JP3794689B2 - 中継装置及び通信制御方法 - Google Patents
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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インターネットとローカルに接続される機器網（例えば家庭内ネットワークやイントラネットなどのローカルネットワーク）などを相互接続し、接続された機器、及びインターネットの通信ノード間での通信を中継する中継装置及び通信制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ネットワーク技術の新規導入対象として、ホームネットワークが注目されている。一般に家庭内の機器１０２群を管理、制御するホームゲートウェイ１０１という中継装置を設置し、これを介して、家庭の外のインターネットをアクセスする形態が想定されている（図９）。
【０００３】
従来のIPv４によるインターネット１００では、各家庭に割り当て可能なグローバルIPv４アドレス数は限られており、その場合は、家庭網ではプライベートアドレスという内部に閉じたアドレス対系を使用し、外部へのアクセスのみをアドレス変換を行ってグローバルアドレスで行う、という方法が採られており、この場合、ホームゲートウェイ１０１はアドレス変換装置(NAT: Network Address Translator)としての機能を担うほか、様々な付加価値をホームゲートウェイ１０１につける提案が様々なされている。
【０００４】
しかるに、一方では、次世代のIP規約としてIPv６というものが検討されている。IPv６では、IPv４で３２ビット幅だったIPアドレスを１２８ビット幅まで拡張することで、IPv４より遥かに多数のノードを収容できるようになる。例えば、家庭の中に収容される全ての機器にIPv６グローバルアドレスを付与し、全ての機器がIP通信を行うことを想定している。IPv６を採用することで、全ての家庭内機器に対しユニークなグローバルアドレスを割り当てることができる。
【０００５】
これにより、経路途中にNATなどの中継装置を介することなく、エンド間をシームレスに接続した通信ができ、これはセキュリティ、通信品質の保証など、様々な面で有利である、と言われている。またIPv6では、各ルータが管理するネットワークIDと、機器固有のIDから自動的にアドレスを生成する、アドレス自動構成という機能があり、末端のホストの運用が容易であるという特徴がある。
【０００６】
一方で、家庭内機器制御のための通信方式として、白物家電におけるエコーネットや、ビル設備などで使用される米国のemWARE社が提唱するEMITや米Echelon社が提唱する LON works（商標）など、IPを使わない通信方式も様々提案されており、家庭内の通信方式（プロトコル）はさらに多様化しているといえる。
【０００７】
また、家庭内機器では、IPv６のプロトコルを搭載するための十分なリソース（CPU性能、メモリ量など）を持たない機器も多く、これをIPv６の普及を阻害している。
【０００８】
【非特許文献１】
emWARE社のサイト（http://www.emware.com/）
【非特許文献２】
Echelon社のサイト（htt p://www.echelon.com/）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、家庭内の非IPv６プロトコルのみをサポートする機器に対し、その機器識別子を元に個別なIPv６アドレスの自動構成を中継装置で代行処理し、生成したIPv６アドレスと機器識別子の対応関係を記憶した情報（テーブル）を元に、非IPパケットとIPv６パケット間の変換を行うことで、非IP機器がインターネットなどのIPノードと通信することを容易にし、また非IPv６機器にも個々のIPv６アドレスを割り当てることで、様々なIPv６サービス（例えばセキュリティ処理）をホームゲートウェイが代行処理することを可能とする中継装置及び通信制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の中継装置は、広域ネットワークに接続され、ＩＰｖ６プロトコルにて通信が可能な第１のインタフェースと、ローカルネットワークに接続され、所定のプロトコルにて通信が可能な第２のインタフェースとを具備し、前記ローカルネットワークに接続された複数の通信機器と、前記広域ネットワークに接続された他の通信機器との間の通信を中継する中継装置であって、前記ローカルネットワークに接続された前記通信機器がＩＰｖ６プロトコルによる通信ができない場合には、前記通信機器の機器識別情報に基づき、該通信機器に対応したＩＰｖ６アドレスを自動生成する自動生成手段と、前記自動生成手段にて生成した前記通信機器に対応したＩＰｖ６アドレスを、前記第１のインタフェースに割り当てる割り当て手段と、前記自動生成手段で生成した該通信機器に対応したＩＰｖ６アドレスと、該通信機器の機器識別情報を関連付けて記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記ＩＰｖ６アドレスと通信識別情報に基づき、前記通信機器から送信された非ＩＰｖ６パケットを前記第６のインタフェースを介して受信し、この非ＩＰｖ６パケットをＩＰｖ６パケットへ変換し、前記第１のインタフェースを介して所望の宛先へ転送する機能と、前記広域ネットワーク側から前記通信機器宛に送信されたＩＰｖ６パケットを前記第１のインタフェースを介して受信し、このＩＰｖ６パケットを非ＩＰｖ６パケットに変換し、前記第２のインタフェースを介して前記通信機器宛てに転送する機能を持つ転送手段と、前記第２のインタフェースに接続された前記複数の通信機器に対し、通信機器ごとに独立に、自動生成されたＩＰｖ６アドレスに要求されるＩＰセキュリティの鍵の交換処理、セキュリティパラメータの交換処理、前記セキュリティパラメータの設定処理、通信を行うパケットのＩＰＳＥＣ処理のうち少なくとも一つを、前記通信機器に代わって代行処理する代行処理手段とを具備したことを特徴とする。
