JP4080937B2 - ネットワーク間のパケット中継方法及びシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のパケット網を相互に接続するネットワーク間接続装置が信号処理装置と連携してパケットを中継する技術に関し、特にネットワーク間接続装置が複数のフローからなる通信に係るパケットを中継する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のパケット網を接続するネットワーク間接続装置は、パケットを単に中継するだけでなくアドレス変換やパケットフィルタリングなど種々の機能を有する場合がある。以下、アドレス変換機能を有するネットワーク間接続装置を例にとって従来の技術を説明する。
【０００３】
従来のネットワーク間接続装置は、一のパケット網からパケットを受信すると、そのパケットに記述された発アドレス又は着アドレスを、記憶装置に記憶されている変換テーブルにしたがって書き換え、このＩＰパケットを他のパケット網に中継する。変換テーブルは、発アドレスと着アドレスの組を１つのエントリとするものであり、中継時に該変換テーブルにエントリが存在しない場合には新たに変換用のアドレスを払い出し、このアドレスを変換テーブルに追加する。なお、上記に説明において「アドレス」とは、ＵＤＰ／ＩＰパケットについてはＩＰアドレスとＵＤＰポート番号の対であり、ＴＣＰ／ＩＰパケットＩＰアドレスとＴＣＰポート番号の対であり、他のＩＰパケットについてはＩＰアドレスである。以上のような技術はＮＡＰＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｐｏｒｔ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）やＩＰマスカレードなどと呼ばれる。このネットワーク間接続装置によれば、ＩＰアドレス資源の有効活用やネットワーク間接続装置配下のコンピュータの隠蔽などが図れる。
【０００４】
ところで、このようなネットワーク間接続装置では、ＴＣＰパケット又はＵＤＰパケットに格納されるメッセージ中にＩＰアドレスやポート番号を埋め込む上位プロトコルに係るパケットについては、ＩＰヘッダ，ＴＣＰヘッダ，ＵＤＰヘッダのアドレス情報のみを変換すると、上位プロトコルがＩＰアドレスやポート番号をやりとりする際にアドレス不整合を生じるという問題があった。例えばＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／ＲＦＣ３２６１，ＲＦＣ２５４３）ではＳＩＰメッセージ内にＩＰアドレス・ＵＤＰポート番号が記述されるため、ＳＩＰによるＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ ＩＰ）通信を行う場合などに上記問題が現れる。そこで、従来、ＴＣＰペイロード又はＵＤＰペイロード内に記述されたアドレスについても変換する技術が提案されている。
【０００５】
しかしながら、上位プロトコルのアドレス変換処理は複雑であるため、従来のネットワーク間接続装置ではスループットの向上が困難であるという問題があった。そこで、ＩＰヘッダ・ＵＤＰヘッダのアドレス変換についてはネットワーク間接続装置で処理し、ＳＩＰメッセージ内のアドレス変換については別途設けた信号処理装置に変換を依頼するシステムが登場してきている。このシステムでは、特定のアドレス・ポート番号を用いてるかどうかを判定することにより、ＳＩＰメッセージ関連パケットであるか否かを区別していた（非特許文献１参照）。
【０００６】
【非特許文献１】
林 和仁，外４名，”ＳＩＰアプリケーションレベルゲートウェイ（ＳＩＰ−ＡＬＧ）におけるアドレス変換エントリの管理方式に関する一考察”，信学技法，社団法人電子情報通信学会，２００２年１２月，ＮＳ２００２−１８８，ＰＳ２００２−６２，ｐ．２５−２８
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のネットワーク間接続では、次のような問題点があった。
【０００８】
例えばＳＩＰによるＶｏＩＰ通信を行う場合、ＳＩＰサーバを経由しないメッセージは信号処理装置に送られない。最初は端末Ａ−ＳＩＰサーバ−端末Ｂというメッセージを交換をしており、途中から端末Ａ−端末Ｂというメッセージ交換に切り替わる場合を考える。この場合、端末Ａ−端末Ｂという通信で用いるポート番号は、ＳＩＰサーバを経由した通信時に互いに通知するため、動的に定まることが多い。
【０００９】
ここで、通信経路の切り替わる前では、ＳＩＰサーバが特定ポート番号で通信するなら、そのポート番号が発ポート番号又は着ポート番号であるパケットを信号処理装置に送ればよい。しかし、通信経路の切り替わった後では、特定ポート番号を使うことが期待できないため、パケットは信号処理装置に送られず、上位プロトコルにおけるアドレス変換を行うことができない。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、通信中に動的にアドレス情報が決定される場合でもネットワーク間接続装置と信号処理装置とが連携してパケット中継を行うことができるネットワーク間のパケット中継方法及びシステムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ネットワーク間接続装置は、信号処理装置に対する処理要求の要否を判定するための所定の処理条件情報を記憶装置に記憶しておき、一のパケット網から受信した他のパケット網へのパケットが前記記憶装置に記憶されている処理条件を満たす場合には信号処理装置に対して該パケットの処理要求を送信し、信号処理装置は、ネットワーク間中継装置からの処理要求に係るパケットに対して所定の処理を行い少なくともアドレス情報を含む登録要求メッセージをネットワーク間接続装置に送信し、ネットワーク間接続装置は、信号処理装置から受信した登録要求メッセージに含まれるアドレス情報を前記記憶装置に記憶して該アドレス情報に基づくパケットの中継処理を行うとともに、信号処理装置から受信した登録要求メッセージに基づき所定の条件で前記記憶装置に処理条件情報を追加することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、パケットに対する処理を行う信号処理装置からの登録要求メッセージの内容に応じて、どのパケットについては信号処理装置による処理を行うかという処理条件が追加されるので、通信中に動的にアドレス情報が決定される場合でもパケットの中継を行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態にかかるネットワーク間のパケット中継方法及びシステムについて図面を参照して説明する。図１は本発明の本実施形態におけるネットワーク構成図である。
