JP2015164286A - ネットワーク中継装置、ネットワーク中継装置が有するパケット中継処理部の動作モードを設定する方法、およびコンピュータープログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ネットワーク中継装置は、ルータ機能部として動作する第1の動作モードとブリッジ機能部として動作する第2の動作モードとのうちいずれかの動作モードに設定されて動作してIPパケットを中継するパケット中継処理部と、パケット中継処理部の動作モードを、IPパケットの準拠するIPのバージョン毎に、第1の動作モードと第2の動作モードとのうち、いずれか一方を選択的に設定する動作モード設定部と、を備える。
【選択図】図1
Description
A1.装置構成:
図1は、本発明の一実施形態としてのネットワーク中継装置10の概略構成を示す説明図である。ネットワーク中継装置10は、OSI(Open Systems Interconnection)参照モデルにおける第2層(レイヤ2)においてデータフレーム(フレーム)を中継可能であり、また、第3層(レイヤ3)において、データパケット(パケット)を中継可能である。ネットワーク中継装置10は、パーソナルコンピューター等の通信端末装置と接続され、通信端末装置から出力されるパケットや、通信端末装置を宛先とするパケットを中継する。ネットワーク中継装置10は、レイヤ3のプロトコルとして、IPv4(Internet Protocol Version 4)およびIPv6(Internet Protocol Version 6)のいずれにも対応している。
ネットワーク中継装置10を用いて通信端末装置をインターネットに接続するための接続態様として、種々の接続態様が想定される。図3は、ネットワーク中継装置10を用いた第1接続態様を示す説明図である。図4は、ネットワーク中継装置10を用いた第2接続態様を示す説明図である。図5は、ネットワーク中継装置10を用いた第3接続態様を示す説明図である。図6は、ネットワーク中継装置10を用いた第4接続態様を示す説明図である。
図3に示す第1接続態様では、ネットワーク中継装置10は、ユーザ宅内400に配置されている。第1接続態様では、ユーザ宅内400の通信端末装置430は、IPv6閉鎖ネットワーク300を介してIPv4インターネット200に接続できる。他方、通信端末装置430は、IPv6インターネット100には接続できない。前述のIPv4インターネット200とは、IPv4を利用した通信を行なう装置(通信端末装置およびネットワーク中継装置等)により構成されるインターネットである。同様に、IPv6インターネット100とは、IPv6を利用した通信を行なう装置(通信端末装置およびネットワーク中継装置等)により構成されるインターネットである。なお、前述のIPv6閉鎖ネットワーク300(以下、単に「閉鎖ネットワーク300」と呼ぶ)の詳細については、後述する。
図4に示す第2接続態様は、閉鎖ネットワーク300がインターネット接続事業者(VNE : Vertual Network Enabler)の有するネットワーク500(以下、「VNEネットワーク500」と呼ぶ)を介して、IPv6インターネット100およびIPv4インターネット200に接続されている点と、PPPoEトンネル690が省略されている点と、ネットワーク中継装置10とVNEネットワーク500(後述するAFTR510)との間に、IPv4overIPv6トンネル700が形成されている点とにおいて、図3に示す第1接続態様と異なる。他の構成は、第1接続態様と同じであるので、同一の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図5に示す第3接続態様は、ホームゲートウェイ装置420が省略されている点と、ネットワーク中継装置10とVNEネットワーク500(AFTR510)との間に、IPv4overIPv6トンネル710が形成されている点とにおいて、図4に示す第2接続態様と異なる。他の構成は、第2接続態様と同じであるので、同一の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図6に示す第4接続態様は、ユーザ宅内400のネットワークにおいて、ホームゲートウェイ装置420が省略されている点と、閉鎖ネットワーク300が省略されている点と、光回線終端装置410が、IPv6インターネット100内のルータ装置110およびIPv4インターネット200内のルータ装置210に接続されている点とにおいて、図3に示す第1接続態様と異なる。他の構成は、第1接続態様と同じであるので、同一の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図7は、本実施形態における動作モード設定処理の手順を示すフローチャートである。ネットワーク中継装置10の電源がオンされ、WAN側I/F部42が有するポートがリンクアップすると、ネットワーク中継装置10において、動作モード設定処理が実行される。
