JP2020092318A - Relay device, relay method, and computer program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、中継装置、中継方法及びコンピュータプログラムに関する。 Embodiments of the present invention relate to a relay device, a relay method, and a computer program.
プラント等でリアルタイムに発生する各種センサデータをクラウドサーバに送信する際に用いられる通信方式の一つとして、ＭＱＴＴ（Message Queueing Telemetry Transport）等のパブリッシュ・サブスクライブ型のメッセージング方式が知られている（以下「Ｐｕｂ／Ｓｕｂ型通信」という。）。Ｐｕｂ／Ｓｕｂ型通信は、ブローカ（Ｂｒｏｋｅｒ：仲介者）がパブリッシャ(Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒ：発行者)から受信したメッセージを対応するトピックに登録し、トピックに登録されたメッセージをそのトピックに対して配信を申し込んでいた１以上のサブスクライバ(Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ：購読者)に配信する通信モデルである。このようなＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信では、パブリッシャはメッセージの配信を必要とする個々のサブスクライバを意識することなく複数のサブスクライバに効率的にメッセージを配信することができる。 A publish/subscribe type messaging method such as MQTT (Message Queueing Telemetry Transport) is known as one of communication methods used when transmitting various sensor data generated in real time in a plant or the like to a cloud server ( Hereinafter referred to as "Pub/Sub type communication".) In the Pub/Sub type communication, a broker (broker) registers a message received from a publisher (publisher) in a corresponding topic, and a message registered in the topic is applied for delivery to the topic. It is a communication model for delivering to one or more subscribers (Subscriber). In such Pub/Sub communication, a publisher can efficiently deliver a message to a plurality of subscribers without being aware of the individual subscribers who need to deliver the message.
しかしながら、従来のＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信のセキュリティは必ずしも十分でなく、メッセージの誤配信や改竄等が行われる可能性があった。例えば、不正やトピックによってメッセージが意図しないサブスクライバに配信されてしまったり、不正なサブスクライバによって改竄されてしまう可能性があった。 However, the security of the conventional Pub/Sub type communication is not always sufficient, and there is a possibility that a message may be erroneously delivered or tampered with. For example, a message may be delivered to an unintended subscriber due to fraud or a topic, or may be tampered with by an unauthorized subscriber.
本発明が解決しようとする課題は、よりセキュリティの高いＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信を実現することができる中継装置、中継方法及びコンピュータプログラムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a relay device, a relay method, and a computer program that can realize Pub/Sub type communication with higher security.
実施形態の中継装置は、パブリッシュ・サブスクライブ型のメッセージング方式に基づいて、１以上のパブリッシャから受信されたメッセージを指定されたトピックに基づいて１以上のサブスクライバに配信する装置である。前記中継装置は、記憶部と、中継部と、を持つ。記憶部は、前記トピックのパブリッシャを示すトピック管理情報を予め記憶している。中継部は、前記トピック管理情報において前記トピックのパブリッシャとして予め設定されている送信装置からメッセージを受信し、受信した前記メッセージを前記トピックのサブスクライバである受信装置に送信する。 The relay device according to the embodiment is a device that delivers a message received from one or more publishers to one or more subscribers based on a specified topic based on a publish/subscribe messaging method. The relay device includes a storage unit and a relay unit. The storage unit stores in advance topic management information indicating the publisher of the topic. The relay unit receives a message from a transmission device preset as a publisher of the topic in the topic management information, and transmits the received message to a reception device that is a subscriber of the topic.
以下、実施形態の中継装置、中継方法及びコンピュータプログラムを、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a relay device, a relay method, and a computer program according to the embodiments will be described with reference to the drawings.
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態におけるパブリッシュ・サブスクライブ型（以下「Ｐｕｂ／Ｓｕｂ型」という。）通信システムの構成例を示す図である。図１に示す通信システム１００は、第１の実施形態におけるＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信システムの一例である。通信システム１００は、中継装置１０、送信装置２０、及び受信装置３０を備える。中継装置１０はネットワークＮ１を介して送信装置２０と通信可能に接続され、ネットワークＮ２を介して受信装置３０と通信可能に接続される。なお、中継装置１０が送信装置２０及び受信装置３０と通信可能に接続される限りにおいて、通信システム１００のネットワーク構成は図１と異なる構成であってもよい。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a publish/subscribe type (hereinafter referred to as “Pub/Sub type”) communication system according to the first embodiment. The
中継装置１０は、Ｐｕｂ／Ｓｕｂ型通信におけるブローカとして機能する通信装置である。具体的には、中継装置１０は、ＭＱＴＴ（Message Queueing Telemetry Transport）等のＰｕｂ／Ｓｕｂ型メッセージング方式に基づいて、送信装置２０が送信したメッセージを対応する受信装置３０に中継する機能（以下「中継機能」という。）を有する。
The
送信装置２０は、Ｐｕｂ／Ｓｕｂ型通信におけるパブリッシャとして機能する通信装置である。具体的には、送信装置２０は、中継装置１０のメッセージング方式に則って、配信対象のメッセージをブローカである中継装置１０に送信する機能を有する。例えば、送信装置２０は、登録先のトピックを示す情報（以下「トピック情報」という。）を付加したメッセージを中継装置１０に送信する。なお、図１は、３台の送信装置２０−１、２０−２、２０−３を備える通信システム１００を示しているが、中継装置１０に接続される送信装置２０の数は少なくとも１以上であればよく、３未満であってもよいし、４以上であってもよい。
The
受信装置３０は、Ｐｕｂ／Ｓｕｂ型通信におけるサブスクライバとして機能する通信装置である。具体的には、受信装置３０は、中継装置１０のメッセージング方式に則って、ブローカである中継装置１０から購読対象のメッセージを受信する機能を有する。なお、図１は、３台の受信装置３０−１、３０−２、３０−３を備える通信システム１００を示しているが、中継装置１０に接続される受信装置３０の数は少なくとも１以上であればよく、３未満であってもよいし、４以上であってもよい。
The
このように構成される実施形態の通信システム１００において、中継装置１０は、上記の中継機能に加えて、トピックの設定者を認証する機能（以下「認証機能」という。）を有することにより、よりセキュリティの高いＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信を実現することができる。なお、ここでいうトピックの設定とは、トピックに対するパブリッシャ又はサブスクライバの対応づけを意味する。以下、実施形態の中継装置１０の構成について詳細に説明する。
In the
図２は、第１の実施形態の中継装置１０の機能構成の具体例を示す図である。中継装置１０は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、プログラムを実行する。中継装置１０は、プログラムの実行によって第１通信部１０１、第２通信部１０２、第３通信部１０３、第４通信部１０４、トピック管理情報記憶部１０５、メッセージ中継部１０６、認証部１１１及びトピック設定部１１２を備える装置として機能する。なお、中継装置１０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
FIG. 2 is a diagram illustrating a specific example of the functional configuration of the
第１通信部１０１、第２通信部１０２、第３通信部１０３及び第４通信部１０４は中継装置１０を送信装置２０及び受信装置３０と通信可能に接続する通信インタフェースである。第１通信部１０１及び第２通信部１０２は、中継装置１０を送信装置２０と通信可能に接続する。第３通信部１０３及び第４通信部１０４は、中継装置１０を受信装置３０と通信可能に接続する。
The
中継装置１０は第１通信部１０１及び第３通信部１０３を介してトピックの設定に関する通信を行い、第２通信部１０２及び第４通信部１０４を介してメッセージの送受信に関する通信を行う。なお、第１通信部１０１、第２通信部１０２、第３通信部１０３及び第４通信部１０４は、中継装置１０が送信装置２０及び受信装置３０と通信可能である限りにおいて適宜集約又は分散されてもよい。
The
トピック管理情報記憶部１０５は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。トピック管理情報記憶部１０５はトピック管理情報を記憶する。トピック管理情報は、Ｐｕｂ／Ｓｕｂ型通信におけるトピックに関する設定情報である。トピック管理情報は、メッセージの送受信に先立って予めトピック管理情報記憶部１０５に記録される。
The topic management
図３及び図４は、第１の実施形態におけるトピック管理情報の具体例を示す図である。図３は、本実施形態の通信システム１００のように、パブリッシャとして機能する通信装置（ここでは送信装置２０）と、サブスクライバとして機能する通信装置（ここでは受信装置３０）とが異なる装置として構成されている場合におけるトピック管理情報を示している。この場合、トピック管理情報は、例えば図３に示すトピック管理テーブルＴ１としてトピック管理情報記憶部１０５に記憶される。
3 and 4 are diagrams showing specific examples of the topic management information in the first embodiment. In FIG. 3, like the
トピック管理テーブルＴ１は、パブリッシャ又はサブスクライバとして機能する通信装置のＩＰ（Internet Protocol）アドレスと、各通信装置が配信するメッセージのトピックと、の組み合わせごとに１つのレコードを有し、各レコードはＩＰアドレス、トピックＩＤ及びアクセス権の各値を持つ。 The topic management table T1 has one record for each combination of an IP (Internet Protocol) address of a communication device functioning as a publisher or a subscriber and a topic of a message distributed by each communication device, and each record has an IP address. , Topic ID and access right.
