JP4118909B2

JP4118909B2 - デュアルスタック変換メカニズムを用いたＩＰｖ４−ＩＰｖ６変換システム及びその方法

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Publication number: JP4118909B2
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Inventors: 重奎安
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Description

本発明は、ＩＰｖ６とＩＰｖ４間の変換技術に関し、より詳細には、４ｉｎ６技術の１つであるＤＳＴＭ（Dual Stack Transition Mechanism）の単一方向性を克服し、ＩＰｖ４ネットワーク内のノードからＩＰｖ６ネットワーク内のノードへの接続を可能にするデュアルスタック変換メカニズムを用いたＩＰｖ４−ＩＰｖ６変換システム及びその方法に関する。

ＴＣＰ／ＩＰプロトコル集合において、ネットワーク階層プロトコルとしての現在の主流は、ＩＰｖ４（Internetworking Protocol, version 4）である。ＩＰｖ４は、インターネット上でシステム間にホスト対ホスト通信を提供する。

しかしながら、ＩＰｖ４は、よく設計されてはいるが、１９７０年代にＩＰｖ４が開発されて以来、データ通信は発展し続けており、急速に発展するインターネットに対しては、ＩＰｖ４の欠点が明らかになり始めた。

ＩＰｖ４は、５つのクラスよりなる２−レベルアドレス構造を有するが、このアドレス空間に非効率的な面が内包されている。ＩＰｖ４のアドレス指定方式は、アドレス空間を枯渇させ、これにより、インターネット接続を望む新しいシステムに割り当てるアドレスが不足するという問題点を有する。

また、インターネットは、リアルタイムでのオーディオとビデオの転送に対応しなければならないが、このような転送方式は、ＩＰｖ４の設計では提供されない最小遅延戦略と資源の予約とを要求する。インターネットの一部応用分野では、データ暗号化と認証を必要とするが、このような暗号化と認証はＩＰｖ４では提供されるものではない。

このような欠点を克服するために、ＩＰｎｇ（Internetworking Protocol, next generation）として知られるＩＰｖ６（Internet Protocol, version6)が提案され、現在標準になった。ＩＰｖ６においてインターネットプロトコルは、急速に発展するインターネットに対応するために、多くの部分が修正された。ＩＰアドレスの形式や長さは、パケット形式と共に変化した。ＩＣＭＰのような関連プロトコルも修正された。ネットワーク階層において、ＡＲＰ（Address Resolution Protocol：アドレス変換プロトコル）、ＲＡＲＰ（Reverse Address Resolution Protocol：逆アドレス変換プロトコル）、及びＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol：インターネットグループ管理プロトコル）のような他のプロトコルも削除され、ＩＣＭＰ（Internet Control Message Protocol：インターネット制御メッセージプロトコル）に含まれた。ＲＩＰ、ＯＳＰＦのようなルーティングプロトコルも、このような変化を収容するために若干修正された。

以下、次世代ＩＰであるＩＰｖ６の長所をＩＰｖ４と比較して説明する。

第１に、ＩＰｖ６のアドレスは、１２８ビットの長さであり、ＩＰｖ４アドレスの３２ビットと比較すると、拡張されたアドレス空間を有する。

第２に、ＩＰｖ６は、オプションが基本ヘッダーから分離され、必要に応じて、基本ヘッダーと上位階層データとの間に挿入される新しいヘッダーフォーマットを使用する。このような方式は、大部分のオプションがルータにより検査される必要がないので、ルーティング過程を単純化し、且つ迅速にする。

第３に、ＩＰｖ６は、付加的機能を許容する新しいオプションを有する。

第４に、ＩＰｖ６は、新しい技術や応用分野により要求されるプロトコルの拡張を許容するように設計されている。

第５に、ＩＰｖ６では、サービス類型（Type of Service）フィールドが削除され、フローラベル（Flow Label）というメカニズムが追加され、送信装置が、パケットに対して特別な処理を要請できる。このようなメカニズムは、リアルタイムでオーディオ、ビデオのようなトラフィック提供に使うことができる。

第６に、ＩＰｖ６において暗号化と認証オプションは、パケットの信頼性と整合性を提供する。

前述のようなＩＰｖ４の問題点にもかかわらず、インターネットには、膨大なシステムが存在するので、ＩＰｖ４からＩＰｖ６に変換するには多くの時間が必要である。このような状況で、ＩＰｖ６とＩＰｖ４間の変換技術（Transition Mechanism）と関連して色々な戦略が登場している。これは、ＩＰｖ４形態のパケットにＩＰｖ６データを搬送する６ｉｎ４技術と、ＩＰｖ６形態のパケットにＩＰｖ４データを搬送する４ｉｎ６技術とに大きく分けられる。

変換技術と関連する代表的な技術としては、デュアルスタック（Dual Stack）、トンネリング（Tunneling）、ヘッダー変換などが挙げられる。

トンネリング（Tunneling）は、ＩＰｖ６を使用する２つのコンピュータが互いに通信しようとする場合に、ＩＰｖ４を使用する領域を通過しなければならないときに使われる戦略である。この領域を通過するために、パケットは、ＩＰｖ４アドレスを有しなければならない。ＩＰｖ６パケットは、その領域に進入するときに、ＩＰｖ４パケット内にカプセル化（Capsulation）され、その領域から出るときに、逆カプセル化（Decapsulation）される。これは、あたかもＩＰｖ６パケットがトンネルの一方に入り、他方から出ることと同様である。

