JP2016149717A

JP2016149717A - Virtual home gateway system and communication control method

Info

Publication number: JP2016149717A
Application number: JP2015026908A
Authority: JP
Inventors: 利典菊池; Toshinori Kikuchi; 斉金子; Hitoshi Kaneko; 崇栗本; Takashi Kurimoto
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2015-02-13
Filing date: 2015-02-13
Publication date: 2016-08-18
Anticipated expiration: 2035-02-13
Also published as: JP6321565B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce processing in an edge router to obtain efficient processing executed in a virtual home gateway system.SOLUTION: A switch level device 50 which distributes a packet flow is connected to a virtual home gateway 10. The virtual home gateway 10 includes: a storage unit 40 which stores a global address; an authentication unit 31 which performs channel authentication to a terminal 2; an output unit 32 which outputs a private address to the terminal 2; an identification unit 33 which identifies a packet flow received from the switch level device 50, to pass a permitted packet flow only; and a conversion unit 34 which, by referring to the global address stored in the storage unit 40, converts between the private address and the global address.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、仮想ホームゲートウェイシステム及び通信制御方法に関する。 The present invention relates to a virtual home gateway system and a communication control method.

従来、ホームゲートウェイはユーザの自宅等に配備されており、ネットワーク事業者が各ホームゲートウェイのアプリケーションソフトウェア等の管理を行う際に、ハードウェア構成等の制約を受けるという問題があった。この課題を解決するために、ユーザの自宅等に配備されていたホームゲートウェイを仮想化し、ネットワーク事業者側に配備する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, home gateways have been deployed in users' homes and the like, and there has been a problem that when network operators manage application software and the like of each home gateway, they are subject to restrictions such as hardware configuration. In order to solve this problem, a method has been proposed in which a home gateway deployed in a user's home or the like is virtualized and deployed on a network provider side (see, for example, Patent Document 1).

特開２０１３−３８１６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-3816

しかしながら、従来技術は、既存のエッジルータの機能配備を前提としているため、処理の複雑化、類似機能の重複等の課題がある。そこで、本発明においては、エッジルータの処理を削減し、仮想ホームゲートウェイシステムにおいて行われる処理を効率化することを目的とする。 However, since the conventional technology is premised on the function deployment of the existing edge router, there are problems such as complicated processing and duplication of similar functions. Therefore, an object of the present invention is to reduce the processing of the edge router and to make the processing performed in the virtual home gateway system more efficient.

本発明の仮想ホームゲートウェイシステムは、パケットフローの振り分けを行うスイッチと、前記スイッチ及び複数の端末とネットワークを介して接続された仮想ホームゲートウェイと、を有する仮想ホームゲートウェイシステムであって、前記仮想ホームゲートウェイは、グローバルアドレスを記憶する記憶部と、前記端末との間で回線認証を行う認証部と、前記端末に対しプライベートアドレスを払い出す払出部と、前記スイッチから受信したパケットフローを識別し、許可されたパケットフローのみを通過させる識別部と、前記記憶部に記憶された前記グローバルアドレスを参照し、前記プライベートアドレスと前記グローバルアドレスとの変換を行う変換部と、を有し、前記スイッチは、受信したパケットフローを前記仮想ホームゲートウェイに振り分けるフロー振分部を有することを特徴とする。 A virtual home gateway system according to the present invention is a virtual home gateway system including a switch for distributing packet flows, and a virtual home gateway connected to the switch and a plurality of terminals via a network. The gateway identifies a storage unit that stores a global address, an authentication unit that performs line authentication with the terminal, a payout unit that issues a private address to the terminal, and a packet flow received from the switch, An identification unit that allows only permitted packet flows, and a conversion unit that converts the private address and the global address with reference to the global address stored in the storage unit, and the switch The received packet flow is transferred to the virtual home game. And having a flow distributing unit which distributes the gateways.

また、本発明の通信制御方法は、パケットフローの振り分けを行うスイッチと、前記スイッチ及び複数の端末とネットワークを介して接続された仮想ホームゲートウェイと、を有する仮想ホームゲートウェイシステムで行われる通信制御方法であって、前記スイッチが、受信したフローを仮想ホームゲートウェイに振り分けるフロー振分工程と、前記仮想ホームゲートウェイが、前記端末との間で回線認証を行う認証工程と、前記仮想ホームゲートウェイが、前記端末に対しプライベートアドレスを払い出す払出工程と、前記仮想ホームゲートウェイが、受信したパケットフローを識別し、許可されたパケットフローのみを通過させる識別工程と、前記仮想ホームゲートウェイが、前記仮想ホームゲートウェイの記憶部に記憶されたグローバルアドレスを参照し、前記プライベートアドレスと前記グローバルアドレスとの変換を行う変換工程と、を含んだことを特徴とする。 The communication control method of the present invention is a communication control method performed in a virtual home gateway system having a switch that distributes packet flows, and a virtual home gateway that is connected to the switch and a plurality of terminals via a network. The switch distributes the received flow to a virtual home gateway, the virtual home gateway performs line authentication with the terminal, and the virtual home gateway A payout step of paying out a private address to the terminal, an identification step in which the virtual home gateway identifies a received packet flow and passes only a permitted packet flow, and the virtual home gateway includes the virtual home gateway. Glover stored in memory Referring to the address, characterized in that including a conversion step of performing conversion between the private address and the global address.