【００１４】
なお、以下の説明において、アドレスとは、ＵＤＰパケットについてはＩＰアドレスとＵＤＰポート番号の対、ＴＣＰパケットについてはＩＰアドレスとＴＣＰポート番号の対、それ以外のＩＰパケットについてはＩＰアドレスを指すものとする。
【００１５】
図１に示すように、このパケット中継システムは、複数の端末１１−１〜１１−ｎが接続された第１のパケット網１０と、複数の端末２１−１〜２１−ｍが接続された第２のパケット網２０とを相互に接続するネットワーク間接続装置３０と、ネットワーク間接続装置３０と連携して後述する所定の信号処理を行う信号処理装置４０とを備えている。
【００１６】
本実施の形態では、ネットワーク間接続装置３０と信号処理装置４０とが連携してパケットのアドレス変換を行う。すなわち、ネットワーク間接続装置３０では、パケットのＩＰヘッダとＴＣＰ又はＵＤＰヘッダについてアドレス変換を行い、一方信号処理装置４０では、ＴＣＰ又はＵＤＰより上位プロトコルのメッセージに埋め込まれたアドレスのアドレス変換を行う。このような上位プロトコルとして本実施の形態ではＳＩＰについて説明する。具体的には、第１のパケット網１０内の端末１１が第２のパケット網２０内の端末２１との間でＶｏＩＰ通信行うものとし、該ＶｏＩＰ通信の呼制御を第２のパケット網２０内に設置したＳＩＰサーバ５０が行うものとする。
【００１７】
ネットワーク間接続装置３０は、図２に示すように、一のパケット網から受信したパケットを他のパケットに中継するパケット中継部３１と、中継するパケットのアドレスを必要に応じて変換するアドレス変換部３２と、アドレス変換部３２におけアドレス変換で用いられる変換テーブル３３と、信号処理装置４０に対してアドレス変換を依頼するか否かを判定する条件情報を記憶した条件情報テーブル３４とを備えている。本実施の形態では、アドレス変換部３２は、第１のパケット網１０の発着アドレスを第２のパケット網２０側で使用可能なアドレスに変換するものであり、具体的には前述したＩＰマスカレードの技術を用いたものである。
【００１８】
パケット中継部３１は、受信したパケットが条件情報テーブル３４に記憶されている条件の何れかに一致する場合には、上位プロトコルメッセージのアドレス変換処理を信号処理装置４０に対して依頼し、信号処理装置４０から受信した変換済みパケットに対してさらにアドレス変換部３２でアドレス変換を行ってからパケットを中継する。信号処理装置４０で処理対象となるパケットは、カプセル化されてパケット中継部３１と信号処理装置４０との間でやりとりされる。一方、受信したパケットが条件情報テーブル３４に記憶されている条件の何れにも一致しない場合には、信号処理装置４０に対してアドレス変換依頼をすることなく、アドレス変換部３２でアドレス変換を行ってからパケットを中継する。
【００１９】
また、パケット中継部３１は、信号処理装置４０から後述する登録要求メッセージを受信した場合であって、さらにこの登録要求メッセージに条件情報テーブル３４へのエントリ登録要求が含まれている場合には、登録要求メッセージに記述されているアドレスについての条件情報を条件情報テーブル３４に追加する。
【００２０】
条件情報テーブル３４の一例を図３に示す。本実施形態では、条件情報テーブル３４のエントリは、図３に示すように、プロトコル種別・第１のパケット網１０側のＩＰアドレスとポート番号の組（図３では「第１のパケット網側」を「内側」と表記している）・第２のパケット網２０側のＩＰアドレスとポート番号の組（図３では「第２のパケット網側」を「外側」と表記している）から構成されている。条件情報テーブル３４には、予め設定された初期の条件情報に係るエントリと、その後に追加されたエントリが記憶される。
【００２１】
この初期条件に係るエントリは、信号処理装置４０での変換対象となる一連のパケットのうち最初のパケットに一致するものである。換言すれば、この初期条件のエントリに一致するパケットを契機として信号処理装置４０による一連のパケットの信号処理が開始されることとなる。本実施の形態では、ＳＩＰ通信に係るパケットを中継するので、初期条件としては「宛先ポート番号がＳＩＰで用いる所定のポート番号であるパケット」というものとなる。
【００２２】
アドレス変換部３２は、ＩＰマスカレードの技術を用いて中継対象となるパケットのアドレスを変換する。具体的には、変換テーブル３３のエントリに基づき、ＩＰヘッダのＩＰアドレスとＵＤＰ又はＴＣＰヘッダのポート番号の組の変換を行う。変換テーブル３３のエントリは、信号処理装置４０からのエントリ登録要求があった場合、又は、信号処理装置４０からのエントリ登録要求がない場合であっても所定条件で通信が開始される場合に、新たなアドレスが払い出され、これがエントリとして登録される。ここで、信号処理装置４０からのエントリ登録要求に基づくアドレスの払い出しがあった場合には、そのアドレス情報を信号処理装置４０に通知する。図４に、変換テーブル３３の一例を示す。変換テーブル３３のエントリは、図４に示すように、プロトコル種別・第１のパケット網１０側のＩＰアドレスとポート番号の組（図４では「第１のパケット網側」を「内側」と表記している）・第２のパケット網２０側のＩＰアドレスとポート番号の組（図４では「第２のパケット網側」を「外側」と表記している）から構成されている。
【００２３】
信号処理装置４０は、ネットワーク間接続装置３０から受け取ったカプセル化したパケットをデカプセル化し、該パケットのＴＣＰ／ＵＤＰより上位プロトコルのメッセージに含まれるアドレスについて変換し、変換したパケットをカプセル化してネットワーク間接続装置３０に返す。このアドレス変換の際は、まず、変換前のアドレスについてアドレスを払い出してエントリを変換テーブル３３に登録するように登録要求メッセージをネットワーク間接続装置３０に送信する。そして、ネットワーク間接続装置３０から通知された払い出しアドレスを用いてアドレス変換を行う。