図10は、第2実施形態における動作モード設定処理の手順を示すフローチャートである。第2実施形態のネットワーク中継装置の構成は、第1実施形態のネットワーク中継装置10と同じ構成であるので、同一の構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。第2実施形態における動作モード設定処理は、ステップS121およびS122を追加して実行する点において、図7に示す第1実施形態における動作モード設定処理と異なる。第2実施形態の動作モード設定処理におけるその他の手順は、第1実施形態における動作モード設定処理の手順と同じであるので、同一の手順には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、第2実施形態におけるトンネリング可否確認処理および通信設定処理は、いずれも第1実施形態における各処理と同じである。
C1.変形例1:
上記実施形態におけるネットワーク中継装置10の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、ネットワーク中継装置10と通信端末装置430とは、ネットワークケーブルにより直接接続されていたが、本発明は、これに限定されるものではない。ネットワーク中継装置10と通信端末装置430とをレイヤ2スイッチ等を介して接続させてもよい。
上記実施形態では、パケット中継処理部30は、第1の動作モード(ルータ装置)で動作する場合に、OSI参照モデルにおける第3層においてパケットを中継していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、パケット中継処理部30が第1の動作モードで動作する際に、第3層で規定される情報に加えて、または、第3層で規定される情報に代えて、第4層以上の層で規定される情報に基づき、中継経路を決定してIPパケットを中継してもよい。例えば、第3層で規定される情報である宛先IPアドレスおよび送信元IPアドレスに加えて、第4層(トランスポート層)で規定される情報であるポート番号に基づき、中継経路を決定してIPパケットを中継してもよい。すなわち、一般には、OSI参照モデルにおける第3層以上の任意の層において規定される情報に基づき、IPパケットの中継経路を決定してIPパケットを中継する機能部を、本発明のネットワーク中継装置におけるルータ機能部として採用してもよい。
上記実施形態の動作モード設定処理では、ネットワーク中継装置10からRSを出力して、RAの受信の有無や受信したMフラグの設定値に基づき、動作モードを決定していたが、本発明は、これに限定されるものではなく、RSの出力を省略し、RAの受信の有無や受信したMフラグの設定値に基づく動作モードの決定を行なわなくてもよい。具体的には、図7に示すステップS105、S110およびS155の処理を省略してもよい。この構成では、まずRequestメッセージの出力(ステップS115)が実行されるので、その応答(Replyメッセージ)に含まれるアドレスプレフィックスを受信したか否かによって、IPv6パケットの中継についてのパケット中継処理部30の動作モードを決定することができる。また、ステップS105、S110およびS155の処理を省略するので、通信設定処理部21の処理負荷を軽減できると共に、動作モード設定に要する時間を短縮できる。なお、この構成において、アドレスプレフィックスを受信しない場合、第1接続態様または第2接続態様が想定される。第2接続態様の場合には、ネットワーク中継装置10とAFTR510との間にIPv4overIPv6トンネル700を形成する必要があり、そのためにネットワーク中継装置10にIPv6アドレスが設定されていなければならない。この場合、例えば、予めトンネル形成用のIPv6アドレスをネットワーク中継装置10に設定しておいてもよい。また、例えば、この時点で、初めてRSを出力して、WAN側I/F部42に接続されているホームゲートウェイ装置420からアドレスプレフィックスを割り当ててもらい、IPv6アドレス(GUA:Global Unicast Addresses)を自ら生成してもよい。