【００１４】
更に本発明の中継装置は、第２のインタフェースに接続された通信機器の代行処理として、自動生成されたＩＰｖ６アドレスを元に、提供するサービス属性を登録し、サービス発見プロトコルの探索対象に通信機器を追加することを特徴とする。
【００１５】
また本発明の通信制御方法は、広域ネットワークに接続され、ＩＰｖ６プロトコルにて通信が可能な第１のインタフェースと、ローカルネットワークに接続され、所定のプロトコルにて通信が可能な第２のインタフェースとを具備し、前記ローカルネットワークに接続された複数の通信機器と、前記広域ネットワークに接続された他の通信機器との間の通信を中継する中継装置の通信制御方法であって、前記ローカルネットワークに接続された前記通信機器がＩＰｖ６プロトコルによる通信ができない場合には、前記通信機器の機器識別情報に基づき、該通信機器に対応したＩＰｖ６アドレスを自動生成し、生成した前記通信機器に対応した前記ＩＰｖ６アドレスを、前記第１のインタフェースに割り当て、生成した前記通信機器に対応した前記ＩＰｖ６アドレスと、該通信機器の機器識別情報を関連付けて記憶し、記憶された前記ＩＰｖ６アドレスと通信識別情報に基づき、前記通信機器から送信された非ＩＰｖ６パケットを前記第６のインタフェースを介して受信し、この非ＩＰｖ６パケットをＩＰｖ６パケットへ変換し、前記第１のインタフェースを介して所望の宛先へ転送し、前記広域ネットワーク側から前記通信機器宛に送信されたＩＰｖ６パケットを前記第１のインタフェースを介して受信し、このＩＰｖ６パケットを非ＩＰｖ６パケットに変換し、前記第２のインタフェースを介して前記通信機器宛てに転送し、前記第２のインタフェースに接続された前記複数の通信機器に対し、通信機器ごとに独立に、自動生成されたＩＰｖ６アドレスに要求されるＩＰセキュリティの鍵の交換処理、セキュリティパラメータの交換処理、前記セキュリティパラメータの設定処理、通信を行うパケットのＩＰＳＥＣ処理のうち少なくとも一つを、前記通信機器に代わって代行処理することを特徴とする。
【００２１】
更に本発明の通信制御方法は、第２のインタフェースに接続された通信機器の代行処理として、自動生成されたＩＰｖ６アドレスを元に、提供するサービス属性を登録し、サービス発見プロトコルの探索対象に通信機器を追加することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
本発明に係るホームネットワークの典型的な構成を図１に示す。ここではローカルネットワークとして家庭などのホームネットワークを仮定している。ここでホームゲートウェイ１は外部のインターネット２にIPv６にて接続しており、家庭内ネットワークには、IPv６をサポートする端末２１〜２ｎとIPv６をサポートしない端末３１〜３ｎを含むものとする。IPv６をサポートする端末の場合、中継装置であるホームゲートウェイ１は単なるメディア変換機として動作し、ISP３側の図示しないルータと折衝して、ネットワークプリフィクスを獲得し、これを用いてIPv６のアドレス自動構成（IETF RFC２４６１などで規定される）を行ってIPv６アドレスを得る。
【００２４】
一方、本発明においては、IPv６をサポートしない端末３１〜３ｎについても、各々の機器識別子例えばMACアドレスをホームゲートウェイ１が認識した時点で、これを使ってアドレス自動構成を動作させ、各端末３１〜３ｎに対するIPv６アドレスを自動構成し、これをホームゲートウェイ１の上流インタフェースに関連づける。一般にIPv６では１つのインタフェースに複数のIPアドレスを関連づけることは普通に行われるので、これは特別な操作ではない。
【００２５】
ここでは端末３１〜３ｎに対するグローバルIPv６アドレスを生成したものとする。この他にリンクローカルアドレスやサイトローカルアドレスと呼ばれる別のスコープを持つアドレスも生成できるが本発明ではそれらは考慮しないこととする。
【００２６】
図２はホームゲートウェイ１の内部構成を示す図である。ＩＰｖ６アドレス自動生成部１０は、前述したようにＩＳＰ３側の図示しないルータと折衝して取得したネットワークプレフィックスを用いてＩＰｖ６のアドレス自動構成を行い、ＩＰｖ６アドレスを生成する。また、IPv6をサポートしない端末３１〜３ｎについても、Macアドレスなどを認識し、これら端末３１〜３ｎに対応するＩＰｖ６アドレスを自動構成する。
【００２７】
ＩＰｖ６アドレス割当部１１は、端末３１〜３ｎに対応するＩＰｖ６アドレスをインターネット側のインタフェースである第1のインタフェース１４に関連付ける。
【００２８】
記憶部１３は各端末３１〜３ｎに対応するＩＰｖ６アドレスと、それら端末の機器識別子（例えばＭａｃアドレス）との対応関係（テーブル）を記憶する。
【００２９】
転送部１４はこの対応関係を参照し、インターネット側の通信ノードとホームネットワーク側の端末３１〜３ｎとの間の送受信通信を中継する。制御部１２はこれらの動作を総合的に制御する。
【００３０】
