JP2012080465A - パケット転送装置、パケット転送方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】同一のＩＰアドレスを有するＣＰＥ間において、適切にパケットの転送を行なうことが可能なパケット転送装置、転送方法、およびプログラムを提供することを目的とする。
【解決手段】ネットワーク上の別の装置と共通するＩＰアドレス、および異なるポートレンジが割り当てられたパケット転送装置であって、データパケットを受信するパケット受信部と、パケット受信部にて受信したデータパケットの宛先ＩＰアドレスおよび宛先ポート番号に基づいて、受信したデータパケットが自局宛てであるか否かを判断するパケット識別部と、パケット識別部にて、データパケットが自局宛てでないと判断された場合に、該データパケットを転送するパケット転送部と、を備える構成とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、Ａ＋Ｐ環境下におけるパケット転送装置、パケット転送方法、およびプログラムに関するものである。

インターネットの発展に伴い、ＩＰアドレスの管理を行なうインターネットレジストリによって分配されているＩＰｖ４アドレスの在庫が残り少なくなり、近い将来には枯渇するといわれている。そのため、近年、ＩＰｖ４の替わりとして、膨大なアドレス空間を持つＩＰｖ６の導入が進められ、ＩＰｖ６対応の機器やＩＰｖ６コンテンツサービスなどが提供され始めている。しかしながら、全ての機器やサービスがＩＰｖ６対応となるのはまだ先であり、ＩＰｖ４アドレスが枯渇した後も、既存のＩＰｖ４対応機器に対するＩＰｖ４サービスの提供は当面続けられるものと予想される。そのため、ＩＰｖ６とＩＰｖ４を並行して利用するための「ＩＰｖ４ ｏｖｅｒ ＩＰｖ６」などの方式が提案されるとともに、特にＩＰｖ４ネットワークが拡がっている先進国においては、ＩＰｖ４アドレスの枯渇を先延ばしにするための様々な方式が開発されている。

このような方式の一つとして、近年、Ａ＋Ｐ（Address Plus Port）と呼ばれる方式がＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Forth）等から提案されている。非特許文献１、２および非特許文献３は、Ａ＋Ｐに関する技術仕様が記載されるインターネットドラフトである。Ａ＋Ｐでは、インターネットサービス提供者から、ネットワーク上の複数のユーザ（詳しくは、ユーザ宅内ルータを含むＣＰＥ(Customer Premises Equipment)やホームゲートウェイ）に対して、共通するＩＰｖ４アドレスと異なるＴＣＰ/ＵＤＰポートレンジが割り当てられる。このように、複数のユーザで一つのＩＰｖ４アドレスを共有することにより、分配されるＩＰｖ４アドレスの数を減らすことができ、ユーザに対してポートレンジを制限することで、各ユーザの識別を可能としている。また、Ａ＋Ｐに近い方式として、非特許文献４に開示されるＤＳ-Ｌｉｔｅと呼ばれる技術も知られている。

R. Despres, Ed. "Stateless Address Mapping （SAM）- a Simplified Mesh-Softwire Model"draft-despres-sam-01、IETF Internet-Draft、July, 2010 R. Bush, Ed. "The A+P Approach to the IPv4 AddressShortage"draft-ymbk-aplusp-05、IETF Internet-Draft、October, 2009 M. Boucadair, Ed., P. Levis, France Telecom、G. Bajko, T. Savolainen, Nokia "IPv4 Connectivity Access in the Context of IPv4Address Exhaustion: Port Range based IP Architecture"draft-boucadair-port-range-02.txt、IETF Internet-Draft、July, 2009 A. Durand et.al, Ed. "Dual-StackLite Broadband Deployments Following IPv4 Exhaustion"draft-ietf-softwire-dual-stack-lite-06.txt、IETF Internet-Draft、August, 2010

しかしながら、Ａ＋Ｐによって、複数のユーザに同一のＩＰｖ４アドレスが割り当てられる場合において、従来のパケット転送技術では、同じＩＰｖ４アドレスが割り当てられたユーザの端末同士が適切に通信を行なえないといった問題が生じる。詳しくは、例えば、ユーザＡの宅内に設置されるＣＰＥ１と、ユーザＢの宅内に設置されるＣＰＥ２に、Ａ＋Ｐによって以下のように共通のＩＰｖ４アドレスおよび異なるポートレンジが割り当てられるとする。
（ＣＰＥ１）
ＩＰｖ４アドレス： 120.10.10.1/24
ポートレンジ： 61001−62000
（ＣＰＥ２）
ＩＰｖ４アドレス： 120.10.10.1/24
ポートレンジ： 62001−63000