トピックＩＤは、対応するＩＰアドレスを持つ通信装置に対応づけられるトピックの識別情報である。アクセス権は、対応するＩＰアドレスを持つ通信装置が、対応するトピックに関して与えられる権限を表す。例えば、トピック管理テーブルＴ１のレコードＲ１は、“１９２．１６８．１．１０２”のＩＰアドレスを持つ通信装置がトピック“ｐｌａｎｔＢ”についてメッセージを配信（“ｐｕｂｌｉｓｈ”）可能であることを表している。また、例えば、トピック管理テーブルＴ１のレコードＲ２は、“１９２．１６８．２．１０２”のＩＰアドレスを持つ通信装置がトピック“ｐｌａｎｔＢ”についてメッセージを購読（“ｓｕｂｓｃｒｉｂｅ”）可能であることを表している。 The topic ID is identification information of a topic associated with a communication device having a corresponding IP address. The access right represents the authority given to the corresponding topic by the communication device having the corresponding IP address. For example, the record R1 of the topic management table T1 indicates that the communication device having the IP address of “192.168.1.102” can deliver (“publish”) a message for the topic “plantB”. Further, for example, the record R2 of the topic management table T1 indicates that the communication device having the IP address of “192.168.2.102” can subscribe (“subscribe”) a message for the topic “plantB”. There is.
なお、Ｐｕｂ／Ｓｕｂ型通信によってメッセージを送受信する通信装置は、必ずしもパブリッシャ又はサブスクライバのいずれかとして機能するものである必要はなく、パブリッシャ及びサブスクライバとして機能するものであってもよい。例えば、この場合のトピック管理情報は、図４に示すトピック管理テーブルＴ２のように設定される。 It should be noted that the communication device that transmits and receives messages by the Pub/Sub type communication does not necessarily have to function as either a publisher or a subscriber, and may function as a publisher and a subscriber. For example, the topic management information in this case is set as in the topic management table T2 shown in FIG.
図２の説明に戻る。メッセージ中継部１０６は、トピック管理情報に基づいてメッセージを中継する機能を有する。具体的には、メッセージ中継部１０６は、送信装置２０から受信したメッセージを、そのメッセージに含まれているトピック情報が示すトピックに登録するとともに、トピックに登録されているメッセージを、そのトピックに対応づけられている受信装置３０に送信する。
Returning to the explanation of FIG. The
認証部１１１は、トピックの設定要求（以下「トピック設定要求」という。）を受け付けるとともに、要求元の通信装置（ここでは送信装置２０又は受信装置３０）認証する機能（以下「認証機能」という。）を有する。なお、ここでいうトピックの設定とは、トピック管理情報の新規生成や、既存のトピック管理情報に対する設定の追加、変更、削除等を意味する。
The
また、上記の認証機能は、要求元の通信装置について上記設定資格の有無を判定することができればどのような方法で実現されてもよい。例えば、認証部１１１は、要求元の通信装置からユーザ名及びパスワード、秘密鍵、証明書等の資格情報を取得し、取得した資格情報に基づいて上記設定資格の有無を判定してもよい。また、認証部１１１は、要求元の通信装置を図示しない他の装置に依頼し、その認証結果に基づいて要求元の通信装置を認証してもよい。
Further, the above authentication function may be realized by any method as long as the presence or absence of the setting qualification can be determined for the requesting communication device. For example, the
具体的には、認証部１１１は、トピック設定要求の受け付けとともに、トピック管理情報に対する設定内容を示す情報（以下「設定要求情報」という。）を要求元の通信装置から取得する。一方で、認証部１１１は、トピック設定要求の受け付けに応じて要求元の通信装置の認証処理を行い、認証に成功した場合に設定要求情報をトピック設定部１１２に出力する。
Specifically, the
トピック設定部１１２は、トピックの設定機能を有する。具体的には、トピック設定部１１２は、認証部１１１が出力する設定要求情報を取得し、取得した設定要求情報が示す設定内容をトピック管理情報に反映させる。
The
図５は、第１の実施形態における送信装置２０の機能構成の具体例を示す図である。送信装置２０は、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、プログラムを実行する。送信装置２０は、プログラムの実行によって第１通信部２１、第２通信部２２、メッセージ送信部２３及びトピック設定要求部２４を備える装置として機能する。なお、送信装置２０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
FIG. 5 is a diagram illustrating a specific example of the functional configuration of the
第１通信部２１及び第２通信部２２は送信装置２０を中継装置１０と通信可能に接続する通信インタフェースである。送信装置２０は第１通信部２１を介してトピックの設定に関する通信を行い、第２通信部２２を介してメッセージの送信に関する通信を行う。なお、第１通信部２１及び第２通信部２２は、送信装置２０が中継装置１０と通信可能である限りにおいて適宜集約又は分散されてもよい。
The
メッセージ送信部２３は、Ｐｕｂ／Ｓｕｂ型通信におけるパブリッシャとして、ブローカである中継装置１０に対してメッセージを送信する機能を有する。具体的には、メッセージ送信部２３は、送信するメッセージに関するトピック情報（例えばトピックＩＤ）を予め記憶しており、トピック情報をメッセージに付加して中継装置１０に送信する。なお、メッセージ送信部２３は、送信する全てのメッセージに同じトピック情報を付加してもよいし、メッセージに応じて異なるトピック情報を付加してもよい。
The
トピック設定要求部２４は、送信装置２０をパブリッシャとするトピック設定要求を中継装置１０に通知する機能を有する。トピック設定要求部２４は、トピック設定要求の通知とともに、トピックの設定に関する資格情報と設定要求情報とを中継装置１０に送信する。
The topic
図６は、第１の実施形態における受信装置３０の機能構成の具体例を示す図である。受信装置３０は、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、プログラムを実行する。受信装置３０は、プログラムの実行によって第１通信部３１、第２通信部３２、メッセージ受信部３３及びトピック設定要求部３４を備える装置として機能する。なお、受信装置３０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
FIG. 6 is a diagram illustrating a specific example of the functional configuration of the receiving
第１通信部３１及び第２通信部３２は受信装置３０を中継装置１０と通信可能に接続する通信インタフェースである。受信装置３０は第１通信部３１を介してトピックの設定に関する通信を行い、第２通信部３２を介してメッセージの受信に関する通信を行う。なお、第１通信部３１及び第２通信部３２は、受信装置３０が中継装置１０と通信可能である限りにおいて適宜集約又は分散されてもよい。
The
メッセージ受信部３３は、Ｐｕｂ／Ｓｕｂ型通信におけるサブスクライバとして、予め購読が申し込まれているトピックのメッセージを、ブローカである中継装置１０から受信する機能を有する。
The
トピック設定要求部３４は、送信装置２０をサブスクライバとするトピック設定要求を中継装置１０に通知する機能を有する。トピック設定要求部３４は、トピック設定要求の通知とともに、トピックの設定に関する資格情報と設定要求情報とを中継装置１０に送信する。
The topic
