JP4561980B2 - セッション中継装置およびセッション中継方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）セッションを中継する、装置および方法に関する。

近年、インターネットが急速に普及し、インターネットを利用した様々なビジネスやサービスが提供されている。その一方で、通信品質保証の欠如や、セキュリティへの脅威、通信トラフィックの増大などの問題も生じている。

現在、インターネットを利用したサービスを提供するキャリア、事業者、ＩＳＰ（Internet Service Provider）のそれぞれは、ＴＣＰ／ＩＰ（Internet Protocol）ベースのスイッチやルータなどのネットワーク機器を使用してネットワークサービスを提供している。そして、このインフラを元に、アクセスポイント数の増強や回線帯域の増強を実施し、インターネットの拡大、拡充を行っている。

しかし、そのようなインターネットの拡大では、高度な通信サービスを要求する現在のユーザのニーズには応えられなくなってきている。そもそも、現在のインターネットは、「Best Effort」のインターネットサービス（サービスの品質(ＱｏＳ：Quality of Service)の保証がない通信サービス）であるため、本格的なビジネス利用や「Rich Contents」利用には不向きである。

そこで、通信性能の劣化を招くことなく、多様な通信サービスをユーザに提供することのできる通信ネットワークシステムが提案されている（特許文献１参照）。この通信ネットワークシステムでは、プロバイダによって提供されたプロバイダ通信ネットワーク上に、プロバイダサーバが設置され、ユーザ端末が接続される加入者ユーザ通信ネットワークに、サービス処理装置が接続される。プロバイダサーバは、サービス処理装置が保有するサービス処理プログラムを遠隔制御する。サービス処理装置は、ユーザ端末とプロバイダ通信ネットワークの間で送受信される転送データに対し、自己が保有している書き換え可能なサービス処理プログラム（プロバイダ通信ネットワークを介して送受信するデータに対して、転送／廃棄、送受信アドレスの変換および通信品質などの制御を行うサービス処理プログラム）に基づいて付加制御を行う。
特開２００４−１０４５５９号公報

しかし、上述した従来の通信ネットワークシステムにおいては、ユーザに対して、高速な通信サービスを提供するようにはなっていない。ユーザ端末上で、ＴＣＰセッションにおけるパケットの送受信動作をスムーズかつ快適に行うためには、高速な通信サービスを提供した上で、ＱｏＳサービスやセキュリティサービスなど各種通信サービスを選択的に提供する、といった処理が必要となるが、そのような処理を実行することができるシステムは、これまでに提供されていない。このようなシステムは、高度な通信サービスを要求する現在のユーザのニーズに応えるために必須であり、その実現が強く望まれていた。

本発明の目的は、ユーザに対して、スムーズかつ快適なＴＣＰセッション動作を提供することができる、セッション中継装置およびセッション中継方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のセッション中継装置は、ネットワークを介して相互に接続された端末間で一連のパケットが送受信されるセッションの中継を行うブリッジ部と、前記ネットワーク上における前記端末のアドレス情報と前記セッションに使用されるプロトコル情報とを含むソケット情報を、前記セッションを終端するか否かの情報と関連付けて格納したソケット情報テーブルと、前記パケットのヘッダを構成する所定の情報に基づいて認識されるサービス提供単位毎に、提供すべき通信サービスの情報を格納したサービス情報テーブルとを有し、前記ブリッジ部は、前記セッションの中継に際して、受信したパケットのヘッダに含まれているアドレス情報およびプロトコル情報が、前記ソケット情報テーブルに前記セッションを終端する旨の情報と関連付けて格納した前記ソケット情報と合致する場合は、該受信したパケットが属するセッションを終端するとともに、該終端したセッションに属するパケットのヘッダに含まれている前記所定の情報に基づいて前記サービス情報テーブルから実行すべき通信サービスの情報を読み出し、該パケットを新たなセッションを用いて受信端末に向けて送信することで該読み出した通信サービスを実行し、前記所定の情報は、前記ソケット情報の少なくとも１つの情報を含み、前記提供すべき通信サービスは、前記ネットワークの通信品質を保証あるいは向上するサービスを含み、該サービスの情報として、該サービス実行時に使用されるプロトコルの情報および品質情報が前記サービス情報テーブルに格納されていることを特徴とする。
本発明の別の態様によるセッション中継装置は、ネットワークを介して相互に接続された端末間で一連のパケットが送受信されるセッションの中継を行うブリッジ部と、前記ネットワーク上における前記端末のアドレス情報と前記セッションに使用されるプロトコル情報とを含むソケット情報を、前記セッションを終端するか否かの情報と関連付けて格納したソケット情報テーブルと、前記パケットのヘッダを構成する所定の情報に基づいて認識されるサービス提供単位毎に、提供すべき通信サービスの情報を格納したサービス情報テーブルとを有し、前記ブリッジ部は、前記セッションの中継に際して、受信したパケットのヘッダに含まれているアドレス情報およびプロトコル情報が、前記ソケット情報テーブルに前記セッションを終端する旨の情報と関連付けて格納した前記ソケット情報と合致する場合は、該受信したパケットが属するセッションを終端するとともに、該終端したセッションに属するパケットのヘッダに含まれている前記所定の情報に基づいて前記サービス情報テーブルから実行すべき通信サービスの情報を読み出し、該パケットを新たなセッションを用いて受信端末に向けて送信することで該読み出した通信サービスを実行し、前記所定の情報は、前記ソケット情報の少なくとも１つの情報を含み、前記提供すべき通信サービスは、前記ネットワークにおける他の端末からの攻撃、あるいは特定ユーザによるネットワーク資源の占有を防止するサービスを含み、該サービスの情報として、前記攻撃あるいは資源占有を識別するための情報およびその対応策に関する情報が前記サービス情報テーブルに格納されていることを特徴とする。

