JP2008541675A - ネットワークアドレス変換またはファイアウォール設備を越える方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、目下、NGNの実際の応用において多くの問題に直面してしまった。例えば、NGNユーザのアクセス問題である。NGNはパケットネットワークに基づくベアラネットワークであって、ユーザのアクセスがすべてインターネットプロトコル(IP)アドレスによってアドレッシングされ、IPアドレスの不足及びセキュリティなどの原因で、大量の企業内ネットワークや宅内ネットワークがプライベートIPアドレスを用いて出口のNATまたはFW設備を介してパブリックネットワークにアクセスしている。
ALGは指定IPプロトコル(例えば、H.323、SIPまたはMGCP)を識別できる設備である。ALGはパブリックネットワークとプライベートネットワークとの間に単独に接続されてもよく、NATまたはFW設備の内部に内蔵されてもよい。ALGはNATまたはFW設備とのやりとりによってNATまたはFW設備状態情報を確立し、その後、確立したNATまたはFW設備状態情報を用いてIPパケットデータ部分にカプセル化された特定のデータを変更して、IPパケットがその他の必要な動作を通じてNATまたはFW設備を越えることを可能にする。
ネットワークアドレス変換(NAT)またはファイアウォール(FW)設備を越える方法であって、NATまたはFW設備の両側に位置する第1設備及び第2設備の間にユーザデータグラムプロトコル(UDP)トンネルクライアント(UTC)及びUDPトンネルサーバ(UTS)を配置するステップAと、前記UTC及びUTSを利用して、前記第1設備及び第2設備の間にUDPトンネルを確立するステップBと、前記UDPトンネルを介して、第1設備及び第2設備のうちの一方からのパケットをNATまたはFW設備を介して、第1設備及び第2設備のうちの他方に伝送するステップCと、を含む。
前記UTSが、単独の設備であるか、またはプロキシ設備、NAT設備、ファイアウォール、ルーターもしくはサーバに位置する。
前記UTC及びUTSを配置することは、前記UTC及びUTSをNATまたはFW設備の両側に配置するか、または、UTCをNATまたはFW設備の片側に配置し、UTSをNATまたはFW設備に配置することである。
前記NATまたはFW設備が、次世代ネットワーク(NGN)でのNATまたはFW設備である。
前記ステップB12において、NATまたはFW設備を介してUTCから送信されたパケットを受信した後、UTSがUTCから送信されたパケットの送信元IPアドレス及びUTHの送信元ポートをインデックスとして、UTSに記憶されたUDPトンネル情報を検索するステップをさらに含み、関連の記録項目が検出された場合、直接にステップC11に進み、そうでない場合、UTSが当該UTCから送信されたパケットに新しい送信元IPアドレスを割り当て、UDPトンネルヘッダの送信元ポート及び送信先ポート、UTCから送信されたパケットの送信元IPアドレス、並びにUTCから送信されたパケットに割り当てた新しい送信元IPアドレスをUDPトンネル情報の一つの記録項目として記憶し、ステップC11に進むことをさらに含む。
前記UDPトンネルヘッダが、UDPトンネルパケットタイプを表すタイプフィールドをさらに含む。
図1に示したネットワーク構成において、伝送のパケットには、端末がUTC及びUTSを介してサーバに送信するパケットと、サーバがUTC及びUTSを介して端末に送信するパケットとが含まれ、前者は、端末をパケット送信設備とし、サーバをパケット受信設備とし、後者は、サーバをパケット送信設備とし、端末をパケット受信設備とする。UDPトンネルは、端末からサーバに送信されるパケットを通じて最初に確立される。
ステップ201で、UTCは端末からのパケットにUDPトンネルヘッダ(UTH:UDP Tunel Header)を付加し、その後、NATまたはFW設備にパケットを伝送する。
ここで、端末からのパケットを受信したUTCは、当該パケットのIPヘッダの後にUTHを挿入する必要がある。
標準のUDPヘッダ、これは必須である。
プロトコルフィールド、これは必須である。プロトコルフィールドは標準のUDPヘッダの後に位置し、もとのIPパケットに搭載されたパケットのタイプを明示する。例えば、UDP、転送コントロールプロトコル(TCP)またはストリームコントロール転送プロトコル(SCTP)のパケットであることを明示する。
タイプフィールド、これは省略可能である。タイプフィールドは標準のUDPヘッダの後に位置し、UDPトンネル自身のパケットタイプを明示する。