本発明によれば、エッジルータの処理を削減し、仮想ホームゲートウェイシステムにおいて行われる処理を効率化することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the process of an edge router can be reduced and the process performed in a virtual home gateway system can be made efficient.

図１は、実施形態１に係る仮想ホームゲートウェイシステムの構成の一例を示す機能ブロック図である。FIG. 1 is a functional block diagram illustrating an example of the configuration of the virtual home gateway system according to the first embodiment. 図２は、従来の仮想ホームゲートウェイシステムの構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a conventional virtual home gateway system. 図３は、従来の仮想ホームゲートウェイシステムの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a conventional virtual home gateway system. 図４は、従来のエッジルータ及び実施形態１に係る仮想ホームゲートウェイシステムに含まれる仮想ホームゲートウェイの機能の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of functions of a conventional edge router and a virtual home gateway included in the virtual home gateway system according to the first embodiment. 図５は、従来の仮想ホームゲートウェイシステム及び実施形態１に係る仮想ホームゲートウェイシステムの構成の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a configuration of a conventional virtual home gateway system and a virtual home gateway system according to the first embodiment. 図６は、従来の仮想ホームゲートウェイシステム及び実施形態１に係る仮想ホームゲートウェイシステムの構成の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a configuration of a conventional virtual home gateway system and the virtual home gateway system according to the first embodiment. 図７は、実施形態２に係る仮想ホームゲートウェイシステムの構成の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of the virtual home gateway system according to the second embodiment. 図８は、従来の仮想ホームゲートウェイシステムの構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a conventional virtual home gateway system. 図９は、通信制御プログラムを実行するコンピュータを示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a computer that executes a communication control program.

以下に、本願に係る仮想ホームゲートウェイシステム及び通信制御方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により本願に係る仮想ホームゲートウェイシステム及び通信制御方法が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a virtual home gateway system and a communication control method according to the present application will be described in detail with reference to the drawings. Note that the virtual home gateway system and the communication control method according to the present application are not limited by this embodiment.

［実施形態１に係る仮想ホームゲートウェイシステムの構成］
まず、実施形態１に係る仮想ホームゲートウェイシステム１の構成について説明する。図１は、実施形態１に係る仮想ホームゲートウェイシステムの構成の一例を示す機能ブロック図である。図１に示すように、仮想ホームゲートウェイシステム１は端末２と接続された仮想ホームゲートウェイ１０、パケットフローの振り分けを行うスイッチとして機能する汎用ルータ等であるスイッチレベル装置５０を有する。 [Configuration of Virtual Home Gateway System According to Embodiment 1]
First, the configuration of the virtual home gateway system 1 according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a functional block diagram illustrating an example of the configuration of the virtual home gateway system according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the virtual home gateway system 1 includes a virtual home gateway 10 connected to the terminal 2, and a switch level device 50 that is a general-purpose router or the like that functions as a switch that distributes packet flows.

図１に示すように、仮想ホームゲートウェイ１０は、通信部２０、制御部３０、記憶部４０を有する。通信部２０は、スイッチレベル装置５０や端末２との間での通信を行う。制御部３０は、認証部３１、払出部３２、識別部３３及び変換部３４を有する。記憶部４０にはキャリアポリシー４１、加入者ポリシー４２が記憶され、また、グローバルアドレスの払い出しのためのプール４３を有する。 As illustrated in FIG. 1, the virtual home gateway 10 includes a communication unit 20, a control unit 30, and a storage unit 40. The communication unit 20 performs communication with the switch level device 50 and the terminal 2. The control unit 30 includes an authentication unit 31, a payout unit 32, an identification unit 33, and a conversion unit 34. The storage unit 40 stores a carrier policy 41 and a subscriber policy 42, and has a pool 43 for paying out global addresses.

認証部３１は、端末２との間で回線認証を行う。払出部３２は、端末２に対しプライベートアドレスを払い出す。識別部３３は、スイッチレベル装置５０から受信したパケットフローを識別し、許可されたパケットフローのみを通過させる。変換部３４は、記憶部４０に記憶されたグローバルアドレスを参照し、プライベートアドレスとグローバルアドレスとの変換を行う。 The authentication unit 31 performs line authentication with the terminal 2. The payout unit 32 pays out a private address to the terminal 2. The identification unit 33 identifies the packet flow received from the switch level device 50 and allows only the permitted packet flow to pass. The conversion unit 34 refers to the global address stored in the storage unit 40 and performs conversion between the private address and the global address.

スイッチレベル装置５０では、仮想マシン環境で行うのに適さない高速性を要する処理が行われる。例えば、ＱｏＳ（ＱｕａｌｉｔｙＯｆＳｅｒｖｉｃｅ）制御、マルチキャスト、フロー振分等である。 In the switch level device 50, processing requiring high speed that is not suitable for performing in a virtual machine environment is performed. For example, QoS (Quality Of Service) control, multicast, flow distribution, and the like.

ここで、図２を用いて従来の仮想ホームゲートウェイシステムについて説明する。図２は、従来の仮想ホームゲートウェイシステムの構成を示す図である。図２に示すように、仮想化される以前は、ホームゲートウェイはユーザの宅内に配置されていた。ホームゲートウェイの仮想化が行われると、ホームゲートウェイは事業者側に配置されるようになった。図２に示す仮想ホームゲートウェイシステムの構成においては、エッジルータと仮想ホームゲートウェイとの間でＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）が構築され、さらに、仮想ホームゲートウェイと端末との間でもＶＬＡＮが構築される。 Here, a conventional virtual home gateway system will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a conventional virtual home gateway system. As shown in FIG. 2, before being virtualized, the home gateway was placed in the user's home. When home gateways were virtualized, the home gateways were placed on the operator side. In the configuration of the virtual home gateway system shown in FIG. 2, a VLAN (Virtual Local Area Network) is constructed between the edge router and the virtual home gateway, and further, a VLAN is constructed between the virtual home gateway and the terminal. .

