JP4831628B2 - 交換ノード、通信システム及び交換ノード制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、コネクション型のパケットデータ又はコネクションレス型のパケットデータを送受信するノード間通信に用いられる交換ノード及び当該交換ノードを用いた通信システム並びに交換ノードの制御方法に関する。

現在、コネクション型の通信としては、インターネットにおけるＩＰ−ＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、フレームリレー等において、実際の運用が行われている。しかし、従来から存在しているＩＰルータにおいては、ネットワークユーザが、送受信するＩＰデータのネットワーク内での運用管理に対して、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星から得られる地理的及び時間的な情報を積極的に活用することによる安全なネットワークの保守運用管理は行われていなかった（例えば、特許文献１参照。）。

インターネットに代表される通常のＩＰトラヒックのネットワーク制御では、パケットデータを交換ノード又はルータにおいてルーチングする際に、発信側の端末又は発信側の交換ノードの地理的な情報が、交換ノードにおけるネットワークレイヤーにおいて新たに付与されることはなかった。また、発信側の端末から発信された時点での時刻情報が改ざんされている場合などは、通信事業者によるパケットの伝送経路の探索が困難となる問題もあった。

一方、同時に４個以上のＧＰＳ衛星を観測し、ＧＰＳ衛星から電波が発信されてから受信機に到達するまでに要した時間を測定し、その数値を距離に変換することにより、観測点の地理的な情報を決定できる方式が開発され、携帯電話にも用いられてきた。この方式は、自動車、飛行機、船舶などのナビゲーション用にも活用され、約１０ｍ程度の誤差で位置が決定できる方式として実用化されてきた。ＧＰＳ衛星では、原子時計から発生される搬送波が、Ｌ１帯（１５７５．４２ＭＨｚ）又はＬ２帯（１２２７．６ＭＨｚ）の２波が用いられており、各々基準周波数Ｆ０（１０．２３ＭＨｚ）の１５４倍と、１２０倍の整数倍での周波数が活用されている。両波とも、擬似雑音信号で位相変調されており、Ｐ（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）コード又はＣ／Ａ（Ｃｌｅａｒ ａｎｄ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）コードが適用されている。しかし、これらの情報は、ユーザ端末間同士で利用されるのが一般的であった。

一般に公開されてきたＣ／Ａコードについて説明する。Ｃ／Ａコード長が１０２３ビットであり、この情報列が、１ｍｓの時間の間、継続して伝送され、１週間ごとにリセットされて運用され、１．０２３Ｍｂ／ｓの伝送速度の情報として、発信側の交換ノードで受信し、分析処理することが可能となっている。一般にＧＰＳ衛星でナビゲーションを行う場合には、全国の地図情報に対応する位置情報とのマッピングを行うために、交換ノードとは別の専門的なデータベースのあるセンターに繋ぎ換え、そこから送出される情報を送信元へ地理的なデータ情報として送信し、ユーザがそのデータベース情報を、アプリケーションデータとして活用することが前提とされていた。Ｐコードの場合においても同様である。

しかし、インターネット内での流通においては、通信事業者が、保守運用等の目的で、有効に活用していないのが現状であった。このため、ウイルス送信、ＤＯＳ（Ｄｅｎｉａｌ Ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）攻撃等が、事前に防止できず、また、ＤＯＳ攻撃の事後においても、この流通経路となった伝送経路の絶対的な位置の探索が、十分には実施できない状況であった。

図７は、ＧＰＳ時刻情報を利用した従来の通信網システムの第１例を示す模式図である。図７に示す通信網システムは、携帯端末３１２が携帯端末３１２の位置情報を取得する。ＧＰＳ衛星３１１が時刻等のＧＰＳ時刻情報３０１を送信する。位置情報の検索サービス用の仕様をもつ携帯端末３１２がＧＰＳ時刻情報３０１を受信する。携帯端末３１２は、ＧＰＳ時刻情報３０１をデータセンタ３１４へ、携帯電話網３１３を介して送信する。データセンタ３１４は、通信上、全国の位置情報をもつデータベースをもち、データベースとＧＰＳ時刻情報３０１を照合して、ＧＰＳ時刻情報３０１を対応する地図の図面情報３０２に変換する。データセンタ３１４は、携帯電話網３１３を介して図面情報３０２を携帯端末３１２へ送信する。

図８は、ＧＰＳ時刻情報を利用した従来の通信網システムの第２例を示す模式図である。図８に示す通信網システムは、エンドユーザ３１５が携帯端末３１２の位置情報を取得する。携帯端末３１２の位置特定を要求するエンドユーザ３１５が、問い合わせ情報３０６をデータセンタ３１４に送信して問い合わせを行う。携帯端末３１２は、定期的又はデータセンタ３１４からの問い合わせ情報３０３に応じてＧＰＳ時刻情報３０１を受信する。データセンタ３１４は、通信事業者の携帯電話網３１３を介して携帯端末３１２の受信したＧＰＳ時刻情報３０１を受信する。データセンタ３１４は、受信したＧＰＳ時刻情報３０１を解析し、その解析結果（図面情報など）をエンドユーザ３１５へ送信する。

図７及び図８で説明したように、従来においては、携帯電話網がＧＰＳ時刻情報を送受信して図面情報を取得するに止まり、ネットワーク内の交換ノードはＧＰＳ時刻情報を活用していなかった。これらの方法が、一般的にとられている位置情報の取得に関わる手段であり、ネットワーク層の保守運用に関わる情報として、活用されていなかった。
特開２００３−３２２８０号公報

本発明は、パケットの絶対的な位置での伝送経路の探索を可能とし、安全なネットワークの保守運用管理を可能とする交換ノード及び当該交換ノードを用いた通信システム並びに交換ノードの制御方法の提供を目的とする。

また、本発明は、ＩＰパケットの絶対的な位置での伝送経路の探索を可能とし、安全なネットワークの保守運用管理を可能とする交換ノード及び当該交換ノードを用いた通信システム並びに交換ノードの制御方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、通信システムに用いられる交換ノードであって、測位衛星からの電波を受信して自己の位置を算出する位置情報算出部を備え、パケットの転送に際し、衛星測位システムを利用して位置情報算出部の算出した自己の位置情報と識別情報とをパケットのヘッダ情報に追加することを特徴とする。ここで、衛星測位システムとは、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を意味する。

上記目的を達成するため、本発明に係る交換ノード及び交換ノード制御方法は、コネクション型の通信システムに用いられる交換ノードであって、測位衛星からの電波を受信して自己の位置を算出する位置情報算出部を備え、コネクションの設定に際し、位置情報算出部の算出した自己の位置情報と識別情報とを呼設定要求パケットのヘッダ情報に追加することを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る交換ノード及び交換ノード制御方法は、コネクションレス型の通信システムに用いられる交換ノードであって、測位衛星からの電波を受信して自己の位置を算出する位置情報算出部を備え、コネクションレス型のＩＰパケットの転送に際し、位置情報算出部の算出した自己の位置情報と識別情報とをＩＰパケットのヘッダ情報に追加することを特徴とする。

本発明により、交換ノードが、リアルタイムで測定した自己の位置情報と自己の識別情報とをヘッダ情報に追加することができる。ここで、測位衛星からの電波を受信して自己の位置を算出するので、交換ノードの配置されている地球上の絶対的な位置をパケットのヘッダ情報に記録することができる。これにより、パケットの絶対的な位置での伝送経路の探索をすることができるので、安全なネットワークの保守運用管理が可能となる。さらに、呼設定以後に、ユーザ間で相互にやりとりするデータパケットに対しては、交換ノードの位置情報と識別情報を追加して記録する必要がない。これにより、安全なネットワークの保守運用管理を効率的に行うことが可能となる。これに加え、仮にＤＯＳ攻撃やＤＤＯＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｄｅｎｉａｌ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）攻撃が特定の１つ又は複数のサーバに向けて発生した場合においても、ネットワーク内の全交換ノードで経路探索を連携して実施することが可能となるため、組織的なネットワーク犯罪の防止及び摘発にも貢献することが可能となる。また、すべての交換ノードに当該機能が具備されていない場合においても、少なくとも発信元端末の収容されている交換ノードに当該機能が具備されていれば、ＤＯＳ攻撃等を行うための、不要なトラヒックをネットワーク内に流入させることを事前に阻止することができる。これにより、ネットワークの安全性を確保し、かつ、ネットワーク全体の利用効率を飛躍的に高めることが可能となる。

具体的には、本発明に係る交換ノードは、パケットを通信網に接続されている受信側方路から受信するパケット受信部と、地球上空を旋回する測位衛星から電波によって送信される測位衛星時刻情報を受信して自己の交換ノードの位置情報を算出する位置情報算出部と、前記位置情報算出部の算出する位置情報及び自己の交換ノードに固有に付されている識別情報を、前記パケット受信部の受信するパケットのヘッダ情報に追加する位置情報追加部と、を備えることを特徴とする。

位置情報算出部が測位衛星からの電波を受信して自己の位置を算出するので、位置情報追加部は、交換ノードの配置されている正確かつ絶対的な位置と交換ノードの識別情報をパケットのヘッダ情報に記録することができる。このように、パケットのヘッダ情報に通過した交換ノードの正確かつ絶対的な位置を記録することができるので、正確な伝送経路を探索することができ、ＤＯＳ攻撃やＤＤＯＳ攻撃などの外部からの攻撃があっても発信元となる端末の位置を特定することができる。よって、ＤＯＳ攻撃やＤＤＯＳ攻撃をした端末を特定できれば、ネットワーク側で防止策を講じたり、攻撃側がＤＯＳ攻撃やＤＤＯＳ攻撃を控えたりするので、安全なネットワークの保守運用管理が可能となる。

前記位置情報追加部は、前記位置情報算出部の受信する測位衛星時刻情報を、前記パケット受信部の受信するパケットのヘッダ情報にさらに追加することが好ましい。

位置情報算出部の受信する測位衛星時刻情報をさらに追加するので、交換ノードがパケットを転送した時刻をパケットのヘッダ情報に記録することができる。測位衛星時刻情報を記録するので、交換ノードを通過した正確な時刻を記録することができる。これにより、パケットの伝送経路を絶対的な時刻を用いて探索することができる。

各交換ノードに固有に付されている識別情報及び交換ノードの地理上の位置情報の組み合わせを記憶する記憶部と、前記パケット受信部の受信するパケットのヘッダ情報に記録されている交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせのうち、発信元の端末に最も近い交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせを抽出し、抽出した位置情報及び識別情報の組み合わせと前記記憶部が記憶している位置情報及び識別情報の組み合わせとが一致するか否かを判定する位置情報判定部と、前記位置情報判定部が一致すると判定するパケットのコネクションの設定を優先的に受け付けるコネクション制御部と、をさらに備えることが好ましい。

記憶部は、パケットのコネクションの設定を受け付ける交換ノードの識別情報とその位置情報の組み合わせを記憶する。位置情報判定部は、発信元の端末に最も近い交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせが記憶部に記憶されているか否かを判定する。これにより、パケット受信部の受信したパケットがコネクションの設定を受け付ける交換ノードから送信されたものか否かを判定することができる。コネクション制御部は、伝送経路の情報の改ざんされていないパケットのコネクションの設定を優先的に受け付けるので、ＤＯＳ攻撃などの危険性のあるパケットが転送される確率を減少させることができる。

このように、コネクションの設定をする際に、着信側端末は、発信側の交換ノードが送信した位置情報と、着信側の交換ノードの記憶している位置情報と、を比較照合することができる。これにより、発信側の端末が位置情報の改ざんを行った場合に、コネクションの設定を拒否し、コネクションの設定を遮断することができる。

前記コネクション制御部は、前記位置情報判定部が一致すると判定するパケットのみのコネクションの設定を受け付けることが好ましい。

コネクション制御部が、位置情報判定部が一致すると判定するパケットのみのコネクションの設定を受け付けるので、安全なコネクションのみを選択的に確立することができる。これにより、ＤＯＳ攻撃などの危険性のあるコネクションの設定を未然に防止することができる。

各交換ノードに固有に付されている識別情報及び交換ノードの地理上の位置情報の組み合わせを記憶する記憶部と、前記パケット受信部の受信したパケットのヘッダ情報に記録されている交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせのうち、発信元の端末に最も近い交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせを抽出し、抽出した位置情報及び識別情報の組み合わせと前記記憶部が記憶している位置情報及び識別情報の組み合わせとが一致するか否かを判定する位置情報判定部と、前記位置情報判定部が一致すると判定するパケットの送信側方路を優先的に選択するルーチング制御部と、をさらに備えることが好ましい。

記憶部は、パケットの転送を許可する交換ノードの識別情報とその位置情報の組み合わせを記憶する。位置情報判定部は、発信元の端末に最も近い交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせが一致するか否かを判定する。パケット受信部の受信したパケットがパケットの転送を許可された交換ノードから送信されたものか否かを判定することができるので、ＤＯＳ攻撃などの危険性のある伝送経路の情報が改ざんされたものか否かを判定することができる。ルーチング制御部は、転送の許可されているパケットであることが判定されたパケットを優先的に転送するので、ＤＯＳ攻撃などの危険性のあるパケットが転送される確率を減少させることができる。

前記ルーチング制御部は、前記位置情報判定部が一致すると判定するパケットのみの送信側方路を選択することが好ましい。

ルーチング制御部が転送の許可されているパケットのみをルーチングするので、安全なパケットのみを選択的に転送することができる。これにより、ＤＯＳ攻撃などの危険性のあるパケットの伝送を未然に防止することができる。

前記記憶部は、交換ノードの地理上の位置情報として地理上の範囲で定められる位置情報を記憶しており、前記位置情報判定部は、前記パケット受信部の受信したパケットのヘッダ情報から抽出する位置情報が前記地理上の範囲内であることを位置情報の一致と判定することが好ましい。

それぞれの交換ノードは、測位衛星の発信する測位衛星時刻情報を用いてリアルタイムで自己の交換ノードの位置情報を算出するので、位置情報が若干ずれる場合がある。この場合に、ヘッダ情報から抽出した位置情報が一定の範囲内であることを一致とすることで、測位誤差の影響を排除することができる。

前記位置情報判定部は、さらに、前記パケット受信部の受信したパケットのヘッダ情報から抽出した位置情報に関連して記録されている時刻情報をパケット時刻情報として抽出し、抽出したパケット時刻情報と前記位置情報算出部の受信する最新の測位衛星時刻情報との時間差を算出し、算出した時間差が予め定められた時間内である場合に、位置情報及び識別情報の組み合わせが一致すると判定することが好ましい。

位置情報判定部が発信元の端末に最も近い交換ノードで記録されたパケット時刻情報が予め定められた時間内であることを判定するので、パケット時刻情報の改ざんされているパケットであっても、パケットの送信された時刻を少なくとも予め定められた時間内に絞ることができる。さらに、パケット時刻情報の改ざんされているパケットのコネクションの確立あるいはパケットの転送を防止することができる。

地上から標準電波によって送信される標準時刻を標準時刻情報として受信する標準時刻受信部をさらに備え、前記位置情報判定部は、さらに、前記パケット受信部の受信するパケットのヘッダ情報から抽出した位置情報に関連して記録されているパケット時刻情報を抽出し、抽出したパケット時刻情報と前記標準時刻受信部の受信する最新の標準時刻情報との時間差を算出し、算出した時間差が予め定められた時間内である場合に、位置情報及び識別情報の組み合わせが一致すると判定することが好ましい。