この結果、ホームゲートウェイ１には図３に示すような非IPv6端末の機器識別子（MACアドレス）とIPv6アドレスの対応表ができる。この表を使って、非IPv6端末がインターネット側の機器と通信する場合のパケットの変換をホームゲートウェイ１が実行する。
【００３１】
以下では、これを使って、非IPv６端末がインターネット側のIP端末と通信する場合のパケット処理方法を示す。なお、ここで非IPv６プロトコルにおいてIP端末のアドレスをどのように表現するかという問題があるが、これについては各非IPv６プロトコル（例：エコーネット、EMITなど）において、各々プロトコル拡張が行われており、ホームネットワーク外のIP端末にパケットを送信したい旨を表現できるものと仮定する。
【００３２】
１つの方法は非IPv６プロトコルパケットをIPv６パケットでカプセル化して、IPv６トンネルを経由してIPv６端末に送信する方法である。図３のテーブルで示される非IPv６端末00-bc-de-01-82-99から、IPv６端末ff02::1宛にパケットを送信する場合の例を図４に示す。ここで非IPv６端末に与えられたIPv６アドレスff04:0::02bc:deff:fe01:8299がIPv６トンネルのソースアドレスになり非IPv６パケットをインターネット側に送信する。この処理は、一般にv４ over v６トンネルと呼ばれるIPv４/v６混在環境における処理の拡張として容易に実現できる。
【００３３】
逆にインターネット側からIPv６カプセル化パケットを受信した場合は、図３のテーブルを参照してマッチする場合には、内部の非IPv６パケットを取り出して、非IPv６プロトコルで該当する機器に転送すればよい。
【００３４】
別の方法として、非IPv６プロトコルに対応する予め定められたIPv６パケット形式にパケットを変換して転送する方法がある。例えば、図５に示すようなエコーネットの状態取得要求パケット５１、及びそれに対する応答パケット５２の場合を考える。
【００３５】
これはホームネットにおける特定の機器の状態情報（例えば冷蔵庫の設定温度）を問い合わせ、またこれに回答するためのパケット形式である。これをIPv６の世界では、ネットワーク管理に使うSNMPというプロトコルで表現するものと予め定めておけば、該当するIPv６のSNMP５３パケットを受信した場合、これを対応するエコーネットパケットに変換し、逆にエコーネットの回答パケットをIPv６のSNMP５４パケットに変換してインターネット側に応答する、という処理を行う。
【００３６】
以上のシーケンスを図６に示す。外部のIPv６ノード６１が、SNMP(trap,status_req)を発するとホームゲートウエイ１はこれをEcho_State_retrieveコマンドに変換し、内部のEchonetノード６２へ転送する。内部のEchonetノード６２はこの応答としてEcho_State_replyを発し、ホームゲートウエイ１はこれをSNMP(rep,status_replay)として外部のIPv６ノード６１に転送する。なお、パケットの変換規則としては、これ以外にもHTTPやその拡張としてのSOAP、XMPなどを使用する方法が考えられる。
【００３７】
このパケット変換による転送方法は、個々の非IPv６プロトコルの詳細をホームゲートウェイ１が知っている必要があり、特に２つ以上の変換方法をサポートする場合、内部のプロトコルの詳細を解析するのでは、処理時間の問題が起こりうる。
【００３８】
一方、非IPv６パケットをそのままカプセル化して送信する場合は、宛先IPv６ノード側で非IPv６プロトコルを全て解釈することが必要である。従って、一般には、宛先IPv６ノードの処理能力や、非IPv６プロトコルの複雑さを考慮して、２つの方法を適宜切り替えて使用するのが適当である。
【００３９】
さて、以上のように非IPv６パケットに個別のIPv６アドレスを付与して処理することにより、非IPv６ノードをIPノードとして扱える例として、IPセキュリティ（IPSEC)の処理例を示す。
【００４０】
図７に示すように、非IPv６ノードからの通信が始まると、ゲートウェイでIPSECの処理を起動し、予め設定されたこのノードに対するポリシーに応じて、相手先の通信ノード５に対応するIPSEC方式を決定し、次に、IPSECで必要になる鍵交換プロトコル（一般にインターネットではIKEという方式を使う）を起動して、相手先の通信ノード５と鍵の交換を行う。
これらが完了すると、必要なIPSECの処理を行ったパケットの交換を開始する。 勿論、非IPv６ノード自身がパケット暗号化などの機能を保持することは仮定できないので、IPSEC処理自体はゲートウェイが行い、ホームネットワーク外に出るパケットを暗号化処理する（IPSECのトンネルモードを使用する）ことになるが、少なくとも家の外に出るパケットを暗号化できることで、十分な効用が得られる。
【００４１】
さらに、各非IPv６ノードに個別にアドレスを付与することにより、個々のノードに対して、独立にセキュリティパラメータ（SA:security association)を設定することが可能で、柔軟なセキュリティ処理が可能になることが本発明によるIPv６処理のメリットである。
【００４２】
逆にもし非IPv６ノードに対し１つのIPアドレスしか与えないとすると全ての非IPv６ノード発パケットは、全く同じ暗号化方式で、特定の宛先に対してのみ暗号化されるという限定的な使い方しかできない。
【００４３】