ヘッダー変換（Header Translation）は、大部分のインターネットがＩＰｖ６を使用するが、未だ一部のシステムがＩＰｖ４を使用する場合に必要である。送信装置は、ＩＰｖ６を使用したいが、受信装置は、ＩＰｖ６を認識できないとき、パケットは、受信装置が認識できるＩＰｖ４形式にならなければならないため、トンネリングは、このような状況では動作しない。この場合には、ヘッダー形式が、ヘッダー変換により全体的に変わらなければならない。ＩＰｖ６パケットのヘッダーは、ＩＰｖ４ヘッダーに変換することができるが、これは、マップアドレスを用いて行われる。

ＤＳＴＭ（Dual Stack Transition Mechanism）は、バージョン６に完全に移行する前に、全てのホストがデュアルスタックプロトコルを有する方法で、４ｉｎ６を用いた動的トンネルを行う。ＩＰｖ６−ｏｎｌｙネットワーク内でデュアルスタックノード（以下、「ＤＳＴＭクライアント」という）が、ＩＰｖ４アプリケーションを実行して、ＩＰｖ４ネットワークのＩＰｖ４ノードと通信できるようにする。

デュアルスタックを使用する方法は、パケットを目的地に送るとき、どのバージョンを使用すべきかを決定するために、発信地ホストは、ＤＮＳ（Domain Name System）に問い合わせをし、仮にＤＮＳからの応答がＩＰｖ４アドレスである場合には、発信地ホストは、ＩＰｖ４パケットを転送し、ＤＮＳからの応答がＩＰｖ６アドレスである場合には、発信地ホストはＩＰｖ６パケットを送るように進行する。

この技術の長所は、ＤＳＴＭクライアントは、臨時のＩＰｖ４アドレスを取得し、ＩＰｖ４ノードと通信を行うことができるので、グローバルＩＰｖ４アドレスの使用を低減することができ、ネットワーク管理も比較的簡単である。

ＤＳＴＭは、３つの構成要素よりなる。第１の構成要素は、ＩＰｖ６−ｏｎｌｙネットワーク内のＤＳＴＭクライアントであり、第２の構成要素は、ＩＰｖ４アドレスプールを管理するＤＳＴＭサーバである。ＤＳＴＭサーバは、ＤＳＴＭクライアントが使用することができる臨時のグローバルＩＰｖ４アドレスを割り当てる。第３の構成要素は、ＩＰｖ４ｏｖｅｒＩＰｖ６パケットのカプセル化（Encapsulation）及び逆カプセル化（Decapsulation）を行うＤＳＴＭボーダールータ（Border Router）（ＤＳＴＭゲートウェイあるいはＴＥＰ（Tunnel End Point）ともいう。以下、ＴＥＰという）である。

図１は、一般的なＤＳＴＭの構造を示す。

一般的に、ＤＳＴＭは、ＤＳＴＭクライアント１１０、ＤＳＴＭサーバ１２０、ＴＥＰ１３０、及びＶ４ＨＯＳＴ１４０で構成される。

ＩＰｖ６−ｏｎｌｙネットワークのＤＳＴＭクライアント１１０が、ＩＰｖ４ネットワークのノードＤと通信を開始する場合には、まず、ＤＳＴＭサーバ１２０に臨時のＩＰｖ４アドレスを要請し、ＤＳＴＭサーバ１２０は、ノードＡのための臨時ＩＰｖ４アドレスを割り当てた後に、割り当てられたＩＰｖ４アドレスと、ＴＥＰのアドレス情報と、割り当てられたＩＰｖ４アドレスの有効時間（Lifetime）とを、ノードＡに知らせると同時に、該当情報をＴＥＰ１３０にも伝達する。

ＤＳＴＭサーバ１２０から上記情報を受信したＤＳＴＭクライアント１１０は、自己のＩＰｖ４スタックを初期化し、ＩＰｖ４パケットをＩＰｖ６カプセル化してＴＥＰ１３０に伝達する。ＴＥＰ１３０は、このパケットを逆カプセル化した後、これをＶ４ＨＯＳＴ１４０にフォーワーディング（Forwarding）する。その後、Ｖ４ＨＯＳＴ１４０からＤＳＴＭクライアント１１０に伝達されたパケットが、ＴＥＰ１３０に伝達されると、ＩＰｖ６カプセル化して、ＤＳＴＭクライアント１１０に伝達する。

しかしながら、前述のような従来の技術は、ＩＰｖ６−ｏｎｌｙネットワーク内の特定ノードからＩＰｖ４ネットワーク内のノードにパケットを伝達する場合において有用ではあるが、その逆方向にパケットを伝達しようとする場合に対処できる方法ではない。

すなわち、ＩＰｖ４ネットワーク内の特定ノードからＩＰｖ６ネットワーク内の１つのノードにパケットを伝達するためには、ＩＰｖ６ネットワーク内のノードのアドレスを認識できなければならないが、該当ノードは、ＩＰｖ４アドレスがなく、ＩＰｖ４アドレスがあるとしても、ＩＰｖ４ネットワーク内の発信ノードは臨時に割り当てられたＩＰｖ４のアドレスを認識できないので、ＩＰｖ４ネットワーク内の特定ノードからＩＰｖ６ネットワーク内の特定ノードへのパケット伝達に問題が発生する。