電波時計の標準時刻情報及び測位衛星時刻情報を用い、発信元の端末に最も近い交換ノードで記録されたパケット時刻情報が予め定められた時間内であることを判定することができる。これにより、万が一、測位衛星が故障した場合でも、パケット時刻情報の改ざんされているパケットのコネクションの確立あるいはパケットの転送を防止することができる。

前記位置情報追加部は、前記標準時刻受信部の受信する標準時刻情報を、前記パケット受信部の受信するパケットのヘッダ情報にさらに追加することが好ましい。

ヘッダ情報に標準時刻情報をさらに追加するので、万が一測位衛星が故障しても、交換ノードがパケットを転送した時刻をパケットのヘッダ情報に記録することができる。これにより、パケットの伝送経路を絶対的な時刻を用いて探索することができる。

本発明に係る通信システムは、前記交換ノードを複数備える通信システムであって、パケットの送信先の端末を収容する交換ノードは、パケットのヘッダ情報に記録されている発信元の端末の識別情報及び位置情報並びに交換ノードの識別情報及び位置情報を、前記送信先の端末の識別情報と関連付けて記憶する送信履歴格納部と、収容する端末から前記発信元の端末の特定依頼を受信する特定依頼受信部と、前記特定依頼受信部が前記特定依頼を受けると、前記送信履歴格納部を参照し、前記送信先の端末の識別に関連付けて記憶されている前記発信元の端末の位置情報並びに各交換ノードの識別情報及び位置情報を抽出し、前記発信元の端末の位置情報をもつ端末の探索を要求する探索要求信号を、前記各交換ノードの識別情報のうちの前記発信元の端末を収容する交換ノードに向けて送信する探索要求送信部と、前記探索要求送信部の送信する探索要求信号に対して前記発信元の端末を収容する交換ノードから返信される探索通知信号を受信し、当該探索通知信号を予め定められた端末へ送信する探索通知信号送信部と、を備え、前記発信元の端末を収容する交換ノードは、前記探索要求送信部の送信する探索要求信号を受信すると、収容している端末に対して、それぞれの送信記録に記録されている位置情報と当該探索要求信号の要求している位置情報とを照合させ、前記送信記録に当該位置情報が記憶されているか否かを返信させる照合要求部と、前記照合要求部の要求に対して前記送信記録に当該位置情報が記憶されていると返信した端末の識別情報と、前記照合要求部の要求に対して返信のない端末の識別情報を、前記探索通知信号として前記送信先の端末を収容する交換ノードへ送信する探索結果通知部と、を備えることを特徴とする。

本発明では、パケットのヘッダ情報には、発信端末の位置情報が記録される。送信先の端末を収容する交換ノードと、発信元の端末を収容する交換ノードは、この発信元の端末の位置情報と各交換ノードの位置情報を送信履歴格納部に記憶しておくので、発信元の端末の特定が必要になった場合に、経路探索を行うことができる。ここで、位置情報が記憶されているので、発信元の端末の地理的位置の範囲を早急に特定することができる。さらに、発信元の端末を収容する交換ノードの照合要求部が収容する各端末に対して照合要求を同報送信することで、なりすましを行った端末を絞り込むことができる。

また、本発明に係る通信システムでは、前記探索要求送信部は、パケットのヘッダ情報に記録されているそれぞれの交換ノードに向けて前記探索要求信号をさらに送信し、前記探索要求送信部の送信する前記探索要求信号を受信した交換ノードは、前記探索要求送信部の送信する探索要求信号を受信すると、収容している端末に対して、それぞれの送信記録に記録されている位置情報と当該探索要求信号の要求している位置情報とを照合させ、前記送信記録に当該位置情報が記憶されているか否かを返信させる照合要求部と、前記照合要求部の要求に対して前記送信記録に当該位置情報が記憶されていると返信した端末の識別情報と、前記照合要求部の要求に対して返信のない端末の識別情報を、前記探索通知信号として前記送信先の端末を収容する交換ノードへ送信する探索結果通知部と、を備えることが好ましい。

発信元の端末を収容する交換ノードから送信先の端末を収容する交換ノードまでを経由したそれぞれの交換ノードが、さらに、それぞれの収容する端末に対して照合要求を行い、発信元の端末の探索を行うことで、複数のエリアでの当該端末の情報を収集することができる。このため、発信元の端末をより絞り込むことができる。

本発明に係る交換ノード制御方法は、パケット受信部が、パケットを通信網に接続されている受信側方路から受信するパケット受信過程と、位置情報算出部が、地球上空を旋回する測位衛星から電波によって送信される測位衛星時刻情報を受信して自己の交換ノードの位置情報を算出する位置情報算出過程と、位置情報追加部が、前記位置情報算出過程で算出した位置情報及び自己の交換ノードに固有に付されている識別情報を、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報に追加する位置情報追加過程と、を有することを特徴とする。

位置情報算出部が測位衛星からの電波を受信して自己の位置を算出するので、位置情報追加部は、交換ノードの配置されている正確かつ絶対的な位置と交換ノードの識別情報をパケットのヘッダ情報に記録することができる。このように、パケットのヘッダ情報に通過した交換ノードの正確かつ絶対的な位置を記録することができるので、正確な伝送経路を探索することができ、ＤＯＳ攻撃やＤＤＯＳ攻撃などの外部からの攻撃があっても発信元となる端末の位置を特定することができる。よって、安全なネットワークの保守運用管理が可能となる。

前記位置情報追加過程において、前記位置情報追加部が、前記位置情報算出過程で算出した測位衛星時刻情報を、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報にさらに追加することが好ましい。

位置情報算出部の受信する測位衛星時刻情報をさらに追加するので、交換ノードがパケットを転送した時刻をパケットのヘッダ情報に記録することができる。測位衛星時刻情報を記録するので、交換ノードを通過した正確な時刻を記録することができる。これにより、パケットの伝送経路を絶対的な時刻を用いて探索することができる。

位置情報判定部が、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報に記録されている交換ノードの地理上の位置情報及び識別情報の組み合わせのうち、発信元の端末に最も近い交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせを抽出し、抽出した位置情報及び識別情報の組み合わせと記憶部に予め記憶されている交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせとが一致するか否かを判定する位置情報判定過程と、コネクション制御部が、前記位置情報判定過程で一致すると判定したパケットのコネクションの設定を優先的に受け付けるコネクション制御過程と、を順にさらに有することが好ましい。

記憶部は、パケットのコネクションの設定を受け付ける交換ノードの識別情報とその位置情報の組み合わせを記憶する。位置情報判定部は、発信元の端末に最も近い交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせが記憶部に記憶されているか否かを判定する。これにより、パケット受信部の受信したパケットがコネクションの設定を受け付ける交換ノードから送信されたものか否かを判定することができる。コネクション制御部は、伝送経路の情報の改ざんされていないパケットのコネクションの設定を優先的に受け付けるので、ＤＯＳ攻撃などの危険性のあるパケットが転送される確率を減少させることができる。

前記コネクション制御過程において、前記コネクション制御部は、前記位置情報判定過程で一致すると判定したパケットのみのコネクションの設定を受け付けることが好ましい。

コネクション制御部がコネクションの受け付けの許可されているパケットのみのコネクションの設定を受け付けるので、安全なコネクションのみを選択的に確立することができる。これにより、ＤＯＳ攻撃などの危険性のあるコネクションの設定を未然に防止することができる。

位置情報判定部が、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報に記録されている交換ノードの地理上の位置情報及び識別情報の組み合わせのうち、発信元の端末に最も近い交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせを抽出し、抽出した位置情報及び識別情報の組み合わせと記憶部に予め記憶されている交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせとが一致するか否かを判定する位置情報判定過程と、ルーチング制御部が、前記位置情報判定過程で一致すると判定したパケットの送信側方路を優先的に選択するルーチング制御過程と、を前記位置情報追加過程の前にさらに有することが好ましい。

記憶部は、パケットの転送を許可する交換ノードの識別情報とその位置情報の組み合わせを記憶する。位置情報判定部は、発信元の端末に最も近い交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせが一致するか否かを判定する。パケット受信部の受信したパケットがパケットの転送を許可された交換ノードから送信されたものか否かを判定することができるので、ＤＯＳ攻撃などの危険性のある伝送経路の情報が改ざんされたものか否かを判定することができる。ルーチング制御部は、転送の許可されているパケットであることが判定されたパケットを優先的に転送するので、ＤＯＳ攻撃などの危険性のあるパケットが転送される確率を減少させることができる。

前記ルーチング制御過程において、前記ルーチング制御部は、前記位置情報判定過程で一致すると判定したパケットのみの送信側方路を選択することが好ましい。

ルーチング制御部が転送の許可されているパケットのみをルーチングするので、安全なパケットのみを選択的に転送することができる。これにより、ＤＯＳ攻撃などの危険性のあるパケットの伝送を未然に防止することができる。

前記位置情報判定過程において、前記記録部には交換ノードの地理上の位置情報として地理上の範囲で定められる位置情報が記録されており、前記位置情報判定部は、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報から抽出する位置情報が前記地理上の範囲内であることを位置情報の一致と判定することが好ましい。

それぞれの交換ノードは、測位衛星の発信する測位衛星時刻情報を用いてリアルタイムで自己の交換ノードの位置情報を算出するので、位置情報が若干ずれる場合がある。この場合に、ヘッダ情報から抽出した位置情報が一定の範囲内であることを一致とすることで、測位誤差の影響を排除することができる。

前記位置情報判定過程において、前記位置情報判定部は、さらに、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報から抽出した位置情報に関連して記録されている時刻情報をパケット時刻情報として抽出し、抽出したパケット時刻情報と前記位置情報算出過程で受信した最新の測位衛星時刻情報との時間差を算出し、算出した時間差が予め定められた時間内である場合に、位置情報及び識別情報の組み合わせが一致すると判定することが好ましい。

位置情報判定部が発信元の端末に最も近い交換ノードで記録されたパケット時刻情報が予め定められた時間内であることを判定するので、パケット時刻情報の改ざんされているパケットであっても、パケットの送信された時刻を少なくとも予め定められた時間内に絞ることができる。さらに、パケット時刻情報の改ざんされているパケットのコネクションの確立あるいはパケットの転送を防止することができる。

標準時刻受信部が、地上から標準電波によって送信される標準時刻を標準時刻情報として受信する標準時刻受信過程を前記パケット受信過程の前にさらに有し、前記位置情報判定過程において、さらに、前記位置情報判定部が、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報から抽出した位置情報に関連して記録されている時刻情報をパケット時刻情報として抽出し、抽出したパケット時刻情報と前記標準時刻受信過程で受信した最新の標準時刻情報との時間差を算出し、算出した時間差が予め定められた時間内である場合に、位置情報及び識別情報の組み合わせが一致すると判定することが好ましい。

電波時計の標準時刻情報及び測位衛星時刻情報を用い、発信元の端末に最も近い交換ノードで記録されたパケット時刻情報が予め定められた時間内であることを判定することができる。これにより、万が一、測位衛星が故障した場合でも、パケット時刻情報の改ざんされているパケットのコネクションの確立あるいはパケットの転送を防止することができる。

前記位置情報追加過程において、前記位置情報追加部は、前記標準時刻受信過程で受信した標準時刻情報を、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報にさらに追加することが好ましい。

パケットのヘッダ情報に標準時刻情報をさらに追加するので、万が一測位衛星が故障しても、交換ノードがパケットを転送した時刻をパケットのヘッダ情報に記録することができる。これにより、パケットの伝送経路を絶対的な時刻を用いて探索することができる。

また、本発明に係る交換ノード制御方法では、送信先の端末を収容する交換ノードの送信履歴格納部が、前記位置情報追加過程の後に、パケットのヘッダ情報に記録されている発信元の端末の識別情報及び位置情報並びに各交換ノードの識別情報及び位置情報を、送信先の端末の識別情報と関連付けて記憶する送信履歴格納過程と、送信先の端末を収容する交換ノードの特定依頼受信部が、前記位置情報追加過程の後に、収容する端末から前記発信元の端末の特定依頼を受信する特定依頼受信過程と、前記特定依頼受信過程において前記特定依頼を受信すると、送信先の端末を収容する交換ノードの探索要求送信部が、前記送信履歴格納部を参照し、前記送信先の端末の識別に関連付けて記憶されている前記発信元の端末の位置情報並びに各交換ノードの識別情報及び位置情報を抽出し、前記発信元の端末の位置情報をもつ端末の探索を要求する探索要求信号を、前記各交換ノードの識別情報のうちの前記発信元の端末を収容する交換ノードに向けて送信する探索要求送信過程と、発信元の端末を収容する交換ノードの照合要求部が、前記探索要求送信過程で送信した探索要求信号を受信すると、収容している端末に対して、それぞれの送信記録に記録されている位置情報と当該探索要求信号の要求している位置情報とを照合させ、前記送信記録に当該位置情報が記憶されているか否かを返信させる照合要求過程と、探索結果通知部が、前記照合要求過程における要求に対して前記送信記録に当該位置情報が記憶されていると返信した端末の識別情報と、前記照合要求過程における要求に対して返信のない端末の識別情報を、前記探索通知信号として前記送信先の端末を収容する交換ノードへ送信する探索結果通知過程と、送信先の端末を収容する交換ノードの探索通知信号送信部が、前記探索結果通知過程で送信した探索通知信号を受信し、当該探索通知信号を予め定められた端末へ送信する探索通知信号送信過程と、をさらに有することが好ましい。

本発明では、パケットのヘッダ情報には、発信端末の位置情報が記録される。送信先の端末を収容する交換ノードと、発信元の端末を収容する交換ノードは、この発信元の端末の位置情報と各交換ノードの位置情報を送信履歴格納部に記憶しておくので、発信元の端末の特定が必要になった場合に、経路探索を行うことができる。ここで、位置情報が記憶されているので、発信元の端末の地理的位置の範囲を早急に特定することができる。さらに、発信元の端末を収容する交換ノードの照合要求部が収容する各端末に対して照合要求を同報送信することで、なりすましを行った端末を絞り込むことができる。

また、本発明に係る交換ノード制御方法では、前記探索要求送信過程において、前記探索要求送信部が、パケットのヘッダ情報に記録されているそれぞれの交換ノードに向けて前記探索要求信号をさらに送信し、前記照合要求過程において、前記探索要求送信過程で送信した前記探索要求信号を受信した交換ノードの照合要求部が、前記探索要求送信過程で送信した探索要求信号を受信すると、収容している端末に対して、それぞれの送信記録に記録されている位置情報と当該探索要求信号の要求している位置情報とを照合させ、前記送信記録に当該位置情報が記憶されているか否かを返信させ、前記探索結果通知過程において、前記探索要求送信過程で送信した前記探索要求信号を受信した交換ノードの探索結果通知部が、前記照合要求過程における要求に対して前記送信記録に当該位置情報が記憶されていると返信した端末の識別情報と、前記照合要求過程における要求に対して返信のない端末の識別情報を、前記探索通知信号として前記送信先の端末を収容する交換ノードへ送信することが好ましい。

発信元の端末を収容する交換ノードから送信先の端末を収容する交換ノードまでを経由したそれぞれの交換ノードが、さらに、それぞれの収容する端末に対して照合要求を行い、発信元の端末の探索を行うことで、複数のエリアでの当該端末の情報を収集することができる。このため、発信元の端末をより絞り込むことができる。