【００２４】
前述の登録要求メッセージには、そのエントリに一致するパケットについて信号処理装置４０で処理するものであるか否かを表す処理条件フラグという項目が付加されている。信号処理装置４０は、自身で処理すべきものである場合には該処理条件フラグをオンにし、信号処理装置４０で処理すべきものでない場合には該処理条件フラグをオフにする。信号処理装置４０で処理するものであるか否かは、パケットのＴＣＰ／ＵＤＰより上位プロトコルのメッセージ内容などによって判定する。例えば、ＳＩＰの場合には、発呼・音声通話・通話終了までの一連のフローのうち最初のＳＩＰシグナリングに係るパケットについては処理条件フラグをオンにし、以降のパケットについては処理条件フラグをオフにすればよい。最初のＳＩＰシグナリングであるか否かの判定は、そのＳＩＰメッセージを解析すればよい（例えば、「ＩＮＶＩＴＥ」であるか否かを判定）。
【００２５】
次に、ネットワーク間接続装置３０の動作について図５のフローチャートを参照して説明する。
【００２６】
ネットワーク間接続装置３０は、第１のパケット網１０又は第２のパケット網２０からパケットを受信すると、まず、当該パケットが条件情報テーブル３４にエントリ登録されているかを判定し（ステップＳ１）、エントリ登録されている場合には、当該パケットについての処理を信号処理装置４０に依頼する（ステップＳ２）。
【００２７】
次いで、信号処理装置４０から登録要求メッセージがあると（ステップＳ３）、新たにアドレスを払い出して該アドレスと当該登録要求メッセージに含まれるアドレス情報について変換テーブル３３にエントリ登録を行う（ステップＳ４）。払い出したアドレスは信号処理装置４０に通知する（ステップＳ５）。次いで、該登録要求メッセージに含まれる処理条件フラグがオンの場合には（ステップＳ６）、該登録要求メッセージに含まれるアドレス情報について条件情報テーブル３４に処理条件をエントリ登録する（ステップＳ７）。この後に、信号処理装置４０から処理済みパケットを受信し（ステップＳ８）、該パケットについて変換テーブル３３に基づくアドレス変換処理を行う（ステップＳ９）。そして、アドレス変換後のパケットを中継する（ステップＳ１０）。
【００２８】
次に、信号処理装置４０の動作について図６のフローチャートを参照して説明する。
【００２９】
信号処理装置４０は、ネットワーク間接続装置３０からカプセル化されたパケットを受信すると、まず、このパケットをデカプセル化した後に、このパケットのＴＣＰ／ＵＤＰより上位プロトコルに記述されている（すなわちペイロードに記述されている）アドレス情報を抽出する（ステップＳ１１）。次に、このパケットが所定の条件（例えば一連の通信の最初のパケットか否か）について判定し（ステップＳ１２）、条件を満たす場合には、前記アドレス情報についての登録要求メッセージであって処理条件フラグをオンにしたものをネットワーク間接続装置３０に送信し（ステップＳ１３）、条件を満たさない場合には、処理条件フラグがオフの登録要求メッセージをネットワーク間接続装置３０に送信する（ステップＳ１４）。そして、前記ステップＳ５でネットワーク間接続装置３０からの払い出しアドレスを受信し（ステップＳ１５）、該払い出しアドレス基づき、パケットのペイロードに記述されているアドレス情報を書き換える変換処理を行う（ステップＳ１６）。次に、変換処理されたパケットをカプセル化してネットワーク間接続装置３０に返す（ステップＳ１７）。
【００３０】
次に、本実施形態の中継システムを利用して、第１のパケット網１０内の端末１１が第２のパケット網２０の端末２１とＶｏＩＰ通信する際の流れについて図７を参照して説明する。図７はＶｏＩＰ通信での一連のフローを説明する図である。
【００３１】
本実施の形態では呼制御プロトコルとしてＳＩＰを用いているので、図７に示すように、呼制御に係るフローであるＳＩＰシグナリングフロー６１と、音声通信に係る音声フロー６２というフローによりＶｏＩＰ通信が実現される。ＳＩＰシグナリングフロー６１は、端末１１とサーバ５０との間の通信及びサーバ５０と端末２１との間の通信となり、音声フロー６２は、端末１１と端末２１との間の通信となる。
【００３２】
より具体的な手順は以下のようになる。すなわち、端末１１が端末２１の識別子を含む接続要求信号をサーバ５０に送ると、サーバ５０は該識別子から端末２１のアドレスを解決し、端末２１１へ接続要求信号を送る。端末２１は、接続応答信号をサーバ５０へ送り、サーバ５０は接続応答信号を端末１１に送る。接続要求信号には、端末１１の音声パケット受信用アドレスを含み、接続応答信号には、端末２１の音声パケット受信用アドレスを含むため、端末１１，２１は互いに音声パケットを相手に送ることができる。
【００３３】
次に、端末１１が端末２１とＶｏＩＰ通信する際の流れについて図８を参照してさらに詳細に説明する。図８はＶｏＩＰ通信の流れを説明するシーケンスチャートである。図８において、パケットの流れを表す矢印の始点及び終点に付された丸記号のうち、黒丸記号はパケットの始点又は終点になっていることを表し、白丸はパケットの始点又は終点にはなっていないことを表している。
【００３４】
図８に示すように、発呼端末１１がＳＩＰサーバ５０の所定のポート宛に接続要求を送信すると、ネットワーク間接続装置３０は、該パケットをカプセル化して信号処理装置４０へ送る。
【００３５】
信号処理装置４０は、該パケット内に記述された端末１１の音声パケット受信用アドレス及びＳＩＰシグナリング受信用アドレスを記述した登録要求メッセージをネットワーク間接続装置３０に送る。その際、当該パケットは一連のフローの最初のパケットなので、ＳＩＰシグナリング受信用アドレスに対応する処理条件フラグはオンにし、音声パケット受信用アドレスに対応する処理条件フラグはオフにする。
【００３６】
ネットワーク間接続装置３０は、登録要求メッセージを受けると、端末２１側の網２０の保有アドレスを払い出し、払い出したアドレスを登録要求メッセージに記述されたアドレスに対応させて変換テーブル３３に保存する。なお、ここでの変換テーブル３３の登録は、音声フローに係るものとＳＩＰシグナリングに係るものの両方である。また、登録要求メッセージのＳＩＰシグナリング受信用アドレスに係る登録要求については条件処理フラグがオンになっているので、払い出したアドレスとＳＩＰシグナリング受信用アドレスに対応させて条件情報テーブル３４に保存する。一方、払い出したアドレスを応答メッセージに記述して、信号処理装置４０に送る。