上記実施形態の動作モード設定処理において、トンネリング可否確認処理(ステップS125,S160)を省略して、IPv6パケットの中継についての動作モードのみを設定し、IPv4パケットの中継についての動作モードは設定しない構成としてもよい。この構成においては、ネットワーク中継装置10の電源がオンされ、WAN側I/F部42が有するポートがリンクアップしたことを契機として、動作モード設定処理が実行されてIPv6パケットの中継についての動作モードのみが設定される。そして、その後、通信端末装置430から出力されたIPv4パケット(通信端末装置430が所属するネットワークとは異なるネットワーク内の装置を宛先とするIPv4パケット)をネットワーク中継装置10において受信したことを契機として、トンネリング可否確認処理を実行し、その結果に応じてIPv4パケットの中継についての動作モードを設定し、受信したIPv4パケットを、設定された動作モードに応じて中継してもよい。
上記実施形態では、動作モード設定処理は、ネットワーク中継装置10の電源がオンされ、WAN側I/F部42が有するポートがリンクアップしたことを契機として実行されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ネットワーク中継装置10の電源がオンした際には、WAN側I/F部42が有するポートにはネットワークケーブルが挿入されておらず、その後、かかるポートにネットワークケーブルが挿入されたことを契機として、動作モード設定処理を実行してもよい。また、例えば、ネットワーク中継装置10の電源がオンの状態のまま、WAN側I/F部42が有するポートからネットワークケーブルが抜かれ、その後、再びポートにネットワークケーブルが挿入されたことを契機として、動作モード設定処理を実行してもよい。また、例えば、LAN側I/F部41において、通信端末装置430から出力されたIPv6パケットまたはIPv4パケットを受信したことを契機として、動作モード設定処理を実行してもよい。
上記実施形態では、IPv4overIPv6トンネル700,710として、DS−lite方式のトンネリング技術により形成される通信路を採用していたが、DS−lite方式に代えて、MAP−E(Mapping of Address and Port with Encapsulation)方式のトンネリング技術など、IPv4パケットをIPv6パケットによりカプセル化可能な任意の技術により形成される通信路を採用してもよい。
上記実施形態のトンネリング可否確認処理では、ICMPのecho requestパケット(いわゆるPing)に対する応答(echo replyパケット)の有無により、トンネリングの可否を特定していたが、本発明はこれに限定されるものではない。まず、AFTR510に設定されているIPv6アドレスに対して、ICMPv6のecho requestパケットを送信し、その応答があった場合に、ICMP(IPv4)のecho requestパケットを送信(ステップS205)してもよい。この構成では、ICMPv6のecho requestパケットに対する応答とICMP(IPv4)のecho requestパケットに対する応答とのうち、いずれかの応答を受信しない場合にトンネリングが可能ではないと特定し、上記2つのecho requestパケットに対する応答をいずれも受信した場合にトンネリングが可能であると特定することができる。このような構成により、トンネリングが不可能である原因をある程度特定することが可能となる。なお、AFTR510のIPv6アドレスは、予めネットワーク中継装置10に設定しておいてもよい。また、ICMPのecho requestパケットに代えて、TTL(Time To Live)を「1」に設定した任意のパケットを用いてもよい。
上記実施形態では、パケット中継処理部30の動作モードを、IPv4パケットとIPv6パケットとについて、それぞれ設定していたが、IPv4およびIPv6に限らず、IPパケットの準拠する任意のバージョン毎に、パケット中継処理部30の動作モードを設定してもよい。
上記実施形態の通信設定処理では、先ず、DHCPサーバからIPアドレスの取得を試みて、IPアドレスが取得できない場合に、PPPoEサーバからのIPアドレスの取得を試みていたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、先ず、PPPoEサーバからのIPアドレスの取得を試みて、IPアドレスが取得できない場合に、DHCPサーバからIPアドレスの取得を試みてもよい。また、DHCPサーバとPPPoEサーバとのうち、いずれか一方のみから、IPアドレスの取得を試みてもよい。