図７は、第１の実施形態の通信システム１００がＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信によってメッセージを送受信する処理の具体例を示すシーケンス図である。なお、ここで説明するメッセージの送受信処理は、従来のＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信によるメッセージの送受信処理と同様である。
FIG. 7 is a sequence diagram showing a specific example of a process in which the
まず、送信装置２０において配信すべきメッセージが発生した場合、送信装置２０は、発生したメッセージをＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信のプロトコルに則って中継装置１０に送信する（ステップＳ１０１）。具体的には、送信装置２０は、送信するメッセージに関するトピック情報（例えばトピックＩＤ）を予め記憶しており、そのトピック情報をメッセージに付加して中継装置１０に送信する。ここで、予め送信装置２０に記憶されているトピック情報は全てのメッセージに共通の１つのトピックを示すものであってもよいし、メッセージに応じて異なる複数のトピックを示すものであってもよい。また、送信装置２０は、１つのメッセージに対して１つのトピックを示すトピック情報を付加してもよいし、複数のトピックを示すトピック情報を付加してもよい。送信されたメッセージは中継装置１０によって受信される。
First, when a message to be distributed is generated in the
中継装置１０では、メッセージ中継部１０６が、受信されたメッセージの送信元である送信装置２０がトピック管理情報に設定されているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。例えば、メッセージ中継部１０６は、受信されたメッセージに付加されている送信元のＩＰアドレスを取得し、そのＩＰアドレスがパブリッシャとしてトピック管理情報に設定されているか否かを判定する。ここで、送信元の送信装置２０がトピック管理情報に設定されている場合（ステップＳ１０２−ＹＥＳ）、メッセージ中継部１０６は受信されたメッセージの登録先として指定されているトピックがトピック管理情報に設定されているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
In the
具体的には、メッセージ中継部１０６は、受信されたメッセージに付加されているトピック情報に基づいて、そのメッセージの登録先として指定されているトピックを識別し、そのトピックがトピック管理情報において送信元の送信装置２０に対応づけられているか否かを判定する。ここで、受信されたメッセージの登録先として指定されているトピックがトピック管理情報に設定されている場合（ステップＳ１０３−ＹＥＳ）、メッセージ中継部１０６は、トピック情報によって指定されたトピックに受信されたメッセージを登録するとともに、トピックに登録されているメッセージを、そのトピックに対応づけられている受信装置３０に転送する（ステップＳ１０４）。このような一連の処理の流れにより、中継装置１０は１以上の送信装置２０から送信されたメッセージを対応する１以上の受信装置３０に中継する。
Specifically, the
例えば、トピック管理情報が図３のように設定されている場合、ＩＰアドレス“１９２．１６８．１．１０２”を持つ送信装置２０が送信したメッセージは、送信元の送信装置２０と同じトピック“ｐｌａｎｔＢ”に対応づけられたＩＰアドレスを持つ受信装置３０に送信される。具体的には、ＩＰアドレス“１９２．１６８．１．１０２”を持つ送信装置２０が送信したメッセージは、ＩＰアドレス“１９２．１６８.２．１０１”を持つ受信装置３０と、ＩＰアドレス“１９２．１６８.２．１０２”を持つ受信装置３０と、に送信される。
For example, when the topic management information is set as shown in FIG. 3, the message transmitted by the
一方、ステップＳ１０２において、送信元の送信装置２０がトピック管理情報に設定されていない場合（ステップＳ１０２−ＮＯ）、又はステップＳ１０３において、受信されたメッセージの登録先として指定されているトピックがトピック管理情報に設定されていない場合（ステップＳ１０３−ＮＯ）、メッセージ中継部１０６はメッセージの転送を行わずに廃棄する（ステップＳ１０５）。
On the other hand, in step S102, when the
このような一連の処理の流れでメッセージを中継することにより、中継装置１０は正当な送信装置２０から送信されたメッセージを受信装置３０に中継し、不正な送信装置２０から送信されたメッセージが受信装置３０に中継されないようにすることができる。これは、以下で説明するトピックの設定処理により、メッセージの送受信に先立って正当な送信装置２０だけがトピック管理情報に設定されているためである。
By relaying the message in such a series of processing flows, the
図８は、第１の実施形態の通信システム１００がＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信によるメッセージの送受信に先立って行うトピックの設定処理の具体例を示すシーケンス図である。ここでは、パブリッシャ、サブスクライバの順にトピックの設定処理が行われる場合について説明するが、トピックの設定処理は必ずしもこの順序で行われる必要はない。例えば、トピックの設定処理は、サブスクライバ、パブリッシャの順に行われてもよい。
FIG. 8 is a sequence diagram showing a specific example of topic setting processing performed by the
［パブリッシャの設定］
まず、送信装置２０が中継装置１０に対してトピック設定要求を通知する（ステップＳ１１１）。このとき、送信装置２０は、中継装置１０に対して認証のための資格情報とともに設定要求情報を送信する。中継装置１０は、トピック設定要求を受け付けるとともに、要求元の送信装置２０から資格情報及び設定要求情報を受信する。
[Publisher Settings]
First, the
中継装置１０では、認証部１１１が、受信された資格情報に基づいて要求元の送信装置２０の認証処理を行い（ステップＳ１１２）、その認証結果を要求元の送信装置２０に応答する（ステップＳ１１３）。
In the
続いて、トピック設定部１１２が、要求元の送信装置２０の認証結果を判定し（ステップＳ１１４）、その判定結果に応じてトピックの設定処理を行う（ステップＳ１１５）。具体的には、要求元の送信装置２０の認証に成功した場合（ステップＳ１１４−ＯＫ）、トピック設定部１１２は受信されている設定要求情報の示す設定内容をトピック設定情報に反映する。
Subsequently, the
例えば、ステップＳ１１１において、ＩＰアドレス“１９２．１６８．１．１０２”を持つ送信装置２０が、自身をトピック“ｐｌａｎｔＢ”のパブリッシャとして設定することを中継装置１０に対して要求したとする。この場合、ステップＳ１１５では、図３に示すレコードＲ１がトピック管理テーブルＴ１に追加される。一方、要求元の送信装置２０の認証に失敗した場合（ステップＳ１１４−ＮＧ）、トピック設定部１１２はトピックの設定を行わない。
For example, in step S111, it is assumed that the
［サブスクライバの設定］
まず、受信装置３０が中継装置１０に対してトピック設定要求を通知する（ステップＳ１２１）。このとき、受信装置３０は、中継装置１０に対して認証のための資格情報とともに設定要求情報を送信する。中継装置１０は、トピック設定要求を受け付けるとともに、要求元の資格情報及び設定要求情報を受信する。
Subscriber settings
First, the receiving
中継装置１０では、認証部１１１が、受信された資格情報に基づいて要求元の受信装置３０の認証処理を行い（ステップＳ１２２）、その認証結果を要求元の受信装置３０に応答する（ステップＳ１２３）。
In the
続いて、トピック設定部１１２が、要求元の受信装置３０の認証結果を判定し（ステップＳ１２４）、その判定結果に応じてトピックの設定処理を行う（ステップＳ１２５）。具体的には、要求元の受信装置３０の認証に成功した場合（ステップＳ１２４−ＯＫ）、トピック設定部１１２は受信されている設定要求情報に基づいてトピックの設定を行う。
Subsequently, the
例えば、ステップＳ１２１において、ＩＰアドレス“１９２．１６８．２．１０２”を持つ受信装置３０が、自身をトピック“ｐｌａｎｔＢ”のサブスクライバとして設定することを中継装置１０に対して要求したとする。この場合、ステップＳ１２５では、図３に示すレコードＲ２がトピック管理テーブルＴ１に追加される。一方、要求元の受信装置３０の認証に失敗している場合（ステップＳ１２４−ＮＧ）、トピック設定部１１２はトピックの設定を行わない。
For example, in step S121, the receiving