本発明のセッション中継方法は、ネットワークを介して相互に接続された端末間で一連のパケットが送受信されるセッションの中継を行う装置によって実行されるセッション中継方法であって、前記セッションの中継に際して、受信したパケットのヘッダ情報を取得する第１のステップと、前記ネットワーク上における前記端末のアドレス情報と前記セッションに使用されるプロトコル情報とを含むソケット情報を、前記セッションを終端するか否かの情報と関連付けて格納したソケット情報テーブルを参照する第２のステップと、前記第１のステップで取得したヘッダ情報に含まれているアドレス情報およびプロトコル情報が、前記ソケット情報テーブルに前記セッションを終端する旨の情報と関連付けて格納した前記ソケット情報と合致するか否かを判断する第３のステップと、前記第３のステップの判断で合致した場合に、前記受信したパケットに関してセッションを終端する第４のステップと、前記セッションの終端後、前記パケットのヘッダを構成する所定の情報に基づいて認識されるサービス提供単位毎に、提供すべき通信サービスの情報を格納したサービス情報テーブルを参照する第５のステップと、前記第１のステップで取得したヘッダ情報に含まれている前記所定の情報に基づいて前記サービス情報テーブルから実行すべき通信サービスの情報を読み出す第６のステップと、前記パケットを新たなセッションを用いて受信端末に向けて送信することで前記通信サービスを実現する第７のステップとを含み、前記所定の情報が、前記ソケット情報の少なくとも１つの情報であり、前記提供すべき通信サービスが、前記ネットワークの通信品質を保証あるいは向上するサービスを含み、該サービスの情報として、該サービス実行時に使用されるプロトコルの情報および品質情報が前記サービス情報テーブルに格納されていることを特徴とする。
本発明の別の態様によるセッション中継方法は、ネットワークを介して相互に接続された端末間で一連のパケットが送受信されるセッションの中継を行う装置によって実行されるセッション中継方法であって、前記セッションの中継に際して、受信したパケットのヘッダ情報を取得する第１のステップと、前記ネットワーク上における前記端末のアドレス情報と前記セッションに使用されるプロトコル情報とを含むソケット情報を、前記セッションを終端するか否かの情報と関連付けて格納したソケット情報テーブルを参照する第２のステップと、前記第１のステップで取得したヘッダ情報に含まれているアドレス情報およびプロトコル情報が、前記ソケット情報テーブルに前記セッションを終端する旨の情報と関連付けて格納した前記ソケット情報と合致するか否かを判断する第３のステップと、前記第３のステップの判断で合致した場合に、前記受信したパケットに関してセッションを終端する第４のステップと、前記セッションの終端後、前記パケットのヘッダを構成する所定の情報に基づいて認識されるサービス提供単位毎に、提供すべき通信サービスの情報を格納したサービス情報テーブルを参照する第５のステップと、前記第１のステップで取得したヘッダ情報に含まれている前記所定の情報に基づいて前記サービス情報テーブルから実行すべき通信サービスの情報を読み出す第６のステップと、前記パケットを新たなセッションを用いて受信端末に向けて送信することで前記通信サービスを実現する第７のステップとを含み、前記所定の情報が、前記ソケット情報の少なくとも１つの情報であり、前記提供すべき通信サービスが、前記ネットワークにおける他の端末からの攻撃、あるいは特定ユーザによるネットワーク資源の占有を防止するサービスを含み、該サービスの情報として、前記攻撃あるいは資源占有を識別するための情報およびその対応策に関する情報が前記サービス情報テーブルに格納されていることを特徴とする。

上記のとおりの本発明においては、受信パケットが属するセッションを一旦終端してから新たなセッションを用いて送信することにより、各セッションの区間ごとのＲＴＴ（Routed Trip Time）が短縮されるので、高速の通信サービスの提供が可能となる。また、セッションを終端した場合には、サービス情報テーブルにおいて設定された提供すべきサービス（ＱｏＳサービスやセキュリティサービスなど）が実行される。このように、ユーザに対して、高速の通信サービスを提供した上で、ＱｏＳサービスやセキュリティサービスなど各種通信サービスを選択的に提供することが可能である。

