は、マルチリンクの機能を制御することを目的とする、マルチリンク・ゲートウェイとマルチリンク・モデムとの間の、交換（やりとり）専用である。その後、参照番号４．４、４．５、４．６、および４．７の、アクセス毎に１つの接続が識別される。ＩＰトンネルは、これらの接続のそれぞれで構成される。例えば、ＩＰトンネルは、ＩＥＴＦ（インターネット・エンジニアリング・タスクフォース）の提案書ＲＦＣ２７８４で定義されているＧＲＥプロトコル（一般ルーティング・カプセル化：Generic Routing Encapsulation）を使用することにより構成することができる。それぞれのトンネルは、一方では、図の中で＠ＩＰＰと呼ばれているリモート・ネットワーク上のＩＰアドレスにあるゲートウェイと、ｉをアクセス番号として＠ＩＰＭｉと呼ばれる、接続を確立する時点でそれぞれのＩＡＰによりモデムに割り当てられた、アドレスとの間で確立される。

初期化フェーズでは、マルチリンク・モデムは、リモート・ネットワークとのそれぞれのインターフェースの接続を開くことから開始する。この接続を開くには、例えば標準ＰＳＴＮに使用されるＰＰＰ（ポイント・ツー・ポイント・プロトコル）、イーサネット（登録商標）上で使用されるＤＨＣＰ（動的ホスト制御プロトコル）接続、例えばＡＤＳＬ接続に使用されるＰＰＰｏＥ（イーサネット（登録商標）上のＰＰＰ）、または接続の確立を可能にする他の種類のプロトコルなどの知られているプロトコルの助けを借りる。一般的な方法では、接続を確立するときに、アクセス・プロバイダによりＩＰアドレスが接続アプライアンスに割り当てられる。そこで、このＩＰアドレスは、アクセス毎に１つのアドレスを備えるマルチリンク・モデムに供給され、それぞれのアドレスはネットワークに接続するインターフェースに対応する。

個々の接続（different connections）が開かれると、モデムは、マルチリンク・ゲートウェイとの制御接続を確立するためにそれらの接続のうちのどれか１つを差別せずに使用する。モデムがゲートウェイのアドレスを認識する方法は、無差別（indifferent）であり、例えば、手動構成、または接続の１つを確立するときにアクセス・プロバイダの１つにより送られるパラメータを関与させることができる。

この接続または制御リンクが確立された後、マルチリンクが確立されなければならない。この確立は、ゲートウェイとモデムとの間に可能な認証フェーズから開始することができる。その後、モデムは、確立された様々な接続だけでなく、接続毎にモデムに割り当てられたアドレスをも宣言する。

次いで、ＮＡＳがそれ専用のアドレス空間内でＩＰアドレスを接続アプライアンスに割り当てるのと同じ方法で、マルチリンク・ゲートウェイは、そのゲートウェイ専用のアドレス空間内でＩＰアドレスをマルチリンク・モデムに割り当てる。このアドレスは、モデムの仮想ＩＰアドレスとして、＠ＩＰＭＶと呼ばれる。マルチリンクを介するクライアントとリモート・ネットワークのサーバとの間で交換されるパケットの流れについては、さらに先のほうで説明する。

ローカル・ネットワークのアプライアンスまたはクライアントは、マルチリンクの資源を使用するために、リモート・ネットワークへのゲートウェイとしてのモデムを示す経路指定テーブルを用意しなければならない。マルチリンクが存在しても、モデム上の経路指定の構成によるマルチリンクと独立に異なるアクセス手段を使用する可能性が、いかなる方法によっても、変わるわけではない。

マルチリンクが確立されたあと、制御接続を保持することが望ましい。実際、これにより、ローカル・ネットワークとリモート・ネットワークとの間のアクセス手段の数の修正を取り扱うことが可能になる。例えば、１つの接続が壊れた（fall）場合、モデムは、リモート・ネットワークからローカル・ネットワークに至るトラヒックに対しこのアクセス手段をもう使用しないことをゲートウェイに通知しなければならない。また、マルチリンクに利用できる新しいアクセス手段を追加することも可能である。制御リンクも、ゲートウェイとモデムとの間で個々のリンクに関する、パケットの経路指定時に複数のアクセス手段のうちの１つを選択するというポリシーに使用することができる情報を伝達するために使用することができる。