なお、図８では、パブリッシャの設定（ステップＳ１１１〜Ｓ１１５）と、サブスクライバの設定（ステップＳ１２１〜Ｓ１２５）との両方が行われる場合におけるトピックの設定処理の流れを説明したが、トピックの設定処理は必ずしもパブリッシャ及びサブスクライバの両方について行われる必要はない。例えば、トピックの設定処理は、必要に応じてパブリッシャ又はサブスクライバのいずれか一方について行われてもよい。 Note that FIG. 8 illustrates the flow of topic setting processing in the case where both publisher setting (steps S111 to S115) and subscriber setting (steps S121 to S125) are performed. It does not necessarily have to be done for both publishers and subscribers. For example, the topic setting process may be performed for either the publisher or the subscriber as necessary.
また、図８では、簡単のためトピック設定要求とともに設定要求情報が送信される場合について説明したが、設定要求情報は必ずしもトピック設定要求とともに送信される必要はない。例えば、設定要求情報は、認証の成功が通知された後で送信されてもよい。 Further, in FIG. 8, the case where the setting request information is transmitted together with the topic setting request has been described for simplification, but the setting request information does not necessarily need to be transmitted together with the topic setting request. For example, the setting request information may be transmitted after notification of successful authentication.
また、トピック設定部１１２は、設定要求情報が示すトピックがトピック管理テーブルに含まれていない場合、設定を要求されているトピックが不正であると判定し、トピック設定要求を破棄してもよい。
Further, when the topic indicated by the setting request information is not included in the topic management table, the
このように構成された第１の実施形態の通信システム１００では、中継装置１０がＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信におけるトピックの設定に関する認証機能を備えることにより、よりセキュリティの高いＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信を実現することができる。
In the
具体的には、第１の実施形態の通信システム１００は、トピックの設定時においてパブリッシャ又はサブスクライバの認証を行うことで、不正なトピックが設定されることを抑制することができる。また、第１の実施形態の通信システム１００は、予め設定されたアクセス権に基づいてトピックに対するメッセージの登録を行うことにより、メッセージ送受信時の通信負荷を増大させることなく、不正なメッセージが配信されることを抑制することができる。
Specifically, the
（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態におけるＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信システムの構成例を示す図である。図９に示す通信システム１００ａは、第２の実施形態におけるＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信システムの一例である。通信システム１００ａは、中継装置１０に代えて中継装置１０ａを備える点、送信装置２０に代えて送信装置２０ａを備える点で第１の実施形態の通信システム１００と異なる。
(Second embodiment)
FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of the Pub/Sub type communication system in the second embodiment. The
図１０は、第２の実施形態の中継装置１０ａの機能構成の具体例を示す図である。中継装置１０ａは、トピック設定部１１２及びメッセージ中継部１０６に代えてトピック設定部１１２ａ及びメッセージ中継部１０６ａを備える点、順序管理情報記憶部１０７及び改竄検知部１０８をさらに備える点で第１の実施形態の中継装置１０と異なる。その他の機能部は第１の実施形態と同様のため、これらの機能部については図２と同じ符号を付すことにより説明を省略する。
FIG. 10 is a diagram illustrating a specific example of the functional configuration of the
順序管理情報記憶部１０７は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。順序管理情報記憶部１０７は順序管理情報を記憶する。順序管理情報は、通信システム１００ａにおいて送受信されるメッセージの順序管理に用いられる情報である。順序管理情報は、メッセージの送受信が開始される前に初期化され、メッセージの送受信に応じて更新される。例えば、順序管理情報は、トピック設定部１１２ａによってトピックの設定時に更新され、メッセージ中継部１０６ａによってメッセージの中継時に更新される。
The order management
図１１は、第２の実施形態における順序管理情報の具体例を示す図である。例えば、順序管理情報は図１１に示す順序管理テーブルＴ３として順序管理情報記憶部１０７に記憶される。順序管理テーブルＴ３は、送信装置２０ａと、その送信装置２０ａが配信するメッセージのトピックとの組み合わせごとに１つのレコードを有し、各レコードは、送信装置２０ａのＩＰアドレス、トピックＩＤ及びシーケンス番号の各値を持つ。シーケンス番号は、対応するトピックについて、対応する送信装置２０ａから受信されたメッセージの順序を表す値であり、メッセージが受信されるごとに所定のルールで増加する値であればどのような値であってもよい。
FIG. 11 is a diagram showing a specific example of order management information in the second embodiment. For example, the order management information is stored in the order management
例えば、シーケンス番号は、メッセージが受信されるごとに１ずつインクリメントされる数値であってもよいし、過去に受信したメッセージのデータサイズの累積和であってもよい。シーケンス番号は、送信装置２０ａと、その送信装置２０ａが配信するメッセージのトピックとの組み合わせごとに管理される。
For example, the sequence number may be a numerical value that is incremented by 1 each time a message is received, or may be the cumulative sum of the data sizes of previously received messages. The sequence number is managed for each combination of the
図１０の説明に戻る。改竄検知部１０８は、受信されたメッセージの改竄を検知する機能を有する。具体的には、改竄検知部１０８は、受信されたメッセージに付加された改竄検知コード（改竄検知情報）を用いてそのメッセージが改竄されているか否かを判定する。改竄検知コードは、送信時のメッセージデータによってのみ得られる（可能性が十分に高い）データであればどのような方法で生成されてもよい。例えば、改竄検知コードの生成には、ＭＡＣ（Message Authentication Code：メッセージ認証コード）関数やＭＩＣ（Message Integrity Code：メッセージ完全性コード）、ハッシュ関数等を用いることができる。
Returning to the description of FIG. The
中継装置１０ａが送信装置２０ａから受信するメッセージには、送信装置２０ａが送信時のメッセージデータを用いて生成した改竄検知コードが付加されており、改竄検知部１０８は、受信されたメッセージに付加されている改竄検知コードと、受信されたメッセージデータを用いて送信装置２０ａと同様の方法で生成した改竄検知コードと、の比較によりメッセージデータに対する改竄の有無を判定する。
The message received by the
図１２は、第２の実施形態において送信装置２０ａから送信されるメッセージフォーマットの具体例を示す図である。図１２に示すメッセージＭは送信装置２０ａから送信されるメッセージの具体例であり、例えば、実データが格納されるペイロード部Ｍ１と、ペイロード部Ｍ１に送信元識別子、メッセージ長、トピックＩＤ、シーケンス番号を付加するヘッダ部Ｍ２と、ペイロード部Ｍ１に改竄検知コードを付加するフッタ部Ｍ３と、で構成される。この場合、少なくともペイロード部Ｍ１を含むメッセージデータを用いて生成された改竄検知コードがフッタ部Ｍ３として付加される。なお、ここでのシーケンス番号は、送信装置２０ａにおけるメッセージの送信順序を表す。