本発明によれば、高速の通信サービスを提供した上で、ＱｏＳサービスやセキュリティサービスなど各種通信サービスを選択的に提供することが可能であるので、ユーザに対して、ＴＣＰセッションにおけるパケットの送受信動作をスムーズかつ快適に行うことができるネットワーク環境を提供することができる、という効果を奏する。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態であるセッション中継装置の概略構成を示すブロック図である。図１を参照すると、セッション中継装置１は、ネットワーク（具体的には、キャリアが提供する回線やＩＳＰや事業者によって提供されるネットワーク）を介して相互に接続された送信端末２および受信端末３の間で一連のパケットが送受信されるセッションの中継を行うものである。セッションは、インターネットで使用されている標準プロトコルであるＴＣＰ（Transport Control Protocol）／ＩＰ（Internet Protocol）に基づくＴＣＰセッション（パケット）である。ＴＣＰ／ＩＰでは、物理層（レイヤ１）、データリンク層（レイヤ２）、インターネット層（レイヤ３）、トランスポート層（レイヤ４）、アプリケーション層（レイヤ７）の階層に分けられる。

セッション中継装置１の主要部は、制御部１０、ＴＣＰブリッジ部１１、レイヤ２／３スイッチ部１２および記憶部１３からなる。記憶部１３には、ソケット情報テーブル１３ａおよびサービス情報テーブル１３ｂが予め格納されている。

ソケット情報テーブル１３ａは、ネットワーク上における送受信端末のアドレス情報とセッションに使用されるプロトコル情報とを含むソケット情報を、セッションを終端するか否かの情報と関連付けて格納したものである。具体的には、ソケット情報は、送信元ＩＰアドレス、送信先ＩＰアドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号、第４層（レイヤ４）プロトコル番号の５つの項目からなる。ソケット情報テーブル１３ａには、ソケット情報がセッション別（またはユーザ別）に格納されるようになっており、格納した各セッション（または各ユーザ）のソケット情報のそれぞれには、高速ＴＣＰセッション処理の対象であるか否かの情報（フラグ）が設定される。このフラグの設定は、セッション中継装置１を設置したネットワークを管理する管理者が、ユーザが高速通信サービスを希望した場合に、その都度設定する。

サービス情報テーブル１３ｂは、セッション毎またはユーザ毎といったサービス提供単位毎に、提供すべき通信サービスの情報を記述したものである。提供すべき通信サービスは、ＱｏＳサービス、品質情報監視サービス、ＤＤｏＳ（Distributed Denial of Service）攻撃（複数のネットワークに分散する大量のコンピュータが一斉に特定のサーバへパケットを送出し、通信路をあふれさせて機能を停止させてしまう攻撃）からの防御が可能なセキュリティサービスなどを含む。サービス情報テーブル１３ｂには、それら通信サービスを実行するために必要な情報（プログラムやデータを含む）がサービス提供単位毎に格納されている。

サービス提供単位は、ソケット情報の少なくとも１つの情報を用いて認識することができる。すなわち、サービス情報テーブル１３ｂには、提供すべき通信サービスの情報（プログラムやデータ）がソケット情報の少なくとも１つの情報と関連付けて格納される。なお、サービス提供単位として使用する情報には、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスやＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）番号などのその他のパケットヘッダ内情報を用いてもよく、さらには、ＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）サーバ等に問い合わせて得られたアドレス情報を用いてもよい。また、提供すべき通信サービスは、ネットワークを管理する管理者あるいは管理プログラムが、ユーザが通信サービスを希望した場合に、その都度設定する。

レイヤ２／３処理部１２は、データリンク層（レイヤ２）あるいはインターネットプロトコル層（レイヤ３）レベルでパケットの受け渡しを行う。送信端末２からのパケットは、レイヤ２／３スイッチ部１２を介してＴＣＰブリッジ部１１へ供給される。同様に、受信端末３からのパケットは、レイヤ２／３スイッチ部１２を介してＴＣＰブリッジ部１１へ供給される。

ＴＣＰブリッジ部１１は、トランスポート層（レイヤ４）レベルでのＴＣＰセッションの中継制御を行う。ＴＣＰセッションの中継制御は、ソケット情報テーブル１３ａを用いたＴＣＰセッションの終端処理、およびその終端したセッションに対して行う、サービス情報テーブル１３ｂを用いた通信サービス実行処理を含む。

制御部１０は、セッション中継装置１の各部の動作を制御するとともに、ＴＣＰブリッジ部１１によって実行された各通信サービスの結果を分析してネットワークにおける通信状態を検出する。具体的には、制御部１０は、ＱｏＳサービスの実行結果を統合的に分析してネットワーク全体にわたる通信トラヒックやルート等の情報の把握を行う。