UTCが端末からのパケットのIPヘッダの後にUTHを挿入する図は図3に示すようである。図3において、もとのパケットにはIPヘッダ、TCP・UDPヘッダ、及びデータ(Data)が含まれ、ステップ201において、UTCが当該パケットにUTHを挿入して、図3に示したUTH挿入後のパケットが形成される。
NATまたはFW設備からのパケットを受信したUTSは、まず、当該パケットにUTHが含まれているかどうかによって当該パケットがUDPトンネルパケットであるかどうかを判断する。そうである場合、パケットの中からパケットの送信元IPアドレス及びUTHの送信元ポートを取り出し、ステップ203に進み、そうでない場合、従来の普通のパケット処理プロセスに従って当該パケットを処理し、本プロセスを終了させる。
一般的に、同じUTCからのUTHの送信元ポートと、送信先ポートとが同じである。よって、本実施形態ではUTHの送信元ポート、送信先ポート、パケットの送信元IPアドレス、及び割り当てられた新しい送信元IPアドレスの四つの情報を含むマッピングテーブルをUTSに記録・記憶し、当該マッピングテーブル内の一つの記録項目によってUTCとUTSとの間の一つのUDPトンネルを意味する。
ステップ203で関連の記録項目が検出されなかった場合、当該パケットの送信元IPアドレスに対応するUTCとUTSとの間のUDPトンネルがまだ確立されていないことを示し、そして、UTSはパケットに新しい送信元IPアドレスを割り当て、UTHの送信元ポート、送信先ポート、パケットの送信元IPアドレス、及び新しい送信元IPアドレスの情報を一つの記録項目に構成して前記マッピングテーブルに記憶する。これで、当該パケットの送信元IPアドレスに対応するUTCとUTSとの間のUDPトンネルが確立される。
ここで、UTSは前記マッピングテーブルの相応の記録項目から新しい送信元IPアドレスを取り出して、もとのパケットの送信元IPアドレスを当該新しい送信元IPアドレスに取り換える。その後、パケットでのUTHを削除し、チェックサムを改めて計算し、パケットをサーバに伝送する。
本発明の第1実施形態に係るサーバが、UTS及びUTCを介して端末にパケットを送信する具体的な処理プロセスは図4に示すようであり、その中には、UTC及びUTSがそれぞれパケットを処理する具体的な処理過程が含まれ、当該プロセスは下記のようなステップを含む。
ステップ402で、UTSは送信先IPアドレスをインデックスとしてマッピングテーブルを検索する。
UTSは、パケットの送信先IPアドレスを取り出してインデックスとして、UTSに記憶された前記マッピングテーブルを検索し、前記マッピングテーブルに相応の記録項目が存在して、当該記録項目での新しい送信元IPアドレスが、取り出したパケットの送信先IPアドレスに等しい場合、ステップ404に進み、そうでない場合、ステップ403に進む。
前記マッピングテーブルで前記記録項目が検出されなかった場合、当該パケットがUTSによって処理されるべきではないことを示し、そして、UTSは直接に当該パケットを無視し、プロセスを終了させる。
ステップ404で、UTSは記録されたパケットの送信元IPアドレスを取り出して、パケットの送信先IPアドレスを取り換え、パケットにUTHを付加し、パケットをNATまたはFW設備に伝送する。
NATまたはFW設備からのパケットを受信したUTCは、当該パケットにUTHが含まれているかどうかによって当該パケットがUDPトンネルパケットであるかどうかを判断し、そうである場合、パケットでのUTHを削除し、パケットでの送信先IPアドレスに基づいてパケットを相応の端末に送信し、そうでない場合、UTCは従来の普通のパケット処理プロセスに従って当該パケットを処理する。
当該ステップは第1実施形態のステップ201と同じであって、端末からのパケットを受信したUTCは、もとのパケットのIPヘッダの後に前記UTHを挿入し、ここで、UTHのプロトコルフィールドはもとのIPヘッダのプロトコルフィールドに等しい。その後、UTCはチェックサムを改めて計算し、当該パケットをNATまたはFW設備に伝送する。UTCからのパケットを受信したNATまたはFW設備は、当該パケットをUTSに転送する。
NATまたはFW設備からのパケットを受信したUTSは、まず、当該パケットにUTHが含まれているかどうかによって、当該パケットがUDPトンネルパケットであるかどうかを判断する。そうである場合、パケットの送信元IPアドレス、UTHの送信元ポート、及びUTH負荷での送信元ポートを取り出し、ステップ503に進み、そうでない場合、従来の普通のパケット処理プロセスに従って当該パケットを処理し、本プロセスを終了させる。