FIG. 12 is a diagram showing a specific example of a message format transmitted from the
この場合、改竄検知部１０８は、フッタ部Ｍ３に付加された改竄検知コードの生成方法を予め記憶しており、受信されたメッセージデータを用いて送信装置２０ａと同様の方法で改竄検知コードを生成する。例えば、フッタ部Ｍ３に付加される改竄検知コードが、ペイロード部Ｍ１及びヘッダ部Ｍ２のメッセージデータを用いて生成される場合、改竄検知部１０８は、受信されたメッセージデータのペイロード部Ｍ１及びヘッダ部Ｍ２のデータを用いて改竄検知コードを生成する。そして、改竄検知部１０８は、受信された改善検知コードと生成した改竄検知コードとを比較し、両者が等しい場合に改竄無しと判定し、両者が異なる場合に改竄有りと判定する。
In this case, the
改竄検知部１０８は、改竄無しと判定した場合には、受信されたメッセージをメッセージ中継部１０６ａに出力し、改竄有りと判定した場合には、受信されたメッセージを破棄する。なお、改竄検知部１０８は、改竄有りと判定した場合には、その旨を通知する動作を行うように構成されてもよい。
The
図１０の説明に戻る。メッセージ中継部１０６ａは、改竄検知部１０８から出力されたメッセージを受信装置３０に中継する点では第１の実施形態におけるメッセージ中継部１０６と同様であるが、この中継の際に、メッセージの順序確認を行う点で第１の実施形態におけるメッセージ中継部１０６と異なる。具体的には、メッセージ中継部１０６ａは、受信されたメッセージに付加されているシーケンス番号と、自装置で管理されているシーケンス番号との比較によってメッセージが正しい順序で受信されているか否かを判定する。メッセージ中継部１０６ａは、受信順序が正しい場合にメッセージを中継するように構成されてもよいし、受信順序の不整合が検知された場合には、その旨を通知する動作を行うように構成されてもよい。
Returning to the description of FIG. The
トピック設定部１１２ａは、送信装置２０ａ及び受信装置３０のトピック設定要求に応じてトピックの設定を行う点では第１の実施形態におけるトピック設定部１１２と同様であるが、この設定の際に、順序管理情報（具体的にはシーケンス番号）を初期化する点で第１の実施形態におけるトピック設定部１１２と異なる。例えば、図１１の例の場合、トピック設定部１１２ａは、トピックの設定に応じて、シーケンス番号ｘ、ｙ、ｚをそれぞれ初期値に初期化する。なお、初期値には‘０’や‘１’等の予め定められた値が用いられてもよいし、初期化のタイミングでランダムに決定されてもよい。初期値がランダムに決定される場合、トピック設定部１１２ａは決定した初期値を送信装置２０ａに通知し、送信装置２０ａは通知された初期値でメッセージ送信を開始する。
The
図１３は、第２の実施形態の送信装置２０ａの機能構成の具体例を示す図である。送信装置２０ａは、メッセージ送信部２３に代えてメッセージ送信部２３ａを備える点で第１の実施形態の送信装置２０と異なる。その他の機能部は第１の実施形態と同様のため、これらの機能部については図５と同じ符号を付すことにより説明を省略する。
FIG. 13 is a diagram illustrating a specific example of the functional configuration of the
メッセージ送信部２３ａは、Ｐｕｂ／Ｓｕｂ型通信におけるパブリッシャとして、ブローカである中継装置１０に対してメッセージを送信する点では第１の実施形態におけるメッセージ送信部２３と同様であるが、送信するメッセージにシーケンス番号及び改竄検知コードを付加する点で第１の実施形態におけるメッセージ送信部２３と異なる。
The
図１４は、第２の実施形態の通信システム１００ａがＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信によってメッセージを送受信する処理の具体例を示すシーケンス図である。図１４に示すシーケンス図は、中継装置１０ａがトピック判定処理（ステップＳ１０３）とメッセージ転送処理（ステップＳ１０４）との間で改竄判定処理（ステップＳ２０１）及び順序判定処理（ステップＳ２０２）を行う点、メッセージ廃棄処理（ステップＳ１０５）とともに改竄検知通知（ステップＳ２０３）を行う点で、第１の実施形態におけるメッセージの送受信処理（図７参照）と異なる。その他の処理は第１の実施形態と同様であるため、その他の同様の処理については図７と同じ符号を付すことにより説明を省略する。
FIG. 14 is a sequence diagram showing a specific example of a process in which the
また、ここでは、中継装置１０ａが、メッセージの改竄が検出されていない場合、かつ正しい順序でメッセージが受信されている場合に受信装置３０にメッセージを転送し、メッセージの改竄が検出された場合、又は正しい順序でメッセージが受信されていない場合にはメッセージの転送を行わずにその旨を通知する例を示したが、改竄の検出結果又は順序判定の結果に基づいてどのような処理を行うかは任意に変更されてよい。例えば、中継装置１０ａは、改竄の検出結果又は順序判定の結果によらずメッセージを転送し、改竄が検出された場合にのみその旨を通知するように構成されてもよい。
Further, here, when the tampering of the message is not detected, and when the message is received in the correct order, the
図１５は、第２の実施形態の通信システム１００ａがＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信によるメッセージの送受信に先立って行うトピックの設定処理の具体例を示すシーケンス図である。図１５に示すシーケンス図は、中継装置１０ａがパブリッシャについてトピックの設定を行った（ステップＳ１１５）後にシーケンス番号を初期化する（ステップＳ３０１）点で、第１の実施形態におけるトピックの設定処理（図８参照）と異なる。その他の処理は第１の実施形態と同様であるため、その他の同様の処理については図８と同じ符号を付すことにより説明を省略する。
FIG. 15 is a sequence diagram showing a specific example of topic setting processing performed by the
このように構成された第２の実施形態の通信システム１００ａでは、中継装置１０ａがＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信におけるトピックの設定に関する認証機能を備えることにより、よりセキュリティの高いＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信を実現することができる。さらに、第２の実施形態の通信システム１００ａでは、中継装置１０ａが、受信したメッセージに対する改竄の有無を検知する機能と、受信したメッセージの受信順序を確認する機能と、を持つことにより、さらにセキュリティの高いＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信を実現することができる。
In the
（第３の実施形態）
図１６は、第３の実施形態におけるＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信システムの構成例を示す図である。図１６に示す通信システム１００ｂは、第２の実施形態におけるＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信システムの一例である。通信システム１００ｂは、中継装置１０、送信装置２０及び受信装置３０に代えて中継装置１０ｂ、送信装置２０ｂ及び受信装置３０ｂを備える点、管理装置４０をさらに備える点で第１の実施形態の通信システム１００と異なる。
(Third Embodiment)
FIG. 16 is a diagram showing a configuration example of the Pub/Sub type communication system in the third embodiment. A
中継装置１０ｂは、管理装置４０のトピック設定要求に応じてトピックの設定処理を行う点で第１の実施形態の中継装置１０と異なる。送信装置２０ｂは第１通信部２１及びトピック設定要求部２４を備えない点で第１の実施形態の送信装置２０と異なる。受信装置３０ｂは第１通信部３１及びトピック設定要求部３４を備えない点で第１の実施形態の受信装置３０と異なる。
The
管理装置４０は、第１の実施形態における送信装置２０及び受信装置３０に代えて中継装置１０ｂにトピックの設定を要求する装置である。管理装置４０はネットワークＮ３を介して中継装置１０ｂと通信可能に接続される。なお、管理装置４０が中継装置１０ｂと通信可能に接続される限りにおいて、通信システム１００ｂのネットワーク構成は図１６と異なる構成であってもよい。
The
すなわち、第３の実施形態における通信システム１００ｂは、第１の実施形態ではパブリッシャ（送信装置２０）及びサブスクライバ（受信装置３０）が有していた、ブローカ（中継装置１０）に対するトピックの設定要求機能を、パブリッシャ及びサブスクライバとは異なる管理装置４０に持たせた点で第１の実施形態における通信システム１００と異なる。一方、第３の実施形態におけるメッセージの送受信処理は第１の実施形態と同様である（図７参照）。そのため、以下では、トピックの設定処理についてのみ説明し、メッセージの送受信処理についての説明を省略する。