時間の経過とともにマルチリンクをその組成に関して動的に展開させることが可能であるという点について興味深い発展は、ローミングの処理である。実際、ローミング時のローミング・アプライアンスは、アクセス変更がありうるネットワークを調べる。少なくとも１つの接続が使用できる状態にある限り、マルチリンクは機能している。ネットワークへの接続が途絶えると、マルチリンクからのこのリンクも取り消されるが、新しいネットワークへの接続がアクセス可能になった場合は、マルチリンクの中に加えられる。このようにして、ローミング・アプライアンスは、一方のネットワークから他方のネットワークへと移動することができ、マルチリンクを介してリモート・ネットワークとの接続を維持している間中、アクセス手段の変更は、アプリケーションに対し透過的なままである。

図５は、本発明の実施形態のソフトウェア・アーキテクチャの図を例示している。この図では、例えばイーサネット（登録商標）または無線ネットワーク８０２．１１とすることが可能な参照番号５．４４の物理層、参照番号５．４３のリンク層、参照番号５．４２のＩＰ層、その上にある参照番号５．４１のＴＣＰトランスポート層、および参照番号５．４０のアプリケーション層からなる標準ソフトウェア・アーキテクチャを有する参照番号５．４のクライアントが示されている。システムの他端では、参照番号５．１のサーバは、さらに、同じ標準ソフトウェア・アーキテクチャ、参照番号５．１４の物理層、参照番号５．１３のリンク層、参照番号５．１２のＩＰ層、参照番号５．１１のＴＣＰ層、および参照番号５．１０のアプリケーション層を有する。

参照番号５．２のマルチリンク・ゲートウェイも、参照番号５．２４の物理層、参照番号５．２３のリンク層、参照番号５．２２のＩＰ層、参照番号５．２１のＴＣＰ層、および参照番号５．２０のアプリケーション層を有する。しかし、ゲートウェイは、そのアプリケーション層におけるマルチリンクの管理モジュールを備えるが、ＧＲＥプロトコルによる、参照番号５．５２のトンネルの管理モジュールは、ＩＰ層に組み込まれている。このモジュールは、トンネル自体の管理に加えて、それぞれのパケットに対するトンネルの選択を可能にするスイッチング・モジュールを組み込んでいる。

参照番号５．３のマルチリンク・モデムの場合のように、これは、参照番号５．３４１、５．３４２、および５．３４３の複数の物理層を有する。これらの物理層は、参照番号５．３３１、５．３３２、および５．３３３の同じ数のリンク層により制御される。これらの異なるインターフェースは、マルチリンク・モデムと、ローカル・ネットワークと接続の第１のインターフェース５．３３３および５．３４３を含む。他のインターフェースは、モデムと参照番号５．５のリモート・ネットワーク、ここではインターネットとの間の異なるリンク、に対応する。参照番号５．３２のＩＰ層は、参照番号５．６２のＧＲＥトンネルの管理モジュールを含む。ここでも、このモジュールは、パケットベースで使用されるトンネルの動的スイッチング・モジュールを組み込んでいる。標準として、参照番号５．３１のＴＣＰ層とともに、マルチリンクの制御ソフトウェアを含むアプリケーション層５．３０がある。

マルチリンクの制御モジュールの役割は、すでに説明された初期化フェーズだけでなくマルチリンクのフォローアップを実行することである。このフォローアップは、それぞれのスイッチング・モジュールにより使用されるリンクを動的に選択することができるように、リンクの取消しおよび追加の動的適応だけでなく、それぞれのリンクのパラメータの交換または性能の測定を含む。