本発明は、前述のような問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、ＩＰｖ６−ｏｎｌｙネットワークのデュアルスタックノード（ＤＳＴＭクライアント）がサーバである場合、ＤＳＴＭを用いてＩＰｖ４を介しての接続を実現することによって、ＩＰｖ４ネットワーク内のノードからＩＰｖ６ネットワーク内のノードへの接続を可能にするデュアルスタック変換メカニズムを用いたＩＰｖ４−ＩＰｖ６変換システム及びその方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のデュアルスタック変換メカニズムを用いたＩＰｖ４−ＩＰｖ６変換方法は、ＩＰｖ６ネットワーク内に位置するＤＳＴＭ（Dual Stack Transition Mechanism）クライアント、ＤＳＴＭサーバ、及びＩＰｖ４ネットワークに接続する、ＴＥＰ（Tunnel End Point）データを管理しトンネルメッセージを処理しＶ４ドメインネーム処理を行うＴＥＰ／ＤＮＳｖ４と、の間にＤＮＳ（Domain Name System）を設定する段階と、ＩＰｖ４ネットワーク内に位置する１つのＶ４ホストが、ＩＰｖ４ネットワーク内のＤＮＳｖ４サーバに接続しようとするＤＳＴＭクライアントに対するＤＮＳ検索要請をＤＮＳｖ４サーバに転送する段階と、ＤＮＳｖ４サーバは、ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４との通信によりＤＳＴＭクライアントのＩＰｖ４アドレスを取得し、ＩＰｖ４アドレスをＶ４ホストに伝達する段階と、Ｖ４ホストが取得したＩＰｖ４アドレスを用いてＤＳＴＭクライアントに接続する段階とを備えることを特徴とする。

Ｖ４ホストとＤＳＴＭクライアントの接続は、ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４を介して伝達されるＩＰｖ４パケットを分析し、ＩＰｖ４−ＩＰｖ６間のマッピングテーブルを検索してＩＰｖ６ネットワーク内のアドレスを探し、該当するアドレスのＤＳＴＭクライアントに接続される。

ＤＮＳを設定することにより、Ｖ４ドメインネーム処理を実行する段階は、ＤＳＴＭクライアントがＤＳＴＭサーバにトンネル生成メッセージを発信する段階と、ＤＳＴＭサーバは、トンネル生成メッセージから取得したクライアント情報とドメインネーム及びＶ４アドレスプールの中から選択したＶ４アドレスを含む情報を新しいトンネル生成メッセージに乗せてＴＥＰ／ＤＮＳｖ４に発信する段階と、ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４は、受信したクライアント情報を記録し、トンネル生成が完了したことを知らせるトンネル情報メッセージを生成し、ＤＳＴＭサーバを介して前記ＤＳＴＭクライアントに転送する段階とを備える。

ＤＳＴＭクライアントがＤＳＴＭサーバに転送するトンネル生成メッセージは、ＤＳＴＭクライアントのＩＰｖ６アドレス、ホストネーム、又は、ドメインネームに関する情報のうち少なくとも１つを含む。

ＤＳＴＭサーバがＴＥＰ／ＤＮＳｖ４に転送するトンネル生成メッセージは、ＤＳＴＭクライアントのＩＰｖ６リンク−ローカルアドレス、ＩＰｖ６グローバルアドレス、ホストネーム、ドメインネームのうち少なくとも１つの情報と、ＤＳＴＭサーバがＩＰｖ４アドレスプールの中からドメインネームとマッチングするように選択したＶ４アドレスに関する情報とを含む。

ＤＳＴＭドメインで使用するＩＰｖ４アドレスプール、ＩＰｖ４アドレスプールに対応するドメインネーム及びＴＥＰのアドレスに関する情報を有し、該当情報は、システム管理者により設定され、ＤＳＴＭサーバに格納される。

ＴＥＰデータは、ＩＰｖ４−ＩＰｖ６間のマッピングテーブルの構造よりなり、ＤＳＴＭドメイン毎にＶ６アドレス、Ｖ４アドレス、ホストネーム及び有効時間に関する情報のうち少なくとも１つを含む。

本発明の変換方法は、ＤＮＳを設定することにより、Ｖ４ドメインネーム処理を実行する段階の前に、ＤＳＴＭサーバは、ＤＳＴＭドメインで使用するＩＰｖ４アドレスプールに関する情報、ＩＰｖ４アドレスプールに対応するドメインネーム及びＴＥＰのアドレス情報を取得し、ＤＮＳｖ４は、ＤＳＴＭサーバが管理するドメインネームのＤＮＳｖ４アドレスをＴＥＰのアドレスに設定する段階をさらに備える。

また、本発明のデュアルスタック変換メカニズムを用いたＩＰｖ４−ＩＰｖ６変換システムは、ＩＰｖ６ネットワーク内で４ｉｎ６トンネルを用いて外部ＩＰｖ４ネットワーク内のノードと通信するＤＳＴＭクライアントと、ＩＰｖ４アドレスプール、ＩＰｖ４アドレスプールに対応するドメインネーム及びＴＥＰのアドレスに関する情報を管理するＤＳＴＭサーバと、ＤＳＴＭサーバとＩＰｖ４ネットワークとを接続してＴＥＰデータを管理し、ＩＰｖ４ネットワークから伝達されたパケットをカプセル化してＩＰｖ６ネットワークに転送するとともに、ＤＳＴＭクライアント及びＤＳＴＭサーバを介してＩＰｖ６ネットワークから伝達されるパケットを逆カプセル化してＩＰｖ４ネットワークに転送し、Ｖ４ドメインネーム処理を行うＴＥＰ／ＤＮＳｖ４とを備えることを特徴とする。

デュアルスタック変換メカニズムを用いたＩＰｖ４−ＩＰｖ６変換システムは、ＩＰｖ４ネットワーク内に位置し、ＩＰｖ６ネットワーク内のサーバへの接続を試みるＶ４ホストと、ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４との通信によりＤＳＴＭクライアントのＩＰｖ４アドレスを取得し、ＤＳＴＭクライアントのＩＰｖ４アドレスをＶ４ホストに伝達するＤＮＳｖ４とをさらに備え、Ｖ４ホストは、ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４を介して、取得したＩＰｖ４アドレスを用いてＤＳＴＭクライアントに接続する。

ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４は、ＴＥＰデータを管理し、トンネルメッセージを処理するＴＥＰプロセスと、Ｖ４ドメインに接続し、Ｖ４ドメインネーム処理を行うＤＮＳｖ４サーバと、Ｖ４ルーティング及びＶ６ルーティングを設定するためのルーティングプロセスとを備える。

ＤＳＴＭクライアント、ＤＳＴＭサーバ及びＴＥＰ／ＤＮＳｖ４間でトンネル生成メッセージ及びトンネル情報メッセージを交換することによりＤＮＳ（Domain Name System）を設定し、ＤＮＳ設定は、ＤＳＴＭクライアントがＤＳＴＭサーバにトンネル生成メッセージを発信し、ＤＳＴＭサーバは、トンネル生成メッセージから取得したクライアント情報とドメインネーム及びＶ４アドレスプールの中から選択したＶ４アドレスを含む情報を新しいトンネル生成メッセージに乗せてＴＥＰ／ＤＮＳｖ４に発信し、ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４は、受信したクライアント情報を記録し、トンネル生成が完了したことを知らせるトンネル情報メッセージを生成し、ＤＳＴＭサーバを介してＤＳＴＭクライアントに転送することによって行われる。

本発明は、ＴＥＰにＤＮＳｖ４のための基本的な検索及び応答機能を備えることによって、ＩＰｖ４ネットワークの１つのホストがＤＳＴＭドメイン内のＤＳＴＭクライアントに接続を試みることができるようにし、４ｉｎ６技術を用いてＤＮＳｖ４に対する検索及び応答をＴＥＰ／ＤＮＳｖ４が行うようにすることによって、別途のＤＮＳｖ６やＤＮＳ−ＡＬＧを追加することなく、ＩＰｖ４ネットワークに対する接続がホストネームを介して可能になるという利点を有する。

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を具体的に説明する。

図２は、本実施形態に適用されるＤＳＴＭ構造を示す。

ＤＳＴＭクライアント（DSTM Client）１１０は、ＤＳＴＭドメイン内で４ｉｎ６トンネル技術を用いて外部のＩＰｖ４ノードと通信を行う役目をする。ＩＰｖ４サーバとして動作を行うためには、自己のドメインネームとホストネームを認識していなければならない。

ＤＳＴＭサーバ（DSTM Server）１２０は、ＤＳＴＭクライアント１１０に、臨時のＩＰｖ４アドレスを割り当てる役目をする。このためには、自己のＩＰｖ４アドレスプール（Pool）情報と、アドレスプールに関するドメインネーム情報と、アドレスプールに対するＤＳＴＭボーダールータに関する情報と、現在のＤＳＴＭクライアントに割り当てられたＩＰｖ４情報とを維持及び管理する。

ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４２００は、ＤＳＴＭボーダー（Border）ルータの役目を行う。基本的な役目は、ＤＳＴＭドメインから伝達された４ｉｎ６パケットを逆カプセル化（Decapsulation）してＩＰｖ４ネットワークに伝達し、ＩＰｖ４ネットワークから伝達されたＩＰｖ４パケットを４ｉｎ６パケットにカプセル化してＤＳＴＭドメインに伝達する役目をする。

Ｖ４ＨＯＳＴ１４０は、ＩＰｖ４ネットワーク内に存在するホストであり、本実施形態で実現される４ｉｎ６技術の発信装置の役目をするものとみなすことができる。

ＤＮＳｖ４２１０は、ＩＰｖ４ネットワークからＩＰｖ６ネットワークに転送されるパケットを処理するためのＤＮＳサーバであり、ＩＰｖ４ネットワークにおいて一般的に使われるＤＮＳサーバの役目と同じ役目を行う。

図３は、本実施形態のＤＳＴＭサーバ１２０が管理するデータの構造を示す。

図３は、２つのＶ６ドメインを有する場合を示し、ドメイン毎にＶ４アドレスプール３００による、ドメインネーム（Domain name）３１０と、ＴＥＰ情報（TEP Info）３２０と、クライアント情報（Client Info）３３０とを有する。

また、それぞれのクライアント情報３３０は、Ｖ６リンクローカルアドレス（V6 Link Local Address）３３１と、Ｖ６グローバルアドレス（V6 Global Address）３３２と、Ｖ４アドレス（V4 Address）３３３と、有効時間（Lifetime）３３４と、ホストネーム（Hostname）３３５とを含む。

図４は、本実施形態のＴＥＰ／ＤＮＳｖ４２００の構造を示す。

本実施形態のＴＥＰ／ＤＮＳｖ４２００は、ＤＳＴＭドメインＩＰ（ｖ６ドメイン）とＩＰｖ４ドメインを接続するために、少なくとも２つ以上のＶ６／Ｖ４インタフェースを有する。インタフェースは、デバイスドライバ（Device Driver）及びネットワークスタック（NETWORK STACK (IPV4/IPV6)）を経て、上位階層に接続するが、上位階層は、ＴＥＰプロセス（TEP Process）４１０、ＤＮＳｖ４サーバ（DNS v4 Server）４２０、ルーティングプロセス（Routing Process）４３０を含む。

すなわち、ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４２００は、Ｖ４のルーティング（静的ルーティングを含む）及びＶ６のルーティング設定のためのルーティングプロセス(routing process)４３０と、Ｖ４ＤＮＳを処理するためのＤＮＳｖ４サーバ(DSNv4 server)４２０と、トンネルメッセージを処理するために、既存のＤＳＴＭボーダールータの機能を行うＴＥＰプロセス(TEP process)４１０とを含む。