That is, in the
図１７は、第３の実施形態の中継装置１０ｂの機能構成の具体例を示す図である。中継装置１０ｂは、第３通信部１０３を備えない点、認証部１１１に代えて認証部１１１ｂを備える点で第１の実施形態の中継装置１０と異なる。認証部１１１ｂは、第１の実施形態における認証部１１１と同様の認証機能を有するものの、認証の対象が管理装置４０である点で第１の実施形態における認証部１１１と異なる。その他の機能部については第１の実施形態の中継装置１０と同様である。そのため、第１の実施形態と同様の機能部については図２と同じ符号を付すことにより説明を省略する。
FIG. 17 is a diagram illustrating a specific example of the functional configuration of the
図１８は、第３の実施形態の管理装置４０の機能構成の具体例を示す図である。管理装置４０は、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、プログラムを実行する。管理装置４０は、プログラムの実行によって第１通信部４１、第２通信部４２、第１トピック設定要求部４３及び第２トピック設定要求部４４を備える装置として機能する。なお、管理装置４０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
FIG. 18 is a diagram illustrating a specific example of the functional configuration of the
第１通信部４１及び第２通信部４２は管理装置４０を中継装置１０ｂと通信可能に接続する通信インタフェースである。管理装置４０は第１通信部４１を介してパブリッシャのトピック設定に関する通信を行い、第２通信部４２を介してサブスクライバのトピック設定に関する通信を行う。なお、第１通信部４１及び第２通信部４２は、管理装置４０が中継装置１０ｂと通信可能である限りにおいて適宜集約又は分散されてもよい。
The
第１トピック設定要求部４３は、第１の実施形態の送信装置２０におけるトピック設定要求部２４と同様の機能部であり、送信装置２０ｂをパブリッシャとするトピック設定要求を中継装置１０ｂに通知する機能を有する。すなわち、第１トピック設定要求部４３は、トピック設定要求部２４と同様に、トピック設定要求の通知とともに、パブリッシャのトピック設定に関する資格情報と設定要求情報とを中継装置１０ｂに送信する。
The first topic setting requesting
第２トピック設定要求部４４は、第１の実施形態の受信装置３０におけるトピック設定要求部３４と同様の機能部であり、受信装置３０ｂをサブスクライバとするトピック設定要求を中継装置１０ｂに通知する機能を有する。すなわち、第２トピック設定要求部４４は、トピック設定要求部３４と同様に、トピック設定要求の通知とともに、サブスクライバのトピック設定に関する資格情報と設定要求情報とを中継装置１０ｂに送信する。
The second topic setting requesting
図１９は、第３の実施形態の通信システム１００ｂにおけるトピックの設定処理の具体例を示すシーケンス図である。図１９に示すシーケンス図は、第１の実施形態におけるトピックの設定処理（図８参照）において送信装置２０及び受信装置３０が実行した処理の一部を管理装置４０に実行させるようにしたものであり、各処理の内容は第１の実施形態と同様である。そのため、図１９に示す各処理については、図８において対応する同様の処理と同じ符号を付すことにより各処理の説明を省略する。
FIG. 19 is a sequence diagram showing a specific example of topic setting processing in the
このように構成された第３の実施形態の通信システム１００ｂでは、中継装置１０ｂがＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信におけるトピックの設定に関する認証機能を備えることにより、よりセキュリティの高いＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信を実現することができる。さらに、第３の実施形態の通信システム１００ｂでは、中継装置１０ｂに対するトピックの設定要求を管理装置４０が行うため、既存の送信装置及び受信装置を変更することなく第３の実施形態の通信システム１００ｂを構成することができる。
In the
（第４の実施形態）
図２０は、第４の実施形態におけるＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信システムの構成例を示す図である。図２０に示す通信システム１００ｃは、第４の実施形態におけるＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信システムの一例である。通信システム１００ｃは、中継装置１０及び送信装置２０に代えて中継装置１０ｃ及び送信装置２０ｃを備える点で第３の実施形態の通信システム１００ｂと異なる。
(Fourth Embodiment)
FIG. 20 is a diagram showing a configuration example of the Pub/Sub type communication system in the fourth embodiment. The
図２１は、第４の実施形態における中継装置１０ｃの機能構成の具体例を示す図である。中継装置１０ｃは、第３通信部１０３を備えない点、第１通信部１０１を介して管理装置４０と通信する点で第２の実施形態の中継装置１０ａと異なる。
FIG. 21 is a diagram showing a specific example of the functional configuration of the
図２２は、第４の実施形態における送信装置２０ｃの機能構成の具体例を示す図である。送信装置２０ｃは、第１通信部２１及びトピック設定要求部２４を備えない点で第２の実施形態の送信装置２０ａと異なる。
FIG. 22 is a diagram showing a specific example of the functional configuration of the
すなわち、第４の実施形態の通信システム１００ｃは、第３の実施形態の通信システム１００ｂに対して、第２の実施形態の通信システム１００ａにおけるメッセージの送受信に関する構成を追加したものであるということができる。すなわち、第４の実施形態におけるメッセージの送受信処理は第２の実施形態と同様である（図１４参照）。そのため、以下では、トピックの設定処理についてのみ説明し、メッセージの送受信処理についての説明を省略する。
That is, the
図２３は、第４の実施形態の通信システム１００ｃがＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信によるメッセージの送受信に先立って行うトピックの設定処理の具体例を示すシーケンス図である。図２３に示すシーケンス図は、中継装置１０ｃがパブリッシャについてトピックの設定を行った（ステップＳ１１５）後にシーケンス番号を初期化する（ステップＳ３０１）点で、第３の実施形態におけるトピックの設定処理（図１９参照）と異なる。その他の処理は第３の実施形態と同様であるため、その他の同様の処理については図１９と同じ符号を付すことにより説明を省略する。
FIG. 23 is a sequence diagram showing a specific example of topic setting processing performed by the
このように構成された第４の実施形態の通信システム１００ｃでは、中継装置１０ｃがＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信におけるトピックの設定に関する認証機能を備えることにより、よりセキュリティの高いＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信を実現することができる。さらに、第４の実施形態の通信システム１００ｃでは、中継装置１０ｃが、受信したメッセージに対する改竄の有無を検知する機能と、受信したメッセージの受信順序を確認する機能と、を持つことにより、さらにセキュリティの高いＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信を実現することができる。さらに、第４の実施形態の通信システム１００ｃでは、中継装置１０ｃに対するトピックの設定要求を管理装置４０が行うため、さらにセキュリティの高いＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信を実現することができる。
In the
（変形例）
メッセージの送受信処理に先立って行われるトピックの設定処理は、その設定処理によって設定されるトピックに関連するメッセージ送受信が開始される前のタイミングであれば任意のタイミングで実行されてよい。例えば、これらの設定処理は、送信装置及び受信装置、又は管理装置のそれぞれの起動時において実行されてもよいし、ユーザの実行指示に応じて実行されてもよい。また、これらの設定処理は、関連するメッセージの送受信が行われる直前に実行されてもよい。
(Modification)