本発明によれば、パケットのヘッダ情報に通過した交換ノードの正確かつ絶対的な位置を記録することができるので、パケットの絶対的な位置での伝送経路の探索をすることができる。ＤＯＳ攻撃やＤＤＯＳ攻撃をした端末を特定できれば、ネットワーク側で防止策を講じたり、攻撃側がＤＯＳ攻撃やＤＤＯＳ攻撃を控えたりするので、安全なネットワークの保守運用管理が可能となる。

本発明によれば、呼設定要求パケットのヘッダ情報に通過した交換ノードの正確かつ絶対的な位置を記録することができるので、呼設定要求パケットの絶対的な位置での伝送経路の探索をすることができ、ＤＯＳ攻撃やＤＤＯＳ攻撃などの外部からの攻撃があっても発信元となる端末の位置を特定することができる。よって、安全なネットワークの保守運用管理が可能となる。

また、本発明によれば、ＩＰパケットのヘッダ情報に通過した交換ノードの正確かつ絶対的な位置を記録することができるので、ＩＰパケットの絶対的な位置での伝送経路の探索をすることができ、ＤＯＳ攻撃やＤＤＯＳ攻撃などの外部からの攻撃があっても発信元となる端末の位置を特定することができる。よって、安全なネットワークの保守運用管理が可能となる。

実施形態１に係る交換ノードを用いた通信システムの第１例を示す構成図である。 実施形態１に係る交換ノードの受信する呼設定要求パケットの一例を示す模式図である。 記憶部が記憶する位置情報及び識別情報の一例を示す表である。 呼設定要求パケット受信部の受信する呼設定要求パケットのヘッダ情報に記録されている交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせの一例を示す表である。 実施形態１に係る交換ノードを用いた通信システムの第１例を示す構成図である。 実施形態１に係る交換ノードを用いた通信システムの第２例を示す構成図である。 ＧＰＳ時刻情報を利用した従来の通信網システムの第１例を示す模式図である。 ＧＰＳ時刻情報を利用した従来の通信網システムの第２例を示す模式図である。 実施形態２に係る交換ノードの一例を示す構成図である。 実施形態２に係る交換ノードの受信するコネクションレス型のパケットの一例を示す模式図である。 記憶部が記憶する位置情報及び識別情報の一例を示す表である。 コネクションレス型パケット受信部の受信するパケットのヘッダ情報に記録されている交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせの一例を示す表である。 実施形態２に係る交換ノードを用いた通信システムの第１例を示すシステム構成図である。 実施形態２に係る交換ノードを用いた通信システムの第２例を示すシステム構成図である。 実施形態３の通信システムを示す概略構成図である。 端末を収容する交換ノードの構成図である。 実施形態３のタイムシーケンスである。

符号の説明

１、５ 呼設定要求パケット
２ ヘッダ情報
３、３０１ ＧＰＳ時刻情報
４ 標準時刻情報
１１ 呼設定要求パケット受信部
１２ 位置情報算出部
１３ 位置情報追加部
１４ 記憶部
１５ 位置情報判定部
１６ コネクション制御部
１７ 標準時刻受信部
２１、３１１ ＧＰＳ衛星
２２ 呼設定要求パケット送信部
２３ 受信側方路
２４ 送信側方路
２５ ルーチングスイッチ
５１ 呼設定要求パケットに記録されている交換ノードの位置情報
５２ 呼設定要求パケットに記録されている交換ノードの識別情報
５３ 記憶部が記憶している位置情報
５４ 記憶部が記憶している識別情報
５５ 位置情報算出部の算出する位置情報
５６ 交換ノード固有の識別情報
５８ 優先度情報
５９ パケット時刻情報
６５ 宛先ＭＡＣ
６６ 送信元ＭＡＣ
６７ ネットワーク制御情報
９１、１０１、１０２、１０３、１０４ 交換ノード
１１１、１１２、１１３ 端末
３０２ 図面情報
３０３、３０６ 問い合わせ情報
３０７ 解析結果
３１２ 携帯端末
３１３ 携帯電話網
３１４ データセンタ
３１５ エンドユーザ
２０１、２０５ コネクションレス型のパケット
２ ヘッダ情報
３、３０１ ＧＰＳ時刻情報
４ 標準時刻情報
２１１ コネクションレス型パケット受信部
１２ 位置情報算出部
１３ 位置情報追加部
１４ 記憶部
１５ 位置情報判定部
２１６ ルーチング制御部
１７ 標準時刻受信部
２１ ＧＰＳ衛星
２２２ コネクションレス型パケット送信部
２３ 受信側方路
２４ 送信側方路
２５１ パケットに記録されている交換ノードの位置情報
２５２ パケットに記録されている交換ノードの識別情報
５３ 記憶部が記憶している位置情報
５４ 記憶部が記憶している識別情報
５５ 位置情報算出部の算出する位置情報
５６ 交換ノード固有の識別情報
５７ 方路情報
５８ 優先度情報
５９ パケット時刻情報
６５ 宛先ＭＡＣ
６６ 送信元ＭＡＣ
６７ ネットワーク制御情報
２９１、２０６、２０７、２０８、２０９ 交換ノード
９５、９６ 通信網
１１１、１１２、１１３ 端末
３０２ 図面情報
３０６ 問い合わせ情報
３０７ 解析結果
３１２、３１３ 携帯端末
３１４ データセンタ
３１５ エンドユーザ
３１ａ、３１ｃ 送信履歴格納部
３２ｃ 特定依頼受信部
３３ｃ 探索要求送信部
３４ｃ 探索通知信号送信部
３５ａ 照合要求部
３６ａ 探索結果通知部
ＧＴ１、ＧＴ２、ＧＴ３、７１ 端末
８２ａ、８２ｂ、８２ｃ 交換ノード
８３ 予め定められた端末

添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。

実施形態１では、パケットが呼設定要求パケットであるコネクション型の通信形態について説明する。実施形態１では、パケット受信部を呼設定要求パケット受信部として説明する。実施形態２では、パケットがコネクションレス型のパケットであるコネクションレス型の通信形態について説明する。実施形態２では、パケット受信部をコネクションレス型パケット受信部として説明する。

また、実施形態１、実施形態２及び実施形態３では、衛星測位システムとして、米国の衛星測位システムであるＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて説明するが、米国の衛星測位システムに限定しない。測位衛星は、衛星測位システムに用いることの可能な衛星であり、例えば、ロシアのグロナス、欧州のガリレオ、日本の準天頂衛星、中国の北斗である。このため、実施形態１、実施形態２及び実施形態３において、ＧＰＳ衛星は測位衛星の一例であり、ＧＰＳ情報は測位衛星からの情報の一例であり、ＧＰＳ時刻情報は測位衛星時刻情報の一例である。

（実施形態１）
本実施形態の交換ノードについて、まず、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る交換ノードを用いた通信システムの第１例を示す構成図である。本実施形態に係る通信システムは、通信網に接続されている端末１１１と端末１１２との間に複数の交換ノードが接続され、複数の交換ノードがコネクションの設定を要求する呼設定要求パケット１を送受信して端末１１１と端末１１２との間のコネクションを確立し、コネクションの確立後にデータを送受信するコネクション型のシステムとなっている。本実施形態に係る通信システムは、端末１１１と端末１１２との間のコネクションを確立する交換ノードの少なくとも１つに本実施形態に係る交換ノード９１を備える。交換ノード９１は、発信元の端末１１１を収容する交換ノードであることが好ましい。

図１では、一例として、端末１１１から呼設定要求パケットを受信して交換ノード１０２へ転送する交換ノード１０１と、交換ノード１０１から呼設定要求パケットを受信して交換ノード９１へ転送する交換ノード１０２と、交換ノード１０２から呼設定要求パケットを受信して交換ノード１０３へ転送する交換ノード９１と、交換ノード９１から呼設定要求パケットを受信して交換ノード１０４へ転送する交換ノード１０３と、交換ノード１０３から呼設定要求パケットを受信して端末１１２へ転送する交換ノード１０４と、が示されている。交換ノード１０１−１０４は、本実施形態にて説明する交換ノード９１と同様の構成とすることが好ましい。しかし、これに限定されるものではなく、ＧＰＳ時刻情報３を受信しないものであってもよい。

図１に示す交換ノード９１は、コネクションの設定を要求する呼設定要求パケットを通信網に接続されている受信側方路２３から受信する呼設定要求パケット受信部１１と、地球上空を旋回するＧＰＳ衛星２１から電波によって送信されるＧＰＳ時刻情報３を受信して自己の交換ノード９１の位置情報５５を算出する位置情報算出部１２と、位置情報算出部１２の算出する位置情報５５及び自己の交換ノード９１に固有に付されている識別情報５６を、呼設定要求パケット受信部１１の受信する呼設定要求パケット１の図２に示すヘッダ情報２に追加する位置情報追加部１３と、を備えることを特徴とする。

図２は、本実施形態に係る交換ノードの受信する呼設定要求パケットの一例を示す模式図である。図２に示す呼設定要求パケット１は、例えば、本実施形態に係る発信元の端末から送出され、発信元の端末が収容された交換ノードが受信するものである。又、呼設定要求パケット１は、交換ノードが次の中継交換ノードへ伝達するものである。図２に示す呼設定要求パケット１は、ヘッダ情報２に、宛先ＭＡＣ６５、送信元ＭＡＣ６６の他に、ネットワーク制御情報６７として、識別情報５２と、位置情報５１と、優先度情報５８、が含まれている。ネットワーク制御情報６７は、さらに、パケット時刻情報５９を含んでいてもよい。図２に示す識別情報５２は、呼設定要求パケット１を転送した交換ノードに固有に付されている情報である。例えば、図１に示す交換ノード１０１の識別情報ＩＤ_１０１である。位置情報５１は、呼設定要求パケット１を転送した交換ノードごとの地理上の位置情報である。例えば、図１に示す交換ノード１０１の位置情報（Ｘ_１０１、Ｙ_１０１）である。優先度情報５８は、呼設定要求パケット１の優先度を示すものである。優先度は、交換ノードでの送信側方路決定やタイムスロットの割り当ての優先順位を決定する情報である。パケット時刻情報５９は、呼設定要求パケット１を転送した交換ノードに追加された時刻の情報である。

図１に示す交換ノード９１は、各交換ノードに固有に付されている識別情報５４及び交換ノードの地理上の位置情報５３の組み合わせを記憶する記憶部１４と、呼設定要求パケット受信部１１の受信する呼設定要求パケット１のヘッダ情報２に記録されている交換ノードの位置情報５１及び識別情報５２の組み合わせのうち、発信元の端末１１１に最も近い交換ノード１０１の位置情報５１及び識別情報５２の組み合わせを抽出し、抽出した位置情報（Ｘ_１０１、Ｙ_１０１）及び識別情報ＩＤ_１０１の組み合わせと記憶部１４が記憶している位置情報５３及び識別情報５４の組み合わせとが一致するか否かを判定する位置情報判定部１５と、位置情報判定部１５が一致すると判定する呼設定要求パケット１のコネクションの設定を優先的に受け付けるコネクション制御部１６と、をさらに備えることが好ましい。

なお、本実施形態では、位置情報判定部１５が位置情報及び識別情報の組み合わせが一致すると判定するとコネクション制御部１６がその呼設定要求パケット１のコネクションを設定する。そのため、位置情報判定部１５が、少なくとも位置情報及び識別情報の組み合わせが一致すると判定することを「コネクション許可」と判定すると呼ぶこととする。すなわち、位置情報判定部１５は、抽出した位置情報５１及び識別情報５２の組み合わせと記憶部１４が記憶している位置情報５３及び識別情報５４の組み合わせとが一致することを「コネクション許可」と判定する。そして、コネクション制御部１６は、位置情報判定部１５が「コネクション許可」と判定する呼設定要求パケット１のコネクションの設定を優先的に受け付ける。又は、位置情報判定部１５が「コネクション許可」と判定する呼設定要求パケット１のみについてコネクションの受付を許可する。

さらに、交換ノード９１は、地上から標準電波によって送信される標準時刻を標準時刻情報４として受信する標準時刻受信部１７をさらに備えることが好ましい。さらに、交換ノード９１は、位置情報追加部１３が位置情報５５及び識別情報５６を追加したヘッダ情報２の呼設定要求パケット５を、交換ノード９１に接続される送信側方路２４へ出力する呼設定要求パケット送信部２２を備えることが好ましい。又、交換ノード９１は、コネクション制御部１６がコネクションを設定した呼設定要求パケット１の方路を、ヘッダ情報２に含まれる宛先ＭＡＣ６５に基づき、送信側方路２４から選択するルーチングスイッチ２５をさらに備えていてもよい。

呼設定要求パケット受信部１１は、コネクションの設定を要求する呼設定要求パケット１を通信網に接続されている受信側方路２３から受信する。通信網とは、例えば、インターネットである。受信側方路２３は、発信元の端末１１１に接続されている信号伝送路である。ここで接続とは、本実施形態ではコネクション方式を対象としていることから、発信元の端末１１１と直接的に通信接続される。接続は、通信経路が確保されればよく、ケーブル等の物理的な接続に限定されることなく、無線を用いた幅広い通信経路を用いることができる。

記憶部１４は、各交換ノードに固有に付されている識別情報５４及び交換ノードの地理上の位置情報５３の組み合わせを記憶する。各交換ノードとは、例えば、呼設定要求パケット１のコネクションの設定を受け付ける交換ノードである。例えば、交換ノード１０１の位置情報及び識別情報の組み合わせ、交換ノード１０２の位置情報及び識別情報の組み合わせである。本実施形態では、端末１１１と端末１１２とを接続する各交換ノード１０１−１０４は、少なくとも記憶していることになる。記憶部１４としては、例えば、半導体素子を利用したＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリを用いることができる。ハードディスクを用いてもよい。

図３は、記憶部が記憶する位置情報及び識別情報の一例を示す表である。識別情報５４は、交換ノードごとに固有に付されている識別情報であり、図３ではＩＤ_１からＩＤ_Ｚまでが例示されている。位置情報５３は、交換ノードごとの地理上の位置情報であり、図３では、識別情報ＩＤ_１は位置情報（Ｘ_１、Ｙ_１）、識別情報ＩＤ_２は位置情報（Ｘ_２、Ｙ_２）、識別情報ＩＤ_１０１は位置情報（Ｘ_１０１、Ｙ_１０１）、識別情報ＩＤ_１０２は位置情報（Ｘ_１０２、Ｙ_１０２）、識別情報ＩＤ_Ｚは位置情報（Ｘ_Ｚ、Ｙ_Ｚ）とすることができる。位置情報５３は、例えば、地球上での緯度及び経度とすることができる。位置情報５３は、単一の位置情報を示すものに限定するものではなく、例えば、位置情報（Ｘ_１、Ｙ_１）であれば、Ｘ_１をＸ_１からＸ_１’まで、Ｙ_１をＹ１からＹ_１’までのように、幅を持った値としてもよい。

なお、識別情報５４は、例えば、ユニークＩＤとすることができる。又、所定時刻ごとに更新される乱数としてもよい。乱数とする場合は、各交換ノードで識別情報を共有する必要があるので、管理用のサーバを設け、そのサーバから所定時刻ごとに各交換ノードに識別情報と位置情報の組み合わせを各交換ノードに配信してもよい。このように、記憶部１４は、交換ノードの地理上の位置情報として地理上の範囲で定められる位置情報を記憶していることが好ましい。