また、エッジルータはＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）Ｓｅｒｖｅｒとして機能し、さらに、仮想ホームゲートウェイはＤＨＣＰＣｌｉｅｎｔとしてもＤＨＣＰＳｅｒｖｅｒとしても機能する。即ち、仮想ホームゲートウェイは端末にプライベートアドレスを払出し、エッジルータにグローバルアドレスの払出を要求し、エッジルータは要求に応じて仮想ホームゲートウェイにグローバルアドレスを払い出すという多段構成を有しており、非効率的であった。 The edge router functions as a Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) server, and the virtual home gateway functions as a DHCP client and a DHCP server. In other words, the virtual home gateway issues a private address to the terminal, requests the edge router to issue a global address, and the edge router has a multi-stage configuration in which the global address is issued to the virtual home gateway in response to the request. It was efficient.

図３を用いて、従来の仮想ホームゲートウェイシステムについてさらに詳しく説明する。図３に示すように、従来の仮想ホームゲートウェイシステムは、エッジルータ１００、仮想ホームゲートウェイ２００、仮想スイッチ３００を有する。また、各端末とはスイッチ４００を介して接続される。 The conventional virtual home gateway system will be described in more detail with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the conventional virtual home gateway system includes an edge router 100, a virtual home gateway 200, and a virtual switch 300. Each terminal is connected via a switch 400.

図３に示すように、従来の仮想ホームゲートウェイシステムにおいては、エッジルータ１００と仮想ホームゲートウェイ２００の仮想ＮＩＣ２１０との間で、端末数と同じ数のＶＬＡＮが構築される。この時、エッジルータ１００はＶＬＡＮの数だけグローバルアドレスを払い出し、さらに仮想ホームゲートウェイ２００は端末の数だけプライベートアドレスを払い出すことになる。なお、図３の例においては、仮想ホームゲートウェイ２００のプラットフォームとしてハイパーバイザを採用している。 As shown in FIG. 3, in the conventional virtual home gateway system, the same number of VLANs as the number of terminals are constructed between the edge router 100 and the virtual NIC 210 of the virtual home gateway 200. At this time, the edge router 100 pays out global addresses by the number of VLANs, and the virtual home gateway 200 pays out private addresses by the number of terminals. In the example of FIG. 3, a hypervisor is adopted as the platform of the virtual home gateway 200.

実施形態１に係る仮想ホームゲートウェイシステムにおいては、従来の仮想ホームゲートウェイシステムにおいてエッジルータが実行していた機能の一部を仮想ホームゲートウェイが実行する。図４を用いて、従来のエッジルータの機能と、実施形態１に係る仮想ホームゲートウェイシステムにおける仮想ホームゲートウェイの機能について説明する。図４は、従来のエッジルータ及び実施形態１に係る仮想ホームゲートウェイシステムに含まれる仮想ホームゲートウェイの機能の一例を示す図である。なお、実施形態１に係る仮想ホームゲートウェイシステムについては、図１の符号を用いて説明する。 In the virtual home gateway system according to the first embodiment, the virtual home gateway executes some of the functions that the edge router has executed in the conventional virtual home gateway system. The function of the conventional edge router and the function of the virtual home gateway in the virtual home gateway system according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of functions of a conventional edge router and a virtual home gateway included in the virtual home gateway system according to the first embodiment. The virtual home gateway system according to the first embodiment will be described using the reference numerals in FIG.

図４に示すように、従来のエッジルータは、回線認証を行うＤＨＣＰＳｅｒｖｅｒ機能を有する。ＤＨＣＰＳｅｒｖｅｒ機能においては、回線認証及びグローバルアドレスを仮想ホームゲートウェイ上の仮想ＮＩＣ等に払い出す。また、従来のエッジルータは、ＶＰＮ（Virtual Private Network）機能を有し、拠点間のプライベートネットワークを構築する。具体的には、仮想ホームゲートウェイとの間でプライベートネットワークを構築する。従来のエッジルータは、さらに、前述のＶＬＡＮを構築するためのＶＬＡＮ機能を有する。 As shown in FIG. 4, the conventional edge router has a DHCP Server function for performing line authentication. In the DHCP Server function, line authentication and a global address are paid out to a virtual NIC or the like on the virtual home gateway. Further, the conventional edge router has a VPN (Virtual Private Network) function and constructs a private network between bases. Specifically, a private network is constructed with the virtual home gateway. The conventional edge router further has a VLAN function for constructing the aforementioned VLAN.

また、従来のエッジルータは、ＱｏＳ制御、マルチキャスト、フロー振分機能を有する。これらの機能により、フローの振り分け、やＱｏＳ制御を行い、また、マルチキャスト機能はＣＤＮ（Contents Delivery Network）に対応している。 The conventional edge router has QoS control, multicast, and flow distribution functions. With these functions, flow distribution and QoS control are performed, and the multicast function corresponds to CDN (Contents Delivery Network).