次に、セッション中継装置１の動作について具体的に説明する。

セッション中継装置１では、ＴＣＰセッションの終端処理、通信サービス実行処理および実行結果分析処理が行われる。以下、各処理に分けて動作を説明する。

（１）ＴＣＰセッションの終端処理：
図２に、ＴＣＰブリッジ部１１によって実行されるＴＣＰセッションの終端処理の一手順を示す。

まず、送信端末２から送出されたパケットを、レイヤ２／３スイッチ部１２を介して受信した否かを判断する（ステップ１００）。パケットを受信した場合は、受信パケットのヘッダ内情報（送信元ＩＰアドレス、送信先ＩＰアドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号、第４層プロトコル番号など）を取得する（ステップ１０１）。続いて、その取得したヘッダ内情報を基にソケット情報テーブル１３ａ内を検索し（ステップ１０２）、該当するエントリがあるかどうを調べる（ステップ１０３）。ヘッダ内情報と同じ値を持つエントリがソケット情報テーブル１３ａ内にある場合は、続いて、そのエントリに設定されている値（フラグ）が高速ＴＣＰ処理セッション対象を示す値かどうかを調べる（ステップ１０４）。高速ＴＣＰ処理セッション対象であれば、受信パケットが属するセッションを終端するための処理を実行する（ステップ１０５）。ステップ１０３、１０５のいずれかで「Ｎｏ」となった場合は、受信パケットを透過するための処理を実行する（ステップ１０６）。

上記のＴＣＰセッションの終端処理によれば、ソケット情報テーブル１３ａにおいて、高速ＴＣＰ処理セッション対象とされているセッション（またはユーザ）については、該セッションを終端することになる。これにより、ＲＴＴ（Routed Trip Time）が短縮され、高速の通信サービスが提供される。

ここで、ＲＴＴについて簡単に説明する。ＴＣＰセッションでは、送信端末２がパケットを出力し、受信端末３がこのパケットを受け取ってこれに対する確認応答（ACK）パケットを送信端末２に送り返す、といった動作が行われる。送信端末２がパケットを受信端末３へ出力してから、受信端末３からACKパケットを送信端末２が受信するまでに要する時間がＲＴＴである。このＲＴＴが短いほど、ＴＣＰセッションに要する時間が短くなり、高速な通信サービスの提供が可能となる。上記のステップ１０５の終端の処理では、ＴＣＰブリッジ部１１が、受信端末３に代わって送信端末２に対してACKパケットの送信を行うとともに、送信端末２に代わって受信端末３に対してパケットの送信を行う。この場合、送信端末２から見ると、受信端末３よりもセッション中継装置１の方が近くにあるため、送信端末２がパケットを送信してからこれに対応するACKパケットを受信するまでのＲＴＴは、セッション中継装置１が介在する場合の方が、セッション中継装置１が介在しない場合に比べて短縮される。同様に、ＴＣＰブリッジ部１１と受信端末３の間におけるＲＴＴも短縮される。このようにして、高速な通信サービスの提供が可能となる。

なお、ステップ１０６で、透過の処理が行われた場合は、通常のＴＣＰセッション（セッション中継装置１が介在しない場合のセッション）となる。

（２）通信サービス実行処理：
ＴＣＰブリッジ部１１は、上記のＴＣＰセッションの終端処理において、受信パケットが属するセッションを終端する処理を行った場合は、そのパケットを新たなＴＣＰセッションを用いて受信端末３に向けて出力することで、通信サービス実行処理を行う。この通信サービス実行処理では、まず、受信パケットのヘッダ内情報（送信元ＩＰアドレス、送信先ＩＰアドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号、第４層プロトコル番号など）を取得する。そして、その取得したヘッダ内情報に含まれている所定の情報に基づいてサービス情報テーブル１３ｂから実行すべき通信サービスの情報を読み出して実行する。ここで、所定の情報は、サービス提供単位を認識可能な情報であり、例えばソケット情報の少なくとも１つの情報である。

以下に、通信サービスとしてＱｏＳサービス、品質情報監視サービスおよびセキュリティサービスを実行する場合の動作例を挙げる。

（２ａ）ＱｏＳサービス：
ＴＣＰは通常1種類のプロトコルおよびその派生であるが、意図して異なる挙動のプロトコルを設計することも可能である。ＱｏＳサービスでは、新たなセッションを用いて受信端末に向けてパケットを送信する際、提供すべき品質条件に応じて異なる挙動のＴＣＰを使い分ける。このため、サービス情報テーブル１３ｂには、ＱｏＳサービスに関する情報として、使用するプロトコルの情報、設定帯域やその他の品質情報が格納される。また、複数の回線を用いた冗長接続サービスを提供する場合は、それぞれの回線に関する情報がＱｏＳサービスに関する情報としてサービス情報テーブル１３ｂに格納される。ＴＣＰブリッジ部１１は、実行すべき通信サービスがＱｏＳサービスである場合は、プロトコルの情報、設定帯域やその他の品質情報および回線に関する情報など、ＱｏＳサービスの実行に必要な情報をサービス情報テーブル１３ｂから読み出す。そして、その読み出した情報に基づいてＱｏＳサービスを実行する。このようにして、ＱｏＳサービスによるユーザトラヒックの品質制御がなされる。