上記実施形態では、図7に示すステップS150において、IPv4パケットの中継についてのパケット中継処理部30の動作モードを設定する際に、DHCPサーバからIPアドレスを割り当てられた場合には、必ず第2動作モード(ブリッジ装置)に設定し、PPPoEサーバからIPアドレスを割り当てられた場合には、必ず第1動作モード(ルータ装置)に設定していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、DHCPサーバからIPアドレスを割り当てられた場合に、以下の手順1〜3を実行して、動作モードを第1動作モード(ルータ装置)または第2動作モード(ブリッジ装置)に設定してもよい。
(手順1)ネットワーク中継装置10からDNSリクエストを出力して、ネットワーク中継装置10がIPv4インターネット200に接続されているか否かを確認する。
(手順2)ネットワーク中継装置10は、UPnP IGD(Universal Plug and Play Internet Gateway Device)を検索する。
(手順3)ネットワーク中継装置10において、UPnP IGDが所定期間内に見つかったら第2動作モード(ブリッジ装置)に設定し、UPnP IGDが所定期間内に見つからなかったら第1動作モード(ルータ装置)に設定する。
なお、DHCPサーバからIPアドレスを割り当てられなかった場合には、以下の手順4〜6を実行して、動作モードを第1動作モード(ルータ装置)に設定することができる。
(手順4)ネットワーク中継装置10からPPPoEディスカバリを出力して、PPPoEサーバを検索する。
(手順5)ネットワーク中継装置10において、PPPoEサーバが見つかったら、PPPoEセッションを張る又は張る準備を行なう。具体的には、認証用のユーザ名およびパスワードが設定済みの場合には、これら情報を出力してPPPoEセッションを張る。他方、ユーザ名およびパスワードが未設定の場合には、上記実施形態におけるステップS340と同様に、ユーザ名およびパスワードを入力するためのWebページを通信端末装置430に送信する。
(手順6)PPPoEセッションを介してPPPoEからIPアドレスを取得できた後、動作モードを第1動作モード(ルータ装置)に設定する。
上記実施形態において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。また、本発明の機能の一部または全部がソフトウェアで実現される場合には、そのソフトウェア(コンピュータープログラム)は、コンピューター読み取り可能な記録媒体に格納された形で提供することができる。この発明において、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスクやCD−ROMのような携帯型の記録媒体に限らず、各種のRAMやROM等のコンピューター内の内部記憶装置や、ハードディスク等のコンピューターに固定されている外部記憶装置も含んでいる。すなわち、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、データを一時的ではなく固定可能な任意の記録媒体を含む広い意味を有している。
20…制御部
21…通信設定処理部
22…動作モード設定部
23…通信試験部
30…パケット中継処理部
31…ブリッジ機能部
32…IPv4ルータ機能部
33…IPv6ルータ機能部
34…トンネリング処理部
40…ネットワークインターフェイス部
41…LAN側インターフェイス(I/F)部
42…WAN側インターフェイス(I/F)部
51…第1ネットワークインターフェイス回路
52…第2ネットワークインターフェイス回路
61…RAM
62…フラッシュROM
70…CPU
100…IPv6インターネット
110…ルータ装置
200…IPv4インターネット
210…ルータ装置
300…閉鎖ネットワーク(IPv6閉鎖ネットワーク)
310…ルータ装置
320…ルータ装置
400…ユーザ宅内
410…光回線終端装置
420…ホームゲートウェイ装置
430…通信端末装置
500…VNEネットワーク
510…AFTR
520…CGN
610…通信
620…通信
690…PPPoEトンネル
700…IPv4overIPv6トンネル
710…IPv4overIPv6トンネル
Claims (14)