本実施形態において必要なプロセスであるＴＥＰ（Tunnel End Point）プロセス４１０は、基本的に最小限のＤＮＳｖ４に対する検索及び応答（Query/Reply）を処理できるようにしなければならない。この処理のための基本情報は、図５に示されている。

図５は、本実施形態のＴＥＰプロセス４１０のデータ構造を示す。

ＴＥＰプロセス４１０が管理するデータは、基本的にＩＰｖ４−Ｐｖ６間のマッピングテーブルの構造よりなり、Ｖ６ドメインとＶ４ドメインを接続する役目をする。図３に示すの例と同様に、図５に示す例でも、２つのＶ６ドメインを有する場合には、それぞれのドメインによって管理するＶ６アドレス（V6 address）５１と、Ｖ６アドレス５１の各々にマッチングするＶ４アドレス（V4 address）５２と、ホストネーム（Host name）５３と、有効期間（Lifetime）５４とを該当情報として有している。

図６は、本実施形態のメッセージの流れを示す。

図６の過程は、大きく、ＤＮＳのための基本設定過程（図中の点線より上の部分）と、ＩＰｖ４ネットワークの１つのホストがＤＳＴＭクライアントに接続を試みる過程（図中の点線より下の部分）とに分けられる。以下、これについて詳細に説明する。

まず、本実施形態の主要過程を開始する前に、装置毎に用意すべき状況は、次の通りである。

ＤＳＴＭサーバ１２０は、ＤＳＴＭドメインで使用するＩＰｖ４アドレスプール（AD POOL）に関する情報と、それに該当するドメインネーム、及びＴＥＰのアドレス情報を有しなければならないが、これは、システム管理者により設定する。また、ＩＰｖ４ネットワークのＤＮＳｖ４サーバ２１０は、ＤＳＴＭサーバ１２０が管理するドメインネームのＤＮＳｖ４のアドレスを、ＴＥＰのアドレスに設定する。

以下、ＤＮＳのための基本設定過程を説明する。

ＤＳＴＭクライアント１１０は、最初のブーティング時に、ＩＰｖ６アドレスを有し、サーバとしての動作が必要な場合に、トンネル生成（Tunnel Create）メッセージを用いてＤＳＴＭサーバ１２０に自己のＩＰｖ６アドレス、ホストネーム、ドメインネームなどの情報を伝達する（ステップ６０１。図中ではステップをＳと略す。）。

図７は、ＤＳＴＭクライアントがＤＳＴＭサーバに転送するトンネル生成メッセージの好ましい一例を示す。

図７では、ＤＳＴＭクライアント１１０は、ＤＳＴＭサーバ１２０に、ＩＰｖ６リンク−ローカルアドレス「ｆｅ８０：００００・・・」と、ＩＰｖ６グローバルアドレス「３ｆｆｅ：０ｂ００：・・・」と、ドメインネーム「ａｌｐｈａ.ｃｏ.ｋｒ」とを情報として有するホストネーム「ｇａｌａｘｙ」を含むメッセージを生成し、ＤＳＴＭサーバ１２０に伝達していることが分かる。

トンネル生成メッセージを受信したＤＳＴＭサーバ１２０は、図３に示されたＤＳＴＭサーバのデータ構造において、クライアントが送ったアドレス情報の「ａｌｐｈａ.ｃｏ.ｋｒ」というドメインネーム３１０に該当するＶ４アドレスプール３００とＴＥＰ情報３２０とを検索して、クライアント情報３３０に記録する。

すなわち、トンネル生成メッセージを受信したＤＳＴＭサーバ１２０は、ＩＰｖ４アドレスプールのうち、自己のアドレスプールテーブルからドメインネームに該当する１つを選択した後、ＤＳＴＭサーバ１２０が管理するデータ構造に記録する。

前述の過程を終了したＤＳＴＭサーバ１２０は、トンネル生成メッセージから取得したクライアント情報３３０と、ドメインネーム３１０と、Ｖ４アドレスプールの中から取得した１つのＶ４アドレスとを含む情報を、新しいトンネル生成メッセージに乗せてＴＥＰ／ＤＮＳｖ４２００に転送する（ステップ６０２）。

図８は、ＤＳＴＭサーバがＴＥＰ／ＤＮＳｖ４に転送するトンネル生成メッセージの好ましい一例を示す。

図８を参照すれば、ＤＳＴＭサーバ１２０が、Ｖ４アドレスプール３００から選択してＴＥＰ／ＤＮＳｖ４２００に転送するＶ４アドレスは、「１６５.２１３.２２３.１００」であることが分かる。

ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４２００は、ＤＳＴＭサーバ１２０から、図７に示すようなトンネル生成メッセージを受信し、図５で説明したようなＩＰｖ４−ＩＰｖ６間のマッピングテーブルに記録した後、トンネル情報メッセージを用いてＤＳＴＭサーバ１２０に応答し（ステップ６０３）、この情報は、ＤＳＴＭクライアント１１０に転送され(ステップ６０４)、ＤＮＳのための基本設定過程が終了する。図８及び図９を参照してより詳細に説明する。

図９は、ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４がＤＳＴＭサーバ及びＤＳＴＭクライアントに転送するトンネル情報メッセージの好ましい一例を示す。

ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４２００は、図５に示すようなＴＥＰデータ構造にクライアント情報を記録した後、トンネル生成が完了したことを知らせる図９に示すようなトンネル情報メッセージを生成して、ＤＳＴＭサーバ１２０に転送する（ステップ６０３）。ＩＰｖ４の「１６５.２１３.２２３.１」は、ＴＥＰのＶ４ドメインに接続したＶ４アドレスであり、ＩＰｖ６の「３ｆｆｅ：０ｂ００：０ｃ１８：ｆｆｆｆ：：１」は、ＤＳＴＭドメインに接続したＴＥＰ／ＤＮＳｖ４のＩＰｖ６アドレスである。

図９のようなメッセージを受信したＤＳＴＭサーバ１２０は、トンネル生成が完了したことを知らせるトンネル情報メッセージを生成して、ＤＳＴＭクライアント１１０に転送するが（ステップ６０４）、このときのメッセージ形態は、ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４２００がＤＳＴＭサーバ１２０に転送する図９のメッセージ形態と同様である。

次に、ＩＰｖ４ネットワークの１つのホストがＤＳＴＭクライアントに接続を試みる過程について説明する。

まず、ＩＰｖ４ネットワークの１つのＶ４ホスト１４０が、ＤＮＳｖ４サーバ２１０に接続しようとするＤＳＴＭクライアント１１０に対するＤＮＳ検索（Query）を転送する（ステップ６１１）。ＤＮＳｖ４サーバ２１０は、ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４２００と検索及び応答（Query/Reply）により（ステップ６１２、ステップ６１３）、ＤＳＴＭクライアント１１０のＩＰｖ４アドレスを取得した後、これをＶ４ホスト１４０に伝達する（ステップ６１４）。

Ｖ４ホスト１４０は、取得したＩＰｖ４アドレスを用いてＴＥＰ／ＤＮＳｖ４２００に接続を試みる（ステップ６１５）。ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４２００は、受信したＩＰｖ４パケットを分析して、自己のＩＰｖ４−ＩＰｖ６間のマッピングテーブルを検索し、該当ＤＳＴＭクライアント１１０に４ｉｎ６パケットを用いて伝達する（ステップ６１６）。

その後の送受信過程は、ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４２００の中継により４ｉｎ６パケットを使用したＶ４ＨＯＳＴ１４０とＤＳＴＭクライアント１１０間の通信が行われるようになる。

以下、図６乃至図９を参照して説明した本実施形態のメッセージの流れを説明する。

ＤＳＴＭクライアント１１０は、最初のブーティング時にＩＰｖ６アドレスを有し、サーバとしての動作が必要な場合、トンネル生成（Tunnel Create）メッセージを用いてＤＳＴＭサーバ１２０に自分のＩＰｖ６アドレス、ホストネーム、ドメインネームなどの情報を伝達する（ステップ６０１）。

上記情報を受信したＤＳＴＭサーバ１２０は、トンネル生成メッセージから取得したクライアント情報３３０とドメインネーム３１０及びＶ４アドレスプールの中から取得した１つのＶ４アドレスを含む情報を、トンネル生成メッセージに乗せてＴＥＰ／ＤＮＳｖ４２００に転送する（ステップ６０２）。

ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４２００は、ＤＳＴＭサーバ１２０からトンネル生成メッセージを受信し、ＩＰｖ４−ＩＰｖ６間のマッピングテーブルに記録した後、トンネル情報（Tunnel Info）メッセージを用いてＤＳＴＭサーバ１２０に応答する（ステップ６０３）。このトンネル情報は、最終的にＤＳＴＭクライアント１１０に転送され（ステップ６０４）、これにより、ＤＮＳのための基本設定過程が終了する。

ＤＮＳのための基本設定過程が行われた後、ＩＰｖ４ネットワークの１つのホストがＤＳＴＭクライアントに接続を試みる過程は、次の通りである。

ＩＰｖ４ネットワークの１つのＶ４ホスト１４０がＤＮＳｖ４サーバ２１０に接続しようとするＤＳＴＭクライアント１１０に対するＤＮＳ検索（Query）を転送し（ステップ６１１）、ＤＮＳｖ４サーバ２１０は、ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４２００と検索及び応答（Query/Reply）により（ステップ６１２、ステップ６１３）、ＤＳＴＭクライアント１１０のＩＰｖ４アドレスを取得した後、これをＶ４ホスト１４０に転送する（ステップ６１４）。Ｖ４ホスト１４０は、取得したＩＰｖ４アドレスに接続を試み（ステップ６１５）、ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４２００は、伝達されたＩＰｖ４パケットを分析して、自分のＩＰｖ４−ＩＰｖ６間のマッピングテーブルを検索して、該当ＤＳＴＭクライアント１１０に４ｉｎ６パケットを用いて伝達する（ステップ６１６）段階を進行する。

一般的なＤＳＴＭの構造図である。本実施形態に適用されるＤＳＴＭの構造図である。本実施形態のＤＳＴＭサーバが管理するデータの構造図である。本実施形態のＴＥＰ／ＤＮＳｖ４の構造図である。本実施形態のＴＥＰのデータ構造図である。本実施形態のメッセージの流れ図である。ＤＳＴＭクライアントがＤＳＴＭサーバに転送するトンネル生成メッセージの好ましい一例である。ＤＳＴＭサーバがＴＥＰ／ＤＮＳｖ４に転送するトンネル生成メッセージの好ましい一例である。ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４がＤＳＴＭサーバ及びＤＳＴＭクライアントに転送するトンネル情報メッセージの好ましい一例である。