ここで、ユーザＡからユーザＢへデータパケットを送信する場合には、まず、宛先アドレスをＣＰＥ２のＩＰｖ４アドレスである「120.10.10.1/24」とし、宛先ポート番号を「62100」とするデータパケットがユーザＡの端末からＣＰＥ１に送信される。ここで、従来のＩＰパケット転送技術では、宛先ＩＰアドレスのみに基づいてパケットの転送が行なわれる。そのため、データパケットを受信したＣＰＥ１は、宛先ＩＰアドレスが自局のＩＰアドレスと同一であるため、当該データパケットを自局宛てのパケットであると判断し、自局受信してしまう。その後、ＣＰＥ１では、自局受信したパケットの宛先ポート番号を参照し、該当するポート番号で待ち受けているソフトウェアにパケットを渡す。しかしながら、ＣＰＥ１においては、該当するポート番号「62100」で待ち受けているソフトウェアが存在しないため、当該データパケットは廃棄される。このように、Ａ＋Ｐ環境下では、ＣＰＥ２に転送されるべきパケットについても、ＣＰＥ１が受信して破棄してしまうため、適切にパケットの転送を行なうことができない。非特許文献１、２および３には、複数のＣＰＥにおいてＩＰｖ４アドレスを共有することについては記載されているものの、同一のＩＰｖ４アドレスが割り当てられたＣＰＥ間におけるパケット転送に関する上記の問題については、何ら記載されていない。

そこで、本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、同一のＩＰアドレスを有するＣＰＥ間において、適切にパケットの転送を行なうことが可能なパケット転送装置、転送方法、およびプログラムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明により、ネットワーク上の別の装置と共通するＩＰアドレス、および異なるポートレンジが割り当てられたパケット転送装置であって、データパケットを受信するパケット受信部と、パケット受信部にて受信したデータパケットの宛先ＩＰアドレスおよび宛先ポート番号に基づいて、受信したデータパケットが自局宛てであるか否かを判断するパケット識別部と、パケット識別部にて、データパケットが自局宛てでないと判断された場合に、該データパケットを転送するパケット転送部と、を備えることを特徴とするパケット転送装置が提供される。

このように、受信したデータパケットの宛先ＩＰアドレスだけでなく、宛先ポート番号に基づいて、自局宛てのデータパケットであるか否かを判断することにより、同一のＩＰアドレスが割り当てられた別の装置を宛先とするデータパケットを受信した場合も、誤って自局で受信してしまうことなく、適切に転送することが可能となる。

また、上記パケット識別部は、（１）受信したデータパケットの宛先ＩＰアドレスが自局のＩＰアドレスと同じであり、受信したデータパケットの宛先ポート番号が自局のポートレンジに含まれない場合、または（２）受信したデータパケットの宛先ＩＰアドレスが自局のＩＰアドレスと異なる場合に、受信したデータパケットが自局宛てでないと判断し、（３）受信したデータパケットの宛先ＩＰアドレスが自局のＩＰアドレスと同じであり、受信したデータパケットの宛先ポート番号が、自局のポートレンジに含まれる場合に、受信したデータパケットが自局宛てであると判断する構成としても良い。

また、上記パケット転送部は、受信したデータパケットの宛先ＩＰアドレスおよび宛先ポート番号から識別子を特定し、特定された識別子に基づいて、データパケットの転送を行なうものであっても良い。また、この識別子は、例えば、ＩＰｖ６アドレスまたはレイヤー２アドレスであり、パケット転送部は、これらのＩＰｖ６アドレスまたはレイヤー２アドレスを用いて、データパケットをカプセル化またはプロトコル変換して転送する構成としても良い。

また、上記パケット転送部は、パケット識別部において、受信したデータパケットの宛先ＩＰアドレスが自局のＩＰアドレスと異なるため、受信したデータパケットが自局宛てでないと判断された場合に、経路表に基づいて、データパケットのルーティングを行なうルーティング部を備える構成としても良い。そして、パケット転送部は、ルーティング部において選択された経路に基づいて、データパケットの転送を行なう構成としても良い。

また、上記パケット転送装置は、宛先ＩＰアドレス、ポートレンジ、および転送先に関する情報が対応付けられた拡張経路表をさらに備える構成としても良い。そして、この場合、パケット識別部は、該拡張経路表に基づいて、受信したパケットが自局宛てか否かを判断し、パケット転送部は、拡張経路表の転送先に関する情報に基づいて、パケットを転送するものであっても良い。

さらに、本発明により、ネットワーク上の別の装置と共通するＩＰアドレス、および異なるポートレンジが割り当てられたパケット転送装置におけるパケット転送方法であって、データパケットを受信するステップと、受信したデータパケットの宛先ＩＰアドレスおよび宛先ポート番号に基づいて、受信したデータパケットが自局宛てであるか否かを判断するステップと、データパケットが自局宛てでないと判断された場合に、該データパケットを転送するパケット転送部と、を備えることを特徴とするパケット転送方法、および該パケット転送方法をパケット転送装置に実行させるためのプログラムが提供される。

したがって、本発明によれば、他の装置と同一のＩＰアドレスを共有する場合にも、受信したデータパケットが自局宛てのものか否かを適切に判断し、自局宛てでない場合には正当な宛先となる装置へ該データパケットの転送を行なうことが可能な、パケット転送装置、パケット転送方法、およびプログラムを提供することができる。