The topic setting process performed prior to the message transmission/reception process may be executed at any timing before the message transmission/reception related to the topic set by the setting process is started. For example, these setting processes may be executed when each of the transmission device and the reception device or the management device is activated, or may be executed in response to an execution instruction from the user. Further, these setting processes may be executed immediately before the transmission/reception of the related message.
トピック管理情報と順序管理情報とは必ずしも異なる情報として記憶される必要はない。例えば、トピック管理テーブルＴ１又はＴ２と、順序管理テーブルＴ３とは、１つのテーブルに統合されてもよい。 The topic management information and the order management information do not necessarily have to be stored as different information. For example, the topic management table T1 or T2 and the order management table T3 may be integrated into one table.
ネットワークＮ１、Ｎ２及びＮ３は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）などのローカルな通信回線であっても良いし、インターネットや専用回線などの広域な有線通信回線であってもよい。また、ネットワークＮ１、Ｎ２及びＮ３は、３Ｇ（3rd Generation）、４Ｇ（4th Generation）、５Ｇ（5th Generation）、ＬＰＷＡ（Low-Power Wide-Area Network）などの広域な無線通信回線を用いてもよい。 The networks N1, N2, and N3 may be local communication lines such as a LAN (Local Area Network), or wide-area wired communication lines such as the Internet and a dedicated line. The networks N1, N2, and N3 may use wide-area wireless communication lines such as 3G (3rd Generation), 4G (4th Generation), 5G (5th Generation), and LPWA (Low-Power Wide-Area Network). ..
トピック管理テーブルに登録される各機器の識別情報には、各機器の識別が可能な情報であればＩＰアドレス以外の情報が用いられてもよい。例えば、トピック管理テーブルには、各機器のＭＡＣ（Media Access Control）アドレスが用いられてもよい。 As the identification information of each device registered in the topic management table, information other than the IP address may be used as long as the information can identify each device. For example, the topic management table may use the MAC (Media Access Control) address of each device.
メッセージ中継部は、不正な順序でメッセージが受信された場合、その旨を他の装置（例えば送信装置）に通知するように構成されてもよいし、その旨をログファイル等に記録する、又は監視画面等に表示するように構成されてもよい。 The message relay unit may be configured to notify other devices (for example, the transmitting device) of the fact that the messages are received in an improper order, and record that fact in a log file or the like, or It may be configured to be displayed on a monitoring screen or the like.
トピック判定処理（ステップＳ１０３）、改竄検知処理（ステップＳ２０１）、順序判定処理（ステップＳ２０２）の各処理は、必ずしも図１４に示す順序で行われる必要はなく、任意の順序で行われてよい。 The topic determination process (step S103), the falsification detection process (step S201), and the order determination process (step S202) do not necessarily have to be performed in the order shown in FIG. 14, and may be performed in any order.
改竄検知部は、シーケンス番号も含めた改ざん検知を行う場合、必ずしもメッセージの順序判定処理を行う必要はない。一方、順序判定処理を行う場合、改竄検知部はパケットロスを検知したことに応じて送信装置に再送を指示してもよい。 The tampering detection unit does not necessarily need to perform message order determination processing when performing tampering detection including a sequence number. On the other hand, when performing the order determination process, the tampering detection unit may instruct the transmission device to retransmit in response to the detection of the packet loss.
例えば、実施形態の通信システムは、プラント等の監視制御システムにおいて多様なセンサデータを収集する手段として適用することができる。この場合、送信装置はセンサデータを一定周期で取得して中継装置へ送信する機能を有してもよい。また、受信装置はセンサデータを利用するアプリケーションの実行により、センサデータの記憶、表示又は分析を行う機能を有してもよい。また、センサデータは、例えば、監視制御対象の温度、湿度、濃度、水位、水量、流量、圧力、回転数、重量、電圧、電流等の計測値や、運転中、停止中、異常発生、故障発生等の動作状態や異常状態などを示す情報であってもよいし、画像、映像、音声、テキスト等のマルチメディアデータであってもよい。 For example, the communication system of the embodiment can be applied as means for collecting various sensor data in a supervisory control system such as a plant. In this case, the transmission device may have a function of acquiring the sensor data at regular intervals and transmitting the sensor data to the relay device. Further, the receiving device may have a function of storing, displaying, or analyzing the sensor data by executing an application that uses the sensor data. Further, the sensor data includes, for example, measured values of temperature, humidity, concentration, water level, water amount, flow rate, pressure, rotation speed, weight, voltage, current, etc. of the monitoring control target, during operation, during stoppage, abnormality occurrence, failure. The information may be information indicating an operation state such as occurrence or an abnormal state, or may be multimedia data such as an image, a video, a voice, or a text.