上記のＱｏＳサービスによるユーザトラヒックの品質制御により、本格的なビジネス利用や「Rich Contents」利用に対応することが可能となる。

（２ｂ）品質情報監視サービス：
品質情報監視サービスでは、セッション毎の品質計測を行う。このため、サービス情報テーブル１３ｂには、品質情報監視サービスに関する情報として、転送遅延、スループット、廃棄率、レスポンスタイム等の各計測項目に関する情報が格納される。ＴＣＰブリッジ部１１は、実行すべき通信サービスが品質情報監視サービスである場合は、計測項目に関する情報をサービス情報テーブル１３ｂから読み出す。そして、その読み出した計測項目について品質計測を行う。

なお、品質劣化を検出した際に警告を発する場合は、サービス情報テーブル１３ｂに格納した計測項目ごとに、品質劣化の閾値および警告処理を設定する。ＴＣＰブリッジ部１１は、計測の実行結果とサービス情報テーブル１３ｂに格納した閾値とを比較し、実行結果が閾値を超えた場合は、設定された警告処理を実行する。警告処理は、ユーザ端末（ここでは、送信端末２または受信端末）、あるいはネットワーク管理者に対して警告を行う処理である。測定項目ごとに、異なる警告処理を設定することが可能である。

既存のインターネットでは、ＩＳＰ毎に独自のネットワークポリシを確立しているため、トラフィックの扱いやルーティング処理が一様でなく、共通のＳＬＡ(Service Level Agreement)に基づくサービス提供やネットワーク全体の情報把握(トラフィック、ルート等)が困難である。上記のＱｏＳサービスによるユーザトラヒックの品質制御および品質情報監視サービスによる品質計測を行うことで、トラフィックの扱いやルーティング処理が一様でない場合でも、共通のＳＬＡに基づくサービス提供が可能となる。

（２ｃ）セキュリティサービス：
セキュリティサービスの場合は、セキュリティサービスに関する情報として、攻撃者(あるいはネットワーク資源を大量に消費するユーザ)を識別するための情報（攻撃者識別情報）と、その攻撃者に対する対応策とがサービス情報テーブル１３ｂに格納される。攻撃者識別情報には、単位時間のセッション開設要求数、単位時間の使用帯域、攻撃者が使用していると推定されるＩＰアドレスやポート番号等が含まれる。対応策には、接続を切断するか否かの情報、接続を許可した場合の使用プロトコルや上限帯域等の情報が含まれる。ＴＣＰブリッジ部１１は、実行すべき通信サービスがセキュリティサービスである場合は、受信パケットのヘッダ内情報に基づいて、単位時間のセッション開設要求数や使用帯域、及びＩＰアドレスやポート番号を調べる。そして、その調べた結果がサービス情報テーブル１３ｂに格納された攻撃者識別情報と合致する場合には、攻撃者からの受信パケットと判断し、該受信パケットに関するセッションに対して、サービス情報テーブル１３ｂに格納された対応策に基づく処理を実行する。

攻撃者情報はネットワーク管理者やネットワーク管理プログラムが設定してもよく、また本サービス実行部が特定のIPアドレスやポート番号毎に単位時間のセッション開設数や使用帯域を監視した結果から動的に設定しても良い。

上記のセキュリティサービスにより、ＤＤｏＳ攻撃からの防御が可能となる。

（３）通信サービス実行結果分析処理：
上記ＱｏＳサービスを実行した場合には、制御部１０による通信サービス実行結果分析処理が行われる。この通信サービス実行結果分析処理では、ＴＣＰブリッジ部１１が、ＱｏＳサービスによる品質制御の結果を制御部１０に供給する。制御部１０は、ＴＣＰブリッジ部１１は、ＴＣＰブリッジ部１１からの品質制御結果に基づいて、通信サービス実行結果の分析を行う。そして、分析結果に基づいて、セッション中継装置１が設置されたネットワーク全体の情報(トラフィック、ルート等)を把握する。

以上説明したセッション中継装置１は、インターネットを構成する既存のネットワークに適用することができる。以下に、セッション中継装置１の適用例を挙げる。

（適用例）
図３に、本発明のセッション中継装置を適用した通信システムの一例を示す。この通信システムは、アクセス回線ネットワーク（ＮＷ）６０とＩＳＰネットワーク（ＮＷ）７０を有する。ＩＳＰＮＷ７０は、大手ＩＳＰＮＷ７１およびＩＳＰＮＷ７２からなる。アクセス回線ＮＷ６０には、複数のユーザ端末２０を収容する収容局（ＧＣ）３０と、大手ＩＳＰＮＷ７１およびＩＳＰＮＷ７２が接続されたＩＳＰ収容局（ＰＯＩ）４０とが設置されている。大手ＩＳＰＮＷ７１およびＩＳＰＮＷ７２のそれぞれは、中継局５０を介してＩＸ（Internet eXchange）８０に接続されている。ＩＸ８０は、高速パケット転送技術であるＭＰＬＳ（Multi Protocol Label Switching）を利用した相互接続点である。