本発明の実施形態におけるパケット転送システムのネットワーク構成の概略を示した図である。 本発明の第１の実施形態におけるＣＰＥの概略構成を示す図である。 本発明の実施形態におけるパケット転送処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態におけるＣＰＥの概略構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態における拡張経路表の一例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明のパケット転送装置を含むパケット転送システムにおけるネットワーク構成の概略を示す図である。図１に示されるように、本実施形態のパケット転送システムは、ユーザ宅内のＰＣ等である端末１０および３０、これらの端末１０および３０を第１のネットワーク１００に接続するためのＣＰＥ（Customer Premise Equipment）２０および４０、ならびに第１のネットワーク１００と第２のネットワーク２００を接続するためのリレールータ５０からなる。

本実施形態において、第１のネットワーク１００はインターネット接続サービスを提供するサービス提供者のネットワークであり、第２のネットワーク２００はインターネットなどのパブリックネットワークである。また、端末１０および３０はＩＰｖ４対応の端末であり、第２のネットワーク２００上のサーバ６０によって提供されるＩＰｖ４コンテンツ等を利用することが可能である。また、ＣＰＥ２０および４０は、第１のネットワーク１００のサービス提供者から提供されるサービスの加入者宅内に設置されるサービス加入者ルータである。

本実施形態における第１のネットワーク１００では、ＣＰＥ２０および４０に対して、サービス提供者より、Ａ＋Ｐを用いて、以下のように同一のＩＰｖ４アドレスおよび異なるポートレンジが割り当てられる。
（ＣＰＥ２０）
ＩＰｖ４アドレス：120.10.10.1/24
ポートレンジ：2000-2999
（ＣＰＥ４０）
ＩＰｖ４アドレス：120.10.10.1/24
ポートレンジ：3000-3999
尚、第１のネットワーク１００内における全てのＣＰＥに対して、共通するＩＰｖ４アドレスが割り当てられる必要はなく、複数のＩＰｖ４アドレスが、それぞれ複数のＣＰＥによって共有される構成であっても良い。

続いて、図２および図３を参照して、本発明の第１の実施形態におけるパケット転送処理について説明する。まず、図２は、本実施形態におけるＣＰＥ２０の概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、ＣＰＥ２０は、端末１０などから、データパケットを受信するパケット受信部２０１、受信したパケットが自局宛てのものであるか否かを判断するためのパケット識別部２０２、ＣＰＥ２０にて実行される様々なアプリケーションからなるアプリケーション２０３、経路表２０５に基づいて受信したデータパケットのルーティングを行なうパケットルーティング部２０４、ならびにトンネルインターフェース２０６１およびＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）インターフェース２０６２からパケットの転送を行なうパケット転送部２０６を備えている。尚、図２に示されるＣＰＥ２０の各部の処理は、ＣＰＥ２０が備えるＲＯＭなどのメモリ（不図示）に記憶されたプログラムを呼び出すことにより、同じくＣＰＥ２０が備えるＣＰＵ（不図示）にて実行される構成であっても良いし、各装置にＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）として各部の処理の全部または一部を実装し、該ＡＳＩＣによってハードウェア的に実現される構成としても良い。また、ＣＰＥ４０もＣＰＥ２０と同様の構成となっている。

図３は、ＣＰＥ２０におけるパケット転送処理の流れを示すフローチャートである。本処理では、まず、パケット受信部２０１が、端末１０からデータパケットを受信し、パケット識別部２０２へ送る（Ｓ１）。パケット識別部２０２では、受信したデータパケットの宛先ＩＰｖ４アドレスが、自局（ＣＰＥ２０）のＩＰｖ４アドレスと同一であるか否かが判断される（Ｓ２）。

ここで、データパケットの宛先ＩＰｖ４アドレスが、自局のＩＰｖ４アドレスと同一である場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）、続いてデータパケットの宛先ポート番号が自局に割り当てられたポートレンジに含まれるか否かが判断される（Ｓ３）。そして、宛先ポート番号が自局に割り当てられたポートレンジに含まれる場合には（Ｓ３：Ｙｅｓ）、受信したデータパケットは、自局宛てのパケットであると判断され、自局受信がなされる（Ｓ４）。具体的には、受信したデータパケットが自局宛てと判断された場合には、データパケットを宛先ポート番号に応じたアプリケーション２０３へと送り、対応する処理を実行する。

一方、宛先ポート番号が自局に割り当てられたポートレンジに含まれない場合には（Ｓ３：Ｎｏ）、パケット識別部２０２は、受信したパケットは自局宛てのパケットではないと判断し、当該データパケットをパケット転送部２０６へ送る。パケット転送部２０６では、受信したデータパケットの転送が行なわれる。ここで、第１のネットワーク１００内には、Ａ＋Ｐによって同一のＩＰｖ４アドレスが割り当てられたＣＰＥが複数存在する。そのため、従来のように宛先ＩＰｖ４アドレスのみに基づいてデータパケットの転送を行なった場合、転送先となるＣＰＥを一意に特定することができず、宛先とは異なるＣＰＥにデータパケットが転送されてしまったり、同じＩＰｖ４アドレスが割り当てられた自局にデータパケットが戻ってきてしまったりする可能性もある。