図４は、呼設定要求パケット受信部の受信する呼設定要求パケットのヘッダ情報に記録されている交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせの一例を示す表である。後述する位置情報追加部１３が追加することになるヘッダ情報の一部である。図４では、交換ノード１０１から交換ノード１０２に至るまでの各交換ノードの位置情報５１が識別情報５２ごとのテーブル形式で記録されている。このテーブルには、パケット時刻情報５９が記録されていることが好ましい。なお、交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせは、テーブル形式に限定されることなく、例えば、位置情報５１及びパケット時刻情報５９が時系列順に記録されていてもよい。

識別情報５２は、前述の図３で説明した識別情報と共通の情報となっており、例えば、交換ノード１０１の識別情報はＩＤ_１０１、交換ノード１０２の識別情報はＩＤ_１０２となっている。

位置情報判定部１５は、呼設定要求パケット受信部１１の受信する呼設定要求パケット１のヘッダ情報２に記録されている交換ノードの位置情報５１及び識別情報５２の組み合わせのうち、発信元の端末１１１に最も近い交換ノード１０１の位置情報５１及び識別情報５２の組み合わせを抽出する。例えば、発信元の端末１１１に最も近い交換ノード１０１の位置情報（Ｘ_１０１、Ｙ_１０１）及び識別情報ＩＤ_１０１の組み合わせを抽出する。発信元の端末１１１に最も近い交換ノード１０１の位置情報５１及び識別情報５２の組み合わせの抽出は、例えば、予め定められたヘッダ情報のフィールドに最初に記録されているものを抽出するものを用いることができる。又、発信元の端末１１１に最も近い交換ノード１０１を記録するフィールドを、ヘッダ情報に予め設定しておき、そのフィールドを読み出してもよい。

さらに、位置情報判定部１５は、抽出した位置情報５１及び識別情報５２の組み合わせと記憶部１４が記憶している位置情報５３及び識別情報５４の組み合わせとが一致するか否かを判定する。例えば、記憶部１４を参照し、抽出した交換ノード１０１の識別情報５２と同一の識別情報５４である識別情報ＩＤ_１０１に関連付けて記録されている位置情報５３を検索し、識別情報５４と位置情報５３との組み合わせとして、識別情報ＩＤ_１０１と位置情報（Ｘ_１０１、Ｙ_１０１）との組み合わせが記憶されているか否かを判定する。そして、位置情報５１及び識別情報５２の組み合わせと一致する位置情報５３と識別情報５４との組み合わせが記憶されていることを「コネクション許可」と判定する。

一方、位置情報判定部１５の抽出した位置情報が、例えば、（Ｘ_１０１、Ｙ_１０１）ではなく、（Ｘ_１０１’、Ｙ_１０１’）であった場合、一致する識別情報ＩＤ_１０１に対して位置情報が不一致であるとして、位置情報と識別情報の組み合わせが不一致と判定する。このように、位置情報判定部１５は、発信元の端末１１１に最も近い交換ノード１０１の位置情報５１及び識別情報５２の組み合わせが記憶部１４に記憶されているか否かを判定するので、呼設定要求パケット１がコネクションの設定を受け付ける交換ノードから送信されたものか否かを判定することができる。これにより、ＤＯＳ攻撃などの危険性のあるパケットの伝送経路の絶対位置の情報の改ざんされたものであるか否かを判定することができる。

位置情報判定部１５は、呼設定要求パケット受信部１１の受信した呼設定要求パケット１のヘッダ情報２から抽出する位置情報５１が地理上の予め定められた範囲内にあることを位置情報５１の一致と判定することが好ましい。例えば、記憶部１４が位置情報５３として（Ｘ_１０１−Ｘ_１０１’、Ｙ_１０１−Ｙ_１０１’）と記憶している場合、位置情報５１が（Ｘ_１０１−Ｘ_１０１’、Ｙ_１０１−Ｙ_１０１’）の範囲内であることを位置情報５１と位置情報５３との一致と判定してもよい。又、位置情報の一致を判定するプログラムで範囲を設定してもよく、例えば、位置情報５１が、位置情報（Ｘ_１０１、Ｙ_１０１）を中心とする一定距離Ｄの範囲内（Ｘ_１０１±Ｄ、Ｙ_１０１±Ｄ）にあることを位置情報５１と位置情報５３との一致と判定してもよい。発信元の端末１１１に最も近い交換ノード１０１がＧＰＳ衛星２１を用いて位置情報をリアルタイムで算出している場合、位置情報５１は変化してもよい。この場合に、ヘッダ情報２から抽出した位置情報５１が一定の範囲内であることを位置情報５１と位置情報５３との一致とすることで、位置情報５１及び識別情報５２の改ざんされた呼設定要求パケット１を排除しつつ、コネクションの設定を受け付けるべき交換ノードから送信された呼設定要求パケット１をコネクション許可と判定することができる。

位置情報判定部１５は、さらに、呼設定要求パケット受信部１１の受信した呼設定要求パケット１のヘッダ情報２から抽出した位置情報５１に関連して記録されている時刻情報をパケット時刻情報５９として抽出し、抽出したパケット時刻情報５９と位置情報算出部１２の受信する最新のＧＰＳ時刻情報３との時間差を算出することが好ましい。識別情報ＩＤ_１０１に関連付けて記録されているパケット時刻情報５９を抽出して取得し、位置情報算出過程で位置情報算出部１２が受信した最新のＧＰＳ時刻情報３を取得する。そして、取得したパケット時刻情報５９とＧＰＳ時刻情報３との差を算出する。これにより、例えば、交換ノード１０１のＧＰＳ時刻情報を受信した時刻から、交換ノード９１のＧＰＳ時刻情報を受信した時刻までに要した伝送時間を算出することができる。なお、時間差の算出は、ＧＰＳ時刻情報３が複数の場合は、例えば、ＧＰＳ時刻情報３ａからＧＰＳ時刻情報３ｄのうちのいずれを用いてもよいが、例えば最新のものとすることができる。

位置情報判定部１５は、さらに、算出した時間差が予め定められた時間内であることを判定することが好ましい。すなわち、位置情報５１及び識別情報５２の組み合わせと位置情報５３及び識別情報５４の組み合わせとが一致し、かつ、算出した時間差が予め定められた時間内であることを「コネクション許可」と判定することが好ましい。例えば、交換ノード１０１のＧＰＳ時刻情報を受信した時刻Ｔ_１０１から、交換ノード９１のＧＰＳ時刻情報３を受信した時刻までに要した伝送時間が、予め定められた範囲内であるか否かを判定することができる。

予め定められた時間は、端末１１１と端末１１２との間のコネクションの確立に要する妥当な時間とすることが好ましい。又、端末が使用することのできるネットワーク環境に応じて定めることが好ましい。又、すべての交換ノードで一様な時間とする必要はなく、交換ノードごとに設定してもよい。算出した伝送時間が予め定められた時間内であれば、パケット時刻情報５９が不正に改ざんされていないことを判定することができる。又、パケット時刻情報５９が改ざんされていたとしても、予め定められた時間内に送信されたものであることを確認することができるので不正なパケットの送信時刻を特定することができる。

位置情報判定部１５は、さらに、呼設定要求パケット受信部１１の受信する呼設定要求パケット１のヘッダ情報２から抽出した位置情報に関連して記録されている時刻情報をパケット時刻情報５９として抽出し、抽出したパケット時刻情報５９と標準時刻受信部１７の受信する最新の標準時刻情報４との時間差を算出することが好ましい。さらに、算出した時間差が予め定められた時間内であることを判定することが好ましい。すなわち、位置情報５１及び識別情報５２の組み合わせと位置情報５３及び識別情報５４の組み合わせとが一致し、かつ、算出した時間差が予め定められた時間内であることを「コネクション許可」と判定することが好ましい。電波時計の標準時刻情報４を用い、発信元の端末１１１に最も近い交換ノードで記録されたパケット時刻情報Ｔ_１０１が予め定められた時間内であることを判定することができる。これにより、万が一、ＧＰＳ衛星２１が故障した場合でも、パケット時刻情報５９の改ざんされている呼設定要求パケット１のコネクションの確立を防止することができる。

コネクション制御部１６は、位置情報判定部１５が「コネクション許可」と判定する呼設定要求パケット１のコネクションの設定を優先的に受け付ける。コネクション制御部１６は、例えば、呼設定要求パケット１から申告されたトラヒックを交換ノード９１で使用中のトラヒックに加算して、呼設定要求パケット１の要求品質が満足できるかどうかを推定し、満足すると推定した場合に受付を行うコネクション受付制御（ＣＡＣ）を行うものを用いることができる。コネクション制御部１６は、コネクションの設定を受け付ける呼設定要求パケット１について優先的にコネクション受付制御を行う。コネクションを受け付ける場合は、必要なトラヒックを確保した状態で、送信側方路２４のうちの１つを選択し、呼設定要求パケット送信部２２へ出力する。呼設定要求パケット送信部２２は、呼設定要求パケット１を転送し、コネクションを設定する。このように、コネクション制御部１６は、伝送経路の情報の改ざんされていない呼設定要求パケット１のコネクションの設定を優先的に受け付けるので、ＤＯＳ攻撃などの危険性のあるパケットが転送される確率を減少させることができる。

又、コネクション制御部１６は、優先制御ビットを活用し、この優先制御ビットが付与された呼設定要求パケット１を、交換ノード９１が受信した場合にのみ、時間的な情報と地理的な情報の正当性を確保できるコネクション設定を行い、優先制御ビットが付与されないコネクションの設定要求を受けた場合には、従来どおりのコネクション設定手順に基づいた呼設定を実施する方式と併合させることも可能である。すなわち、非優先パケットとの転送制御上のグレードを差別化すると共に、優先制御パケットに対しては、コネクション型通信を対象とした交換ノードの制御メカニズムを適用して、共通バス内でのタイムスロットを割り当てる手段を用いてもよい。これにより、リアルタイムでの優先制御が可能となるので、位置情報及びパケット時刻情報の付与された正当なパケット通信であることをコネクション設定の時間は保証し、かつ、リアルタイム性に優れた交換ノード及び交換ノードの制御方法を提供することも可能となる。

コネクション制御部１６は、位置情報判定部１５が「コネクション許可」と判定する呼設定要求パケット１のみのコネクションの設定を受け付けることが好ましい。コネクション制御部１６がコネクションの受け付けの許可されている呼設定要求パケット１のみのコネクションの設定を受け付ければ、安全なコネクションのみを確立することができる。これにより、ＤＯＳ攻撃などの危険性のあるコネクションの設定を未然に防止することができる。

交換ノード９１は、ヘッダ情報２に含まれる宛先ＭＡＣ６５に基づき、送信側方路２４から選択するルーチングスイッチ２５をさらに備えていてもよい。ルーチングスイッチ２５は、コネクション制御部１６がコネクションを設定した呼設定要求パケット１の方路を選択することが好ましい。ただし、ルーチングスイッチ２５は、位置情報追加部１３の前段に配置されていてもよいし、後段に配置されていてもよい。

位置情報算出部１２は、地球上空を旋回するＧＰＳ衛星２１から電波によって送信されるＧＰＳ時刻情報３を受信して自己の交換ノード９１の位置情報５５を算出する。位置情報算出部１２は、例えば、４機のＧＰＳ衛星２１ａ−２１ｄから送信されたＧＰＳ時刻情報３ａ−３ｄを１台のアンテナで受信して、ＧＰＳ衛星２１ａ−２１ｄから電波が発信されてから受信機に至るまでに要した時間を測定し、測定したそれぞれの時間を基に自己の交換ノード９１の位置情報５５を算出する。

標準時刻受信部１７は、地上から標準電波によって送信される標準時刻を標準時刻情報４として受信する。標準時刻情報４とは、例えば、日本標準時の標準時刻である。標準時刻受信部１７は、標準時刻が送信される標準電波を受信するものを用いることができる。例えば、電波時計がある。又、４０Ｈｚ又は６０Ｈｚの電波を受信するものを用いることができる。このように、電波時計の情報を一緒に活用することにより、万が一、ＧＰＳ衛星２１が故障した場合でも、パケット時刻情報５９の改ざんされている呼設定要求パケット１のコネクションの確立を防止することができる。これにより、コネクションを設定するパケットの位置情報及びパケット時刻情報の信頼性をさらに高めることができる。

位置情報追加部１３は、位置情報算出部１２の算出する位置情報５５及び自己の交換ノード９１に固有に付されている識別情報５６を、呼設定要求パケット１のヘッダ情報２に追加する。位置情報追加部１３は、例えば、コネクション制御部１６と共通の情報処理装置を用いてヘッダ情報２に追加する。図１では、コネクション制御部１６の後続に位置情報追加部１３が設置されているが、これに限定されるものではなく、位置情報追加部１３とコネクション制御部１６とは並列処理であってもよい。さらに、コネクション制御部１６が位置情報追加部１３の後続に配置されていてもよい。交換ノード９１が、呼設定要求パケット１を転送する度に、リアルタイムで測定した自己の位置情報５５と自己の識別情報５６とをヘッダ情報２に追加することができる。ここで、ＧＰＳ衛星２１からのＧＰＳ時刻情報３から自己の位置を算出するので、交換ノード９１の配置されている地球上の絶対的な位置情報５５を、位置情報５１として呼設定要求パケット１のヘッダ情報２に記録することができる。位置情報５１は、地球上の絶対的な位置なので、ヘッダ情報２に記録されている位置情報５１を現実の地図上にマッピングし、呼設定要求パケット１の絶対的な位置での伝送経路の探索をすることができる。

位置情報追加部１３は、位置情報算出部１２の受信するＧＰＳ時刻情報３を、呼設定要求パケット１のヘッダ情報２にさらに追加することが好ましい。この場合、例えば、位置情報追加部１３は、位置情報算出部１２の受信するＧＰＳ時刻情報３を、パケット時刻情報５９として呼設定要求パケット１のヘッダ情報２にさらに追加する。又、位置情報追加部１３は、複数のＧＰＳ衛星２１ａ―２１ｄの送信するＧＰＳ時刻情報３ａ−３ｄのうちの最新のものをヘッダ情報２にさらに追加する。すなわち、位置情報追加部１３は、自己の交換ノード９１の識別情報５６、位置情報算出部１２の算出した自己の交換ノード９１の位置情報５５及び位置情報算出部１２の受信したＧＰＳ時刻情報３をヘッダ情報２に追加する。この識別情報５６、位置情報５５及びＧＰＳ時刻情報３は互いに関連付けて記録されることが好ましい。関連付けるとは、前述の図４で示したようなテーブル形式で記録されていてもよい。又、カンマ等の特定の文字を区切りとして、予め定められた順に記録してもよい。例えば、ＩＤ_１０１、Ｘ_１０１、Ｙ_１０１、Ｔ_１０１、ＩＤ_１０２、Ｘ_１０２、Ｙ_１０２、Ｔ_１０２とすることができる。このように、位置情報算出部１２の受信したＧＰＳ時刻情報３をさらに追加するので、交換ノード９１が呼設定要求パケット１を転送した時刻を呼設定要求パケット１のヘッダ情報２に記録することができる。ここで、ＧＰＳ時刻情報３を時刻情報５９として記録するので、各交換ノードで共通の原子時計を用いることができるので、交換ノード９１を通過した正確な時刻を記録することができる。これにより、呼設定要求パケット１の伝送経路を絶対的な時刻を用いて探索することができる。