符号の説明

１１０ＤＳＴＭクライアント
１２０ＤＳＴＭサーバ
１３０ＴＥＰ
１４０Ｖ４ＨＯＳＴ
２００ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４（境界変換部）
２１０ＤＮＳｖ４
３００Ｖ４アドレスプール
３１０ドメインネーム
３２０ＴＥＰ情報
３３０クライアント情報
３３１Ｖ６リンクローカルアドレス
３３２Ｖ６グローバルアドレス
３３３Ｖ４アドレス
３３４有効時間（Lifetime）
３３５ホストネーム
４１０ＴＥＰプロセス
４２０ＤＮＳｖ４サーバ
４３０ルーティングプロセス

Claims

ＩＰｖ６（Internet Protocol version 6）ネットワークとＩＰｖ４（Internet Protocol version 4)ネットワークとの間の通信方法であって、
前記ＩＰｖ６ネットワーク内に位置するＤＳＴＭ（Dual Stack Transition Mechanism）クライアント及びＤＳＴＭサーバと、前記ＩＰｖ４ネットワークに接続する、ＴＥＰ（Tunnel End Point）データを管理しトンネルメッセージを処理しＶ４ドメインネーム処理を行うＴＥＰ／ＤＮＳｖ４との間にＤＮＳ（Domain Name System）を設定する段階と、
前記ＩＰｖ４ネットワーク内のＤＮＳｖ４サーバに接続しようとする前記ＤＳＴＭクライアントへのＤＮＳ検索要請を、前記ＩＰｖ４ネットワーク内に位置するＶ４ホストから前記ＤＮＳｖ４サーバに転送する段階と、
前記ＤＮＳｖ４サーバは、前記ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４との通信により前記ＤＳＴＭクライアントのＩＰｖ４アドレスを取得し、前記ＤＳＴＭクライアントのＩＰｖ４アドレスを前記Ｖ４ホストに伝達する段階と、
前記Ｖ４ホストが取得した前記ＤＳＴＭクライアントのＩＰｖ４アドレスを用いて前記ＤＳＴＭクライアントに接続する段階と、を備えることを特徴とするデュアルスタック変換メカニズムを用いたＩＰｖ４−ＩＰｖ６変換方法。
前記Ｖ４ホストと前記ＤＳＴＭクライアントの接続は、
前記ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４を介して伝達されるＩＰｖ４パケットを分析し、ＩＰｖ４−ＩＰｖ６間のマッピングテーブルを検索してＩＰｖ６ネットワーク内のアドレスを探し、該当するアドレスのＤＳＴＭクライアントに接続することを特徴とする請求項１に記載のデュアルスタック変換メカニズムを用いたＩＰｖ４−ＩＰｖ６変換方法。
前記ＤＮＳを設定することにより、Ｖ４ドメインネーム処理を実行する段階は、
前記ＤＳＴＭクライアントが、前記ＤＳＴＭサーバにトンネル生成メッセージを発信する段階と、
前記ＤＳＴＭサーバは、前記トンネル生成メッセージから取得したクライアント情報とドメインネーム及びＶ４アドレスプールの中から選択したＶ４アドレスを含む情報を新しいトンネル生成メッセージに乗せて前記ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４に発信する段階と、
前記ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４は、受信したクライアント情報を記録し、トンネル生成が完了したことを知らせるトンネル情報メッセージを生成し、前記ＤＳＴＭサーバを介して前記ＤＳＴＭクライアントに転送する段階と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のデュアルスタック変換メカニズムを用いたＩＰｖ４−ＩＰｖ６変換方法。
前記ＤＳＴＭクライアントが前記ＤＳＴＭサーバに転送するトンネル生成メッセージは、
前記ＤＳＴＭクライアントのＩＰｖ６アドレス、ホストネーム、又は、ドメインネームに関する情報のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項３に記載のデュアルスタック変換メカニズムを用いたＩＰｖ４−ＩＰｖ６変換方法。
前記ＤＳＴＭサーバが前記ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４に転送するトンネル生成メッセージは、
前記ＤＳＴＭクライアントのＩＰｖ６リンク−ローカルアドレス、ＩＰｖ６グローバルアドレス、ホストネーム、ドメインネームの情報と、前記ＤＳＴＭサーバが前記ＩＰｖ４アドレスプールの中から前記ドメインネームとマッチングするように選択したＶ４アドレスに関する情報のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項３に記載のデュアルスタック変換メカニズムを用いたＩＰｖ４−ＩＰｖ６変換方法。
前記ＤＳＴＭドメインで使用するＩＰｖ４アドレスプール、該ＩＰｖ４アドレスプールに対応するドメインネーム及びＴＥＰのアドレスに関する情報は、システム管理者により設定され、前記ＤＳＴＭサーバに格納されることを特徴とする請求項１に記載のデュアルスタック変換メカニズムを用いたＩＰｖ４−ＩＰｖ６変換方法。
前記ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４は、
ＴＥＰ（Tunnel End Point）データを管理し、トンネルメッセージを処理し、Ｖ４ドメインに接続してＶ４ドメインネーム処理を行い、Ｖ４ルーティング及びＶ６ルーティングを設定するためのルーティングプロセス機能を制御することを特徴とする請求項１に記載のデュアルスタック変換メカニズムを用いたＩＰｖ４−ＩＰｖ６変換方法。
前記ＴＥＰデータは、
ＩＰｖ４−ＩＰｖ６間のマッピングテーブルの構造よりなり、ＤＳＴＭドメイン毎にＶ６アドレス、Ｖ４アドレス、ホストネーム及び有効時間に関する情報のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項７に記載のデュアルスタック変換メカニズムを用いたＩＰｖ４−ＩＰｖ６変換方法。