収容局３０は、それぞれがユーザ端末２０に接続された複数のネットワーク装置３１からなり、各ネットワーク装置３１には、セッション中継装置３２が搭載されている。ＩＳＰ収容局４０は、大手ＩＳＰＮＷ７１が接続されたネットワーク装置４１およびＩＳＰＮＷ７２が接続されたネットワーク装置４３からなり、これらネットワーク装置４１、４３にはそれぞれセッション中継装置４２、４４が搭載されている。ネットワーク装置４１、４３は、ネットワーク装置６１を介して各ネットワーク装置３１に接続されている。ネットワーク装置６１には、セッション中継装置６２が搭載されている。

中継局５０は、大手ＩＳＰＮＷ７１に接続されたネットワーク装置５１およびＩＳＰＮＷ７２に接続されたネットワーク装置５３からなり、これらネットワーク装置５１、５３にはそれぞれセッション中継装置５２、５４が搭載されている。各ネットワーク装置５１、５３は、ＩＸ８０に接続されている。

セッション中継装置３２、４２、４４、５２、５４、６２はいずれも、図１に示したセッション中継装置と同じ構成のものである。各セッション中継装置のサービス情報テーブルには、サービス契約をしているユーザ毎に、提供する通信サービスが記述されている。

本適用例の通信システムでは、インターネットを利用する企業／一般ユーザは、ユーザ端末２０を用いてキャリアが提供するアクセス回線ネットワーク６０へアクセスする。アクセス回線ネットワーク６０の収容局３０では、ネットワーク装置３１に搭載されたセッション中継装置３２が、該当セッションをＴＣＰレベルで終端するとともに、その終端したセッションに対して、予め指定されている通信サービスの実行処理およびその実行結果の分析処理を行う。こうして、ＲＴＴの短縮による高速通信サービスを提供しつつ、ＱｏＳサービス、品質情報監視サービス、セキュリティサービスといった各種通信サービスが実行される。これと同様の処理が、他のセッション中継装置４２、４４、５２、５４、６２においても実行され、ユーザ端末２０とＩＸ８０との相互接続が行われる。

図４は、図３に示した通信システムの具体例である。この通信システムでは、ユーザ端末２０ａ〜２０ｃが接続されたネットワーク装置３１と、ＩＳＰＮＷ７０に設けられたルータやモデムなどのＣＰＥ（Customer Premises Equipment）７００にレイヤ２スイッチ４１９を介して接続されたネットワーク装置４１とが、ＡＴＭメガリンク６３を介して接続されている。

ネットワーク装置３１は、セッション中継装置３２と相互に接続されたＢＡＳ（Broadband Access Server）３１２を備える。ＢＡＳ３１２は、ユーザからの接続要求の認証や、提携したＩＳＰや上位回線への接続、優先制御や帯域管理を行うものである。このＢＡＳ３１２には、ユーザ端末２０ａがＭＣ（Media Converter）２００を介して接続されたＭＣ３１１が接続され、さらに、ＤＳＬＡＭ（Digital Subscriber Line Access Multiplexer）３１３が接続されたもう一台のＢＡＳ３１４が接続されている。ＢＡＳ３１２、３１４は、それぞれＡＴＭスイッチ３１５に接続されている。

ＤＳＬＡＭ３１３は、基幹回線(バックボーン)への橋渡しを行う集線装置であって、スプリッタ３１６を介して交換機に接続されている。また、ＤＳＬＡＭ３１３には、ユーザ端末２０ｂが接続されたスプリッタ２０１が接続されている。スプリッタ２０１は、ＡＴＵ−Ｒ（ADSL Transceiver Unit, Remote terminal end）２０２を介してユーザ端末２０ｃに接続されている。ＡＴＵ−Ｒ２０２は、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）モデムである。

ネットワーク装置４１は、セッション中継装置４２が接続された集約部４１７を備える。集約部４１７は、ＩＳＰ単位に設置されるルータ（またはレイヤ３スイッチ）４１６、４１８を集約するものである。ルータ４１６には、収容局単位に設置されたＢＡＳを集約するＢＡＳ集約部４１２、４１３がそれぞれＧｂＥ（Gigabit Ethernet）スイッチ４１５を介して接続されている。ＢＡＳ集約部４１３には、各収容局のＢＡＳで生成されるレイヤ２ＴＰトンネルの接続先（終端）をＦＱＤＮ（Full Quality Domain Name）で指定するためのサーバ４１４が接続されている。サーバ４１４は、Radiusサーバである。

ＢＡＳ集約部４１２、４１３はそれぞれＡＴＭスイッチ４１１に接続されている。ＡＴＭスイッチ４１１は、ＡＴＭメガリンク６３を介して、ネットワーク装置３１のＡＴＭスイッチ３１５に接続されている。

この通信システムでは、ユーザに対して、キャリアまたはＩＳＰなどからＴＣＰレベルでのＱｏＳサービス、高速ＴＣＰサービス、セキュリティサービス、トレーサビリティサービスが提供される。また、収容局のネットワーク装置３１では、ＢＡＳなどのPPPoE(PPP over Ethernet)を終端する装置にOverlay形式でセッション中継装置３２が実装されている。