実施形態１に係る仮想ホームゲートウェイシステム１においては、前述した従来のエッジルータの機能のうち、ＤＨＣＰＳｅｒｖｅｒ機能、ＶＰＮ機能、ＶＬＡＮ機能は仮想ホームゲートウェイ１０によって実行される。また、図４に示すように、従来の仮想ホームゲートウェイにはＤＨＣＰＣｌｉｅｎｔ機能が備わっていたが、エッジルータのＤＨＣＰＳｅｒｖｅｒ機能がなくなるため、仮想ホームゲートウェイのＤＨＣＰＣｌｉｅｎｔ機能も不要になる。 In the virtual home gateway system 1 according to the first embodiment, the DHCP server function, the VPN function, and the VLAN function are executed by the virtual home gateway 10 among the functions of the conventional edge router described above. Further, as shown in FIG. 4, the conventional virtual home gateway has the DHCP Client function. However, since the DHCP Server function of the edge router is eliminated, the DHCP Client function of the virtual home gateway is not necessary.

実施形態１に係る仮想ホームゲートウェイ１０は、ＤＨＣＰＳｅｒｖｅｒ機能を有し、払出部３２によるプライベートアドレスの払い出しを行う。また、エッジルータにて保持されていたグローバルアドレスのプール４３は、仮想ホームゲートウェイ１０の記憶部４０で保持されるようになるため、変換部３４によりグローバルアドレスとプライベートアドレスの変換を行うことができるようになる。 The virtual home gateway 10 according to the first embodiment has a DHCP Server function, and the payout unit 32 pays out a private address. Also, since the global address pool 43 held in the edge router is held in the storage unit 40 of the virtual home gateway 10, the conversion unit 34 can convert the global address and the private address. It becomes like this.

また、仮想ホームゲートウェイ１０はファイアウォールを識別部３３として機能させることもできる。ファイアウォール機能により、パケットフローの識別が可能であるため、ＶＰＮ機能を実現することができる。 Further, the virtual home gateway 10 can cause the firewall to function as the identification unit 33. Since the packet flow can be identified by the firewall function, the VPN function can be realized.

従来のエッジルータで行っていた回線認証は、仮想ホームゲートウェイ１０の認証部３１として機能するＤＨＣＰＳｅｒｖｅｒ機能によって行われる。また、従来のエッジルータのＶＬＡＮ機能は不要となり、仮想ホームゲートウェイが従来から有しているプライベートネットワーク側のＶＬＡＮ機能のみが実行される。 The line authentication performed by the conventional edge router is performed by the DHCP Server function that functions as the authentication unit 31 of the virtual home gateway 10. Further, the VLAN function of the conventional edge router is not necessary, and only the VLAN function on the private network side that the virtual home gateway has conventionally is executed.

回線認証及びグローバルアドレスの払い出しのため、キャリアポリシー４１が仮想ホームゲートウェイ１０の記憶部４０で記憶されるようになる。これにより、仮想ホームゲートウェイが従来から有していた加入者ポリシー４２とキャリアポリシー４１とを容易に連携させることが可能となる。なお、ＱｏＳ制御、マルチキャスト、フロー振分機能は高速性が要求され、仮想環境での実行に適さない場合があるため、スイッチレベル装置５０で行われる。 The carrier policy 41 is stored in the storage unit 40 of the virtual home gateway 10 for line authentication and global address payout. This makes it possible to easily link the subscriber policy 42 and the carrier policy 41 that the virtual home gateway has conventionally had. The QoS control, multicast, and flow distribution functions are performed by the switch level device 50 because high speed is required and may not be suitable for execution in a virtual environment.

図５を用いて、従来の仮想ホームゲートウェイシステムと実施形態１に係る仮想ホームゲートウェイシステムとの構成を比較する。図５は、従来の仮想ホームゲートウェイシステム及び実施形態１に係る仮想ホームゲートウェイシステムの構成の一例を示す図である。 The configuration of the conventional virtual home gateway system and the virtual home gateway system according to the first embodiment will be compared using FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a configuration of a conventional virtual home gateway system and a virtual home gateway system according to the first embodiment.

図５の（ａ）は従来の仮想ホームゲートウェイシステムの構成を示している。図５の（ａ）に示すように、エッジルータ１００は、グローバルＤＨＣＰ機能１０１、回線認証機能１０２、プール機能１０３、ＶＬＡＮ機能１０４、ＶＰＮ機能１０５、ＱｏＳ制御機能１０６、マルチキャスト機能１０７、フロー振分機能１０８を有する。また、図５の（ａ）に示すように、従来の仮想ホームゲートウェイ２００は、プライベートＤＨＣＰ機能２０１、ＮＡＴ機能２０２を有する。 FIG. 5A shows a configuration of a conventional virtual home gateway system. As shown in FIG. 5A, the edge router 100 includes a global DHCP function 101, a line authentication function 102, a pool function 103, a VLAN function 104, a VPN function 105, a QoS control function 106, a multicast function 107, a flow distribution. Function 108 is provided. Further, as shown in FIG. 5A, the conventional virtual home gateway 200 has a private DHCP function 201 and a NAT function 202.

図５の（ａ）に示すように、従来の仮想ホームゲートウェイシステムにおいては、まず、エッジルータ１００と仮想ホームゲートウェイ２００との間及び仮想ホームゲートウェイ２００と端末との間の両方においてＶＬＡＮを端末の数だけ構築する必要がある。また、エッジルータ１００と仮想ホームゲートウェイ２００との間にはＶＰＮ機能１０５によってＶＰＮが構築される。 As shown in FIG. 5 (a), in the conventional virtual home gateway system, first, VLANs are installed between the edge router 100 and the virtual home gateway 200 and between the virtual home gateway 200 and the terminal. It is necessary to build only the number. Further, a VPN is constructed by the VPN function 105 between the edge router 100 and the virtual home gateway 200.