【００３７】
信号処理装置４０は、応答メッセージを受け取ると、元のＳＩＰシグナリングパケットに記述されていた端末１１のアドレスを、応答メッセージに記述されたアドレスに書き換えて、さらにこれをカプセル化してネットワーク間接続装置３０に送る。
【００３８】
ネットワーク間接続装置３０は、カプセル化メッセージを信号処理装置４０から受け取ると、カプセル化を解き、変換テーブル３３にしたがってアドレス変換を行い、端末２１の網２０へ送る。
【００３９】
２番目以降のメッセージは、先頭メッセージと等しいアドレス情報についてエントリ登録要求を行う必要はない。
【００４０】
２番目以降のメッセージが、サーバを経由しないものであった場合、ネットワーク間接続装置３０は、ヘッダに記述されているアドレスが、条件情報テーブル３４にエントリ登録されていることを検知し、このパケットに対して所定のアドレス変換を適用し、該パケットをカプセル化して信号処理装置４０へ送る。
【００４１】
また、音声パケットが流れる際には、ネットワーク間接続装置３０は、ヘッダに記述されているアドレスが、条件情報テーブル３４にエントリされていないので、変換テーブル３３にしたがってアドレス変換を行い、端末２１の網２０へ送る。
【００４２】
以上のように本発明によれば、パケットに対する処理を行う信号処理装置４０からの登録要求メッセージの内容に応じて、どのパケットについては信号処理装置４０による処理を行うかという処理条件が条件情報テーブル３４に追加される、通信中に動的にアドレス情報が決定される場合でもパケットの中継を行うことができる。
【００４３】
以上本発明の一実施の形態について詳述したが本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、アドレス変換部３２は、ＩＰアドレス及びＴＣＰ／ＵＤＰポート番号の組について変換するようにしたが、ＩＰヘッダのＩＰアドレスのみを変換する場合であっても本発明を適用できる。
【００４４】
また、上記実施の形態では、アドレス変換規則を保存する変換テーブル３３と、信号処理装置４０に処理を依頼するための処理条件を保存する条件情報テーブル３４をそれぞれ別に設けたが、図３及び図４に示すように両者は管理項目が類似していることから、１つのテーブルで実装するようにしてもよい。
【００４５】
さらに、上記実施の形態では、ＩＰアドレス及びＴＣＰ／ＵＤＰポート番号が埋め込まれた上位プロトコルとしてＳＩＰを例示したが、他のプロトコルであっても本発明を実施できる。例えば、プロトコル中にアドレス情報が埋め込まれているＨ．３２３やＦＴＰなどが挙げられる。
【００４６】
さらに、上記実施の形態では、信号処理装置４０での処理内容としてアドレス変換について例示したが、他の処理を行う場合であっても本発明を実施できる。例えば、ネットワーク間接続装置３０においてパケットフィルタリングを行う場合が挙げられる。具体的には、上位プロトコルのメッセージ中に記述されたアドレスを信号処理装置４０において解析してネットワーク間接続装置３０に通知し、ネットワーク間接続装置では通知された情報に基づき、パケットフィルタリングの設定を動的に変更するものが挙げられる。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、端末−サーバ間のメッセージを信号処理装置で処理するのみでなく、予め設定したものではない端末間のメッセージを信号処理装置で処理できるようになる。これにより、例えばＳＩＰのアドレス変換を外付け装置で行うことなどが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ネットワーク構成図
【図２】ネットワーク間のパケット中継システムの構成図
【図３】変換テーブルの一例を説明する図
【図４】条件情報テーブルの一例を説明する図
【図５】ネットワーク間接続装置の動作を説明するフローチャート
【図６】信号処理装置の動作を説明するフローチャート
【図７】ＶｏＩＰ通信での一連のフローを説明する図
【図８】ＶｏＩＰ通信の流れを説明するシーケンスチャート
【符号の説明】
１０，２０…パケット網、１１，２１…端末、３０…ネットワーク間接続装置、３１…パケット中継部、３２…アドレス変換部、３３…変換テーブル、３４…条件情報テーブル、４０…信号処理装置、４１…アドレス変換部、５０…ＳＩＰサーバ
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のパケット網を相互に接続するネットワーク間接続装置が信号処理装置と連携してパケットを中継する技術に関し、特にネットワーク間接続装置が複数のフローからなる通信に係るパケットを中継する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のパケット網を接続するネットワーク間接続装置は、パケットを単に中継するだけでなくアドレス変換やパケットフィルタリングなど種々の機能を有する場合がある。以下、アドレス変換機能を有するネットワーク間接続装置を例にとって従来の技術を説明する。
【０００３】
従来のネットワーク間接続装置は、一のパケット網からパケットを受信すると、そのパケットに記述された発アドレス又は着アドレスを、記憶装置に記憶されている変換テーブルにしたがって書き換え、このＩＰパケットを他のパケット網に中継する。変換テーブルは、発アドレスと着アドレスの組を１つのエントリとするものであり、中継時に該変換テーブルにエントリが存在しない場合には新たに変換用のアドレスを払い出し、このアドレスを変換テーブルに追加する。なお、上記に説明において「アドレス」とは、ＵＤＰ／ＩＰパケットについてはＩＰアドレスとＵＤＰポート番号の対であり、ＴＣＰ／ＩＰパケットＩＰアドレスとＴＣＰポート番号の対であり、他のＩＰパケットについてはＩＰアドレスである。以上のような技術はＮＡＰＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｐｏｒｔ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）やＩＰマスカレードなどと呼ばれる。このネットワーク間接続装置によれば、ＩＰアドレス資源の有効活用やネットワーク間接続装置配下のコンピュータの隠蔽などが図れる。