また、IKEなどのIPSECの前処理を全てゲートウェイで代行できることも、大きなメリットである。というのはIKEなどの相互認証には、一般に公開鍵暗号という手法が使われるが、これは多バイト整数の乗除算を含む処理で、低コストなCPUでは処理時間が膨大にかかり、一般の組み込み系のノードでは処理を行うことが困難である。
【００４４】
このため、一般の家電などのノードにおけるIPSECのサポートが非常に困難になっていた（これに対する解決方法として、軽量な鍵交換の手法の研究が行われている）が、本方式によれば比較的CPU性能の高いゲートウェイでIKE処理を代行することにより従来手法のままでIPSECを適用できる。
【００４５】
別のIPv６による処理の例として、非IPv６ノードの提供するサービスをIPv６側に広告するためにサービス発見プロトコル（SLP)を使用する例を示す（図８）。
【００４６】
サービス属性値が決められていると仮定し、これに対応する非IPv６ノードが接続された場合、ホームゲートウェイ１は対応するIPv６アドレスをベースにサービスの登録をサービスエージェント８２、及びディレクトリエージェント８１に行う。これにより対応するプロトコルに依存せず、必要なサービス属性を持ったノードを検索できる。
【００４７】
なお、以上では、非IPv６プロトコルとしてエコーネットを例示したが、本発明は、それ以外の非IPv６プロトコルを扱うシステムにも適用可能である。なお、以上の各機能は、ソフトウェアとしても実現可能である。また、本実施形態は、コンピュータに所定の手段を実行させるための（あるいはコンピュータを所定の手段として機能させるための、あるいはコンピュータに所定の機能を実現させるための）プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体としても実施することもできる。
【００４８】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において種々変形して実施することができる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明により、IPv６スタックをサポートできない、レガシーな非IPv６機器を統一的にインターネットにアクセスさせることができ、さらに様々なIPサービスを中継装置が、個々に割り振ったIPv６アドレスを用いて代行処理することで、非IPv６機器に手を加えることなく、IPv６機器、非IPv６機器が混在したホームネットワークを効率的に管理、制御することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るホームネットワークの典型的な構成を示す図
【図２】本発明に係るホームゲートウェイの構成図
【図３】非IPv６端末の機器識別子（MACアドレス）とIPv６アドレスの対応表の構成例を示す図
【図４】IPv６トンネリングによる転送シーケンスの一例を示す図
【図５】エコーネットにおけるパケット例と、これに対するIPパケットを示す図
【図６】パケット変換による転送シーケンスの一例を示す図
【図７】本発明によるIPSEC代行処理のシーケンスを示す図
【図８】本発明によるSLP代行処理のシーケンスを示す図
【図９】従来のホームネットワークの典型的なネットワークの構成例を示す図
【符号の説明】
１・・・ホームゲートウェイ
２・・・インターネット
２１〜２ｎ・・・ＩＰｖ６をサポートする端末
３１〜３ｎ・・・ＩＰｖ６をサポートしない端末
１０・・・ＩＰｖ６アドレス自動生成部
１１・・・ＩＰｖ６アドレス割当部
１２・・・制御部
１３・・・記憶部
１４・・・転送部
【発明の属する技術分野】
本発明は、インターネットとローカルに接続される機器網（例えば家庭内ネットワークやイントラネットなどのローカルネットワーク）などを相互接続し、接続された機器、及びインターネットの通信ノード間での通信を中継する中継装置及び通信制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ネットワーク技術の新規導入対象として、ホームネットワークが注目されている。一般に家庭内の機器１０２群を管理、制御するホームゲートウェイ１０１という中継装置を設置し、これを介して、家庭の外のインターネットをアクセスする形態が想定されている（図９）。
【０００３】
従来のIPv４によるインターネット１００では、各家庭に割り当て可能なグローバルIPv４アドレス数は限られており、その場合は、家庭網ではプライベートアドレスという内部に閉じたアドレス対系を使用し、外部へのアクセスのみをアドレス変換を行ってグローバルアドレスで行う、という方法が採られており、この場合、ホームゲートウェイ１０１はアドレス変換装置(NAT: Network Address Translator)としての機能を担うほか、様々な付加価値をホームゲートウェイ１０１につける提案が様々なされている。
【０００４】
しかるに、一方では、次世代のIP規約としてIPv６というものが検討されている。IPv６では、IPv４で３２ビット幅だったIPアドレスを１２８ビット幅まで拡張することで、IPv４より遥かに多数のノードを収容できるようになる。例えば、家庭の中に収容される全ての機器にIPv６グローバルアドレスを付与し、全ての機器がIP通信を行うことを想定している。IPv６を採用することで、全ての家庭内機器に対しユニークなグローバルアドレスを割り当てることができる。
【０００５】
これにより、経路途中にNATなどの中継装置を介することなく、エンド間をシームレスに接続した通信ができ、これはセキュリティ、通信品質の保証など、様々な面で有利である、と言われている。またIPv6では、各ルータが管理するネットワークIDと、機器固有のIDから自動的にアドレスを生成する、アドレス自動構成という機能があり、末端のホストの運用が容易であるという特徴がある。