- IP(Internet Protocol)パケットを出力する装置と接続されるネットワーク中継装置であって、
ルータ機能部として動作する第1の動作モードとブリッジ機能部として動作する第2の動作モードとのうち、いずれかの動作モードに設定されて動作して前記IPパケットを中継するパケット中継処理部と、
前記パケット中継処理部の動作モードを、IPパケットの準拠するIPのバージョン毎に、前記第1の動作モードと前記第2の動作モードとのうち、いずれか一方を選択的に設定する動作モード設定部と、
を備える、ネットワーク中継装置。 - 請求項1に記載のネットワーク中継装置において、
前記動作モード設定部は、前記パケット中継処理部の動作モードを、IPv4(IP version 4)およびIPv6(IP version 6)について、それぞれ、前記第1の動作モードと前記第2の動作モードとのうち、いずれか一方を選択的に設定する、ネットワーク中継装置。 - 請求項2に記載のネットワーク中継装置において、
IPv6に規定されるアドレスプレフィックスを要求するメッセージであって、DHCP−PD(Dynamic Host Configuration Protocol−Prefix Delegation)において用いられるRequestメッセージを出力する要求出力部を備え、
前記動作モード設定部は、前記Requestメッセージに対する応答メッセージであるReplyメッセージによって前記アドレスプレフィックスを取得すると、前記パケット中継処理部の動作モードを、IPv6について前記第1の動作モードに設定し、前記Replyメッセージによって前記アドレスプレフィックスを取得しないと、前記パケット中継処理部の動作モードを、IPv6について前記第2の動作モードに設定する、ネットワーク中継装置。 - 請求項3に記載のネットワーク中継装置において、
WAN(Wide Area Network)側の装置と接続するためのWAN側インターフェイスと、
IPv6において用いられるRS(Router Solicitation)メッセージを、前記WAN側インターフェイスから出力するRS出力部と、
を備え、
前記動作モード設定部は、
前記RS出力部により出力される前記RSメッセージに対する応答であるRA(Router Advertisement)メッセージを受信せず、かつ、前記Replyメッセージによって前記アドレスプレフィックスを取得すると、前記パケット中継処理部の動作モードを、IPv6について前記第1の動作モードに設定し、
前記RAメッセージを受信せず、かつ、前記Replyメッセージによって前記アドレスプレフィックスを取得しないと、前記パケット中継処理部の動作モードを、IPv6について前記第2の動作モードに設定する、ネットワーク中継装置。 - 請求項4に記載のネットワーク中継装置において、
前記動作モード設定部は、
前記RAメッセージを受信し、かつ、前記RAメッセージに含まれるMフラグ(Managed Flag)の値が1であり、かつ、前記Replyメッセージによって前記アドレスプレフィックスを取得すると、前記パケット中継処理部の動作モードを、IPv6について前記第1の動作モードに設定し、
前記RAメッセージを受信し、かつ、前記RAメッセージに含まれるMフラグの値が1であり、かつ、前記Replyメッセージによって前記アドレスプレフィックスを取得しないと、前記パケット中継処理部の動作モードを、IPv6について前記第2の動作モードに設定する、ネットワーク中継装置。 - 請求項3から請求項5までのいずれか一項に記載のネットワーク中継装置において、
IPv4overIPv6トンネルを終端するトンネリング処理部と、
前記IPv4overIPv6トンネルを終端する前記ネットワーク中継装置とは異なる他のネットワーク中継装置との間で、前記IPv4overIPv6トンネルを介した通信試験を行なう通信試験部と、
を備え、
前記Replyメッセージによって前記アドレスプレフィックスを取得し、かつ、前記通信試験の結果、通信が可能であると、前記動作モード設定部は、前記パケット中継処理部の動作モードを、IPv4について前記第1の動作モードに設定する、ネットワーク中継装置。 - 請求項4または請求項5に記載のネットワーク中継装置において、
前記動作モード設定部は、前記RAメッセージを受信し、かつ、前記RAメッセージに含まれるMフラグ(Managed Flag)の値が0であると、前記パケット中継処理部の動作モードを、IPv6について前記第2の動作モードに設定する、ネットワーク中継装置。 - 請求項7に記載のネットワーク中継装置において、