そこで、Ａ＋Ｐでは、第１のネットワーク１００上の各ＣＰＥに対して、共通に割り当てられたＩＰｖ４アドレスの他に、第１のネットワーク１００内を転送するために各ＣＰＥを識別するための識別子が設定される。本実施形態においては、サービス提供者から、ＣＰＥ２０および４０に対し、共通するＩＰｖ４アドレスに加え、それぞれ異なるＩＰｖ６アドレスが割り当てられる。具体的には、ＣＰＥ２０には、ＩＰｖ６アドレス「2100：10:10::/48」が割り当てられ、ＣＰＥ４０には、ＩＰｖ６アドレス「2100：10:1::/48」が割り当てられる。そして、パケット転送部２０６では、トンネルインターフェース２０６１において、受信したデータパケットの宛先ＩＰｖ４アドレスと宛先ポート番号から、ＳＡＭ（Stateless Address Mapping, 非特許文献１）と呼ばれる技術を用いて、宛先となるＣＰＥのＩＰｖ６アドレスを求める。そして、ＳＡＭによって求められたＩＰｖ６アドレスにて、データパケットをカプセル化し、第１のネットワーク１００内を転送させる。尚、各ＣＰＥを識別するための識別子としては、ＩＰｖ６アドレスの他に、レイヤー２のアドレスを用いることも可能である。この場合は、データパケットは、レイヤー２のアドレスにてカプセル化され、第１のネットワーク１００内を転送される。

本実施形態のパケット転送処理では、パケット識別部２０２において、データパケットの宛先ＩＰｖ４アドレスが、自局のＩＰｖ４アドレスと同一であるが（Ｓ２：Ｙｅｓ）、宛先ポート番号が自局に割り当てられたポートレンジ内でないと判断された場合（Ｓ３：Ｎｏ）、当該データパケットを、パケット転送部２０６のトンネルインターフェース２０６１に送る。これにより、上記のように、トンネルインターフェース２０６１において、受信したデータパケットの宛先ＩＰｖ４アドレスと宛先ポート番号からＩＰｖ６アドレスが求められ、このＩＰｖ６アドレスでデータパケットがカプセル化され、転送される（Ｓ６）。

一方、宛先ＩＰｖ４アドレスが、自局のＩＰｖ４アドレスと異なる場合（Ｓ２：Ｎｏ）、パケット識別部２０２は、受信したデータパケットは自局宛てのパケットではないと判断し、当該パケットをパケットルーティング部２０４へ送る。この場合は、通常のパケット転送技術によって従来通りの転送処理が行なわれる。詳しくは、パケットルーティング部２０４では、経路表２０５を参照して、宛先ＩＰｖ４アドレスからロンゲストマッチ（longest match）にて該当する経路を選択する（Ｓ５）。そして、パケット転送部２０６にデータパケットが送られ、パケット転送部２０６から、選択した経路に基づいた転送が行なわれる（Ｓ６）。

具体的には、パケットルーティング部２０４にて、選択された経路の出力インターフェースがトンネルインターフェース２０６１になっている場合、データパケットは、パケット転送部２０６のトンネルインターフェース２０６１へ送られる。そして、トンネルインターフェース２０６１では、上述の場合と同様に、ＳＡＭによってＩＰｖ６アドレスが求められ、該ＩＰｖ６アドレスによってデータパケットがカプセル化され、転送される。一方、パケットルーティング部２０４にて選択された経路の出力インターフェースがトンネルインターフェース２０６１でない場合、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔインターフェース２０６２の場合には、データパケットは、パケット転送部２０６のＥｔｈｅｒｎｅｔインターフェース２０６２へ送られる。Ｅｔｈｅｒｎｅｔインターフェース２０６２は、ＩＰｖ４転送可能なインターフェースであり、データパケットは、ＩＰｖ６アドレスによるカプセル化がされることなく、ＩＰｖ４パケットとして転送される。

尚、経路表２０５には、宛先ＩＰｖ４アドレスに対応した出力インターフェース（ネクストホップ）が登録されているため、受信したデータパケットのＩＰｖ４アドレスが自局のＩＰｖ４アドレスと同じものである場合には、経路表２０５を参照しても意味がない。そのため、上記のようにパケット識別部２０２にて、宛先ＩＰｖ４アドレスが自局と同じで（Ｓ２：Ｙｅｓ）、宛先ポート番号が自局のポートレンジに含まれていない場合には（Ｓ３：Ｎｏ）、パケットルーティング部２０４を通ることなく、直接パケット転送部２０６にデータパケットが送られる。