セッション中継装置３２では、各ユーザ端末２０ａ〜２０ｃからのＴＣＰセッション（パケット）のうち、高速セッション処理対象のセッションが終端される。そして、終端したセッションに対して、ユーザによって予め指定されている通信サービスを実行する。この通信サービスの実行によれば、例えば、一定のパフォーマンス(転送レート)を確保するために、ＡＣＫパケットのヘッダ内情報中のウィンドウ(バッファ)情報とＲＴＴを維持し、送信側のウィンドウ制御の安定化を図る、といったことが可能となる。さらに、ＴＣＰセッション単位の転送状況をモニタし、ＲＴＴ、バッファ、転送レート等の転送品質に関する情報の収集と管理を実施することで、ＴＣＰトレーサビリティ機能を提供することが可能となる。

以上説明したように、本発明のセッション中継装置を適用した通信システムによれば、従来ＶＰＮ(Virtual Private Network)などで企業ユーザにしか提供されていなかったＱｏＳサービス、高速な通信サービス、ネットワーク上でのセキュリティサービスをユーザ側でも利用することができるようになるので、ユーザに対して、より快適なインターネットの利用環境を提供することが可能となる。

また、キャリア、ＩＳＰなどの事業者は、ＱｏＳ機能提供による「Rich Contents」の取り扱いが可能になるので、従来企業ユーザにのみ提供していた通信サービスを一般ユーザにも提供することが可能になる。

さらに、本発明のセッション中継装置の導入には、Overlay形式を採用することができるので、簡単かつ安価に、既存のシステムへ適用することができる。加えて、複雑なネットワーク設計も不要であるので、スムーズな導入が可能である。

なお、上述した実施形態および適用例は本発明の一例であり、その構成および動作は適宜変更することができる。

また、本発明のセッション中継装置が適用可能なシステム（ネットワーク）は図示したシステムに限られるものではない。例えば、ＮＴＴが提供するフレッツ、ＷｉｄｅＬＡＮ、ダークファイバーなどのアクセス回線サービス、地方自治体などの地域ＩＰネットワークなど、様々なネットワークに本発明のセッション中継装置を適用することができる。

本発明の一実施形態であるセッション中継装置の概略構成を示すブロック図である。 図１に示すセッション中継装置において実行されるＴＣＰセッションの終端処理の一手順を示すフローチャートである。 本発明のセッション中継装置を適用した通信システムの一例を示すブロック図である。 本発明のセッション中継装置を適用した通信システムの具体例を示すブロック図である。

符号の説明

１ セッション中継装置
２ 送信端末
３ 受信端末
１０ 制御部
１１ ＴＣＰブリッジ部
１２ レイヤ２／３スイッチ部
１３ 記憶部
１３ａ ソケット情報テーブル
１３ｂ サービス情報テーブル

Claims (9)