【０００６】
一方で、家庭内機器制御のための通信方式として、白物家電におけるエコーネットや、ビル設備などで使用される米国のemWARE社が提唱するEMITや米Echelon社が提唱する LON works（商標）など、IPを使わない通信方式も様々提案されており、家庭内の通信方式（プロトコル）はさらに多様化しているといえる。
【０００７】
また、家庭内機器では、IPv６のプロトコルを搭載するための十分なリソース（CPU性能、メモリ量など）を持たない機器も多く、これをIPv６の普及を阻害している。
【０００８】
【非特許文献１】
emWARE社のサイト（http://www.emware.com/）
【非特許文献２】
Echelon社のサイト（htt p://www.echelon.com/）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、家庭内の非IPv６プロトコルのみをサポートする機器に対し、その機器識別子を元に個別なIPv６アドレスの自動構成を中継装置で代行処理し、生成したIPv６アドレスと機器識別子の対応関係を記憶した情報（テーブル）を元に、非IPパケットとIPv６パケット間の変換を行うことで、非IP機器がインターネットなどのIPノードと通信することを容易にし、また非IPv６機器にも個々のIPv６アドレスを割り当てることで、様々なIPv６サービス（例えばセキュリティ処理）をホームゲートウェイが代行処理することを可能とする中継装置及び通信制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の中継装置は、広域ネットワークに接続され、ＩＰｖ６プロトコルにて通信が可能な第１のインタフェースと、ローカルネットワークに接続され、所定のプロトコルにて通信が可能な第２のインタフェースとを具備し、前記ローカルネットワークに接続された複数の通信機器と、前記広域ネットワークに接続された他の通信機器との間の通信を中継する中継装置であって、前記ローカルネットワークに接続された前記通信機器がＩＰｖ６プロトコルによる通信ができない場合には、前記通信機器の機器識別情報に基づき、該通信機器に対応したＩＰｖ６アドレスを自動生成する自動生成手段と、前記自動生成手段にて生成した前記通信機器に対応したＩＰｖ６アドレスを、前記第１のインタフェースに割り当てる割り当て手段と、前記自動生成手段で生成した該通信機器に対応したＩＰｖ６アドレスと、該通信機器の機器識別情報を関連付けて記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記ＩＰｖ６アドレスと通信識別情報に基づき、前記通信機器から送信された非ＩＰｖ６パケットを前記第６のインタフェースを介して受信し、この非ＩＰｖ６パケットをＩＰｖ６パケットへ変換し、前記第１のインタフェースを介して所望の宛先へ転送する機能と、前記広域ネットワーク側から前記通信機器宛に送信されたＩＰｖ６パケットを前記第１のインタフェースを介して受信し、このＩＰｖ６パケットを非ＩＰｖ６パケットに変換し、前記第２のインタフェースを介して前記通信機器宛てに転送する機能を持つ転送手段と、前記第２のインタフェースに接続された前記複数の通信機器に対し、通信機器ごとに独立に、自動生成されたＩＰｖ６アドレスに要求されるＩＰセキュリティの鍵の交換処理、セキュリティパラメータの交換処理、前記セキュリティパラメータの設定処理、通信を行うパケットのＩＰＳＥＣ処理のうち少なくとも一つを、前記通信機器に代わって代行処理する代行処理手段とを具備したことを特徴とする。
【００１４】
更に本発明の中継装置は、第２のインタフェースに接続された通信機器の代行処理として、自動生成されたＩＰｖ６アドレスを元に、提供するサービス属性を登録し、サービス発見プロトコルの探索対象に通信機器を追加することを特徴とする。
【００１５】
また本発明の通信制御方法は、広域ネットワークに接続され、ＩＰｖ６プロトコルにて通信が可能な第１のインタフェースと、ローカルネットワークに接続され、所定のプロトコルにて通信が可能な第２のインタフェースとを具備し、前記ローカルネットワークに接続された複数の通信機器と、前記広域ネットワークに接続された他の通信機器との間の通信を中継する中継装置の通信制御方法であって、前記ローカルネットワークに接続された前記通信機器がＩＰｖ６プロトコルによる通信ができない場合には、前記通信機器の機器識別情報に基づき、該通信機器に対応したＩＰｖ６アドレスを自動生成し、生成した前記通信機器に対応した前記ＩＰｖ６アドレスを、前記第１のインタフェースに割り当て、生成した前記通信機器に対応した前記ＩＰｖ６アドレスと、該通信機器の機器識別情報を関連付けて記憶し、記憶された前記ＩＰｖ６アドレスと通信識別情報に基づき、前記通信機器から送信された非ＩＰｖ６パケットを前記第６のインタフェースを介して受信し、この非ＩＰｖ６パケットをＩＰｖ６パケットへ変換し、前記第１のインタフェースを介して所望の宛先へ転送し、前記広域ネットワーク側から前記通信機器宛に送信されたＩＰｖ６パケットを前記第１のインタフェースを介して受信し、このＩＰｖ６パケットを非ＩＰｖ６パケットに変換し、前記第２のインタフェースを介して前記通信機器宛てに転送し、前記第２のインタフェースに接続された前記複数の通信機器に対し、通信機器ごとに独立に、自動生成されたＩＰｖ６アドレスに要求されるＩＰセキュリティの鍵の交換処理、セキュリティパラメータの交換処理、前記セキュリティパラメータの設定処理、通信を行うパケットのＩＰＳＥＣ処理のうち少なくとも一つを、前記通信機器に代わって代行処理することを特徴とする。