本発明の実施形態に対し行われる選択は、ＧＲＥによる、ＩＰトンネルにおけるイーサネット（登録商標）タイプ・ＭＡＣレベル・パケットのカプセル化である。ＩＰレベルに留まり、および他のトンネル技術を使用することにより、本発明を実現することが可能である。本発明の実施形態では、マルチリンクは、ゲートウェイとモデムとの間イーサネット（登録商標）接続をエミュレートする。このエミュレーションの結果、ＧＲＥモジュール内に、マルチリンクに対応する仮想イーサネット（登録商標）インターフェースのゲートウェイとモデムの両方が作成される。さらに、リンク上で接続を確立するのに匹敵する方法で、マルチリンクを確立することにより、仮想ＩＰアドレスがモデムに割り当てられる。したがって、モデムは、ＩＰアドレス変換ステップ（ＮＡＴ）を管理し、リモート・ネットワークに関してローカル・ネットワークをマスクする立場にある。他のオプションとしては、ローカル・ネットワーク上のマシンと同じ数のアドレスを割り当てることが挙げられるが、この解決法は、アドレスが消費されるため好ましくない。したがって、ゲートウェイは、ゲートウェイ専用アドレス空間からＩＰアドレスを、ゲートウェイとの接続を確立するマルチリンク・モデムに、割り当てることによりネットワークへのアクセス・サーバとして機能する。

次に、ローカル・ネットワークのクライアントとリモート・ネットワーク上のサーバとの間のメッセージの交換の詳細について、図６を参照しつつ説明する。クライアントは、参照番号６．１の問合せ（query）を発行する。この問合せは、送信元アドレスとしてローカル・ネットワーク上のクライアントのＩＰアドレス＠ＩＰＣと、宛先アドレスとしてリモート・ネットワーク上のサーバのＩＰアドレス＠ＩＰＳとを有するＩＰパケットである。マルチリンク・モデムは、リモート・ネットワークへのゲートウェイとして宣言されているため、パケットはそこに経路指定される。モデム上では、第１のアドレス変換フェーズが実行され、パケットの送信元アドレスは、マルチリンクの初期化時にモデムに割り当てられた仮想ＩＰアドレス＠ＩＰＭＶで置き換えられる。モデムは、問合せの発信元にクライアントのアドレスを格納する。次いで、パケットは、ＧＲＥモジュールにより処理される。このモジュールは、パケットを参照番号６．２のイーサネット（登録商標）パケットでカプセル化するが、その送信元および宛先アドレスは、モデムおよびゲートウェイの仮想イーサネット（登録商標）インターフェースのアドレス＠ＭＡＣＭＶおよび＠ＭＡＣＰＶである。このイーサネット（登録商標）パケットは、参照番号６．３のＧＲＥによるＩＰパケットでそれ自体カプセル化されている。ここでは、トンネルの選択が行われる。選択されたトンネルに応じて、パケットの送信元ＩＰアドレスは、このトンネルに対応するリンクを確立するときにモデムに割り当てられるＩＰアドレスとなる。例示されている実施形態では、第１のトンネルを使用し、送信元アドレスは、したがって、第１のアクセス・プロバイダにより割り当てられたモデムのＩＰアドレス＠ＩＰＭ１であり、宛先アドレスは、ゲートウェイのアドレス＠ＩＰＰである。次いで、このパケットは、選択されたトンネルに対応するインターフェースにより処理され、ゲートウェイへ経路指定される。後者は、参照番号６．４のパケットのカプセル解放を行い、それをサーバに経路指定する。ゲートウェイにより割り当てられた仮想アドレス＠ＩＰＭＶ宛ての、参照番号６．５のサーバの応答は、ゲートウェイを介してその宛先に経路指定される。これは、イーサネット（登録商標）カプセル化を実行し、その結果、参照番号６．６のパケットが得られる。ここで、もう一度、応答で利用されるトンネルの選択に介入する。実施形態は、第２のトンネルの選択を例示しており、したがって、イーサネット（登録商標）パケットは、宛先アドレスがアドレス＠ＩＰＭ２であるＧＲＥパケットでカプセル化され、モデムのアドレスは、第２のアクセス・プロバイダにより割り当てられ、送信元アドレスはゲートウェイのアドレス＠ＩＰＰである。このＩＰパケットは、したがって、リモート・ネットワークを介して第２のプロバイダに経路指定され、第２のアクセス手段を介してモデムに到達する。モデムでは、パケットのカプセル化解放が行われ、クライアントの宛先アドレスは、アドレス変換プロトコル（ＮＡＴ）に従って宛先アドレスとして復元され、クライアントに経路指定される。したがって、これは、クライアントおよびサーバが、ローカル・ネットワークとリモート・ネットワークをリンクする単一の接続を呼び出したかのようにマルチリンクを介して通信することができることを意味している。このモデムとともに、ゲートウェイは、マルチリンクを構成する異なるアクセス手段を介して等しくそれぞれのパケットの経路指定を自由に行うことができる。問合せで利用された経路は、この問合せに対する応答の経路を決定するわけではない。モデムとゲートウェイとの間で確立されたこの接続は、透過的な方法で、クライアント上で動作し、リモート・ネットワークのアプライアンスと接続するアプリケーションにより使用される。実際、アプリケーションは、修正されることなく、普通に通信し、接続を開く。すべてのことが、これらのアプリケーションに対し、恰も、接続がローカル・ネットワークをリモート・ネットワークにリンクする標準的な単一接続であるかのように生じる。これは、ローカル・ネットワークがマルチリンク・モデム機能を直接組み込む単一のクライアント・アプライアンスに縮小されている場合にも当てはまる。