第1実施形態と異なって、第2実施形態ではUTSにUTHの送信元ポート、送信先ポート、UTH負荷での送信元ポート、パケットの送信元IPアドレス、新しい送信元IPアドレス、及び新しい送信元ポートの情報を含むマッピングテーブルを記録・記憶し、当該マッピングテーブルでの一つの記録項目によってUTCとUTSとの間の一つのUDPトンネルを意味する。
UTSは前記マッピングテーブルの相応の記録項目での新しい送信元IPアドレス及び新しい送信元ポートを取り出して、もとのパケットの送信元IPアドレスを当該新しい送信元IPアドレスに取り換え、もとのUTH負荷での送信元ポートを新しい送信元ポートに取り換える。その後、UTSはパケットでのUTHを削除し、チェックサムを改めて計算し、パケットをサーバに伝送する。
第2実施形態において、サーバがUTS及びUTCを介して端末にパケットを送信する具体的な処理プロセスは第1実施形態と似ていて、ここでは説明を省略する。
UTSがProxy設備で実現される場合、UTSの機能と、Proxy設備の既存機能とを結びつけることができ、Proxy設備はパケットの送信先IPアドレスを変更して、最終的に上記二つの実施形態おける処理を実現する。
UTSがNATまたはFW設備で実現される場合、UTSの機能と、NATまたはFW設備の既存機能とを結びつけることができ、NATまたはFW設備はパケットの送信先IPアドレスを変更して、最終的に上記二つの実施形態における処理を実現する。
Claims (12)
- ネットワークアドレス変換(NAT)またはファイアウォール(FW)設備を越える方法であって、
NATまたはFW設備の両側に位置する第1設備及び第2設備の間に、ユーザデータグラムプロトコル(UDP)トンネルクライアント(UTC)及びUDPトンネルサーバ(UTS)を配置するステップAと、
前記UTC及びUTSを利用して、前記第1設備及び第2設備の間にUDPトンネルを確立するステップBと、
前記UDPトンネルを介して、第1設備及び第2設備のうちの一方からのパケットをNATまたはFW設備を介して、第1設備及び第2設備のうちの他方に伝送するステップCと、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記UTCが、単独の設備であるか、または、プロキシ設備、NAT設備、ファイアウォール、ルーター、もしくはサーバに位置することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記UTSが、単独の設備であるか、または、プロキシ設備、NAT設備、ファイアウォール、ルーター、もしくはサーバに位置することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記UTC及びUTSを配置することは、前記UTC及びUTSをNATまたはFW設備の両側に配置するか、または、UTCをNATまたはFW設備の片側に配置し、UTSをNATまたはFW設備に配置することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記NATまたはFW設備が、次世代ネットワーク(NGN)でのNATまたはFW設備であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ステップBは、
UTCが、前記第1設備からのパケットを受信し、前記第1設備からのパケットのインターネットプロトコル(IP)ヘッダの後にUDPトンネルヘッダ(UTH)を挿入し、その後、NATまたはFW設備を介して、当該パケットをUTSに伝送するステップB11と、
UTSが、NATまたはFW設備を介してUTCから送信されるパケットを受信し、当該UTCから送信されたパケットに新しい送信元IPアドレスを割り当て、UDPトンネルヘッダの送信元ポート及び送信先ポート、UTCから送信されたパケットの送信元IPアドレス、並びにUTCから送信されたパケットに割り当てた新しい送信元IPアドレスをUDPトンネル情報の一つの記録項目として記憶し、前記UDPトンネルを確立するステップB12と、を含み、
前記ステップCは、UTSが前記新しい送信元IPアドレスで前記UTCから送信されたパケットの送信元IPアドレスを取り換え、UTSがUTCから送信されたパケットを第2設備に伝送するステップC11と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記ステップB12において、NATまたはFW設備を介してUTCから送信されたパケットを受信した後、UTSがUTCから送信されたパケットの送信元IPアドレス及びUTHの送信元ポートをインデックスとして、UTSに記憶されたUDPトンネル情報を検索するステップをさらに含み、関連の記録項目が検出された場合、直接にステップC11に進み、そうでない場合、UTSが当該UTCから送信されたパケットに新しい送信元IPアドレスを割り当て、UDPトンネルヘッダの送信元ポート及び送信先ポート、UTCから送信されたパケットの送信元IPアドレス、並びにUTCから送信されたパケットに割り当てた新しい送信元IPアドレスをUDPトンネル情報の一つの記録項目として記憶し、ステップC11に進むことをさらに含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記ステップBは、