上記のようなパケット転送処理によると、図１に実線で示される端末１０および端末３０間の通信を適切に行なうことができる。具体的には、まず、端末１０から端末３０宛てに、宛先アドレスをＣＰＥ４０のＩＰｖ４アドレス「120.10.10.1/24」、宛先ポート番号を「3010」としたデータパケットがＣＰＥ２０に送信される（Ｓ１）。ＣＰＥ２０では、パケット識別部２０２にて、まず、受信したデータパケットの宛先ＩＰｖ４アドレス「120.10.10.1/24」が、自局のＩＰｖ４アドレス「120.10.10.1/24」と同一であると判断される（Ｓ２：Ｙｅｓ）。続いて、宛先ポート番号「3010」が自局のポートレンジ「2000-2999」に含まれていないため（Ｓ３：Ｎｏ）、自局宛てではないと判断され、データパケットをパケット転送部２０６のトンネルインターフェース２０６１へ送る。そして、トンネルインターフェース２０６１では、ＳＡＭによってＣＰＥ４０のＩＰｖ６アドレス「2100：10:1::/48」が求められ、データパケットが求められたＩＰｖ６アドレスでカプセル化される。カプセル化されたデータパケットは、第１のネットワーク１００内をＩＰｖ６アドレスに基づいて転送され（Ｓ６）、ＣＰＥ４０に受信される。その後、ＣＰＥ４０にてカプセル化が解除され、データパケットが端末３０へと送られる。

このように、本実施形態においては、ＣＰＥ２０において、受信したデータパケットの宛先ＩＰｖ４アドレスが自局に割り当てられたＩＰｖ４アドレスと同一である場合には、宛先ポート番号に基づいて、自局宛てのデータパケットであるか否かを判断する。そのため、同一のＩＰｖ４アドレスが割り当てられた別のＣＰＥを宛先とするデータパケットを受信した場合も、自局受けすることなく、適切に転送することが可能となる。また、上記実施形態においては、データパケットはＩＰｖ６アドレスによって第１のネットワーク１００内を従来のように転送されるため、第１のネットワーク１００内における既存のルータを変更する必要がなく、既存のネットワークを利用することができる。

また、本実施形態においては、例えば図１に破線で示されるように、第２のネットワーク２００上のサーバ６０から、端末３０宛てにデータパケットが送信される場合についても、適切なパケット転送が可能である。具体的には、まず、サーバ６０から、宛先アドレスをＣＰＥ４０のＩＰｖ４アドレス「120.10.10.1/24」、宛先ポート番号を「3010」としたデータパケットが送信され、リレールータ５０にて当該データパケットが受信される。リレールータ５０は、Ａ＋Ｐ対応のルータであり、受信したデータパケットをＣＰＥ４０に届けるために、受信したデータパケットの宛先ＩＰｖ４アドレス「120.10.10.1/24」および宛先ポート番号「3010」から、ＳＡＭによってＣＰＥ４０のＩＰｖ６アドレス「2100：10:1::/48」を求める。

そして、求められたＩＰｖ６アドレスによってデータパケットがカプセル化され、第１のネットワーク１００内を転送される。このとき、ＳＡＭによって求められたＩＰｖ６アドレスは、ＣＰＥ４０固有のものであるため、データパケットの宛先は一意に特定される。しかしながら、何らかの設定ミス等により、リレールータ５０において、誤ったＩＰｖ６アドレス、例えばＣＰＥ２０のＩＰｖ６アドレス「2100：10:10::/48」がＣＰＥ４０のＩＰｖ６アドレスとしてデータパケットに付加された場合、そのデータパケットは、ＣＰＥ２０のＩＰｖ６アドレスに基づいて第１のネットワーク１００内を転送され、ＣＰＥ４０ではなくＣＰＥ２０に届いてしまう。

上記実施形態におけるＣＰＥ２０では、このように誤ってデータパケットが送信された場合にも、正当な受信者であるＣＰＥ４０へと転送することが可能である。具体的には、まず、誤ってＣＰＥ２０のＩＰｖ６アドレスでカプセル化されたデータパケットが、ＣＰＥ２０のパケット受信部２０１によって受信され、カプセル化が解除される。そして、カプセル化が解除されたデータパケットは、パケット識別部２０２に送られる。パケット識別部２０２では、データパケットの宛先ＩＰｖ４アドレス「120.10.10.1/24」および宛先ポート番号「3010」に基づいて、受信したデータパケットが自局宛てであるか否かが判断される。

ここで、パケット識別部２０２は、受信したデータパケットの宛先ＩＰｖ４アドレスは、自局のＩＰｖ４アドレスと同一であるものの、宛先ポート番号は、自局のポートレンジに含まれていないため、受信したデータパケットは自局宛てのものではないと判断する。そして、当該データパケットをパケット転送部２０６のトンネルインターフェース２０６１に送る。そして、トンネルインターフェース２０６１では、受信したデータパケットの宛先ＩＰｖ４アドレスと宛先ポート番号から、ＣＰＥ４０のＩＰｖ６アドレスが求められ、求められたＩＰｖ６アドレスにてデータパケットがカプセル化される。そして、カプセル化されたデータパケットは、再び第１のネットワーク１００内を転送され、ＣＰＥ４０へと届けられる。