図５の（ｂ）は実施形態１に係るホームゲートウェイシステムの構成を示している。図５の（ｂ）に示すように、エッジルータ１００の代わりに設けられるスイッチレベル装１５０は、ＱｏＳ制御機能１０６、マルチキャスト機能１０７、フロー振分機能１０８を有する。また、仮想ホームゲートウェイ２５０は、回線認証機能１０２、プール機能１０３、プライベートＤＨＣＰ機能２０１、ＮＡＴ機能２０２を有する。フロー振分部であるフロー振分機能１０８は、受信したパケットフローを仮想ホームゲートウェイ２５０に振り分ける。 FIG. 5B shows the configuration of the home gateway system according to the first embodiment. As shown in FIG. 5B, the switch level device 150 provided in place of the edge router 100 has a QoS control function 106, a multicast function 107, and a flow distribution function 108. The virtual home gateway 250 has a line authentication function 102, a pool function 103, a private DHCP function 201, and a NAT function 202. The flow distribution function 108 that is a flow distribution unit distributes the received packet flow to the virtual home gateway 250.

図５の（ｂ）に示すように、実施形態１に係る仮想ホームゲートウェイシステムにおいては、ＶＬＡＮが構築されるのは仮想ゲートウェイシステム２５０と端末との間のみである。また、仮想ホームゲートウェイ２５０では、ファイアウォールの識別機能によりＶＰＮが実現され、ＶＰＮの構築が必要なくなるため、ＶＰＮ機能１０５は不要となる。 As shown in FIG. 5B, in the virtual home gateway system according to the first embodiment, the VLAN is constructed only between the virtual gateway system 250 and the terminal. In the virtual home gateway 250, the VPN is realized by the firewall identification function, and it is not necessary to construct the VPN, so the VPN function 105 is unnecessary.

図６を用いて、従来の仮想ホームゲートウェイシステムと実施形態１に係る仮想ホームゲートウェイシステムとの構成をさらに詳しく比較する。図６は、従来の仮想ホームゲートウェイシステム及び実施形態１に係る仮想ホームゲートウェイシステムの構成の一例を示す図である。 The configuration of the conventional virtual home gateway system and the virtual home gateway system according to the first embodiment will be compared in more detail with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a configuration of a conventional virtual home gateway system and the virtual home gateway system according to the first embodiment.

図６の（ａ）は従来の仮想ホームゲートウェイシステムの構成を示している。図６の（ａ）に示すように、エッジルータ１００の回線認証機能１０２には、キャリアポリシーが記憶されている。また、加入者ポリシー２０３は仮想ホームゲートウェイ２５０に記憶されている。 FIG. 6A shows a configuration of a conventional virtual home gateway system. As shown in FIG. 6A, the line authentication function 102 of the edge router 100 stores a carrier policy. The subscriber policy 203 is stored in the virtual home gateway 250.

図６の（ａ）に示すように、従来の仮想ホームゲートウェイシステムにおいては、仮想ホームゲートウェイ２００は加入者ポリシー２０３を記憶している。しかし、回線認証機能１０２がエッジルータ１００に備わっているため、仮想ホームゲートウェイ２００は回線認証を行うことができない。また、仮想ホームゲートウェイ２００のＮＡＴ機能２０２は、プライベートアドレスとグローバルアドレスとの変換を行う際には、エッジルータ１００のプール機能１０３を参照する必要がある。 As shown in FIG. 6A, in the conventional virtual home gateway system, the virtual home gateway 200 stores a subscriber policy 203. However, since the line authentication function 102 is provided in the edge router 100, the virtual home gateway 200 cannot perform line authentication. Further, the NAT function 202 of the virtual home gateway 200 needs to refer to the pool function 103 of the edge router 100 when converting between a private address and a global address.

図６の（ｂ）は実施形態１に係る仮想ホームゲートウェイシステムの構成を示している。仮想ホームゲートウェイ２５０は、前述の通りプライベートＤＨＣＰ機能２０１を有しており、さらに加入者ポリシー２０３を記憶している。仮想ホームゲートウェイ２５０はキャリアポリシーと加入者ポリシーの両方を記憶し、これらを容易に連携させることができる。例えば、ユーザの課金方式等により、帯域を制限することが可能となる。 FIG. 6B shows the configuration of the virtual home gateway system according to the first embodiment. The virtual home gateway 250 has the private DHCP function 201 as described above, and further stores the subscriber policy 203. The virtual home gateway 250 stores both the carrier policy and the subscriber policy, and can easily link them. For example, it becomes possible to limit the band according to the charging method of the user.

図６の（ｂ）に示すように、実施形態１に係る仮想ホームゲートウェイシステムにおいては、仮想ホームゲートウェイ２５０は加入者ポリシー２０３を記憶しているだけでなく、キャリアポリシーを含む回線認証機能１０２を有するため、回線認証を行うことができる。また、仮想ホームゲートウェイ２５０はプール機能１０３を有しているため、ＮＡＴ機能２０２は、プライベートアドレスとグローバルアドレスとの変換を行う際に、仮想ホームゲートウェイ２５０の外に記憶された情報を参照する必要がない。 As shown in FIG. 6B, in the virtual home gateway system according to the first embodiment, the virtual home gateway 250 not only stores the subscriber policy 203 but also has a circuit authentication function 102 including a carrier policy. Therefore, line authentication can be performed. Further, since the virtual home gateway 250 has the pool function 103, the NAT function 202 needs to refer to information stored outside the virtual home gateway 250 when converting the private address and the global address. There is no.