【００２１】
更に本発明の通信制御方法は、第２のインタフェースに接続された通信機器の代行処理として、自動生成されたＩＰｖ６アドレスを元に、提供するサービス属性を登録し、サービス発見プロトコルの探索対象に通信機器を追加することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
本発明に係るホームネットワークの典型的な構成を図１に示す。ここではローカルネットワークとして家庭などのホームネットワークを仮定している。ここでホームゲートウェイ１は外部のインターネット２にIPv６にて接続しており、家庭内ネットワークには、IPv６をサポートする端末２１〜２ｎとIPv６をサポートしない端末３１〜３ｎを含むものとする。IPv６をサポートする端末の場合、中継装置であるホームゲートウェイ１は単なるメディア変換機として動作し、ISP３側の図示しないルータと折衝して、ネットワークプリフィクスを獲得し、これを用いてIPv６のアドレス自動構成（IETF RFC２４６１などで規定される）を行ってIPv６アドレスを得る。
【００２４】
一方、本発明においては、IPv６をサポートしない端末３１〜３ｎについても、各々の機器識別子例えばMACアドレスをホームゲートウェイ１が認識した時点で、これを使ってアドレス自動構成を動作させ、各端末３１〜３ｎに対するIPv６アドレスを自動構成し、これをホームゲートウェイ１の上流インタフェースに関連づける。一般にIPv６では１つのインタフェースに複数のIPアドレスを関連づけることは普通に行われるので、これは特別な操作ではない。
【００２５】
ここでは端末３１〜３ｎに対するグローバルIPv６アドレスを生成したものとする。この他にリンクローカルアドレスやサイトローカルアドレスと呼ばれる別のスコープを持つアドレスも生成できるが本発明ではそれらは考慮しないこととする。
【００２６】
図２はホームゲートウェイ１の内部構成を示す図である。ＩＰｖ６アドレス自動生成部１０は、前述したようにＩＳＰ３側の図示しないルータと折衝して取得したネットワークプレフィックスを用いてＩＰｖ６のアドレス自動構成を行い、ＩＰｖ６アドレスを生成する。また、IPv6をサポートしない端末３１〜３ｎについても、Macアドレスなどを認識し、これら端末３１〜３ｎに対応するＩＰｖ６アドレスを自動構成する。
【００２７】
ＩＰｖ６アドレス割当部１１は、端末３１〜３ｎに対応するＩＰｖ６アドレスをインターネット側のインタフェースである第1のインタフェース１４に関連付ける。
【００２８】
記憶部１３は各端末３１〜３ｎに対応するＩＰｖ６アドレスと、それら端末の機器識別子（例えばＭａｃアドレス）との対応関係（テーブル）を記憶する。
【００２９】
転送部１４はこの対応関係を参照し、インターネット側の通信ノードとホームネットワーク側の端末３１〜３ｎとの間の送受信通信を中継する。制御部１２はこれらの動作を総合的に制御する。
【００３０】
この結果、ホームゲートウェイ１には図３に示すような非IPv6端末の機器識別子（MACアドレス）とIPv6アドレスの対応表ができる。この表を使って、非IPv6端末がインターネット側の機器と通信する場合のパケットの変換をホームゲートウェイ１が実行する。
【００３１】
以下では、これを使って、非IPv６端末がインターネット側のIP端末と通信する場合のパケット処理方法を示す。なお、ここで非IPv６プロトコルにおいてIP端末のアドレスをどのように表現するかという問題があるが、これについては各非IPv６プロトコル（例：エコーネット、EMITなど）において、各々プロトコル拡張が行われており、ホームネットワーク外のIP端末にパケットを送信したい旨を表現できるものと仮定する。
【００３２】
１つの方法は非IPv６プロトコルパケットをIPv６パケットでカプセル化して、IPv６トンネルを経由してIPv６端末に送信する方法である。図３のテーブルで示される非IPv６端末00-bc-de-01-82-99から、IPv６端末ff02::1宛にパケットを送信する場合の例を図４に示す。ここで非IPv６端末に与えられたIPv６アドレスff04:0::02bc:deff:fe01:8299がIPv６トンネルのソースアドレスになり非IPv６パケットをインターネット側に送信する。この処理は、一般にv４ over v６トンネルと呼ばれるIPv４/v６混在環境における処理の拡張として容易に実現できる。
【００３３】
逆にインターネット側からIPv６カプセル化パケットを受信した場合は、図３のテーブルを参照してマッチする場合には、内部の非IPv６パケットを取り出して、非IPv６プロトコルで該当する機器に転送すればよい。
【００３４】
別の方法として、非IPv６プロトコルに対応する予め定められたIPv６パケット形式にパケットを変換して転送する方法がある。例えば、図５に示すようなエコーネットの状態取得要求パケット５１、及びそれに対する応答パケット５２の場合を考える。
【００３５】
これはホームネットにおける特定の機器の状態情報（例えば冷蔵庫の設定温度）を問い合わせ、またこれに回答するためのパケット形式である。これをIPv６の世界では、ネットワーク管理に使うSNMPというプロトコルで表現するものと予め定めておけば、該当するIPv６のSNMP５３パケットを受信した場合、これを対応するエコーネットパケットに変換し、逆にエコーネットの回答パケットをIPv６のSNMP５４パケットに変換してインターネット側に応答する、という処理を行う。