IPv4overIPv6トンネルを終端するトンネリング処理部と、
前記IPv4overIPv6トンネルを終端する前記ネットワーク中継装置とは異なる他のネットワーク中継装置との間で、前記IPv4overIPv6トンネルを介した通信試験を行なう通信試験部と、
を備え、
前記動作モード設定部は、前記通信試験の結果、通信が可能であると、前記パケット中継処理部の動作モードを、IPv4について前記第1の動作モードに設定し、前記通信試験の結果、通信が不可能であると、前記パケット中継処理部の動作モードを、IPv4について前記第2の動作モードに設定する、ネットワーク中継装置。 - 請求項6に記載のネットワーク中継装置において、
前記Replyメッセージによって前記アドレスプレフィックスを取得し、かつ、前記通信試験の結果、通信が不可能であると、前記動作モード設定部は、IPv4についての前記パケット中継処理部の動作モードとして、IPアドレスの割り当て方式に応じて、前記第1の動作モードと前記第2の動作モードとのうち一方の動作モードを設定する、ネットワーク中継装置。 - 請求項3から請求項9までのいずれか一項に記載のネットワーク中継装置において、
WAN(Wide Area Network)側の装置と接続するためのWAN側インターフェイスと、
IPv6において用いられるRS(Router Solicitation)メッセージを、前記WAN側インターフェイスから出力するRS出力部と、
を備え、
前記要求出力部は、前記RS出力部によって出力される前記RSメッセージに対する応答であるRA(Router Advertisement)メッセージを受信できない場合、前記Requestメッセージを出力する、ネットワーク中継装置。 - 請求項10に記載のネットワーク中継装置において、
前記要求出力部は、前記RAメッセージを受信し、かつ、前記RAメッセージに含まれるMフラグ(Managed Flag)の値が1である場合、前記Requestメッセージを出力する、ネットワーク中継装置。 - 請求項3から請求項11までのいずれか一項に記載のネットワーク中継装置において、
WAN(Wide Area Network)側の装置と接続するためのWAN側インターフェイスと、
IPv6において用いられるRS(Router Solicitation)メッセージを、前記WAN側インターフェイスから出力するRS出力部と、
を更に備え、
前記動作モード設定部は、
前記Replyメッセージによって前記アドレスプレフィックスを取得せず、かつ、前記Requestメッセージに対してエラーを示すメッセージを受信した場合と、
前記Replyメッセージによって前記アドレスプレフィックスを取得せず、かつ、前記RS出力部により出力される前記RSメッセージに対する応答であるRA(Router Advertisement)メッセージを受信した場合と、
のうち、少なくとも一方の場合に、前記パケット中継処理部の動作モードを、IPv6について前記第2の動作モードに設定する、ネットワーク中継装置。 - IP(Internet Protocol)パケットを出力する装置と接続され、パケット中継処理部を有するネットワーク中継装置において、前記パケット中継処理部の動作モードを設定する方法であって、
前記パケット中継処理部は、ルータ機能部として動作する第1の動作モードとブリッジ機能部として動作する第2の動作モードとのうち、いずれかの動作モードに設定されて動作して前記IPパケットを中継し、
前記パケット中継処理部の動作モードを、IPパケットの準拠するIPのバージョン毎に、前記第1の動作モードと前記第2の動作モードとのうち、いずれか一方を選択的に設定する工程を備える、方法。 - IP(Internet Protocol)パケットを出力する装置と接続され、パケット中継処理部を有するネットワーク中継装置において、前記パケット中継処理部の動作モードを設定するためのコンピュータープログラムであって、
前記パケット中継処理部は、ルータ機能部として動作する第1の動作モードとブリッジ機能部として動作する第2の動作モードとのうち、いずれかの動作モードに設定されて動作して前記IPパケットを中継し、
前記パケット中継処理部の動作モードを、IPパケットの準拠するIPのバージョン毎に、前記第1の動作モードと前記第2の動作モードとのうち、いずれか一方を選択的に設定する機能を、前記ネットワーク中継装置が有するコンピューターに実現させるためのプログラム。
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