位置情報追加部１３は、標準時刻受信部１７の受信する標準時刻情報４を、呼設定要求パケット受信部１１の受信する呼設定要求パケット１のヘッダ情報２にさらに追加することが好ましい。ヘッダ情報２に標準時刻情報４をさらに追加するので、万が一ＧＰＳ衛星２１が故障しても、交換ノード９１が呼設定要求パケット１を転送した時刻をヘッダ情報２に記録することができる。これにより、呼設定要求パケット１の伝送経路を絶対的な時刻を用いて探索することができる。なお、呼設定以後は、発信側の交換ノード１０１は、入力パケットに位置情報を付与して次ノード以降に伝達しなくてもよい。例えば、発信側の交換ノード１０１は、呼設定要求パケット１を送受信する呼設定時においてのみ、位置情報を付与することが好ましい。

呼設定要求パケット送信部２２は、位置情報追加部１３が位置情報５５及び識別情報５６を追加したヘッダ情報２の呼設定要求パケット５を、コネクション制御部１６の選択した送信側方路２４のうちの１つの方路へ送信する。例えば、送信側方路２４のうちの交換ノード１０３へ接続された方路である。呼設定要求パケット送信部２２は、呼設定要求パケット１を転送し、コネクションを設定する。

このように、コネクションを設定する際に、着信側の交換ノード９１は、発信側の交換ノード１０１が送信した位置情報５１と、着信側の交換ノード９１の記憶している位置情報５３と、を比較照合することができる。発信側の端末１１１が自己の端末の位置情報の改ざんを行った場合には、着信側の交換ノード９１がコネクションの設定を拒否するので、ウイルス送信、ＤＯＳ攻撃等の外部からの攻撃を予め防ぐことができる。

本発明により、交換ノード９１は、呼設定要求パケット１のヘッダ情報２に自己の交換ノード９１の配置されている正確かつ絶対的な位置と自己の交換ノード９１の識別情報を追加し、送信することができる。中継した交換ノード１０１、１０２等のそれぞれが自己の交換ノードの配置されている正確かつ絶対的な位置と自己の交換ノードの識別情報を追加することが好ましい。発信元の端末１１１までの呼設定要求パケットの伝送経路の正確かつ絶対的な位置の探索が可能となる。よって、安全なネットワークの保守運用管理が可能な交換ノードを提供することができる。

以下、上記にて説明した交換ノード９１に用いられる交換ノード制御方法について説明する。本実施形態に係る交換ノード制御方法は、呼設定要求パケット受信過程及び位置情報算出過程の後に、位置情報追加過程を有することを特徴とする。

さらに、本実施形態に係る交換ノード制御方法は、呼設定要求パケット受信過程と位置情報追加過程との間に、位置情報判定過程をさらに有することが好ましい。さらに、位置情報判定過程の後に、コネクション制御過程を有することが好ましい。さらに、位置情報算出過程と位置情報判定過程との間に、標準時刻受信過程をさらに有することが好ましい。さらに、呼設定要求パケット受信過程の前に、記憶部１４が呼設定要求パケット１のコネクションの設定を受け付ける交換ノードの識別情報とその位置情報の組み合わせを記憶する記憶過程を有する。

記憶過程では、記憶部１４が、呼設定要求パケット１のコネクションの設定を受け付ける交換ノードの識別情報５４とその位置情報５３の組み合わせを記憶する。識別情報５４とその位置情報５３の組み合わせは、例えば、前述の図３で説明したものと同様のものである。識別情報５４や位置情報５３が更新されるものは、いずれの過程においても随時更新可能とすることが好ましい。

呼設定要求パケット受信過程では、呼設定要求パケット受信部１１が、コネクションの設定を要求する呼設定要求パケット１を通信網に接続されている受信側方路２３から受信する。

位置情報算出過程では、位置情報算出部１２が、地球上空を旋回するＧＰＳ衛星２１から電波によって送信されるＧＰＳ時刻情報３を受信して自己の交換ノード９１の位置情報５５を算出する。位置情報算出過程では、呼設定要求パケット受信部１１が、呼設定要求パケット受信過程に関係なく、常時ＧＰＳ時刻情報３を受信してもよい。又、位置情報算出過程は、呼設定要求パケット受信過程の後であってもよい。例えば、呼設定要求パケット受信部１１が呼設定要求パケット１を受信したことを検知して、ＧＰＳ時刻情報３を受信してもよい。

標準時刻受信過程では、標準時刻受信部１７が、地上から標準電波によって送信される標準時刻を標準時刻情報４として受信する。標準時刻受信過程は、位置情報算出過程と同様に、呼設定要求パケット受信部１１が、呼設定要求パケット受信過程に関係なく、常時標準時刻情報４を受信してもよい。又、標準時刻受信過程は、呼設定要求パケット受信過程の後であってもよい。例えば、呼設定要求パケット受信部１１が呼設定要求パケット１を受信したことを検知して、標準時刻情報４を受信してもよい。

位置情報追加過程では、位置情報追加部１３が、位置情報算出過程で算出した位置情報５５及び自己の交換ノード９１に固有に付されている識別情報５６を、呼設定要求パケット受信過程で受信した呼設定要求パケット１のヘッダ情報２に追加する。位置情報追加過程は、呼設定要求パケット１の送信側方路の決定やタイムスロットの割り当ての際のいずれのタイミングで行ってもよい。すなわち、位置情報追加過程とコネクション制御過程との順は限定するものではなく、並列処理してもよい。

交換ノード９１は、呼設定要求パケット１のヘッダ情報２に自己の交換ノード９１の位置情報５５及び識別情報５６を追加し、送信することができる。交換ノード９１をはじめとして、例えば、図１に示す交換ノード１０１−１０４等の中継した各交換ノードが位置情報を追加すれば、発信元の端末までの呼設定要求パケット１の伝送経路の絶対的な位置の探索が可能となる。よって、安全なネットワークの保守運用管理が可能な交換ノードを提供することができる。

位置情報追加過程において、位置情報追加部１３が、位置情報算出過程で算出したＧＰＳ時刻情報３を、呼設定要求パケット受信過程で受信した呼設定要求パケット１のヘッダ情報２にさらに追加することが好ましい。

位置情報判定過程では、位置情報判定部１５が、呼設定要求パケット受信過程で受信した呼設定要求パケット１のヘッダ情報２に記録されている交換ノードの地理上の位置情報及び識別情報のうち、発信元の端末１１１に最も近い交換ノード１０１の位置情報５１及び識別情報５２の組み合わせである位置情報（Ｘ_１０１、Ｙ_１０１）及び識別情報ＩＤ_１０１を抽出する。例えば、発信元の端末１１１に最も近い交換ノード１０１の識別情報ＩＤ_１０１を抽出し、識別情報ＩＤ_１０１に関連付けて記録されている位置情報（Ｘ_１０１、Ｙ_１０１）を抽出する。さらにこのとき、識別情報ＩＤ_１０１に関連付けて記録されているパケット時刻情報Ｔ_１０１を抽出してもよい。

位置情報判定過程では、さらに、抽出した位置情報（Ｘ_１０１、Ｙ_１０１）及び識別情報ＩＤ_１０１の組み合わせと記憶部１４に予め記憶されている交換ノードの位置情報５３及び識別情報５４の組み合わせとが一致するか否かを判定する。例えば、位置情報判定部１５は、記憶部１４を参照し、識別情報ＩＤ_１０１を検索し、識別情報ＩＤ_１０１に関連付けられている位置情報５３を抽出し、識別情報ＩＤ_１０１及び位置情報５３を算出する。位置情報５３が抽出した位置情報５１と同一の位置情報（Ｘ_１０１、Ｙ_１０１）であれば、識別情報及び位置情報の一致と判定する。すなわち、「コネクション許可」と判定する。

位置情報判定過程において、さらに、位置情報判定部１５は、呼設定要求パケット受信過程で受信した呼設定要求パケット１のヘッダ情報２から抽出した位置情報に関連して記録されている時刻情報をパケット時刻情報５９として抽出し、抽出したパケット時刻情報５９と位置情報算出過程で受信した最新のＧＰＳ時刻情報３との時間差を算出し、算出した時間差が予め定められた時間内である場合に、位置情報及び識別情報の組み合わせが一致すると判定することが好ましい。すなわち、「コネクション許可」と判定することが好ましい。例えば、位置情報判定部１５は、記憶部１４を参照し、識別情報ＩＤ_１０１を検索し、識別情報ＩＤ_１０１に関連付けられている位置情報５３及びパケット時刻情報５９を抽出し、識別情報ＩＤ_１０１、位置情報５３及びパケット時刻情報５９を取得する。位置情報５３が抽出した位置情報５１と同一の位置情報（Ｘ_１０１、Ｙ_１０１）であり、かつ、ＧＰＳ時刻情報３がパケット時刻情報５９から予め定められた時間内であれば、位置情報５１及びパケット時刻情報５９が不正に改ざんされていないことを判定することができる。

位置情報判定過程において、さらに、位置情報判定部１５が、呼設定要求パケット受信過程で受信した呼設定要求パケット１のヘッダ情報２から抽出した位置情報５１に関連して記録されている時刻情報をパケット時刻情報５９として抽出し、抽出したパケット時刻情報５９と標準時刻受信過程で受信した最新の標準時刻情報４との時間差を算出し、算出した時間差が予め定められた時間内である場合に「コネクション許可」と判定することが好ましい。すなわち位置情報及び識別情報の組み合わせが一致すると判定することが好ましい。電波時計の標準時刻情報４を用い、発信元の端末に最も近い交換ノードで記録されたパケット時刻情報が予め定められた時間内であることを判定することができる。これにより、万が一、ＧＰＳ衛星が故障した場合でも、パケット時刻情報の改ざんされている呼設定要求パケット１のコネクションの確立を防止することができる。

コネクション制御過程では、コネクション制御部１６が、位置情報判定過程で「コネクション許可」と判定した呼設定要求パケット１のコネクションの設定を優先的に受け付ける。例えば、優先制御の優先順位を付与することができる。優先制御の順位は、例えば、前述の図２で説明したヘッダ情報２に含まれる優先度情報５８を追加又は変更して行うことができる。又、ヘッダ情報２を直接変更せず、タイムスロットの割り当てにおいて、優先度情報の高い呼設定要求パケットとして扱うこととしてもよい。

コネクション制御過程において、コネクション制御部１６は、位置情報判定過程で「コネクション許可」と判定した呼設定要求パケット１のみのコネクションの設定を受け付けることが好ましい。例えば、コネクション制御部１６は、「コネクション許可」と判定した呼設定要求パケット１を除いては、呼設定要求パケット受信部１１の受信したパケットを破棄する。コネクション制御部１６がコネクションの受け付けの許可されている呼設定要求パケット１のみのコネクションの設定を受け付ければ、安全なコネクションのみを選択的に確立することができる。これにより、ＤＯＳ攻撃などの危険性のあるコネクションの設定を未然に防止することができる。

位置情報判定過程において、記憶部１４には交換ノードの地理上の位置情報として地理上の範囲で定められる位置情報５３が記憶されており、位置情報判定部１５は、呼設定要求パケット受信過程で受信した呼設定要求パケット１のヘッダ情報２から抽出する位置情報が地理上の範囲内であることを「コネクション許可」と判定することが好ましい。例えば、呼設定要求パケット１のヘッダ情報２から抽出した識別情報５２と記憶部１４が記憶している識別情報５４とが識別情報ＩＤ_１０１で一致し、呼設定要求パケット１のヘッダ情報２から抽出した位置情報５１が（Ｘ_１０１’、Ｙ_１０１’）であり、記憶部１４が記憶している識別情報５４との組み合わせとして記憶されている位置情報５３の一定範囲（Ｘ_１０１−Ｘ_１０１’、Ｙ_１０１−Ｙ_１０１’）の範囲内であることを位置情報５１と位置情報５３との一致と判定することが好ましい。又、位置情報５１が（Ｘ_１０１、Ｙ_１０１）であるとき、位置情報５３が（Ｘ_１０１、Ｙ_１０１）を中心とする一定距離Ｄの範囲内となる位置情報（Ｘ_１０１±Ｄ、Ｙ_１０１±Ｄ）であることを位置情報５１と位置情報５３との一致と判定してもよい。それぞれの交換ノードは、ＧＰＳ時刻情報３を用いてリアルタイムで自己の交換ノードの位置情報を算出するので、コネクションの設定を許可するべき交換ノードであっても、呼設定要求パケット１のヘッダ情報２に追加された位置情報５１が、記憶部１４の記憶している位置情報５３と相違する場合がある。この場合に、ヘッダ情報２から抽出した位置情報が一定の範囲内であることを位置情報の一致とし、「コネクション許可」と判定することで、コネクションの設定を受け付けるべき交換ノードから送信された呼設定要求パケット１のコネクションの受け付けの拒否を防止することができる。

位置情報追加過程において、位置情報追加部１３は、標準時刻受信過程で受信した標準時刻情報４を、呼設定要求パケット受信過程で受信した呼設定要求パケット１のヘッダ情報２にさらに追加することが好ましい。ヘッダ情報２に標準時刻情報４をさらに追加するので、万が一ＧＰＳ衛星２１が故障しても、交換ノード９１が呼設定要求パケット１を転送した時刻を呼設定要求パケット１のヘッダ情報２に記録することができる。これにより、呼設定要求パケット１の伝送経路を絶対的な時刻を用いて探索することができる。また、標準時刻情報４を参照して時間情報を適正に補正することも可能になる。

図５は、本実施形態に係る交換ノードを用いた通信システムの第１例を示す構成図である。図５に示す通信システムは、通信網に接続されている端末１１１と端末１１２との間に、交換ノード９１ｂ及び交換ノード９１ｃが接続されている。又、端末１１１と端末１１３との間に、交換ノード９１ｂ及び交換ノード９１ｄが接続されている。交換ノード９１ｂ−９１ｄは、前述の図１で説明した交換ノード９１と同様のものを用いることができる。

端末１１１は、端末１１１の位置情報５１ａ、識別情報５２ａ及びパケット時刻情報５９ａがヘッダ情報に付与されている呼設定要求パケット１ａを送信する。発信側の交換ノード９１ｂは、事前にＧＰＳ衛星２１からＧＰＳ時刻情報３を受信し、位置情報算出部１２が交換ノード９１ｂの位置情報を算出しておく。そして、コネクション設定の要求を行ってきた発信側のユーザ端末１１１からの呼設定要求パケット１ａに、交換ノード９１ｂの識別情報５２ｂ及びパケット時刻情報５９ｂを追加し、端末１１１の位置情報５１ａ、識別情報５２ａ及びパケット時刻情報５９ａ並びに交換ノード９１ｂの位置情報５１ｂ、識別情報５２ｂ及びパケット時刻情報５９ｂがヘッダ情報に付与されている呼設定要求パケット１ｂを送信する。

一方、端末１１３は、端末１１３の位置情報５１ｅ、識別情報５２ｅ及びパケット時刻情報５９ｅがヘッダ情報に付与されている呼設定要求パケット１ｅを送信する。交換ノード９１ｄは、事前にＧＰＳ衛星２１からＧＰＳ時刻情報３ａ−３ｄを受信し、位置情報を算出しておく。そして、コネクション設定の要求を行ってきた端末１１３からの呼設定要求パケット１ｅに、交換ノード９１ｄの位置情報、識別情報及びパケット時刻情報を追加し、端末１１３の位置情報５１ｅ、識別情報５２ｅ及びパケット時刻情報５９ｅ並びに交換ノード９１ｄの位置情報５１ｄ、識別情報５２ｄ及びパケット時刻情報５９ｄがヘッダ情報に付与されている呼設定要求パケット１ｄを送信する。