前記ＤＮＳを設定することにより、Ｖ４ドメインネーム処理を実行する段階の前に、
前記ＤＳＴＭサーバは、前記ＤＳＴＭドメインで使用するＩＰｖ４アドレスプールに関する情報、前記ＤＳＴＭドメインで使用するＩＰｖ４アドレスプールに対応するドメインネーム及び前記ＴＥＰのアドレス情報を取得し、
前記ＤＮＳｖ４は、前記ＤＳＴＭサーバが管理するドメインネームのＤＮＳｖ４アドレスをＴＥＰのアドレスに設定する段階をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のデュアルスタック変換メカニズムを用いたＩＰｖ４−ＩＰｖ６変換方法。
ＩＰｖ６（Internet Protocol version 6）ネットワークとＩＰｖ４（Internet Protocol version 4）ネットワーク間の通信システムであって、
前記ＩＰｖ６ネットワーク内で４ｉｎ６トンネルを用いて外部の前記ＩＰｖ４ネットワーク内のノードと通信するＤＳＴＭクライアントと、
ＩＰｖ４アドレスプール、該ＩＰｖ４アドレスプールに対応するドメインネーム及びＴＥＰのアドレスに関する情報を管理するＤＳＴＭサーバと、
前記ＤＳＴＭサーバと前記ＩＰｖ４ネットワークとを接続してＴＥＰデータを管理し、前記ＩＰｖ４ネットワークから伝達されたパケットをカプセル化して前記ＩＰｖ６ネットワークに転送するとともに、前記ＤＳＴＭクライアント及び前記ＤＳＴＭサーバを介して前記ＩＰｖ６ネットワークから伝達されるパケットを逆カプセル化して前記ＩＰｖ４ネットワークに転送し、Ｖ４ドメインネーム処理を行うＴＥＰ／ＤＮＳｖ４と、を備えることを特徴とするデュアルスタック変換メカニズムを用いたＩＰｖ４−ＩＰｖ６変換システム。
前記ＩＰｖ４ネットワーク内に位置し、前記ＩＰｖ６ネットワーク内のサーバへの接続を試みるＶ４ホストと、
前記ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４との通信により前記ＤＳＴＭクライアントのＩＰｖ４アドレスを取得し、前記ＤＳＴＭクライアントのＩＰｖ４アドレスを前記Ｖ４ホストに伝達するＤＮＳｖ４と、をさらに備え、
前記Ｖ４ホストは、前記ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４を介して、前記取得したＤＳＴＭクライアントのＩＰｖ４アドレスを用いて前記ＤＳＴＭクライアントに接続することを特徴とする請求項１０に記載のデュアルスタック変換メカニズムを用いたＩＰｖ４−ＩＰｖ６変換システム。
前記ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４は、
ＴＥＰデータを管理し、トンネルメッセージを処理するＴＥＰプロセスと、
Ｖ４ドメインに接続し、Ｖ４ドメインネーム処理を行うＤＮＳｖ４サーバと、
Ｖ４ルーティング及びＶ６ルーティングを設定するためのルーティングプロセスと、を備えることを特徴とする請求項１０に記載のデュアルスタック変換メカニズムを用いたＩＰｖ４−ＩＰｖ６変換システム。
前記ＴＥＰデータは、
ＩＰｖ４−ＩＰｖ６間のマッピングテーブルの構造よりなり、ＤＳＴＭドメイン毎にＶ６アドレス、Ｖ４アドレス、ホストネーム及び有効時間に関する情報のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１２に記載のデュアルスタック変換メカニズムを用いたＩＰｖ４−ＩＰｖ６変換システム。
前記ＤＳＴＭクライアント、前記ＤＳＴＭサーバ及び前記ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４間でトンネル生成メッセージ及びトンネル情報メッセージを交換することにより、ＤＮＳ（Domain Name System）を設定することを特徴とする請求項１０に記載のデュアルスタック変換メカニズムを用いたＩＰｖ４−ＩＰｖ６変換システム。
前記ＤＮＳの設定は、
前記ＤＳＴＭクライアントが、前記ＤＳＴＭサーバにトンネル生成メッセージを発信し、
前記ＤＳＴＭサーバは、前記トンネル生成メッセージから取得したクライアント情報とドメインネーム、及び、Ｖ４アドレスプールの中から選択したＶ４アドレスを含む情報を新しいトンネル生成メッセージに乗せて、前記ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４に発信し、
前記ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４は、受信した前記クライアント情報を記録し、トンネル生成が完了したことを知らせるトンネル情報メッセージを生成し、前記ＤＳＴＭサーバを介して前記ＤＳＴＭクライアントに前記トンネル情報メッセージを転送することによって行われることを特徴とする請求項１４に記載のデュアルスタック変換メカニズムを用いたＩＰｖ４−ＩＰｖ６変換システム。
前記ＤＳＴＭクライアントが前記ＤＳＴＭサーバに転送するトンネル生成メッセージは、
前記ＤＳＴＭクライアントのＩＰｖ６アドレス、ホストネーム、又は、ドメインネームに関する情報のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１５に記載のデュアルスタック変換メカニズムを用いたＩＰｖ４−ＩＰｖ６変換システム。
前記ＤＳＴＭサーバが前記ＴＥＰ／ＤＮＳｖ４に転送するトンネル生成メッセージは、
前記ＤＳＴＭクライアントのＩＰｖ６リンク−ローカルアドレス、ＩＰｖ６グローバルアドレス、ホストネーム、ドメインネームの情報と、前記ＤＳＴＭサーバがＩＰｖ４アドレスプールの中から前記ドメインネームとマッチングするように選択したＶ４アドレスに関する情報のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１５に記載のデュアルスタック変換メカニズムを用いたＩＰｖ４−ＩＰｖ６変換システム。