【００３６】
以上のシーケンスを図６に示す。外部のIPv６ノード６１が、SNMP(trap,status_req)を発するとホームゲートウエイ１はこれをEcho_State_retrieveコマンドに変換し、内部のEchonetノード６２へ転送する。内部のEchonetノード６２はこの応答としてEcho_State_replyを発し、ホームゲートウエイ１はこれをSNMP(rep,status_replay)として外部のIPv６ノード６１に転送する。なお、パケットの変換規則としては、これ以外にもHTTPやその拡張としてのSOAP、XMPなどを使用する方法が考えられる。
【００３７】
このパケット変換による転送方法は、個々の非IPv６プロトコルの詳細をホームゲートウェイ１が知っている必要があり、特に２つ以上の変換方法をサポートする場合、内部のプロトコルの詳細を解析するのでは、処理時間の問題が起こりうる。
【００３８】
一方、非IPv６パケットをそのままカプセル化して送信する場合は、宛先IPv６ノード側で非IPv６プロトコルを全て解釈することが必要である。従って、一般には、宛先IPv６ノードの処理能力や、非IPv６プロトコルの複雑さを考慮して、２つの方法を適宜切り替えて使用するのが適当である。
【００３９】
さて、以上のように非IPv６パケットに個別のIPv６アドレスを付与して処理することにより、非IPv６ノードをIPノードとして扱える例として、IPセキュリティ（IPSEC)の処理例を示す。
【００４０】
図７に示すように、非IPv６ノードからの通信が始まると、ゲートウェイでIPSECの処理を起動し、予め設定されたこのノードに対するポリシーに応じて、相手先の通信ノード５に対応するIPSEC方式を決定し、次に、IPSECで必要になる鍵交換プロトコル（一般にインターネットではIKEという方式を使う）を起動して、相手先の通信ノード５と鍵の交換を行う。
これらが完了すると、必要なIPSECの処理を行ったパケットの交換を開始する。 勿論、非IPv６ノード自身がパケット暗号化などの機能を保持することは仮定できないので、IPSEC処理自体はゲートウェイが行い、ホームネットワーク外に出るパケットを暗号化処理する（IPSECのトンネルモードを使用する）ことになるが、少なくとも家の外に出るパケットを暗号化できることで、十分な効用が得られる。
【００４１】
さらに、各非IPv６ノードに個別にアドレスを付与することにより、個々のノードに対して、独立にセキュリティパラメータ（SA:security association)を設定することが可能で、柔軟なセキュリティ処理が可能になることが本発明によるIPv６処理のメリットである。
【００４２】
逆にもし非IPv６ノードに対し１つのIPアドレスしか与えないとすると全ての非IPv６ノード発パケットは、全く同じ暗号化方式で、特定の宛先に対してのみ暗号化されるという限定的な使い方しかできない。
【００４３】
また、IKEなどのIPSECの前処理を全てゲートウェイで代行できることも、大きなメリットである。というのはIKEなどの相互認証には、一般に公開鍵暗号という手法が使われるが、これは多バイト整数の乗除算を含む処理で、低コストなCPUでは処理時間が膨大にかかり、一般の組み込み系のノードでは処理を行うことが困難である。
【００４４】
このため、一般の家電などのノードにおけるIPSECのサポートが非常に困難になっていた（これに対する解決方法として、軽量な鍵交換の手法の研究が行われている）が、本方式によれば比較的CPU性能の高いゲートウェイでIKE処理を代行することにより従来手法のままでIPSECを適用できる。
【００４５】
別のIPv６による処理の例として、非IPv６ノードの提供するサービスをIPv６側に広告するためにサービス発見プロトコル（SLP)を使用する例を示す（図８）。
【００４６】
サービス属性値が決められていると仮定し、これに対応する非IPv６ノードが接続された場合、ホームゲートウェイ１は対応するIPv６アドレスをベースにサービスの登録をサービスエージェント８２、及びディレクトリエージェント８１に行う。これにより対応するプロトコルに依存せず、必要なサービス属性を持ったノードを検索できる。
【００４７】
なお、以上では、非IPv６プロトコルとしてエコーネットを例示したが、本発明は、それ以外の非IPv６プロトコルを扱うシステムにも適用可能である。なお、以上の各機能は、ソフトウェアとしても実現可能である。また、本実施形態は、コンピュータに所定の手段を実行させるための（あるいはコンピュータを所定の手段として機能させるための、あるいはコンピュータに所定の機能を実現させるための）プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体としても実施することもできる。
【００４８】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において種々変形して実施することができる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明により、IPv６スタックをサポートできない、レガシーな非IPv６機器を統一的にインターネットにアクセスさせることができ、さらに様々なIPサービスを中継装置が、個々に割り振ったIPv６アドレスを用いて代行処理することで、非IPv６機器に手を加えることなく、IPv６機器、非IPv６機器が混在したホームネットワークを効率的に管理、制御することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るホームネットワークの典型的な構成を示す図