【０００４】
ところで、このようなネットワーク間接続装置では、ＴＣＰパケット又はＵＤＰパケットに格納されるメッセージ中にＩＰアドレスやポート番号を埋め込む上位プロトコルに係るパケットについては、ＩＰヘッダ，ＴＣＰヘッダ，ＵＤＰヘッダのアドレス情報のみを変換すると、上位プロトコルがＩＰアドレスやポート番号をやりとりする際にアドレス不整合を生じるという問題があった。例えばＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／ＲＦＣ３２６１，ＲＦＣ２５４３）ではＳＩＰメッセージ内にＩＰアドレス・ＵＤＰポート番号が記述されるため、ＳＩＰによるＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ ＩＰ）通信を行う場合などに上記問題が現れる。そこで、従来、ＴＣＰペイロード又はＵＤＰペイロード内に記述されたアドレスについても変換する技術が提案されている。
【０００５】
しかしながら、上位プロトコルのアドレス変換処理は複雑であるため、従来のネットワーク間接続装置ではスループットの向上が困難であるという問題があった。そこで、ＩＰヘッダ・ＵＤＰヘッダのアドレス変換についてはネットワーク間接続装置で処理し、ＳＩＰメッセージ内のアドレス変換については別途設けた信号処理装置に変換を依頼するシステムが登場してきている。このシステムでは、特定のアドレス・ポート番号を用いてるかどうかを判定することにより、ＳＩＰメッセージ関連パケットであるか否かを区別していた（非特許文献１参照）。
【０００６】
【非特許文献１】
林 和仁，外４名，”ＳＩＰアプリケーションレベルゲートウェイ（ＳＩＰ−ＡＬＧ）におけるアドレス変換エントリの管理方式に関する一考察”，信学技法，社団法人電子情報通信学会，２００２年１２月，ＮＳ２００２−１８８，ＰＳ２００２−６２，ｐ．２５−２８
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のネットワーク間接続では、次のような問題点があった。
【０００８】
例えばＳＩＰによるＶｏＩＰ通信を行う場合、ＳＩＰサーバを経由しないメッセージは信号処理装置に送られない。最初は端末Ａ−ＳＩＰサーバ−端末Ｂというメッセージを交換をしており、途中から端末Ａ−端末Ｂというメッセージ交換に切り替わる場合を考える。この場合、端末Ａ−端末Ｂという通信で用いるポート番号は、ＳＩＰサーバを経由した通信時に互いに通知するため、動的に定まることが多い。
【０００９】
ここで、通信経路の切り替わる前では、ＳＩＰサーバが特定ポート番号で通信するなら、そのポート番号が発ポート番号又は着ポート番号であるパケットを信号処理装置に送ればよい。しかし、通信経路の切り替わった後では、特定ポート番号を使うことが期待できないため、パケットは信号処理装置に送られず、上位プロトコルにおけるアドレス変換を行うことができない。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、通信中に動的にアドレス情報が決定される場合でもネットワーク間接続装置と信号処理装置とが連携してパケット中継を行うことができるネットワーク間のパケット中継方法及びシステムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ネットワーク間接続装置は、信号処理装置に対する処理要求の要否を判定するための所定の処理条件情報を記憶装置に記憶しておき、一のパケット網から受信した他のパケット網へのパケットが前記記憶装置に記憶されている処理条件を満たす場合には信号処理装置に対して該パケットの処理要求を送信し、信号処理装置は、ネットワーク間中継装置からの処理要求に係るパケットに対して所定の処理を行い少なくともアドレス情報を含む登録要求メッセージをネットワーク間接続装置に送信し、ネットワーク間接続装置は、信号処理装置から受信した登録要求メッセージに含まれるアドレス情報を前記記憶装置に記憶して該アドレス情報に基づくパケットの中継処理を行うとともに、信号処理装置から受信した登録要求メッセージに基づき所定の条件で前記記憶装置に処理条件情報を追加することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、パケットに対する処理を行う信号処理装置からの登録要求メッセージの内容に応じて、どのパケットについては信号処理装置による処理を行うかという処理条件が追加されるので、通信中に動的にアドレス情報が決定される場合でもパケットの中継を行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態にかかるネットワーク間のパケット中継方法及びシステムについて図面を参照して説明する。図１は本発明の本実施形態におけるネットワーク構成図である。
【００１４】
なお、以下の説明において、アドレスとは、ＵＤＰパケットについてはＩＰアドレスとＵＤＰポート番号の対、ＴＣＰパケットについてはＩＰアドレスとＴＣＰポート番号の対、それ以外のＩＰパケットについてはＩＰアドレスを指すものとする。
【００１５】
図１に示すように、このパケット中継システムは、複数の端末１１−１〜１１−ｎが接続された第１のパケット網１０と、複数の端末２１−１〜２１−ｍが接続された第２のパケット網２０とを相互に接続するネットワーク間接続装置３０と、ネットワーク間接続装置３０と連携して後述する所定の信号処理を行う信号処理装置４０とを備えている。
【００１６】
本実施の形態では、ネットワーク間接続装置３０と信号処理装置４０とが連携してパケットのアドレス変換を行う。すなわち、ネットワーク間接続装置３０では、パケットのＩＰヘッダとＴＣＰ又はＵＤＰヘッダについてアドレス変換を行い、一方信号処理装置４０では、ＴＣＰ又はＵＤＰより上位プロトコルのメッセージに埋め込まれたアドレスのアドレス変換を行う。このような上位プロトコルとして本実施の形態ではＳＩＰについて説明する。具体的には、第１のパケット網１０内の端末１１が第２のパケット網２０内の端末２１との間でＶｏＩＰ通信行うものとし、該ＶｏＩＰ通信の呼制御を第２のパケット網２０内に設置したＳＩＰサーバ５０が行うものとする。