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、トピックのパブリッシャを示すトピック管理情報を予め記憶している記憶部と、トピック管理情報においてトピックのパブリッシャとして予め設定されている送信装置からメッセージを受信し、受信したメッセージをトピックのサブスクライバである受信装置に送信する中継部と、を持つことにより、よりセキュリティの高いＰｕｂ／Ｓｕｂ型通信を実現することができる。 According to at least one embodiment described above, a message is received from a storage unit that stores in advance topic management information indicating a publisher of a topic, and a transmission device preset in the topic management information as a topic publisher. By having the relay unit that transmits the received message to the receiving device which is the subscriber of the topic, it is possible to realize Pub/Sub communication with higher security.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof as well as included in the scope and the gist of the invention.
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ…通信システム、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…中継装置、１０１…第１通信部、１０２…第２通信部、１０３…第３通信部、１０４…第４通信部、１０５…トピック管理情報記憶部、１０６，１０６ａ…メッセージ中継部、１０７…順序管理情報記憶部、１０８…改竄検知部、１１１，１１１ｂ…認証部、１１２，１１２ａ…トピック設定部、２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…送信装置、２１…第１通信部、２２…第２通信部、２３，２３ａ…メッセージ送信部、２４…トピック設定要求部、３０，３０ｂ…受信装置、３１…第１通信部、３２…第２通信部、３３…メッセージ受信部、３４…トピック設定要求部、４０…管理装置、４１…第１通信部、４２…第２通信部、４３…第１トピック設定要求部、４４…第２トピック設定要求部 100, 100a, 100b, 100c... Communication system, 10, 10a, 10b, 10c... Relay device, 101... First communication unit, 102... Second communication unit, 103... Third communication unit, 104... Fourth communication unit, 105... Topic management information storage unit, 106, 106a... Message relay unit, 107... Sequence management information storage unit, 108... Falsification detection unit, 111, 111b... Authentication unit, 112, 112a... Topic setting unit, 20, 20a, 20b , 20c... Sending device, 21... First communication unit, 22... Second communication unit, 23, 23a... Message sending unit, 24... Topic setting requesting unit, 30, 30b... Receiving device, 31... First communication unit, 32 ...Second communication unit, 33... message receiving unit, 34... topic setting requesting unit, 40... management device, 41... first communication unit, 42... second communication unit, 43... first topic setting requesting unit, 44... 2 Topic setting request section
Claims (13)
前記トピックのパブリッシャを示すトピック管理情報を予め記憶している記憶部と、
前記トピック管理情報において前記トピックのパブリッシャとして予め設定されている送信装置からメッセージを受信し、受信した前記メッセージを前記トピックのサブスクライバである受信装置に送信する中継部と、
を備える中継装置。 A relay device for delivering a message received from one or more publishers to one or more subscribers based on a specified topic based on a publish/subscribe type messaging system,
A storage unit that stores in advance topic management information indicating the publisher of the topic,
A relay unit that receives a message from a transmission device preset as a publisher of the topic in the topic management information, and transmits the received message to a reception device that is a subscriber of the topic;
A relay device including.
前記通信装置が前記認証部によって認証された場合に、前記送信装置を前記トピックのパブリッシャとして前記トピック管理情報に登録するトピック設定部と、
をさらに備える、
請求項１に記載の中継装置。 An authentication unit that performs authentication processing of the communication device requesting that the transmission device be a publisher of the topic;
A topic setting unit that registers the transmission device in the topic management information as a publisher of the topic when the communication device is authenticated by the authentication unit;
Further comprising,
The relay device according to claim 1.
請求項２に記載の中継装置。 The topic setting unit registers the transmitting device in the topic management information as a publisher of the topic when the topic is registered in the topic management information in advance,
The relay device according to claim 2.
請求項１又は２に記載の中継装置。 The communication device is the transmitting device,
The relay device according to claim 1 or 2.
前記受信装置を前記トピックのサブスクライバとすることを要求する通信装置の認証処理を行う認証部と、
前記通信装置が前記認証部によって認証された場合に、前記受信装置を前記トピックのサブスクライバとして前記トピック管理情報に登録するトピック設定部と、
をさらに備える、
請求項１に記載の中継装置。 The topic management information further indicates subscribers to the topic,
An authentication unit that performs authentication processing of a communication device that requests that the receiving device be a subscriber of the topic,
A topic setting unit that registers the receiving device in the topic management information as a subscriber of the topic when the communication device is authenticated by the authenticating unit;
Further comprising,
The relay device according to claim 1.
請求項５に記載の中継装置。 The topic setting unit registers the receiving device in the topic management information as a subscriber of the topic when the topic is registered in the topic management information in advance,
The relay device according to claim 5.
請求項５又は６に記載の中継装置。 The communication device is the receiving device,
The relay device according to claim 5 or 6.
請求項２、３、５及び６のいずれか一項に記載の中継装置。 The communication device is a device different from the transmission device, the reception device, and the relay device,
The relay device according to claim 2, 3, 5, or 6.
前記中継部は、改竄されていないメッセージを前記受信装置に送信する、
請求項１から８のいずれか一項に記載の中継装置。 A tampering detection unit for detecting tampering with respect to the message based on tampering detection information added to the message received from the transmission device,
The relay unit transmits an untampered message to the receiving device,
The relay device according to any one of claims 1 to 8.
前記中継部は、前記メッセージに付加された前記メッセージの送信順序を示す情報と、前記順序管理情報が示す受信順序とが等しい場合に、前記メッセージを前記受信装置に送信する、
請求項１から９のいずれか一項に記載の中継装置。 The storage unit further stores order management information indicating a reception order of messages received from the transmission device,
The relay unit transmits the message to the receiving device when the information indicating the transmission order of the messages added to the message and the reception order indicated by the order management information are the same.
The relay device according to any one of claims 1 to 9.
請求項１から１０のいずれか一項に記載の中継装置。 When the information indicating the transmission order of the messages added to the message and the reception order indicated by the order management information are not equal, the relay unit has a function of notifying the fact.
The relay device according to any one of claims 1 to 10.
前記トピックのパブリッシャを示すトピック管理情報を予め記憶するステップと、
前記トピック管理情報において前記トピックのパブリッシャとして予め設定されている送信装置からメッセージを受信し、受信した前記メッセージを前記トピックのサブスクライバである受信装置に送信するステップと、
を有する中継方法。 A relay method for delivering a message received from one or more publishers to one or more subscribers based on a specified topic based on a publish/subscribe messaging method, comprising:
Pre-storing topic management information indicating the publisher of the topic;
Receiving a message from a transmission device preset as a publisher of the topic in the topic management information, and transmitting the received message to a reception device that is a subscriber of the topic,
Relay method having.
前記トピックのパブリッシャを示すトピック管理情報を予め記憶するステップと、
前記トピック管理情報において前記トピックのパブリッシャとして予め設定されている送信装置からメッセージを受信し、受信した前記メッセージを前記トピックのサブスクライバである受信装置に送信するステップと、
を実行させるためのコンピュータプログラム。 A computer that functions as a relay device that delivers messages received from one or more publishers to one or more subscribers based on a specified topic based on the publish/subscribe type messaging system,
Pre-storing topic management information indicating the publisher of the topic;
Receiving a message from a transmission device preset as a publisher of the topic in the topic management information, and transmitting the received message to a reception device that is a subscriber of the topic,
A computer program for executing.
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