なお、識別部３３によるスイッチレベル装置５０から受信したパケットフローを識別し、許可されたパケットフローのみを通過させる処理は、パケットフローを受信した際に随時行われるものとする。 Note that the process of identifying the packet flow received from the switch level device 50 by the identifying unit 33 and passing only the permitted packet flow is performed whenever the packet flow is received.

［実施形態１の効果］
実施形態１の仮想ホームゲートウェイシステムは、認証部３１として機能するプライベートＤＨＣＰ機能２０１の回線認証機能１０２により端末との間で回線認証を行い、払出部３２として機能するプライベートＤＨＣＰ機能２０１によりプライベートアドレスの払い出しを行い、スイッチレベル装置１５０によって振り分けられたパケットフローを仮想ホームゲートウェイ２５０で識別し、許可されたパケットフローのみを通過させ、変換部３４として機能するＮＡＴ機能２０２が記憶部４０であるプール機能１０３に記憶されているグローバルアドレスを参照し、プライベートアドレスとグローバルアドレスとの変換を行う。これにより、エッジルータの処理を削減し、仮想ホームゲートウェイシステムにおいて行われる処理を効率化することができる。また、記憶部４０は加入者ポリシー４２及びキャリアポリシー４１も記憶するため、これらの連携が容易になる。 [Effect of Embodiment 1]
The virtual home gateway system according to the first embodiment performs line authentication with a terminal by the line authentication function 102 of the private DHCP function 201 functioning as the authentication unit 31, and the private DHCP function 201 functioning as the payout unit 32 sets the private address. A pool function in which the NAT function 202 that functions as the conversion unit 34 is the storage unit 40, which performs the payout, identifies the packet flow distributed by the switch level device 150 by the virtual home gateway 250, passes only the permitted packet flow The global address stored in 103 is referred to, and the private address and the global address are converted. Thereby, the processing of the edge router can be reduced, and the processing performed in the virtual home gateway system can be made efficient. Moreover, since the memory | storage part 40 also memorize | stores the subscriber policy 42 and the carrier policy 41, these cooperation becomes easy.

［実施形態２に係る仮想ホームゲートウェイシステムの構成］
図７を用いて実施形態２に係る仮想ホームゲートウェイシステムの構成について説明する。図７は、実施形態２に係る仮想ホームゲートウェイシステムの構成の一例を示す図である。実施形態２は、回線提供事業者がサービス事業者に回線を卸売し、サービス事業者からユーザ等に回線が提供されるＢ２Ｂ２Ｘを実現するための構成である。 [Configuration of Virtual Home Gateway System According to Second Embodiment]
The configuration of the virtual home gateway system according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of the virtual home gateway system according to the second embodiment. Embodiment 2 is a configuration for realizing B2B2X in which a line provider wholesales a line to a service provider and the line is provided from the service provider to a user or the like.

図７に示すように、サービス事業者はネットワークスライスを経由して仮想ホームゲートウェイ２５０に接続している。仮想ホームゲートウェイ２５０は、ＮＡＴ機能２０２、プール機能１０３、プライベートＤＨＣＰ機能２０１を有する。サービス事業者は仮想ホームゲートウェイ２５０に対してグローバルアドレスを払い出す。そして、仮想ホームゲートウェイ２５０は、プライベートＤＨＣＰ機能２０１によってサービス事業者のサービスを利用している各端末に対してプライベートアドレスを払い出す。 As shown in FIG. 7, the service provider is connected to the virtual home gateway 250 via the network slice. The virtual home gateway 250 has a NAT function 202, a pool function 103, and a private DHCP function 201. The service provider issues a global address to the virtual home gateway 250. Then, the virtual home gateway 250 issues a private address to each terminal using the service provider service by the private DHCP function 201.

また、仮想ホームゲートウェイ２５０は、自らが有するＮＡＴ機能２０２及びプール機能１０３を用いてプライベートアドレスとグローバルアドレスの変換を行う。さらに、仮想ホームゲートウェイ２５０は、外部の情報を用いることなく加入者ポリシーとキャリアポリシーの連携処理を行うことができる。 Further, the virtual home gateway 250 converts the private address and the global address using the NAT function 202 and the pool function 103 that the virtual home gateway 250 has. Furthermore, the virtual home gateway 250 can perform the cooperation process between the subscriber policy and the carrier policy without using external information.

図８を用いて、従来の仮想ホームゲートウェイシステムによりＢ２Ｂ２Ｘを実現する場合の構成を説明する。図８は、従来の仮想ホームゲートウェイシステムの構成を示す図である。図８に示すように、エッジルータ１００はグローバルＤＨＣＰ機能１０１を有し、各仮想ホームゲートウェイ２００はプライベートＤＨＣＰ機能２０１を有している。 The configuration when B2B2X is realized by a conventional virtual home gateway system will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a conventional virtual home gateway system. As shown in FIG. 8, the edge router 100 has a global DHCP function 101, and each virtual home gateway 200 has a private DHCP function 201.