【００１７】
ネットワーク間接続装置３０は、図２に示すように、一のパケット網から受信したパケットを他のパケットに中継するパケット中継部３１と、中継するパケットのアドレスを必要に応じて変換するアドレス変換部３２と、アドレス変換部３２におけアドレス変換で用いられる変換テーブル３３と、信号処理装置４０に対してアドレス変換を依頼するか否かを判定する条件情報を記憶した条件情報テーブル３４とを備えている。本実施の形態では、アドレス変換部３２は、第１のパケット網１０の発着アドレスを第２のパケット網２０側で使用可能なアドレスに変換するものであり、具体的には前述したＩＰマスカレードの技術を用いたものである。
【００１８】
パケット中継部３１は、受信したパケットが条件情報テーブル３４に記憶されている条件の何れかに一致する場合には、上位プロトコルメッセージのアドレス変換処理を信号処理装置４０に対して依頼し、信号処理装置４０から受信した変換済みパケットに対してさらにアドレス変換部３２でアドレス変換を行ってからパケットを中継する。信号処理装置４０で処理対象となるパケットは、カプセル化されてパケット中継部３１と信号処理装置４０との間でやりとりされる。一方、受信したパケットが条件情報テーブル３４に記憶されている条件の何れにも一致しない場合には、信号処理装置４０に対してアドレス変換依頼をすることなく、アドレス変換部３２でアドレス変換を行ってからパケットを中継する。
【００１９】
また、パケット中継部３１は、信号処理装置４０から後述する登録要求メッセージを受信した場合であって、さらにこの登録要求メッセージに条件情報テーブル３４へのエントリ登録要求が含まれている場合には、登録要求メッセージに記述されているアドレスについての条件情報を条件情報テーブル３４に追加する。
【００２０】
条件情報テーブル３４の一例を図３に示す。本実施形態では、条件情報テーブル３４のエントリは、図３に示すように、プロトコル種別・第１のパケット網１０側のＩＰアドレスとポート番号の組（図３では「第１のパケット網側」を「内側」と表記している）・第２のパケット網２０側のＩＰアドレスとポート番号の組（図３では「第２のパケット網側」を「外側」と表記している）から構成されている。条件情報テーブル３４には、予め設定された初期の条件情報に係るエントリと、その後に追加されたエントリが記憶される。
【００２１】
この初期条件に係るエントリは、信号処理装置４０での変換対象となる一連のパケットのうち最初のパケットに一致するものである。換言すれば、この初期条件のエントリに一致するパケットを契機として信号処理装置４０による一連のパケットの信号処理が開始されることとなる。本実施の形態では、ＳＩＰ通信に係るパケットを中継するので、初期条件としては「宛先ポート番号がＳＩＰで用いる所定のポート番号であるパケット」というものとなる。
【００２２】
アドレス変換部３２は、ＩＰマスカレードの技術を用いて中継対象となるパケットのアドレスを変換する。具体的には、変換テーブル３３のエントリに基づき、ＩＰヘッダのＩＰアドレスとＵＤＰ又はＴＣＰヘッダのポート番号の組の変換を行う。変換テーブル３３のエントリは、信号処理装置４０からのエントリ登録要求があった場合、又は、信号処理装置４０からのエントリ登録要求がない場合であっても所定条件で通信が開始される場合に、新たなアドレスが払い出され、これがエントリとして登録される。ここで、信号処理装置４０からのエントリ登録要求に基づくアドレスの払い出しがあった場合には、そのアドレス情報を信号処理装置４０に通知する。図４に、変換テーブル３３の一例を示す。変換テーブル３３のエントリは、図４に示すように、プロトコル種別・第１のパケット網１０側のＩＰアドレスとポート番号の組（図４では「第１のパケット網側」を「内側」と表記している）・第２のパケット網２０側のＩＰアドレスとポート番号の組（図４では「第２のパケット網側」を「外側」と表記している）から構成されている。
【００２３】
信号処理装置４０は、ネットワーク間接続装置３０から受け取ったカプセル化したパケットをデカプセル化し、該パケットのＴＣＰ／ＵＤＰより上位プロトコルのメッセージに含まれるアドレスについて変換し、変換したパケットをカプセル化してネットワーク間接続装置３０に返す。このアドレス変換の際は、まず、変換前のアドレスについてアドレスを払い出してエントリを変換テーブル３３に登録するように登録要求メッセージをネットワーク間接続装置３０に送信する。そして、ネットワーク間接続装置３０から通知された払い出しアドレスを用いてアドレス変換を行う。
【００２４】
前述の登録要求メッセージには、そのエントリに一致するパケットについて信号処理装置４０で処理するものであるか否かを表す処理条件フラグという項目が付加されている。信号処理装置４０は、自身で処理すべきものである場合には該処理条件フラグをオンにし、信号処理装置４０で処理すべきものでない場合には該処理条件フラグをオフにする。信号処理装置４０で処理するものであるか否かは、パケットのＴＣＰ／ＵＤＰより上位プロトコルのメッセージ内容などによって判定する。例えば、ＳＩＰの場合には、発呼・音声通話・通話終了までの一連のフローのうち最初のＳＩＰシグナリングに係るパケットについては処理条件フラグをオンにし、以降のパケットについては処理条件フラグをオフにすればよい。最初のＳＩＰシグナリングであるか否かの判定は、そのＳＩＰメッセージを解析すればよい（例えば、「ＩＮＶＩＴＥ」であるか否かを判定）。
【００２５】
次に、ネットワーク間接続装置３０の動作について図５のフローチャートを参照して説明する。
【００２６】
ネットワーク間接続装置３０は、第１のパケット網１０又は第２のパケット網２０からパケットを受信すると、まず、当該パケットが条件情報テーブル３４にエントリ登録されているかを判定し（ステップＳ１）、エントリ登録されている場合には、当該パケットについての処理を信号処理装置４０に依頼する（ステップＳ２）。
【００２７】