交換ノード９１ｃは、付与された位置情報５１ｂ、識別情報５２ｂ及びパケット時刻情報５９ｂ等と、交換ノード９１ｃが事前に把握している情報と一致するか否かを判定する。着信側の交換ノード９１ｃは、ＧＰＳ時刻情報３ａ−３ｄを受信し、位置情報算出部１２が交換ノード９１ｂの位置情報を算出しておく。そして、位置情報５１ｂ、識別情報５２ｂ及びパケット時刻情報５９ｂが把握している情報と一致すると判定された場合のみ、次の端末１１２へコネクション設定要求パケット１ｃを転送する。交換ノード９１ｃは、中継転送する際には、位置情報追加部が、送出パケット１ｂのヘッダ情報に位置情報５１ｃ及び識別情報５２ｃを追加して中継する。交換ノード９１ｃでのコネクションの設定手順の開始は、発信側の交換ノード９１ｂが把握している位置情報及びパケット時刻情報が、交換ノード９１ｂが付与したものと一致した場合にのみ実施され、着信側の端末１１２に至る、全中継交換ノード間でのコネクションにわたって、位置情報及びパケット時刻情報を共有することが可能である。

交換ノード９１ｃは、付与された位置情報５１ｄ、識別情報５２ｄ及びパケット時刻情報５９ｄ等と、交換ノード９１ｄが事前に把握している情報と一致するか否かを判定する。着信側の交換ノード９１ｃは、事前にＧＰＳ衛星２１からＧＰＳ時刻情報３ａ−３ｄを受信し、位置情報を算出しておく。そして、一致すると判定された場合のみ、次の端末１１２へコネクション設定要求パケット１ｄを転送する。一致しないと判定された場合は、コネクション設定要求パケット１ｄは破棄される。

図６は、本実施形態に係る交換ノードを用いた通信システムの第２例を示す構成図である。図６に示す通信システムは、図５で説明した通信システムの第１例に、電波時計の標準時刻情報を加えた場合の実施例を示している。交換ノード（発信側の端末１１１の収容交換ノード）は、位置情報及び時間情報を中継転送するため、少なくとも、発信側の端末１１１から着信側の端末１１２に至る、発信側の交換ノード９１ａから着信側の交換ノード９１ｃまでの呼設定要求パケット１ａ−１ｃの伝送経路の絶対的な位置の探索は、コネクションが設定されている期間、及び、コネクションの履歴や交換ノード内に保持されている期間においては探索可能となる。呼設定要求パケットの伝送経路の絶対的な位置が探索できるので、ＤＯＳ攻撃や、ＤＤＯＳ攻撃がある場合には、ユーザを特定するための効果的な手段を提供することが可能となる。発信側の端末１１１と着信側の端末１１２との間においてコネクションが一旦設定された後については、限定しない。例えば、個別の送受信パケットデータに対して位置情報やパケット時刻情報をネットワーク内で付与しなくてもよい。また、個別の送受信パケットデータに位置情報及び時間情報を付加してもよい。位置情報やパケット時刻情報を端末１１２に転送するか否かは、通信サービス等の規定に応じて通信事業の判断により、いかなる形態でも扱うことができる。

すなわち、ネットワーク内の交換ノードや発信端末等が、発信元の端末１１１の地理的情報を算出し、その情報を相互に活用して、ネットワーク内でのＩＰパケットの、確実な絶対的な位置での伝送経路の探索を可能とする。万が一のＤＯＳ攻撃や、ＤＤＯＳ攻撃の際の発信側ユーザの位置等の特定を行うことを可能とする。また、地理的な情報は、交換ノードに保持する必要のある地理的・時間的なデータベース情報も限定化することが可能となり、データの管理も容易にできる。

なお、交換ノード９１ｂ−９１ｄは、コネクションの設定を許可する各交換ノードの識別情報及び位置情報を記憶する構成としたが、これに限定されない。例えば、交換ノード９１ｂ−９１ｄは、端末１１１の識別情報及び位置情報を記憶していてもよい。交換ノード９１ｂ−９１ｄが、端末１１１の識別情報及び位置情報を記憶していれば、端末１１１の送信する呼設定要求パケットがコネクションの設定を許可してよいものなのか否かを判定することができる。又、コネクションの設定された絶対的な位置での伝送経路を端末１１１にまで遡って探索することができる。この場合、端末１１１は、ＧＰＳ時刻情報３を受信する位置情報算出部１２を備えていることが好ましい。

以上、図５及び図６にて説明したように、発信側の交換ノード９１ｂが位置情報、時間情報を含むＧＰＳ時刻情報３をＧＰＳ衛星２１から受信し、着信側の交換ノード９１ｃが発信側の交換ノード９１ｂから送出される情報と比較照合することができる。仮に、発信側の端末１１１が、位置情報や時間情報の改ざんを行った場合に、発信側の端末９１ｂの位置特定を即座に行うことができる。さらに、改ざん発覚時には、コネクションの設定を拒否し、コネクションの設定を遮断して、パケットデータのネットワーク内への流通を即座に遮断することができる。よって、ＤＯＳ攻撃やＤＤＯＳ攻撃等の外部からの攻撃の可能性のある不正パケットデータのネットワークの入り口でのブロックを効果的に行うことが可能となる。

また、自動車内の携帯電話から、移動体通信を実施する場合においては、自動車内のカーナビゲーションシステムと携帯電話を接続し、携帯電話から送信する情報に、カーナビゲーションシステムから取得された位置情報を付加することにより、常時、移動体の地理的な情報をネットワークに積極的に教えることにより、ネットワークが、相手側の発信位置を正確に追尾する必要性のあるセキュリティ通信を要求するための通信サービスにも、適用が可能である。さらに、ＧＰＳ受信情報を直接ＧＰＳ衛星から受信する代わりに、近隣の携帯電話用の基地局やＰＨＳ局により、位置情報を定期的に受信するような専用線設備を活用して、これに対応することも可能である。

さらに、現在、インターネットでは、１１０番や１１９番などの緊急通報がサポートされていない。これは、発信側のＩＰアドレスだけからでは「発信側」に最適な、最寄りの警察署や最寄りの消防署が判定できないのが大きな原因の一つとなっている。本発明の交換ノード及び交換ノード制御方法は、発信側の位置情報或いは位置情報及び時間情報を送信することができるので、従来はインターネットでは対象外であった１１０番や１１９番などの緊急通報にも適用することが可能となる。

更に、最近では、ネットワーク自体が移動する移動ネットワーク（例えば、航空機内のネットワーク）や、航空母艦のネットワークなど、発信側の交換ノードが移動し、常時位置情報が変動する場合がある。このような場合には、例えば、共通線信号網を用い、共通の登録端末データベースにアクセスし、端末登録がされているか否かを確認し、確認がとれた呼設定要求だけを許可するためのネットワーク制御を行ってもよい。

以上説明したように、交換ノードが、呼設定要求パケットを転送する度に、リアルタイムで測定した自己の位置情報と自己の識別情報とを呼設定要求パケットのヘッダ情報に追加することができる。ここで、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ時刻情報を用いて自己の位置を算出するので、交換ノードの配置されている地球上の絶対的な位置情報を、位置情報として呼設定要求パケットのヘッダ情報に記録することができる。ヘッダ情報に記録されている位置情報は地球上の絶対的な位置であることから、ヘッダ情報に記録されている位置情報を現実の地図上にマッピングし、呼設定要求パケットの絶対的な位置での伝送経路の探索をすることができる。

（実施形態２）
図９は、本実施形態に係る交換ノードを用いた通信システムの第１例を示す構成図である。本実施形態に係る通信システムは、通信網に接続されている端末１１１と端末１１２との間に複数の交換ノードが接続され、複数の交換ノードがコネクションレス型のパケット２０１を送受信して端末１１１から端末１１２へ伝送するコネクションレス型のシステムとなっている。本実施形態に係る通信システムは、端末１１１と端末１１２との間に配置される交換ノードの少なくとも１つに本実施形態に係る交換ノード２９１を備える。

図９では、一例として、端末１１１からパケット２０１を受信して交換ノード２０７へ転送する交換ノード２０６と、交換ノード２０６からパケット２０１を受信して交換ノード２９１へ転送する交換ノード２０７と、交換ノード２０７からパケット２０１を受信して交換ノード２０８へ転送する交換ノード２９１と、交換ノード２９１からパケット２０１を受信して交換ノード２０９へ転送する交換ノード２０８と、交換ノード２０８からパケット２０１を受信して端末１１２へ転送する交換ノード２０９と、が示されている。交換ノード２０６−２０９は、本実施形態にて説明する交換ノード２９１と同様の構成とすることが好ましい。

図９に示す交換ノード２９１は、通信網に接続されている受信側方路２３からコネクションレス型のパケット２０１を受信するコネクションレス型パケット受信部２１１と、地球上空を旋回するＧＰＳ衛星２１から電波によって送信されるＧＰＳ時刻情報３を受信して自己の交換ノード２９１の位置情報５５を算出する位置情報算出部１２と、位置情報算出部１２の算出する位置情報５５及び自己の交換ノード２９１に固有に付されている識別情報５６を、コネクションレス型パケット受信部２１１の受信するパケット２０１のヘッダ情報（図１０に示す符号２）に追加する位置情報追加部１３と、を備えることを特徴とする。

図１０は、本実施形態に係る交換ノードの受信するパケットの一例を示す模式図である。図１０に示すパケット２０１は、ヘッダ情報２に、宛先ＭＡＣ６５、送信元ＭＡＣ６６の他に、ネットワーク制御情報６７として、識別情報２５２と、位置情報２５１と、優先度情報５８、が含まれている。ネットワーク制御情報６７は、さらに、識別情報２５２及び位置情報２５１の記録された時刻の情報であるパケット時刻情報５９を含んでいてもよい。識別情報２５２は、パケット２０１を転送した交換ノードに固有に付されている情報である。例えば、図９に示す交換ノード２０６の識別情報ＩＤ_２０６である。位置情報２５１は、パケット２０１を転送した交換ノードごとの地理上の位置情報である。例えば、図９に示す交換ノード２０６の位置情報（Ｘ_２０６、Ｙ_２０６）である。優先度情報５８は、パケット２０１の優先度を示すものである。優先度は、交換ノードでの送信側方路２４の決定やタイムスロットの割り当ての優先順位を決定する情報である。パケット時刻情報５９は、パケット２０１を転送した交換ノードに追加された時刻の情報である。

交換ノード２９１は、各交換ノードに固有に付されている識別情報５４及び交換ノードの地理上の位置情報５３の組み合わせを記憶する記憶部１４と、コネクションレス型パケット受信部２１１の受信したパケット２０１のヘッダ情報２に記録されている交換ノードの位置情報５３及び識別情報５４の組み合わせのうち、発信元の端末１１１に最も近い交換ノード２０６の位置情報２５１及び識別情報２５２の組み合わせを抽出し、抽出した位置情報２５１及び識別情報２５２の組み合わせと記憶部１４が記憶している位置情報５３及び識別情報５４の組み合わせとが一致するか否かを判定する位置情報判定部１５と、位置情報判定部１５が一致すると判定するパケット２０１の送信側方路２４を優先的に選択するルーチング制御部２１６と、をさらに備えることが好ましい。

なお、本実施形態では、位置情報判定部１５が位置情報及び識別情報の組み合わせが一致すると判定するとルーチング制御部２１６がそのパケットの送信側方路２４を選択する。そのため、位置情報判定部１５が、少なくとも位置情報及び識別情報の組み合わせが一致すると判定することを「転送許可」と判定すると呼ぶこととする。すなわち、位置情報判定部１５は、抽出した位置情報２５１及び識別情報２５２の組み合わせと記憶部１４が記憶している位置情報５３及び識別情報５４の組み合わせとが一致することを「転送許可」と判定する。そして、ルーチング制御部２１６は、位置情報判定部１５が「転送許可」と判定するパケット２０１の送信側方路２４を優先的に選択する。

さらに、交換ノード２９１は、地上から標準電波によって送信される標準時刻を標準時刻情報４として受信する標準時刻受信部１７をさらに備えることが好ましい。さらに、交換ノード２９１は、位置情報追加部１３が位置情報５５及び識別情報５６を追加したヘッダ情報２のパケット２０５を、交換ノード２９１に接続されている送信側方路２４へ出力するコネクションレス型パケット送信部２２２を備えることが好ましい。

コネクションレス型パケット受信部２１１は、通信網に接続されている受信側方路２３からコネクションレス型のパケット２０１を受信する。通信網とは、例えば、インターネットである。受信側方路２３は、発信元の端末１１１に接続されている信号伝送路である。ここで接続とは、本実施形態ではコネクションレス方式を対象としていることから、コネクション型のように、発信元の端末１１１とコネクションが直接接続されている必要はない。

記憶部１４は、各交換ノードに固有に付されている識別情報５４及び交換ノードの地理上の位置情報５３の組み合わせを記憶する。各交換ノードとは、例えば、コネクションレス型パケット受信部２１１の受信するコネクションレス型のパケット２０１の転送を許可する交換ノードである。例えば、交換ノード２０６の位置情報及び識別情報の組み合わせ、交換ノード２０７の位置情報及び識別情報の組み合わせである。本実施形態では、端末１１１と端末１１２とを接続する各交換ノード２０６−２０９は、少なくとも記憶していることになる。記憶部１４としては、例えば、半導体素子を利用したＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリを用いることができる。ハードディスクを用いてもよい。

図１１は、記憶部が記憶する位置情報及び識別情報の一例を示す表である。識別情報５４は、交換ノードごとに固有に付されている識別情報であり、図１１ではＩＤ_１からＩＤ_Ｚまでが例示されている。位置情報５３は、交換ノードごとの地理上の位置情報であり、図１１では、識別情報ＩＤ_１は位置情報（Ｘ_１、Ｙ_１）、識別情報ＩＤ_２は位置情報（Ｘ_２、Ｙ_２）、識別情報ＩＤ_２０６は位置情報（Ｘ_２０６、Ｙ_２０６）、識別情報ＩＤ_２０７は位置情報（Ｘ_２０７、Ｙ_２０７）、識別情報ＩＤ_Ｚは位置情報（Ｘ_Ｚ、Ｙ_Ｚ）とすることができる。位置情報５３は、例えば、地球上での緯度及び経度とすることができる。位置情報５３は、単一の位置情報を示すものに限定するものではなく、例えば、位置情報（Ｘ_１、Ｙ_１）であれば、Ｘ_１をＸ_１からＸ_１’まで、Ｙ_１をＹ_１からＹ_１’までのように、幅を持った値としてもよい。

なお、識別情報５４は、例えば、ユニークＩＤとすることができる。又、所定時刻ごとに更新される乱数としてもよい。乱数とする場合は、各交換ノードで識別情報を共有する必要があるので、管理用のサーバを設け、そのサーバから所定時刻ごとに各交換ノードに識別情報と位置情報の組み合わせを各交換ノードに配信してもよい。このように、記憶部１４は、交換ノードの地理上の位置情報として地理上の範囲で定められる位置情報を記憶していることが好ましい。

図１２は、コネクションレス型パケット受信部の受信するパケットのヘッダ情報に記録されている交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせの一例を示す表である。後述する位置情報追加部１３が追加することになるヘッダ情報の一部である。図１２では、交換ノード２０６から交換ノード２０７に至るまでの各交換ノードの位置情報２５１が識別情報２５２ごとのテーブル形式で記録されている。このテーブルには、パケット時刻情報５９が記録されていることが好ましい。なお、交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせは、テーブル形式に限定されることなく、例えば、位置情報２５１及びパケット時刻情報５９が時系列順に記録されていてもよい。