このようにして、賢明なトンネル選択ポリシー（judicious tunnel choice policy）を通じて、ローカル・ネットワークとリモート・ネットワークとの間の個々の接続を完全利用することが可能である。この選択ポリシーは、複数のリンクの個々の帯域幅を考慮する統計分布に基づくことができる。しかし、この選択を決定するために複数のリンクについての使用レートに関する統計量を動的に集めることも可能である。この場合、モデムおよびゲートウェイは、制御接続を介して、複数のリンクに関する情報を共有する。エラー・レート、移動時間（travelling time）、帯域幅などの個々のパラメータを、この選択に関して保持することができる。また、音声に対し低い移動時間を持つリンクおよびビデオに対し高い帯域幅を持つリンクを選択するものとして、特定の種類のトラヒックに対する特定リンクに特権を付与することも可能である。また、特に特定のリンクがそのリンクを通るデータの量に関して課金を行う場合に、選択ポリシー内の経済基準を考慮することも可能である。

複数のリンクを介して交換される複数のパケットは、特に個々のリンクが異なる待ち時間（latency times）を有する場合に、初期シーケンス順序を失うことがある。再スケジュールがＴＣＰなどの上位プロトコル層により管理されるとしても、このレベルで実行するのは興味深いことと思われる。シーケンスが再構成されることを可能にするシーケンス番号を加えるためにＧＲＥオプションを使用することが可能である。

実施形態は、トンネル技術、ＧＲＥ、およびトンネル内のイーサネット（登録商標）リンクのエミュレーションを例示している。当業者には、任意の他のトンネル作成技術を使用することが可能であること、またトンネル内のカプセル化された層の他の選択が可能であることは明白である。特に、イーサネット（登録商標）パケットを通らずに直接ＩＰパケットをカプセル化することが可能である。

当然のことだが、本発明は、すでに説明されている実施形態に限定されない。

特に、実施形態は、ローカル・ネットワークをリモート・ネットワークにリンクし、ローカル・ネットワークの１つまたは複数のクライアントとリモート・ネットワークのアプリケーション、典型的にはサーバとの間でパケットを中継するために使用されるモデムの場合を例示している。本発明により、ローカル・ネットワークは、モデムと呼ばれるアプライアンスに変えられる（be reduced）ことができ、次に、これは、リモート・ネットワークと通信することを望んでいる単一のクライアントに組み込まれる。