次いで、信号処理装置４０から登録要求メッセージがあると（ステップＳ３）、新たにアドレスを払い出して該アドレスと当該登録要求メッセージに含まれるアドレス情報について変換テーブル３３にエントリ登録を行う（ステップＳ４）。払い出したアドレスは信号処理装置４０に通知する（ステップＳ５）。次いで、該登録要求メッセージに含まれる処理条件フラグがオンの場合には（ステップＳ６）、該登録要求メッセージに含まれるアドレス情報について条件情報テーブル３４に処理条件をエントリ登録する（ステップＳ７）。この後に、信号処理装置４０から処理済みパケットを受信し（ステップＳ８）、該パケットについて変換テーブル３３に基づくアドレス変換処理を行う（ステップＳ９）。そして、アドレス変換後のパケットを中継する（ステップＳ１０）。
【００２８】
次に、信号処理装置４０の動作について図６のフローチャートを参照して説明する。
【００２９】
信号処理装置４０は、ネットワーク間接続装置３０からカプセル化されたパケットを受信すると、まず、このパケットをデカプセル化した後に、このパケットのＴＣＰ／ＵＤＰより上位プロトコルに記述されている（すなわちペイロードに記述されている）アドレス情報を抽出する（ステップＳ１１）。次に、このパケットが所定の条件（例えば一連の通信の最初のパケットか否か）について判定し（ステップＳ１２）、条件を満たす場合には、前記アドレス情報についての登録要求メッセージであって処理条件フラグをオンにしたものをネットワーク間接続装置３０に送信し（ステップＳ１３）、条件を満たさない場合には、処理条件フラグがオフの登録要求メッセージをネットワーク間接続装置３０に送信する（ステップＳ１４）。そして、前記ステップＳ５でネットワーク間接続装置３０からの払い出しアドレスを受信し（ステップＳ１５）、該払い出しアドレス基づき、パケットのペイロードに記述されているアドレス情報を書き換える変換処理を行う（ステップＳ１６）。次に、変換処理されたパケットをカプセル化してネットワーク間接続装置３０に返す（ステップＳ１７）。
【００３０】
次に、本実施形態の中継システムを利用して、第１のパケット網１０内の端末１１が第２のパケット網２０の端末２１とＶｏＩＰ通信する際の流れについて図７を参照して説明する。図７はＶｏＩＰ通信での一連のフローを説明する図である。
【００３１】
本実施の形態では呼制御プロトコルとしてＳＩＰを用いているので、図７に示すように、呼制御に係るフローであるＳＩＰシグナリングフロー６１と、音声通信に係る音声フロー６２というフローによりＶｏＩＰ通信が実現される。ＳＩＰシグナリングフロー６１は、端末１１とサーバ５０との間の通信及びサーバ５０と端末２１との間の通信となり、音声フロー６２は、端末１１と端末２１との間の通信となる。
【００３２】
より具体的な手順は以下のようになる。すなわち、端末１１が端末２１の識別子を含む接続要求信号をサーバ５０に送ると、サーバ５０は該識別子から端末２１のアドレスを解決し、端末２１１へ接続要求信号を送る。端末２１は、接続応答信号をサーバ５０へ送り、サーバ５０は接続応答信号を端末１１に送る。接続要求信号には、端末１１の音声パケット受信用アドレスを含み、接続応答信号には、端末２１の音声パケット受信用アドレスを含むため、端末１１，２１は互いに音声パケットを相手に送ることができる。
【００３３】
次に、端末１１が端末２１とＶｏＩＰ通信する際の流れについて図８を参照してさらに詳細に説明する。図８はＶｏＩＰ通信の流れを説明するシーケンスチャートである。図８において、パケットの流れを表す矢印の始点及び終点に付された丸記号のうち、黒丸記号はパケットの始点又は終点になっていることを表し、白丸はパケットの始点又は終点にはなっていないことを表している。
【００３４】
図８に示すように、発呼端末１１がＳＩＰサーバ５０の所定のポート宛に接続要求を送信すると、ネットワーク間接続装置３０は、該パケットをカプセル化して信号処理装置４０へ送る。
【００３５】
信号処理装置４０は、該パケット内に記述された端末１１の音声パケット受信用アドレス及びＳＩＰシグナリング受信用アドレスを記述した登録要求メッセージをネットワーク間接続装置３０に送る。その際、当該パケットは一連のフローの最初のパケットなので、ＳＩＰシグナリング受信用アドレスに対応する処理条件フラグはオンにし、音声パケット受信用アドレスに対応する処理条件フラグはオフにする。
【００３６】
ネットワーク間接続装置３０は、登録要求メッセージを受けると、端末２１側の網２０の保有アドレスを払い出し、払い出したアドレスを登録要求メッセージに記述されたアドレスに対応させて変換テーブル３３に保存する。なお、ここでの変換テーブル３３の登録は、音声フローに係るものとＳＩＰシグナリングに係るものの両方である。また、登録要求メッセージのＳＩＰシグナリング受信用アドレスに係る登録要求については条件処理フラグがオンになっているので、払い出したアドレスとＳＩＰシグナリング受信用アドレスに対応させて条件情報テーブル３４に保存する。一方、払い出したアドレスを応答メッセージに記述して、信号処理装置４０に送る。
【００３７】
信号処理装置４０は、応答メッセージを受け取ると、元のＳＩＰシグナリングパケットに記述されていた端末１１のアドレスを、応答メッセージに記述されたアドレスに書き換えて、さらにこれをカプセル化してネットワーク間接続装置３０に送る。
【００３８】
ネットワーク間接続装置３０は、カプセル化メッセージを信号処理装置４０から受け取ると、カプセル化を解き、変換テーブル３３にしたがってアドレス変換を行い、端末２１の網２０へ送る。
【００３９】
２番目以降のメッセージは、先頭メッセージと等しいアドレス情報についてエントリ登録要求を行う必要はない。
【００４０】
２番目以降のメッセージが、サーバを経由しないものであった場合、ネットワーク間接続装置３０は、ヘッダに記述されているアドレスが、条件情報テーブル３４にエントリ登録されていることを検知し、このパケットに対して所定のアドレス変換を適用し、該パケットをカプセル化して信号処理装置４０へ送る。
【００４１】
また、音声パケットが流れる際には、ネットワーク間接続装置３０は、ヘッダに記述されているアドレスが、条件情報テーブル３４にエントリされていないので、変換テーブル３３にしたがってアドレス変換を行い、端末２１の網２０へ送る。
【００４２】
以上のように本発明によれば、パケットに対する処理を行う信号処理装置４０からの登録要求メッセージの内容に応じて、どのパケットについては信号処理装置４０による処理を行うかという処理条件が条件情報テーブル３４に追加される、通信中に動的にアドレス情報が決定される場合でもパケットの中継を行うことができる。
【００４３】