識別情報２５２は、前述の図１１で説明した識別情報と共通の情報となっており、例えば、交換ノード２０６の識別情報はＩＤ_２０６、交換ノード２０７の識別情報はＩＤ_２０７となっている。

位置情報判定部１５は、コネクションレス型パケット受信部２１１の受信するコネクションレス型のパケット２０１のヘッダ情報２に記録されている交換ノードの位置情報２５１のうち、発信元の端末１１１に最も近い交換ノード２０６の位置情報２５１及び識別情報２５２の組み合わせを抽出する。例えば、発信元の端末１１１に最も近い交換ノード２０６の位置情報（Ｘ_２０６、Ｙ_２０６）及び識別情報ＩＤ_２０６の組み合わせを抽出する。発信元の端末１１１に最も近い交換ノード２０６の位置情報２５１及び識別情報２５２の組み合わせの抽出は、例えば、予め定められたヘッダ情報のフィールドに最初に記録されているものを抽出するものを用いることができる。又、発信元の端末１１１に最も近い交換ノード２０６を記録するフィールドを、ヘッダ情報に予め設定しておき、そのフィールドを読み出してもよい。

さらに、位置情報判定部１５は、抽出した位置情報２５１及び識別情報２５２の組み合わせと記憶部１４が記憶している位置情報５３及び識別情報５４の組み合わせとが一致するか否かを判定する。例えば、記憶部１４を参照し、抽出した交換ノード２０６の識別情報２５２と同一の識別情報５４である識別情報ＩＤ_２０６に関連付けて記憶されている位置情報５３を検索し、識別情報５４と位置情報５３との組み合わせとして、識別情報ＩＤ_２０６と位置情報（Ｘ_２０６、Ｙ_２０６）との組み合わせが記憶されているか否かを判定する。そして、位置情報２５１及び識別情報２５２の組み合わせと一致する位置情報５３と識別情報５４との組み合わせが記憶されていることを「転送許可」と判定する。

一方、位置情報判定部１５の抽出した位置情報が、例えば、（Ｘ_２０６、Ｙ_２０６）ではなく、（Ｘ_２０６’、Ｙ_２０６’）であった場合、一致する識別情報ＩＤ_２０６に対して位置情報が不一致であるとして、位置情報と識別情報の組み合わせが不一致と判定する。このように、位置情報判定部１５は、発信元の端末１１１に最も近い交換ノード２０６の位置情報２５１及び識別情報２５２の組み合わせが記憶部１４に記憶されているか否かを判定するので、パケット２０１が転送を許可する交換ノードから送信されたものか否かを判定することができる。これにより、ＤＯＳ攻撃などの危険性のあるパケットの伝送経路の絶対位置の情報の改ざんされたものであるか否かを判定することができる。

位置情報判定部１５は、コネクションレス型パケット受信部２１１の受信したパケット２０１のヘッダ情報２から抽出する位置情報２５１が地理上の予め定められた範囲内にあることを位置情報の一致と判定することが好ましい。例えば、記憶部１４が位置情報５３として（Ｘ_２０６−Ｘ_２０６’、Ｙ_２０６−Ｙ_２０６’）と記憶している場合、位置情報２５１が（Ｘ_２０６−Ｘ_２０６’、Ｙ_２０６−Ｙ_２０６’）の範囲内であることを位置情報２５１と位置情報５３との一致と判定してもよい。又、位置情報の一致を判定するプログラムで範囲を設定してもよく、例えば、位置情報２５１が、位置情報（Ｘ_２０６、Ｙ_２０６）を中心とする一定距離Ｄの範囲内（Ｘ_２０６±Ｄ、Ｙ_２０６±Ｄ）にあることを位置情報２５１と位置情報５３との一致と判定してもよい。発信元の端末１１１に最も近い交換ノード２０６がＧＰＳ衛星２１を用いて位置情報をリアルタイムで算出している場合、位置情報２５１が一定とは限られない。この場合に、ヘッダ情報２から抽出した位置情報２５１が一定の範囲内であることを位置情報２５１と位置情報５３との一致とすることで、位置情報２５１及び識別情報２５２の改ざんされたパケット２０１を排除しつつ、パケットを転送するべき交換ノードから送信されたパケット２０１をコネクション許可と判定することができる。

位置情報判定部１５は、さらに、コネクションレス型パケット受信部２１１の受信したパケット２０１のヘッダ情報２から抽出した位置情報２５１に関連して記録されている時刻情報をパケット時刻情報５９として抽出し、抽出したパケット時刻情報５９と位置情報算出部１２の受信する最新のＧＰＳ時刻情報３との時間差を算出することが好ましい。識別情報ＩＤ_２０６に関連付けて記録されているパケット時刻情報５９を抽出して取得し、位置情報算出過程で位置情報算出部１２が受信した最新のＧＰＳ時刻情報３を取得する。そして、取得したパケット時刻情報５９とＧＰＳ時刻情報３との差を算出する。これにより、例えば、交換ノード２０６のＧＰＳ時刻情報３を受信した時刻から、交換ノード２９１のＧＰＳ時刻情報３を受信した時刻までに要した伝送時間を算出することができる。なお、時間差の算出は、ＧＰＳ時刻情報３が複数の場合は、例えば、ＧＰＳ時刻情報３ａからＧＰＳ時刻情報３ｄのうちのいずれを用いてもよいが、例えば最新のものとすることができる。

位置情報判定部１５は、さらに、算出した時間差が予め定められた時間内であることを判定することが好ましい。すなわち、位置情報２５１及び識別情報２５２の組み合わせと位置情報５３及び識別情報５４の組み合わせとが一致し、かつ、算出した時間差が予め定められた時間内であることを「転送許可」と判定することが好ましい。例えば、交換ノード２０６のＧＰＳ時刻情報を受信した時刻Ｔ_２０６から、交換ノード２９１のＧＰＳ時刻情報３を受信した時刻までに要した伝送時間が、予め定められた範囲内であるか否かを判定することができる。

予め定められた時間は、端末１１１と端末１１２との間のパケットの伝送に要する妥当な時間とすることが好ましい。又、端末が使用することのできるネットワーク環境に応じて定めることが好ましい。又、すべての交換ノードで一様な時間とする必要はなく、交換ノードごとに設定してもよい。算出した伝送時間が予め定められた時間内であれば、パケット時刻情報５９が不正に改ざんされていないことを判定することができる。又、パケット時刻情報５９が改ざんされていたとしても、予め定められた時間内に送信されたものであることを確認することができるので不正なパケットの送信時刻を特定することができる。

位置情報判定部１５は、さらに、コネクションレス型パケット受信部２１１の受信するパケット２０１のヘッダ情報２から抽出した位置情報２５１に関連して記録されているパケット時刻情報５９を抽出し、抽出したパケット時刻情報５９と標準時刻受信部１７の受信する最新の標準時刻情報４との時間差を算出することが好ましい。算出した時間差が予め定められた時間内であることを判定することが好ましい。すなわち、位置情報２５１及び識別情報２５２の組み合わせと位置情報５３及び識別情報５４の組み合わせとが一致し、かつ、算出した時間差が予め定められた時間内であることを「転送許可」と判定することが好ましい。電波時計の標準時刻情報４を用い、発信元の端末１１１に最も近い交換ノードで記録された時刻情報Ｔ２０６が予め定められた時間内であることを判定することができる。これにより、万が一、ＧＰＳ衛星２１が故障した場合でも、パケット時刻情報５９の改ざんされているパケット２０１の転送を防止することができる。

ルーチング制御部２１６は、位置情報判定部１５が「転送許可」と判定するパケット２０１の送信側方路２４を優先的に選択する。送信側方路２４の選択は、例えば、ヘッダ情報２に含まれる宛先ＭＡＣ６５に基づいて、パケット２０１を転送する方路を送信側方路２４のなかから１つ選択する。ルーチング制御部２１６が転送の許可されているパケット２０１を優先的にルーチングするので、安全性の高いパケット２０１を優先的に転送するので、ＤＯＳ攻撃などの危険性のあるパケット２０１が転送される確率を減少させることができる。例えば、ルーチングプロトコルと呼ばれる制御機能を用いてダイナミックに自動的にルーチングを行うダイナミックルーチングを用いることができる。又、ネットワーク管理者の手作業で作成するテーブルをもとにスタティックにルーチングを行うスタティックルーチングを用いてもよい。送信側方路２４のうちの１つの方路を選択し、コネクションレス型パケット送信部２２２からパケットを送信した後は、受信側方路２３及び送信側方路２４は開放される。

ルーチング制御部２１６は、位置情報判定部１５が「転送許可」と判定するパケット２０１のみの送信側方路２４を選択することが好ましい。ルーチング制御部２１６は、パケット２０１の転送の許可されているパケット２０１に対してのみルーチング制御を行う。これにより、ＤＯＳ攻撃などの危険性のあるパケットの転送を未然に防止することができる。

位置情報算出部１２は、地球上空を旋回するＧＰＳ衛星２１から電波によって送信されるＧＰＳ時刻情報３を受信して自己の交換ノード２９１の位置情報５５を算出する。位置情報算出部１２は、例えば、４機のＧＰＳ衛星２１ａ−２１ｄから送信されたＧＰＳ時刻情報３ａ−３ｄを１台のアンテナで受信して、ＧＰＳ衛星２１ａ−２１ｄから電波が発信されてから受信機に至るまでに要した時間を測定し、位置情報算出部１２の位置すなわち自己の交換ノード２９１の位置情報５５を算出する。

標準時刻受信部１７は、地上から標準電波によって送信される標準時刻を標準時刻情報４として受信する。標準時刻情報４とは、例えば、日本標準時の標準時刻である。標準時刻受信部１７は、標準時刻が送信される標準電波を受信するものを用いることができる。そして、標準時刻情報４として標準時刻を受信する。標準時刻受信部１７は、例えば、電波時計がある。又、４０Ｈｚ又は６０Ｈｚの電波を受信するものを用いることができる。このように、電波時計の情報を一緒に活用することにより、万が一、ＧＰＳ衛星２１が故障した場合でも、パケット時刻情報５９の改ざんされているパケット２０１の転送を防止することができる。これにより、パケット２０１を転送するパケットの位置情報及びパケット時刻情報の信頼性をさらに高めることができる。

位置情報追加部１３は、位置情報算出部１２の算出する位置情報５５及び交換ノード２９１に固有に付されている識別情報５６を、パケット２０１のヘッダ情報２に追加する。ルーチング制御部２１６は図１０に示すネットワーク層のヘッダ情報２に含まれている宛先ＭＡＣ６５を参照して送信側方路２４のうちのいずれかを選択するので、位置情報追加部１３は、例えば、ルーチング制御部２１６と共通の情報処理装置を用いてヘッダ情報に追加することができる。図９では、ルーチング制御部２１６の後続に位置情報追加部１３が設置されているが、これに限定されるものではなく、位置情報追加部１３とルーチング制御部２１６とは並列処理であってもよい。さらに、ルーチング制御部２１６が位置情報追加部１３の後続に配置されていてもよい。交換ノード２９１が、パケット２０１を転送する度に、リアルタイムで測定した自己の位置情報５５と自己の識別情報５６とをヘッダ情報２に追加することができる。ここで、ＧＰＳ衛星２１からのＧＰＳ時刻情報３から自己の位置を算出するので、交換ノード２９１の配置されている地球上の絶対的な位置情報５５を、位置情報２５１としてパケット２０１のヘッダ情報２に記録することができる。位置情報２５１は、地球上の絶対的な位置なので、ヘッダ情報２に記録されている位置情報２５１を現実の地図上にマッピングし、パケット２０１の絶対的な位置での伝送経路の探索をすることができる。

位置情報追加部１３は、位置情報算出部１２の受信するＧＰＳ時刻情報３を、パケット２０１のヘッダ情報２にさらに追加することが好ましい。この場合、例えば、位置情報追加部１３は、位置情報算出部１２の受信するＧＰＳ時刻情報３を、パケット時刻情報５９としてパケット２０１のヘッダ情報２にさらに追加する。又、位置情報追加部１３は、複数のＧＰＳ衛星２１ａ―２１ｄの送信するＧＰＳ時刻情報３ａ−３ｄのうちの最新のものをヘッダ情報２にさらに追加する。すなわち、位置情報追加部１３は、自己の交換ノード２９１の識別情報５６、位置情報算出部１２の算出した自己の交換ノード２９１の位置情報５５及び位置情報算出部１２の受信したＧＰＳ時刻情報３をヘッダ情報２に追加する。この識別情報５６、位置情報５５及びＧＰＳ時刻情報３は互いに関連付けて記録されることが好ましい。関連付けるとは、前述の図１２で示したようなテーブル形式で記録されていてもよい。又、カンマ等の特定の文字を区切りとして予め定められた順に記録してもよい。例えば、ＩＤ_２０６、Ｘ_２０６、Ｙ_２０６、Ｔ_２０６、ＩＤ_２０７、Ｘ_２０７、Ｙ_２０７、Ｔ_２０７とすることができる。このように、位置情報算出部１２の受信したＧＰＳ時刻情報３をさらに追加するので、交換ノード２９１がパケット２０１を転送した時刻をパケット２０１のヘッダ情報２に記録することができる。ここで、ＧＰＳ時刻情報３をパケット時刻情報５９として記録するので、各交換ノードで共通の原子時計を用いることができるので、交換ノード２９１を通過した正確な時刻を記録することができる。これにより、パケット２０１の伝送経路を絶対的な時刻を用いて探索することができる。

位置情報追加部１３は、標準時刻受信部１７の受信する標準時刻情報４を、コネクションレス型パケット受信部２１１の受信するパケット２０１のヘッダ情報２にさらに追加することが好ましい。パケット２０１のヘッダ情報２に標準時刻情報４をさらに追加するので、万が一ＧＰＳ衛星２１が故障しても、交換ノード２９１がパケットを転送した時刻をヘッダ情報２に記録することができる。これにより、パケット２０１の伝送経路を絶対的な時刻を用いて探索することができる。

コネクションレス型パケット送信部２２２は、位置情報追加部１３が位置情報５５及び識別情報５６を追加したヘッダ情報２のパケット２０５を、ルーチング制御部２１６の選択した送信側方路２４のうちの１つへ出力し、次の交換ノード２０８へ送信する。

このように、パケット２０１を転送する際に、着信側の交換ノード２９１は、発信側の交換ノード２０６が送信した位置情報２５１と、着信側の交換ノード２９１の記憶している位置情報５３と、を比較照合することができる。発信側の端末１１１が自己の端末の位置情報の改ざんを行った場合には、着信側の交換ノード２９１がパケット２０１の転送を拒否するので、ウイルス送信、ＤＯＳ攻撃等の外部からの攻撃を予め防ぐことができる。

本発明により、交換ノード２９１は、パケット２０１のヘッダ情報２に自己の交換ノード２９１の配置されている正確かつ絶対的な位置と自己の交換ノード２９１の識別情報２５２を追加し、送信することができる。呼設定の必要がないので、端末からの毎回の入力パケットに対して、発信側の交換ノードは、位置情報を付与することが好ましい。仮に、位置情報が付けられていない場合も、発信側の交換ノードは、当該発信側の交換ノードが所属している地理的情報を、発信側端末の位置情報とみて付加し、次の交換ノードに送信することが好ましい。この場合、発信側の交換ノードは、位置情報が追加されていなかったことを示す制御フラグを付与してもよい。又、中継した交換ノード２０６、２０７等のそれぞれが自己の交換ノードの配置されている正確かつ絶対的な位置と自己の交換ノードの識別情報を追加することが好ましい。発信元の端末１１１までのパケットの伝送経路の正確かつ絶対的な位置の探索が可能となる。よって、安全なネットワークの保守運用管理が可能な交換ノードを提供することができる。