【図２】本発明に係るホームゲートウェイの構成図
【図３】非IPv６端末の機器識別子（MACアドレス）とIPv６アドレスの対応表の構成例を示す図
【図４】IPv６トンネリングによる転送シーケンスの一例を示す図
【図５】エコーネットにおけるパケット例と、これに対するIPパケットを示す図
【図６】パケット変換による転送シーケンスの一例を示す図
【図７】本発明によるIPSEC代行処理のシーケンスを示す図
【図８】本発明によるSLP代行処理のシーケンスを示す図
【図９】従来のホームネットワークの典型的なネットワークの構成例を示す図
【符号の説明】
１・・・ホームゲートウェイ
２・・・インターネット
２１〜２ｎ・・・ＩＰｖ６をサポートする端末
３１〜３ｎ・・・ＩＰｖ６をサポートしない端末
１０・・・ＩＰｖ６アドレス自動生成部
１１・・・ＩＰｖ６アドレス割当部
１２・・・制御部
１３・・・記憶部
１４・・・転送部
Claims (4)
- 広域ネットワークに接続され、ＩＰｖ６プロトコルにて通信が可能な第１のインタフェースと、ローカルネットワークに接続され、所定のプロトコルにて通信が可能な第２のインタフェースとを具備し、前記ローカルネットワークに接続された複数の通信機器と、前記広域ネットワークに接続された他の通信機器との間の通信を中継する中継装置であって、
前記ローカルネットワークに接続された前記通信機器がＩＰｖ６プロトコルによる通信ができない場合には、前記通信機器の機器識別情報に基づき、該通信機器に対応したＩＰｖ６アドレスを自動生成する自動生成手段と、
前記自動生成手段にて生成した前記通信機器に対応したＩＰｖ６アドレスを、前記第１のインタフェースに割り当てる割り当て手段と、
前記自動生成手段で生成した該通信機器に対応したＩＰｖ６アドレスと、該通信機器の機器識別情報を関連付けて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記ＩＰｖ６アドレスと通信識別情報に基づき、前記通信機器から送信された非ＩＰｖ６パケットを前記第６のインタフェースを介して受信し、この非ＩＰｖ６パケットをＩＰｖ６パケットへ変換し、前記第１のインタフェースを介して所望の宛先へ転送する機能と、前記広域ネットワーク側から前記通信機器宛に送信されたＩＰｖ６パケットを前記第１のインタフェースを介して受信し、このＩＰｖ６パケットを非ＩＰｖ６パケットに変換し、前記第２のインタフェースを介して前記通信機器宛てに転送する機能を持つ転送手段と、
前記第２のインタフェースに接続された前記複数の通信機器に対し、通信機器ごとに独立に、自動生成されたＩＰｖ６アドレスに要求されるＩＰセキュリティの鍵の交換処理、セキュリティパラメータの交換処理、前記セキュリティパラメータの設定処理、通信を行うパケットのＩＰＳＥＣ処理のうち少なくとも一つを、前記通信機器に代わって代行処理する代行処理手段と
を具備したことを特徴とする中継装置。 - 前記第２のインタフェースに接続された通信機器の代行処理として、前記自動生成されたＩＰｖ６アドレスを元に、提供するサービス属性を登録し、サービス発見プロトコルの探索対象に前記通信機器を追加することを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
- 広域ネットワークに接続され、ＩＰｖ６プロトコルにて通信が可能な第１のインタフェースと、ローカルネットワークに接続され、所定のプロトコルにて通信が可能な第２のインタフェースとを具備し、前記ローカルネットワークに接続された複数の通信機器と、前記広域ネットワークに接続された他の通信機器との間の通信を中継する中継装置の通信制御方法であって、
前記ローカルネットワークに接続された前記通信機器がＩＰｖ６プロトコルによる通信ができない場合には、前記通信機器の機器識別情報に基づき、該通信機器に対応したＩＰｖ６アドレスを自動生成し、
生成した前記通信機器に対応した前記ＩＰｖ６アドレスを、前記第１のインタフェースに割り当て、
生成した前記通信機器に対応した前記ＩＰｖ６アドレスと、該通信機器の機器識別情報を関連付けて記憶し、
記憶された前記ＩＰｖ６アドレスと通信識別情報に基づき、前記通信機器から送信された非ＩＰｖ６パケットを前記第６のインタフェースを介して受信し、この非ＩＰｖ６パケットをＩＰｖ６パケットへ変換し、前記第１のインタフェースを介して所望の宛先へ転送し、前記広域ネットワーク側から前記通信機器宛に送信されたＩＰｖ６パケットを前記第１のインタフェースを介して受信し、このＩＰｖ６パケットを非ＩＰｖ６パケットに変換し、前記第２のインタフェースを介して前記通信機器宛てに転送し、
前記第２のインタフェースに接続された前記複数の通信機器に対し、通信機器ごとに独立に、自動生成されたＩＰｖ６アドレスに要求されるＩＰセキュリティの鍵の交換処理、セキュリティパラメータの交換処理、前記セキュリティパラメータの設定処理、通信を行うパケットのＩＰＳＥＣ処理のうち少なくとも一つを、前記通信機器に代わって代行処理する
ことを特徴とする通信制御方法。 - 前記第２のインタフェースに接続された通信機器の代行処理として、前記自動生成されたＩＰｖ６アドレスを元に、提供するサービス属性を登録し、サービス発見プロトコルの探索対象に前記通信機器を追加することを特徴とする請求項３に記載の通信制御方法。
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