このように、各ＣＰＥに個別に割り当てられたＩＰｖ６アドレスに基づいてルーティングが行なわれる場合であっても、ＣＰＥ２０にて、宛先ＩＰｖ４アドレスおよび宛先ポート番号に基づいて、自局宛てか否かを確認することにより、誤って送信されたデータパケットについても、正しい宛先へと転送することが可能となる。

さらに、本実施形態のように構成することで、サービス提供者が、第１のネットワーク１００内におけるＣＰＥ２０およびＣＰＥ４０の障害の有無を適切に把握し、管理することも可能となる。具体的には、例えば、リレールータ５０から、ＣＰＥ４０の障害を確認するためにｐｉｎｇコマンドを送信した場合、当該ｐｉｎｇが誤ってＣＰＥ２０に届いたとき、従来であれば、ＣＰＥ２０が宛先ＩＰｖ４アドレスのみに基づいてｐｉｎｇを自局受信し、応答メッセージをリレールータ５０に返していた。そして、リレールータ５０は、この返信に基づいてＣＰＥ４０は適切に通信を行なっていると誤った判断をしてしまっていた。これに対し、本実施形態のＣＰＥ２０および４０では、自局に届けられたｐｉｎｇに対して、宛先ＩＰｖ４アドレスおよび宛先ポート番号に基づいて自局宛てか否かを判断して、自局宛てでない場合には転送を行なう構成となっている。これにより、別のＣＰＥにて応答すべきｐｉｎｇコマンドに対して、自局受信して応答してしまうことを防ぐことができる。

尚、ｐｉｎｇには、ＴＣＰ/ＵＤＰヘッダがないため、ポート番号が存在しない。そのため、本実施形態においては、リレールータ５０からｐｉｎｇが送信される際に、ｐｉｎｇのＩＣＭＰヘッダに含まれるＩＣＭＰＩＤを宛先ポート番号の替わりに用いて、ＳＡＭによるＩＰｖ６アドレスが求められる。そして、求められたＩＰｖ６アドレスでカプセル化されたｐｉｎｇがＣＰＥ２０で受信された場合、ＣＰＥ２０のパケット識別部２０２では、ｐｉｎｇのＩＣＭＰ ＩＤを宛先ポート番号の替わりに参照し、自局のポートレンジに含まれるか否かによって、自局受けか否かの判断を行なう。また、その他にも、ＵＤＰ ｐｉｎｇを用いて、各ＣＰＥの管理用にリザーブされたポートに対してｐｉｎｇを送信し、その返信に基づいて状態を確認することも可能である。

次に、図４を参照して、本発明の第２の実施形態におけるＣＰＥ２０ａにおけるパケット転送処理について説明する。図４に示すように、本実施形態においては、第１の実施形態におけるパケット識別部２０２およびパケットルーティング部２０４の替わりに、パケット識別/ルーティング部２４０を備える点において第１の実施形態と相違する。さらに、第１の実施形態では、宛先ＩＰアドレスのみをキーとした一般的な経路表２０５を参照してルーティングを行なう構成としていたが、本実施形態では、新たにポートレンジを加えて拡張した経路表２５０を用い、宛先ＩＰアドレスおよびポートレンジをキーとしたルーティングを行なう構成となっている。尚、その他の処理部については、第１の実施形態と同様であり、図４に示されるＣＰＥ２０ａの各部の処理についても、ＲＯＭに記憶されたプログラムを呼び出すことにより、ＣＰＵにて実行される構成であっても良いし、各装置にＡＳＩＣとして各部の処理の全部または一部を実装し、該ＡＳＩＣによってハードウェア的に実現される構成としても良い。

続いて、本実施形態のＣＰＥ２０ａにおけるパケット転送処理の流れについて説明する。本実施形態では、ＣＰＥ２０ａのパケット受信部２０１にて、端末１０などからデータパケットを受信すると、当該データパケットは、パケット識別/ルーティング部２４０へ送られる。そして、パケット識別/ルーティング部２４０では、拡張経路表２５０を参照して、受信したデータパケットが自局宛てであるか否かが判断される。図５は、本実施形態における拡張経路表２５０の一例を示す図である。本実施形態の拡張経路表２５０は、通常の経路表における「宛先アドレス」、「ネクストホップ」および「出力インターフェース」に加え、「ポートレンジ」の項目を備えている。