以上本発明の一実施の形態について詳述したが本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、アドレス変換部３２は、ＩＰアドレス及びＴＣＰ／ＵＤＰポート番号の組について変換するようにしたが、ＩＰヘッダのＩＰアドレスのみを変換する場合であっても本発明を適用できる。
【００４４】
また、上記実施の形態では、アドレス変換規則を保存する変換テーブル３３と、信号処理装置４０に処理を依頼するための処理条件を保存する条件情報テーブル３４をそれぞれ別に設けたが、図３及び図４に示すように両者は管理項目が類似していることから、１つのテーブルで実装するようにしてもよい。
【００４５】
さらに、上記実施の形態では、ＩＰアドレス及びＴＣＰ／ＵＤＰポート番号が埋め込まれた上位プロトコルとしてＳＩＰを例示したが、他のプロトコルであっても本発明を実施できる。例えば、プロトコル中にアドレス情報が埋め込まれているＨ．３２３やＦＴＰなどが挙げられる。
【００４６】
さらに、上記実施の形態では、信号処理装置４０での処理内容としてアドレス変換について例示したが、他の処理を行う場合であっても本発明を実施できる。例えば、ネットワーク間接続装置３０においてパケットフィルタリングを行う場合が挙げられる。具体的には、上位プロトコルのメッセージ中に記述されたアドレスを信号処理装置４０において解析してネットワーク間接続装置３０に通知し、ネットワーク間接続装置では通知された情報に基づき、パケットフィルタリングの設定を動的に変更するものが挙げられる。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、端末−サーバ間のメッセージを信号処理装置で処理するのみでなく、予め設定したものではない端末間のメッセージを信号処理装置で処理できるようになる。これにより、例えばＳＩＰのアドレス変換を外付け装置で行うことなどが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ネットワーク構成図
【図２】ネットワーク間のパケット中継システムの構成図
【図３】変換テーブルの一例を説明する図
【図４】条件情報テーブルの一例を説明する図
【図５】ネットワーク間接続装置の動作を説明するフローチャート
【図６】信号処理装置の動作を説明するフローチャート
【図７】ＶｏＩＰ通信での一連のフローを説明する図
【図８】ＶｏＩＰ通信の流れを説明するシーケンスチャート
【符号の説明】
１０，２０…パケット網、１１，２１…端末、３０…ネットワーク間接続装置、３１…パケット中継部、３２…アドレス変換部、３３…変換テーブル、３４…条件情報テーブル、４０…信号処理装置、４１…アドレス変換部、５０…ＳＩＰサーバ
Claims (5)
- 複数のパケット網を相互に接続するネットワーク間接続装置が信号処理装置と連携してパケットを中継する方法において、
ネットワーク間接続装置は、信号処理装置に対する処理要求の要否を判定するための所定の処理条件情報を記憶装置に記憶しておき、一のパケット網から受信した他のパケット網へのパケットが前記記憶装置に記憶されている処理条件を満たす場合には信号処理装置に対して該パケットの処理要求を送信し、
信号処理装置は、ネットワーク間中継装置からの処理要求に係るパケットに対して所定の処理を行い少なくともアドレス情報を含む登録要求メッセージをネットワーク間接続装置に送信し、
ネットワーク間接続装置は、信号処理装置から受信した登録要求メッセージに含まれるアドレス情報を前記記憶装置に記憶して該アドレス情報に基づくパケットの中継処理を行うとともに、信号処理装置から受信した登録要求メッセージに基づき所定の条件で前記記憶装置に処理条件情報を追加する
ことを特徴とするネットワーク間のパケット中継方法。 - 前記登録要求メッセージは処理条件情報に追加するか否かのフラグ情報を含み、ネットワーク間接続装置は信号処理装置から受信した登録要求メッセージに含まれるフラグ情報に基づき処理条件情報を追加するか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１記載のネットワーク間のパケット中継方法。 - 前記信号処理装置における前記所定の処理とはアドレス変換処理を含むとともに、前記ネットワーク間接続装置ではパケットの中継処理時に、信号処理装置から受信した登録要求メッセージに含まれるアドレス情報に基づきアドレス変換処理を行う
ことを特徴とする請求項１又は２何れか１項記載のネットワーク間のパケット中継方法。 - パケット網はＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケット網からなり、前記アドレスは、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ）／ＩＰパケットについてはＩＰアドレスとＵＤＰポート番号の対であり、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰパケットＩＰアドレスとＴＣＰポート番号の対であり、他のＩＰパケットについてはＩＰアドレスである
ことを特徴とする請求項１乃至３何れか１項記載のネットワーク間のパケット中継方法。 - 複数のパケット網を相互に接続するネットワーク間接続装置が信号処理装置と連携してパケットを中継するシステムにおいて、
ネットワーク間接続装置は、信号処理装置に対する処理要求の要否を判定するための所定の処理条件情報を記憶する記憶装置と、一のパケット網から受信した他のパケット網へのパケットが前記記憶装置に記憶されている処理条件を満たす場合には信号処理装置に対して該パケットの処理要求を送信する手段と、信号処理装置から受信した登録要求メッセージに含まれるアドレス情報を前記記憶装置に記憶して該アドレス情報に基づくパケットの中継処理を行う手段と、信号処理装置から受信した登録要求メッセージに基づき所定の条件で前記記憶装置に処理条件情報を追加する手段とを備え、
信号処理装置は、ネットワーク間中継装置からの処理要求に係るパケットに対して所定の処理を行い少なくともアドレス情報を含む登録要求メッセージをネットワーク間接続装置に送信する手段を備える
ことを特徴とするネットワーク間のパケット中継システム。
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