ローカル・ネットワークのインターネットへの接続を示す周知の図である。 ２つの異なるアクセス手段を介してローカル・ネットワークのインターネットへの接続を示す周知の図である。 本発明の一実施形態によるローカル・ネットワークからインターネットへの接続図である。 本発明の一実施形態によるマルチリンクと呼ばれる接続の論理図である。 本発明の一実施形態のソフトウェア・アーキテクチャを示す図である。 本発明の一実施形態で使用される異なるデータパケットおよびアドレスを表す図である。

Claims (10)

1. デジタル・データパケットを介するローカル通信ネットワークとリモート・ネットワークとの間でマルチリンク接続を確立する方法であって、
   第１のアクセス・ネットワークを介して前記ローカル・ネットワークに接続されたモデムと前記リモート・ネットワークとの間の第１の接続を開くステップと、
   第２のアクセス・ネットワークを介して前記モデムと前記リモート・ネットワークとの間の少なくとも１つの第２の接続を開くステップと、
   こうして開かれた前記接続のそれぞれについて、前記接続を使用して、前記モデムと、ゲートウェイと呼ばれる前記リモート・ネットワークに接続されているアプライアンスとの間に対応する通信トンネルを確立するステップと、
   前記モデムと前記ゲートウェイの両方を通して、前記ローカル・ネットワークと前記リモート・ネットワークとの間で交換されるそれぞれのデジタル・データパケットについて、前記マルチリンク接続を使用するアプリケーションに対し透過的な方法で前記パケットの経路指定に使用される前記トンネルを選択するステップと
   を含むことを特徴とする方法。
2. さらに、前記ゲートウェイによりアドレスを前記モデムに割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. さらに、開かれた前記接続のうちの１つを使用して、前記モデムと前記ゲートウェイとの間の制御リンクを開くことを含むことを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の方法。
4. 前記選択ステップは、それぞれのトンネルに固有のパラメータに従って実行されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記選択ステップで使用されるそれぞれのトンネルに特有の前記パラメータは、それぞれの接続の瞬間使用レートを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. デジタル・データパケットを介するローカル通信ネットワークとリモート・ネットワークとの間の、前記ローカル・ネットワークと前記リモート・ネットワークとの間の接続を開く複数の手段を備えた、通信アプライアンスであって、
   通信アプライアンスそれ自体と前記リモート・ネットワークとの間の第１の接続を、第１のアクセス・ネットワークを介して開く手段と、
   通信アプライアンスそれ自体と前記リモート・ネットワークとの間の少なくとも１つの第２の接続を、第２のアクセス・ネットワークを介して開く手段と、
   こうして開かれた前記接続のそれぞれについて、前記接続を使用して、通信アプライアンスそれ自体と、ゲートウェイと呼ばれる前記リモート・ネットワークに接続されているアプライアンスとの間に対応する通信トンネルを確立する手段と、
   前記ローカル・ネットワークと前記リモート・ネットワークとの間で中継されるそれぞれのデジタル・データパケットについて、前記パケットを中継するために使用されるトンネルを選択する手段と
   を備えることを特徴とする通信アプライアンス。
7. さらに、前記ゲートウェイにより割り当てられた前記ネットワーク上のアドレスを管理する手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の通信アプライアンス。
8. さらに、開かれた前記接続のうちの１つを使用して通信アプライアンスそれ自体と前記ゲートウェイとの間の制御リンクを管理する手段を備えることを特徴とする請求項６または７のいずれか一項に記載の通信アプライアンス。
9. デジタル・データパケットを介する通信ネットワークに接続することができるデータパケット中継アプライアンスであって、中継アプライアンスそれ自体と前記ネットワーク上のリモート・アプライアンスとの間の複数のトンネルを管理する手段と、前記リモート・アプライアンスに向けて中継されるそれぞれのデータパケットについて、前記パケットを中継するために使用される前記トンネルを選択する手段とを備えることを特徴とするデータパケット中継アプライアンス。
10. さらに、中継アプライアンスそれ自体と前記リモート・アプライアンスとの間の制御リンクを管理する手段を備えることを特徴とする請求項９に記載の中継アプライアンス。

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