そして、本実施形態では、受信したデータパケットの宛先ＩＰｖ４アドレスだけでなく、宛先ポート番号に基づいて、拡張経路表２５０から経路が選択される。具体的には、受信したデータパケットの宛先ＩＰｖ４アドレスが「120.10.10.1/24」で、宛先ポート番号が「2010」の場合、パケット識別/ルーティング部２４０では、拡張経路表２５０から経路Ｒ１を選択する。そして、選択された経路Ｒ１の出力インターフェースがローカルインターフェースであることから、受信したデータパケットは自局宛てであると判断される。そして、受信したデータパケットは、ローカルインターフェースからアプリケーション２０３へと送られ、自局受信される。

また、受信したデータパケットの宛先ＩＰｖ４アドレスが「120.10.10.1/24」で、宛先ポート番号が「3010」の場合には、拡張経路表２５０から経路Ｒ２が選択される。この場合、選択された経路Ｒ２における出力インターフェースは、トンネルインターフェース２０６１であるため、受信したデータパケットは、自局宛てではないと判断される。そして、データパケットがトンネルインターフェース２０６１へ送られ、トンネルインターフェース２０６１では、宛先ＩＰｖ４アドレスおよび宛先ポート番号に基づいてＩＰｖ６アドレスが求められ、求められたＩＰｖ６アドレスによってデータパケットがカプセル化されて、転送される。

さらに、受信したデータパケットの宛先ＩＰｖ４アドレスが「120.1.1.0/24」で、宛先ポート番号が「10110」の場合には、拡張経路表２５０から経路Ｒ３０が選択される。そして、選択された経路Ｒ３０の出力インターフェースは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔインターフェース２０６２となっていることから、受信したデータパケットは自局宛てでないと判断される。そして、データパケットがＥｔｈｅｒｎｅｔインターフェース２０６２へ送られ、カプセル化されることなく転送される。

このように、本実施形態においては、宛先ＩＰｖ４アドレスおよび宛先ポート番号の両方に基づいて、拡張された経路表２５０によるルーティングを行なうことで、受信したデータパケットが自局宛てであるか否かを判断することが可能となる。これにより、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、同一のＩＰｖ４アドレスが割り当てられた端末同士の通信を適切に行なうことが可能となる。

以上が本発明の実施形態であるが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく様々な範囲で変形が可能である。例えば、上記第１の実施形態においては、パケット受信部２０１にて受信されたデータパケットは、まずパケット識別部２０２に送られ、パケット識別部２０２において自局宛てのパケットか否かが判断される構成としたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、パケット受信部２０１でデータパケットを受信した場合、まず、パケットルーティング部２０４に送る構成としても良い。そして、パケットルーティング部２０４にて、経路表２０５を参照し、宛先ＩＰアドレスのみに基づいて、受信したデータパケットが自局宛てか否かを仮に判断し、その上で、自局宛てと判断された場合には、パケット識別部２０２にて、さらに当該データパケットの宛先ポート番号が、自局のポートレンジに含まれるか否かを判断する構成としても良い。

この場合、経路表２０５を参照して自局のＩＰｖ４アドレスに該当する経路には、出力インターフェースとしてローカルインターフェースが登録される。そして、受信したデータパケットに対して、経路表２０５を参照して経路を選択し、選択した経路の出力インターフェースがローカルインターフェースとなっている場合には、自局宛てであると仮の判断をする。そして、自局宛てであると仮の判断がなされた場合には、パケット識別部２０２にて、宛先ポート番号が自局のポートレンジに含まれるか否かを判断し、含まれる場合には、受信したデータパケットは自局宛てであると最終的な判断をする。一方、パケットルーティング部２０４にて、経路表２０５を参照し自局宛てであると仮の判断がされたものの、パケット識別部２０２にて、宛先ポート番号が自局のポートレンジに含まれていないと判断された場合は、受信したデータパケットは自局宛てでないと最終的に判断し、転送処理を行なう。このような構成とした場合にも、上記第１の実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。

尚、上記の場合において、ローカルインターフェースに設定するＩＰｖ４アドレスは、自局アドレスＩＰｖ４アドレスだけでなく、ＤＳ−Ｌｉｔｅ（非特許文献４）によるＷｅｌｌ Ｋｎｏｗｎ Ａｄｄｒｅｓｓである１９２．０．０．０／２９などに設定しておくことも可能である。

また、上記実施形態において、パケット転送部２０６のトンネルインターフェース２０６１では、受信したデータパケットの宛先ＩＰｖ４アドレスがＳＡＭに該当するアドレスである場合には、データパケットの宛先ＩＰｖ４アドレスおよびポート番号からＩＰｖ６アドレスを求め、そのＩＰｖ６アドレスによってカプセル化し、受信したデータパケットの宛先ＩＰｖ４アドレスがＳＡＭに該当するアドレスでない場合には、リレールータ５０のＩＰｖ６アドレスを宛先アドレスとしてカプセル化する構成としても良い。この場合、データパケットの宛先ＩＰｖ４アドレスがＳＡＭに該当するか否かは、ＩＰｖ４アドレスのｐｒｅｆｉｘによって判断される。