UTCが、前記第1設備からのパケットを受信し、前記第1設備からのパケットのIPヘッダの後にUDPトンネルヘッダ(UTH)を挿入し、その後、NATまたはFW設備を介して、当該パケットをUTSに伝送するステップB21と、
UTSが、NATまたはFW設備を介してUTCから送信されるパケットを受信し、当該UTCから送信されたパケットに新しい送信元IPアドレス及び新しい送信元ポートを割り当て、UDPトンネルヘッダの送信元ポート及び送信先ポート、UDPトンネルヘッダ負荷での送信元ポート、UTCから送信されたパケットの送信元IPアドレス、並びにUTCから送信されたパケットに割り当てた新しい送信元IPアドレス及び新しい送信元ポートをUDPトンネル情報の一つの記録項目として記憶し、前記UDPトンネルを確立するステップB22と、を含み、前記ステップCは、UTSが、前記新しい送信元IPアドレスでUTCから送信されたパケットの送信元IPアドレスを取り換え、前記新しい送信元ポートでUDPトンネルヘッダ負荷での送信元ポートを取り換え、UTCから送信されたパケットを第2設備に伝送するステップC21と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記ステップB22において、NATまたはFW設備を介してUTCから送信されるパケットを受信した後、UTSが、UTCから送信されたパケットの送信元IPアドレス及び送信元ポート、並びにUDPトンネルヘッダ負荷での送信元ポートをインデックスとして、UTSに記憶されたUDPトンネル情報を検索するステップをさらに含み、関連の記録項目が検出された場合、直接にステップC21に進み、そうでない場合、UTSが当該UTCから送信されたパケットに新しい送信元IPアドレス及び新しい送信元ポートを割り当て、UDPトンネルヘッダの送信元ポート及び送信先ポート、UDPトンネルヘッダ負荷での送信元ポート、UTCから送信されたパケットの送信元IPアドレス、並びにUTCから送信されたパケットに割り当てた新しい送信元IPアドレス及び新しい送信元ポート情報をUDPトンネル情報の一つの記録項目として記憶し、ステップC21に進むことをさらに含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記ステップCは、
第2設備からのパケットを受信したUTSが、第2設備からのパケットの送信先IPアドレスをインデックスとして、UTSに記憶されたUDPトンネル情報を検索して、関連の記録項目が検出された場合、ステップC32に進み、そうでない場合、当該第2設備からのパケットを無視し、プロセスを終了させるステップC31と、
UTSが、第2設備からのパケットの送信先IPアドレスを関連の記録項目での送信元IPアドレスに取り換え、当該記録項目でのUDPトンネルヘッダの送信元ポートを送信先ポートとしUDPトンネルヘッダの送信先ポートを送信元ポートとするUDPトンネルヘッダを第2設備からのパケットのIPヘッダの後に挿入し、NATまたはFW設備を介して、第2設備からのパケットをUTCに伝送するステップC32と、
UTCが、NATまたはFW設備を介してUTSから送信されるパケットを受信し、UTSから送信されたパケットでのUDPトンネルヘッダを削除し、UTSから送信されたパケットを第1設備に伝送するステップC33と、
をさらに含むことを特徴とする請求項6ないし9のいずれか1項に記載の方法。 - 前記UDPトンネルヘッダが、標準のUDPヘッダと、もとのパケットに搭載されたパケットタイプを表すプロトコルフィールドと、を含むことを特徴とする請求項6ないし9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記UDPトンネルヘッダが、UDPトンネルパケットタイプを表すタイプフィールドをさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
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