図８に示すように、サービス事業者は、エッジルータ１００を介して、各仮想ホームゲートウェイ２００に対して各端末に対応するグローバルアドレスを払い出す。また、仮想ホームゲートウェイ２００はプール機能を有していないため、プライベートアドレスとグローバルアドレスの変換を行う場合は、エッジルータ１００が有するプール機能を利用する必要がある。 As shown in FIG. 8, the service provider issues a global address corresponding to each terminal to each virtual home gateway 200 via the edge router 100. In addition, since the virtual home gateway 200 does not have a pool function, it is necessary to use the pool function of the edge router 100 when converting a private address and a global address.

［実施形態２の効果］
従来の仮想ホームゲートウェイシステムによってＢ２Ｂ２Ｘを実現する場合、サービス事業者は端末毎にＩＰアドレスを配布する必要があったため、サービス規模が制約され、また、ユーザ及びアドレス管理が煩雑であった。実施形態２の仮想ホームゲートウェイシステムによって実現されるＢ２Ｂ２Ｘにおいては、ユーザ毎のＩＰアドレスの管理及び払出しが、さらに回線認証やグローバルアドレスの割り付けが仮想ホームゲートウェイによって行われるようになるため、サービス規模が制約され、また、ユーザ及びアドレス管理が煩雑であるという課題が解決される。 [Effect of Embodiment 2]
When B2B2X is realized by a conventional virtual home gateway system, since the service provider needs to distribute an IP address for each terminal, the service scale is restricted, and user and address management is complicated. In B2B2X realized by the virtual home gateway system according to the second embodiment, management and delivery of IP addresses for each user, and line authentication and global address allocation are performed by the virtual home gateway, so the service scale is large. The problem of being restricted and complicated user and address management is solved.

［その他の実施形態］
また、上記実施形態では、ＱｏＳ制御機能、マルチキャスト機能、フロー振分機能等の一部の機能を仮想ホームゲートウェイで行わず、スイッチレベル装置で行うこととしたが、仮想マシンの処理性能が向上すれば、これらの処理も仮想ホームゲートウェイによって行われるようにしても良い。 [Other Embodiments]
In the above embodiment, some functions such as the QoS control function, the multicast function, and the flow distribution function are not performed by the virtual home gateway but by the switch level device. However, the processing performance of the virtual machine is improved. For example, these processes may be performed by the virtual home gateway.

［プログラム］
また、上記実施形態に係る仮想ホームゲートウェイ２５０が実行する処理をコンピュータが実行可能な言語で記述したプログラムを作成することもできる。この場合、コンピュータがプログラムを実行することにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、かかるプログラムをコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませて実行することにより上記実施形態と同様の処理を実現してもよい。以下に、仮想ホームゲートウェイ２５０と同様の機能を実現する通信制御プログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。なお、通信制御プログラムは、コンピュータ上に仮想的に構築された仮想マシン上で実行されるようにしても良い。 [program]
It is also possible to create a program in which the processing executed by the virtual home gateway 250 according to the above embodiment is described in a language that can be executed by a computer. In this case, the same effect as the above-described embodiment can be obtained by the computer executing the program. Further, such a program may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium may be read by the computer and executed to execute the same processing as in the above embodiment. Hereinafter, an example of a computer that executes a communication control program that realizes the same function as the virtual home gateway 250 will be described. Note that the communication control program may be executed on a virtual machine that is virtually constructed on a computer.

図９は、通信制御プログラムを実行するコンピュータを示す図である。図９に示すように、コンピュータ１０００は、例えば、メモリ１０１０と、ＣＰＵ１０２０と、ハードディスクドライブインタフェース１０３０と、ディスクドライブインタフェース１０４０と、シリアルポートインタフェース１０５０と、ビデオアダプタ１０６０と、ネットワークインタフェース１０７０とを有する。これらの各部は、バス１０８０によって接続される。 FIG. 9 is a diagram illustrating a computer that executes a communication control program. As illustrated in FIG. 9, the computer 1000 includes, for example, a memory 1010, a CPU 1020, a hard disk drive interface 1030, a disk drive interface 1040, a serial port interface 1050, a video adapter 1060, and a network interface 1070. These units are connected by a bus 1080.

メモリ１０１０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０１１およびＲＡＭ（Random Access Memory）１０１２を含む。ＲＯＭ１０１１は、例えば、ＢＩＯＳ（Basic Input Output System）等のブートプログラムを記憶する。ハードディスクドライブインタフェース１０３０は、ハードディスクドライブ１０９０に接続される。ディスクドライブインタフェース１０４０は、ディスクドライブ１１００に接続される。ディスクドライブ１１００には、例えば、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能な記憶媒体が挿入される。シリアルポートインタフェース１０５０には、例えば、マウス１１１０およびキーボード１１２０が接続される。ビデオアダプタ１０６０には、例えば、ディスプレイ１１３０が接続される。 The memory 1010 includes a ROM (Read Only Memory) 1011 and a RAM (Random Access Memory) 1012. The ROM 1011 stores a boot program such as BIOS (Basic Input Output System). The hard disk drive interface 1030 is connected to the hard disk drive 1090. The disk drive interface 1040 is connected to the disk drive 1100. A removable storage medium such as a magnetic disk or an optical disk is inserted into the disk drive 1100, for example. For example, a mouse 1110 and a keyboard 1120 are connected to the serial port interface 1050. For example, a display 1130 is connected to the video adapter 1060.