さらに、上記実施形態では、トンネルインターフェース２０６１において、ＳＡＭを用いてＩＰｖ６アドレスを求める構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく例えば非特許文献２や非特許文献３に記載される、その他のＡ＋Ｐ手法によってＩＰｖ６アドレスを求める構成としても良い。

また、上記実施形態では、トンネルインターフェース２０６１において、ＩＰｖ４のデータパケットをＩＰｖ６アドレスでカプセル化した上で、ＩＰｖ６ネットワークである第１のネットワーク１００内を転送する構成としたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、別の実施形態においては、パケット転送部２０６にトンネルインターフェース２０６１に替えて、または加えて、プロトコル変換インターフェースを備える構成としても良い。そして、プロトコル変換インターフェースにおいて、受信したデータパケットのＩＰｖ４ヘッダを、ＳＡＭ等によって求められたＩＰｖ６アドレスを含むＩＰｖ６ヘッダへと変換することで、ＩＰｖ４からＩＰｖ６へのプロトコル変換を行ない、第１のネットワーク１００内を転送することも可能である。

１０、３０ 端末
２０、４０ ＣＰＥ
５０ リレールータ
６０ サーバ
１００ 第１のネットワーク
２００ 第２のネットワーク
２０１ パケット受信部
２０２ パケット識別部
２０３ アプリケーション
２０４ パケットルーティング部
２０５ 経路表
２０６ パケット転送部
２０６１ トンネルインターフェース
２０６２ Ｅｔｈｅｒｎｅｔインターフェース
２４０ パケット識別/ルーティング部
２５０ 拡張経路表

Claims (8)

1. ネットワーク上の別の装置と共通するＩＰアドレス、および異なるポートレンジが割り当てられたパケット転送装置であって、
   データパケットを受信するパケット受信部と、
   前記パケット受信部にて受信したデータパケットの宛先ＩＰアドレスおよび宛先ポート番号に基づいて、前記受信したデータパケットが自局宛てであるか否かを判断するパケット識別部と、
   前記パケット識別部にて、前記データパケットが自局宛てでないと判断された場合に、該データパケットを転送するパケット転送部と、を備えることを特徴とするパケット転送装置。
2. 前記パケット識別部は、
   （１）前記受信したデータパケットの宛先ＩＰアドレスが自局のＩＰアドレスと同じであり、前記受信したデータパケットの宛先ポート番号が自局のポートレンジに含まれない場合、または
   （２）前記受信したデータパケットの宛先ＩＰアドレスが自局のＩＰアドレスと異なる場合に、前記受信したデータパケットが自局宛てでないと判断し、
   （３）前記受信したデータパケットの宛先ＩＰアドレスが自局のＩＰアドレスと同じであり、前記受信したデータパケットの宛先ポート番号が、自局のポートレンジに含まれる場合に、前記受信したデータパケットが自局宛てであると判断することを特徴とする請求項１に記載のパケット転送装置。
3. 前記パケット転送部は、前記受信したデータパケットの宛先ＩＰアドレスおよび宛先ポート番号から識別子を特定し、特定された識別子に基づいて、前記データパケットの転送を行なうことを特徴とする請求項１または２に記載のパケット転送装置。
4. 前記識別子は、ＩＰｖ６アドレスまたはレイヤー２アドレスであり、
   前記パケット転送部は、前記ＩＰｖ６アドレスまたはレイヤー２アドレスを用いて、前記データパケットをカプセル化またはプロトコル変換して転送することを特徴とする、請求項３に記載のパケット転送装置。
5. 前記パケット転送部は、前記パケット識別部において、前記受信したデータパケットの宛先ＩＰアドレスが自局のＩＰアドレスと異なるため、前記受信したデータパケットが自局宛てでないと判断された場合に、経路表に基づいて、前記データパケットのルーティングを行なうルーティング部を備え、
   前記パケット転送部は、前記ルーティング部において選択された経路に基づいて、前記データパケットの転送を行なうことを特徴とする、請求項１から４の何れか一項に記載のパケット転送装置。
6. 前記パケット転送装置は、宛先ＩＰアドレス、ポートレンジ、および転送先に関する情報が対応付けられた拡張経路表をさらに備え、
   前記パケット識別部は、前記拡張経路表に基づいて、前記受信したパケットが自局宛てか否かを判断し、
   前記パケット転送部は、前記拡張経路表の転送先に関する情報に基づいて、前記パケットを転送すること、を特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のパケット転送装置。
7. ネットワーク上の別の装置と共通するＩＰアドレス、および異なるポートレンジが割り当てられたパケット転送装置におけるパケット転送方法であって、
   データパケットを受信するステップと、
   前記受信したデータパケットの宛先ＩＰアドレスおよび宛先ポート番号に基づいて、前記受信したデータパケットが自局宛てであるか否かを判断するステップと、
   前記データパケットが自局宛てでないと判断された場合に、該データパケットを転送するパケット転送部と、を備えることを特徴とするパケット転送方法。
8. 請求項７に記載されるパケット転送方法をパケット転送装置に実行させるためのプログラム。

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