1. ネットワークを介して相互に接続された端末間で一連のパケットが送受信されるセッションの中継を行うブリッジ部と、
   前記ネットワーク上における前記端末のアドレス情報と前記セッションに使用されるプロトコル情報とを含むソケット情報を、前記セッションを終端するか否かの情報と関連付けて格納したソケット情報テーブルと、
   前記パケットのヘッダを構成する所定の情報に基づいて認識されるサービス提供単位毎に、提供すべき通信サービスの情報を格納したサービス情報テーブルとを有し、
   前記ブリッジ部は、前記セッションの中継に際して、受信したパケットのヘッダに含まれているアドレス情報およびプロトコル情報が、前記ソケット情報テーブルに前記セッションを終端する旨の情報と関連付けて格納した前記ソケット情報と合致する場合は、該受信したパケットが属するセッションを終端するとともに、該終端したセッションに属するパケットのヘッダに含まれている前記所定の情報に基づいて前記サービス情報テーブルから実行すべき通信サービスの情報を読み出し、該パケットを新たなセッションを用いて受信端末に向けて送信することで該読み出した通信サービスを実行し、
   前記所定の情報は、前記ソケット情報の少なくとも１つの情報を含み、
   前記提供すべき通信サービスは、前記ネットワークの通信品質を保証あるいは向上するサービスを含み、該サービスの情報として、該サービス実行時に使用されるプロトコルの情報および品質情報が前記サービス情報テーブルに格納されている、セッション中継装置。
2. 前記品質情報として、設定帯域、優先度、転送遅延、パケット廃棄率の少なくとも１つを含む、請求項１に記載のセッション中継装置。
3. 前記提供すべき通信サービスは、前記ネットワークの通信品質を監視するサービスをさらに含み、該サービスの情報として、該サービス実行時に行われる前記通信品質の測定項目に関する情報が前記サービス情報テーブルに格納されている、請求項１に記載のセッション中継装置。
4. ネットワークを介して相互に接続された端末間で一連のパケットが送受信されるセッションの中継を行うブリッジ部と、
   前記ネットワーク上における前記端末のアドレス情報と前記セッションに使用されるプロトコル情報とを含むソケット情報を、前記セッションを終端するか否かの情報と関連付けて格納したソケット情報テーブルと、
   前記パケットのヘッダを構成する所定の情報に基づいて認識されるサービス提供単位毎に、提供すべき通信サービスの情報を格納したサービス情報テーブルとを有し、
   前記ブリッジ部は、前記セッションの中継に際して、受信したパケットのヘッダに含まれているアドレス情報およびプロトコル情報が、前記ソケット情報テーブルに前記セッションを終端する旨の情報と関連付けて格納した前記ソケット情報と合致する場合は、該受信したパケットが属するセッションを終端するとともに、該終端したセッションに属するパケットのヘッダに含まれている前記所定の情報に基づいて前記サービス情報テーブルから実行すべき通信サービスの情報を読み出し、該パケットを新たなセッションを用いて受信端末に向けて送信することで該読み出した通信サービスを実行し、
   前記所定の情報は、前記ソケット情報の少なくとも１つの情報を含み、
   前記提供すべき通信サービスは、前記ネットワークにおける他の端末からの攻撃、あるいは特定ユーザによるネットワーク資源の占有を防止するサービスを含み、該サービスの情報として、前記攻撃あるいは資源占有を識別するための情報およびその対応策に関する情報が前記サービス情報テーブルに格納されている、セッション中継装置。
5. 前記通信サービスの実行結果を分析して前記ネットワークの通信状態を検出する制御部をさらに有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のセッション中継装置。
6. ネットワークを介して相互に接続された端末間で一連のパケットが送受信されるセッションの中継を行う装置によって実行されるセッション中継方法であって、
   前記セッションの中継に際して、受信したパケットのヘッダ情報を取得する第１のステップと、
   前記ネットワーク上における前記端末のアドレス情報と前記セッションに使用されるプロトコル情報とを含むソケット情報を、前記セッションを終端するか否かの情報と関連付けて格納したソケット情報テーブルを参照する第２のステップと、
   前記第１のステップで取得したヘッダ情報に含まれているアドレス情報およびプロトコル情報が、前記ソケット情報テーブルに前記セッションを終端する旨の情報と関連付けて格納した前記ソケット情報と合致するか否かを判断する第３のステップと、
   前記第３のステップの判断で合致した場合に、前記受信したパケットに関してセッションを終端する第４のステップと、
   前記セッションの終端後、前記パケットのヘッダを構成する所定の情報に基づいて認識されるサービス提供単位毎に、提供すべき通信サービスの情報を格納したサービス情報テーブルを参照する第５のステップと、
   前記第１のステップで取得したヘッダ情報に含まれている前記所定の情報に基づいて前記サービス情報テーブルから実行すべき通信サービスの情報を読み出す第６のステップと、
   前記パケットを新たなセッションを用いて受信端末に向けて送信することで前記通信サービスを実現する第７のステップとを含み、
   前記所定の情報が、前記ソケット情報の少なくとも１つの情報であり、
   前記提供すべき通信サービスが、前記ネットワークの通信品質を保証あるいは向上するサービスを含み、該サービスの情報として、該サービス実行時に使用されるプロトコルの情報および品質情報が前記サービス情報テーブルに格納されている、セッション中継方法。
7. 前記提供すべき通信サービスが、前記ネットワークの通信品質を監視するサービスをさらに含む、請求項６に記載のセッション中継方法。
8. ネットワークを介して相互に接続された端末間で一連のパケットが送受信されるセッションの中継を行う装置によって実行されるセッション中継方法であって、
   前記セッションの中継に際して、受信したパケットのヘッダ情報を取得する第１のステップと、
   前記ネットワーク上における前記端末のアドレス情報と前記セッションに使用されるプロトコル情報とを含むソケット情報を、前記セッションを終端するか否かの情報と関連付けて格納したソケット情報テーブルを参照する第２のステップと、
   前記第１のステップで取得したヘッダ情報に含まれているアドレス情報およびプロトコル情報が、前記ソケット情報テーブルに前記セッションを終端する旨の情報と関連付けて格納した前記ソケット情報と合致するか否かを判断する第３のステップと、
   前記第３のステップの判断で合致した場合に、前記受信したパケットに関してセッションを終端する第４のステップと、
   前記セッションの終端後、前記パケットのヘッダを構成する所定の情報に基づいて認識されるサービス提供単位毎に、提供すべき通信サービスの情報を格納したサービス情報テーブルを参照する第５のステップと、
   前記第１のステップで取得したヘッダ情報に含まれている前記所定の情報に基づいて前記サービス情報テーブルから実行すべき通信サービスの情報を読み出す第６のステップと、
   前記パケットを新たなセッションを用いて受信端末に向けて送信することで前記通信サービスを実現する第７のステップとを含み、
   前記所定の情報が、前記ソケット情報の少なくとも１つの情報であり、
   前記提供すべき通信サービスが、前記ネットワークにおける他の端末からの攻撃、あるいは特定ユーザによるネットワーク資源の占有を防止するサービスを含み、該サービスの情報として、前記攻撃あるいは資源占有を識別するための情報およびその対応策に関する情報が前記サービス情報テーブルに格納されている、セッション中継方法。
9. 前記通信サービスの実行結果を分析して前記ネットワークの通信状態を検出するステップをさらに含む、請求項６乃至８のいずれか１項に記載のセッション中継方法。

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