ここで、図９に示すように、ハードディスクドライブ１０９０は、例えば、ＯＳ１０９１、アプリケーションプログラム１０９２、プログラムモジュール１０９３およびプログラムデータ１０９４を記憶する。上記実施形態で説明した各テーブルは、例えばハードディスクドライブ１０９０やメモリ１０１０に記憶される。 Here, as shown in FIG. 9, the hard disk drive 1090 stores, for example, an OS 1091, an application program 1092, a program module 1093, and program data 1094. Each table described in the above embodiment is stored in the hard disk drive 1090 or the memory 1010, for example.

また、通信制御プログラムは、例えば、コンピュータ１０００によって実行される指令が記述されたプログラムモジュールとして、ハードディスクドライブ１０９０に記憶される。具体的には、上記実施形態で説明した仮想ホームゲートウェイ２５０が実行する各処理が記述されたプログラムモジュールが、ハードディスクドライブ１０９０に記憶される。 Further, the communication control program is stored in the hard disk drive 1090 as a program module in which a command executed by the computer 1000 is described, for example. Specifically, a program module describing each process executed by the virtual home gateway 250 described in the above embodiment is stored in the hard disk drive 1090.

また通信制御プログラムによる情報処理に用いられるデータは、プログラムデータとして、例えば、ハードディスクドライブ１０９０に記憶される。そして、ＣＰＵ１０２０が、ハードディスクドライブ１０９０に記憶されたプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４を必要に応じてＲＡＭ１０１２に読み出して、上述した各手順を実行する。 Data used for information processing by the communication control program is stored in the hard disk drive 1090 as program data, for example. Then, the CPU 1020 reads out the program module 1093 and the program data 1094 stored in the hard disk drive 1090 to the RAM 1012 as necessary, and executes the above-described procedures.

なお、通信制御プログラムに係るプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４は、ハードディスクドライブ１０９０に記憶される場合に限られず、例えば、着脱可能な記憶媒体に記憶されて、ディスクドライブ１１００等を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。あるいは、通信制御プログラムに係るプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４は、ＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Network）等のネットワークを介して接続された他のコンピュータに記憶され、ネットワークインタフェース１０７０を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。 The program module 1093 and the program data 1094 related to the communication control program are not limited to being stored in the hard disk drive 1090. For example, the program module 1093 and the program data 1094 are stored in a removable storage medium and read by the CPU 1020 via the disk drive 1100 or the like. May be issued. Alternatively, the program module 1093 and the program data 1094 related to the communication control program are stored in another computer connected via a network such as a LAN (Local Area Network) or a WAN (Wide Area Network), and are transmitted via the network interface 1070. May be read by the CPU 1020.

１仮想ホームゲートウェイシステム
２端末
１０、２００、２５０仮想ホームゲートウェイ
２０通信部
３０制御部
３１認証部
３２払出部
３３識別部
３４変換部
４０記憶部
４１キャリアポリシー
４２、２０３加入者ポリシー
４３プール
５０、１５０スイッチレベル装置
１００エッジルータ
１０１グローバルＤＨＣＰ機能
１０２回線認証機能
１０３プール機能
１０４ＶＬＡＮ機能
１０５ＶＰＮ機能
１０６ＱｏＳ制御機能
１０７マルチキャスト機能
１０８フロー振分機能
２０１プライベートＤＨＣＰ機能
２０２ＮＡＴ機能
３００仮想スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Virtual home gateway system 2 Terminal 10, 200, 250 Virtual home gateway 20 Communication part 30 Control part 31 Authentication part 32 Delivery part 33 Identification part 34 Conversion part 40 Storage part 41 Carrier policy 42, 203 Subscriber policy 43 Pool 50, 150 Switch level device 100 Edge router 101 Global DHCP function 102 Line authentication function 103 Pool function 104 VLAN function 105 VPN function 106 QoS control function 107 Multicast function 108 Flow distribution function 201 Private DHCP function 202 NAT function 300 Virtual switch

Claims

A virtual home gateway system comprising: a switch that distributes packet flows; and a virtual home gateway connected to the switch and a plurality of terminals via a network,
The virtual home gateway is
A storage unit for storing global addresses;
An authentication unit that performs line authentication with the terminal;
A payout unit for paying out a private address to the terminal;
An identification unit for identifying a packet flow received from the switch and passing only a permitted packet flow;
A conversion unit that refers to the global address stored in the storage unit and performs conversion between the private address and the global address;
Have
The switch is
A virtual home gateway system comprising a flow distribution unit that distributes a received packet flow to the virtual home gateway.

The virtual home gateway system according to claim 1, wherein the identification unit identifies a packet flow by a firewall identification function.

The storage unit further stores a subscriber policy and a carrier policy,
The virtual home gateway system according to claim 1 or 2, wherein the virtual home gateway further has a cooperation function for linking the subscriber policy and the carrier policy.

A communication control method performed in a virtual home gateway system comprising: a switch for distributing packet flows; and a virtual home gateway connected to the switch and a plurality of terminals via a network,
A flow distribution step in which the switch distributes the received flow to a virtual home gateway;
An authentication step in which the virtual home gateway performs line authentication with the terminal;
The virtual home gateway pays out a private address to the terminal; and
An identification step in which the virtual home gateway identifies a received packet flow and passes only permitted packet flows;
The virtual home gateway refers to a global address stored in the storage unit of the virtual home gateway, and converts the private address and the global address; and
The communication control method characterized by including.