以下、上記にて説明した交換ノード２９１に用いられる交換ノード制御方法について説明する。本実施形態に係る交換ノード制御方法は、コネクションレス型パケット受信過程及び位置情報算出過程の後に、位置情報追加過程を有することを特徴とする。

さらに、本実施形態に係る交換ノード制御方法は、コネクションレス型パケット受信過程と位置情報追加過程との間に、位置情報判定過程をさらに有することが好ましい。さらに、位置情報判定過程の後に、ルーチング制御過程を有することが好ましい。さらに、位置情報算出過程と位置情報判定過程との間に、標準時刻受信過程をさらに有することが好ましい。さらに、コネクションレス型パケット受信過程の前に、記憶部１４がパケット２０１の転送を許可する交換ノードの識別情報とその位置情報の組み合わせを記憶する記憶過程を有する。

記憶過程では、記憶部１４が、パケット２０１の転送を受け付ける交換ノードの識別情報５４とその位置情報５３の組み合わせを記憶する。識別情報５４とその位置情報５３の組み合わせは、例えば、前述の図１１で説明したものと同様のものである。識別情報５４や位置情報５３が更新されるものは、いずれの過程においても随時更新可能とすることが好ましい。

コネクションレス型パケット受信過程では、コネクションレス型パケット受信部２１１が、通信網に接続されている受信側方路２３からコネクションレス型のパケット２０１を受信する。

位置情報算出過程では、位置情報算出部１２が、地球上空を旋回するＧＰＳ衛星２１から電波によって送信されるＧＰＳ時刻情報３を受信して自己の交換ノード２９１の位置情報５５を算出する。位置情報算出過程では、コネクションレス型パケット受信部２１１が、パケット受信過程に関係なく、常時ＧＰＳ時刻情報３を受信してもよい。又、位置情報算出過程は、コネクションレス型パケット受信過程の後であってもよい。例えば、コネクションレス型パケット受信部２１１がパケット２０１を受信したことを検知して、ＧＰＳ時刻情報３を受信してもよい。

標準時刻受信過程では、標準時刻受信部１７が、地上から標準電波によって送信される標準時刻を標準時刻情報４として受信する。標準時刻受信過程は、位置情報算出過程と同様に、コネクションレス型パケット受信部２１１が、コネクションレス型パケット受信過程に関係なく、常時標準時刻情報４を受信してもよい。又、標準時刻受信過程は、コネクションレス型パケット受信過程の後であってもよい。例えば、コネクションレス型パケット受信部２１１がパケット２０１を受信したことを検知して、標準時刻情報４を受信してもよい。

位置情報追加過程では、位置情報追加部１３が、位置情報算出部１２の算出する位置情報５５及び自己の交換ノード２９１に固有に付されている識別情報５６を、コネクションレス型パケット受信過程で受信したパケット２０１のヘッダ情報２に追加する。位置情報追加過程は、パケット２０１の送信側方路２４の決定やタイムスロットの割り当ての際のいずれのタイミングで行ってもよい。すなわち、位置情報追加過程とルーチング制御過程との順は限定するものではなく、並列処理してもよい。

交換ノード２９１は、パケット２０１のヘッダ情報２に自己の交換ノード２９１の位置情報５５及び識別情報５６を追加し、送信することができる。交換ノード２９１をはじめとして、例えば、図９に示す交換ノード２０６−２０９等の中継した各交換ノードが位置情報を追加すれば、発信元の端末１１１までのパケット２０１の伝送経路の絶対的な位置の探索が可能となる。よって、安全なネットワークの保守運用管理が可能な交換ノードを提供することができる。

位置情報追加過程において、位置情報追加部１３が、位置情報算出過程で受信したＧＰＳ時刻情報３を、コネクションレス型パケット受信過程で受信したパケット２０１のヘッダ情報２にさらに追加することが好ましい。

位置情報判定過程では、位置情報判定部１５が、コネクションレス型パケット受信過程で受信したパケット２０１のヘッダ情報２に記録されている交換ノードの地理上の位置情報２５１及び識別情報２５２のうち、発信元の端末１１１に最も近い交換ノード２０６の位置情報２５１及び識別情報２５２の組み合わせである位置情報（Ｘ_２０６、Ｙ_２０６）及び識別情報ＩＤ_２０６を抽出する。例えば、発信元の端末１１１に最も近い交換ノード２０６の識別情報ＩＤ_２０６を抽出し、識別情報ＩＤ_２０６に関連付けて記録されている位置情報（Ｘ_２０６、Ｙ_２０６）を抽出する。さらにこのとき、識別情報ＩＤ_２０６に関連付けて記録されているパケット時刻情報Ｔ_２０６を抽出してもよい。

位置情報判定過程では、さらに、抽出した位置情報（Ｘ_２０６、Ｙ_２０６）及び識別情報ＩＤ_２０６の組み合わせと記憶部１４に予め記憶されている交換ノードの位置情報５３及び識別情報５４の組み合わせとが一致するか否かを判定する。例えば、位置情報判定部１５は、記憶部１４を参照し、識別情報ＩＤ_２０６を検索し、識別情報ＩＤ_２０６に関連付けられている位置情報５３を抽出し、識別情報ＩＤ_２０６及び位置情報５３を算出する。記憶部１４に記憶されている交換ノードの位置情報５３及び識別情報５４の組み合わせは、例えば、前述の記憶過程で記憶されたものである。位置情報５３が抽出した位置情報２５１と同一の位置情報（Ｘ_２０６、Ｙ_２０６）であれば、識別情報及び位置情報の一致と判定する。すなわち、「転送許可」と判定する。

位置情報判定過程において、さらに、位置情報判定部１５は、コネクションレス型パケット受信過程で受信したパケット２０１のヘッダ情報２から抽出した位置情報に関連して記録されている時刻情報をパケット時刻情報５９として抽出し、抽出したパケット時刻情報５９と位置情報算出過程で受信した最新のＧＰＳ時刻情報３との時間差を算出し、算出した時間差が予め定められた時間内である場合に、位置情報及び識別情報の組み合わせが一致すると判定することが好ましい。すなわち、「転送許可」と判定することが好ましい。例えば、位置情報判定部１５は、記憶部１４を参照し、識別情報ＩＤ_２０６を検索し、識別情報ＩＤ_２０６に関連付けられている位置情報５３及びパケット時刻情報５９を抽出し、識別情報ＩＤ_２０６、位置情報５３及びパケット時刻情報５９を取得する。位置情報５３が抽出した位置情報２５１と同一の位置情報（Ｘ_２０６、Ｙ_２０６）であり、かつ、ＧＰＳ時刻情報３がパケット時刻情報５９から予め定められた時間内であれば、位置情報２５１及びパケット時刻情報５９が不正に改ざんされていないことを判定することができる。

位置情報判定過程において、さらに、位置情報判定部１５が、コネクションレス型パケット受信過程で受信したパケット２０１のヘッダ情報２から抽出した位置情報２５１に関連して記録されている時刻情報をパケット時刻情報５９として抽出し、抽出したパケット時刻情報５９と標準時刻受信過程で受信した最新の標準時刻情報４との時間差を算出し、算出した時間差が予め定められた時間内である場合に、「転送許可」と判定することが好ましい。すなわち、位置情報及び識別情報の組み合わせが一致すると判定することが好ましい。電波時計の標準時刻情報４を用い、発信元の端末に最も近い交換ノードで記録されたパケット時刻情報が予め定められた時間内であることを判定することができる。これにより、万が一、ＧＰＳ衛星２１が故障した場合でも、パケット時刻情報の改ざんされているパケット２０１の転送を防止することができる。

ルーチング制御過程では、ルーチング制御部２１６が、位置情報判定過程で一致する。すなわち「転送許可」と判定したパケット２０１の送信側方路２４を優先的に選択する。例えば、優先制御の優先順位を付与することができる。優先制御の順位は、例えば、前述の図１０で説明したヘッダ情報２に含まれる優先度情報５８を追加又は変更することができる。又、ヘッダ情報２を直接変更しない場合であっても、タイムスロットの割り当てにおいて、優先度情報の高いパケットとして扱うこととしてもよい。

ルーチング制御過程において、ルーチング制御部２１６は、位置情報判定過程で一致するすなわち「転送許可」と判定したパケット２０１に対してのみ送信側方路２４を選択することが好ましい。例えば、ルーチング制御部２１６は、転送許可と判定したパケット２０１を除いては、コネクションレス型パケット受信部２１１の受信したパケットを廃棄する。ルーチング制御部２１６が転送の許可されているパケット２０１のみの送信側方路２４の選択をすれば、安全なパケット２０１のみを選択的に伝送することができる。これにより、ＤＯＳ攻撃などの危険性のあるパケット２０１の伝送を未然に防止することができる。

位置情報判定過程において、記憶部１４には交換ノードの地理上の位置情報として地理上の範囲で定められる位置情報が記憶されており、位置情報判定部１５は、コネクションレス型パケット受信過程で受信したパケット２０１のヘッダ情報２から抽出する位置情報が地理上の範囲内であることを「転送許可」と判定することが好ましい。例えば、パケット２０１のヘッダ情報２から抽出した識別情報２５２と記憶部１４が記憶している識別情報５４とが識別情報ＩＤ_２０６で一致し、パケット２０１のヘッダ情報２から抽出した位置情報２５１が（Ｘ_２０６’、Ｙ_２０６’）であり、記憶部１４が記憶している識別情報５４との組み合わせとして記憶されている位置情報５３の一定範囲（Ｘ_２０６−Ｘ_２０６’、Ｙ_２０６−Ｙ_２０６’）の範囲内であることを位置情報２５１と位置情報５３との一致と判定することが好ましい。又、位置情報２５１が（Ｘ_２０６、Ｙ_２０６）であるとき、位置情報５３が（Ｘ_２０６、Ｙ_２０６）を中心とする一定距離Ｄの範囲内となる位置情報（Ｘ_２０６±Ｄ、Ｙ_２０６±Ｄ）であることを位置情報２５１と位置情報５３との一致と判定してもよい。それぞれの交換ノードは、ＧＰＳ時刻情報３を用いてリアルタイムで自己の交換ノードの位置情報を算出するので、パケット２０１の転送を許可すべき交換ノードであっても、パケット２０１のヘッダ情報２に追加された位置情報２５１が、記憶部１４の記憶している位置情報５３と相違する場合がある。この場合に、ヘッダ情報２から抽出した位置情報が一定の範囲内であることを位置情報の一致とし、「転送許可」と判定することで、パケットの転送を受け付けるべき交換ノードから送信されたパケット２０１の転送の拒否を防止することができる。

位置情報追加過程において、位置情報追加部１３は、標準時刻受信過程で受信した標準時刻情報４を、コネクションレス型パケット受信過程で受信したパケット２０１のヘッダ情報２にさらに追加することが好ましい。ヘッダ情報２に標準時刻情報４をさらに追加するので、万が一ＧＰＳ衛星２１が故障しても、交換ノード２９１がパケットを転送した時刻をパケットのヘッダ情報に記録することができる。これにより、パケットの伝送経路を絶対的な時刻を用いて探索することができる。また、標準時刻情報４を参照して時間情報を適正に補正することも可能になる。

図１３は、本実施形態に係る交換ノードを用いた通信システムの第１例を示す構成図である。図１３に示す通信システムは、通信網に接続されている端末１１１と端末１１２との間に、交換ノード２９１ｂ及び交換ノード２９１ｃが接続されている。又、端末１１１と端末１１３との間に、交換ノード２９１ｂ及び交換ノード２９１ｄが接続されている。交換ノード２９１ｂ−９１ｄは、前述の図９で説明した交換ノード２９１と同様のものを用いることができる。

端末１１１は、端末１１１の位置情報２５１ａ、識別情報２５２ａ及びパケット時刻情報５９ａがヘッダ情報に付与されているパケット２０１ａを送信する。発信側の交換ノード２９１ｂは、事前にＧＰＳ衛星２１からＧＰＳ時刻情報３を受信し、位置情報算出部１２が交換ノード２９１ｂの位置情報を算出しておく。そして、パケット２０１ａを転送した発信側のユーザ端末１１１からのパケット２０１ａに、交換ノード２９１ｂの位置情報２５１ｂ、識別情報５１ｂ及びパケット時刻情報５９ｂを追加し、端末１１１の位置情報２５１ａ、識別情報２５２ａ及びパケット時刻情報５９ａ並びに交換ノード２９１ｂの位置情報２５１ｂ、識別情報２５２ｂ及びパケット時刻情報５９ｂがヘッダ情報に付与されているパケット２０１ｂを送信する。

一方、端末１１３は、端末１１３の位置情報２５１ｅ、識別情報２５２ｅ及びパケット時刻情報５９ｅがヘッダ情報に付与されているパケット２０１ｅを送信する。交換ノード２９１ｄは、事前にＧＰＳ衛星２１からＧＰＳ時刻情報を受信し、位置情報を算出しておく。そして、パケットを送信してきた端末１１３からのパケット２０１ｅに、交換ノード２９１ｄの位置情報、識別情報及びＧＰＳ時刻情報を追加し、端末１１３の位置情報２５１ｅ、識別情報２５２ｅ及びパケット時刻情報５９ｅ並びに交換ノード２９１ｄの位置情報２５１ｄ、識別情報２５２ｄ及びパケット時刻情報５９ｄがヘッダ情報に付与されているパケット２０１ｄを送信する。

交換ノード２９１ｃは、付与された位置情報２５１ｂ、識別情報２５２ｂ及びパケット時刻情報５９ｂ等と、交換ノード２９１ｃが事前に把握している情報と一致するか否かを判定する。着信側の交換ノード２９１ｃは、ＧＰＳ時刻情報３を受信し、位置情報算出部１２が交換ノード２９１ｂの位置情報を算出しておく。そして、位置情報２５１ｂ、識別情報２５２ｂ及びパケット時刻情報５９ｂが把握している情報と一致すると判定された場合のみ、次の端末１１２へパケット２０１ｃを転送する。交換ノード２９１ｃは、中継転送する際には、位置情報追加部が、送出パケット２０１ｂのヘッダ情報に位置情報２５１ｃ及び識別情報２５２ｃを追加して中継する。交換ノード２９１ｃでのルーチング開始手順の開始は、発信側の交換ノード２９１ｂが把握している位置情報及びパケット時刻情報が、交換ノード２９１ｂが付与したものと一致した場合にのみ実施され、着信側の端末１１２に至る、全中継交換ノード間でのパケットの転送にわたって、位置情報及びパケット時刻情報を共有することとすることができる。

交換ノード２９１ｃは、付与された位置情報２５１ｄ、識別情報２５２ｄ及びパケット時刻情報５９ｄ等と、交換ノード２９１ｄが事前に把握している情報と一致するか否かを判定する。着信側の交換ノード２９１ｃは、事前にＧＰＳ衛星２１からＧＰＳ時刻情報を受信し、位置情報を算出しておく。そして、一致すると判定された場合のみ、次の端末１１２へパケット２０１ｄを転送する。一致しないと判定された場合は、パケット２０１ｄは破棄される。

図１４は、本実施形態に係る交換ノードを用いた通信システムの第２例を示す構成図である。図１４に示す通信システムは、図１３で説明した通信システムの第１例に、電波時計の時刻情報を加えた場合の実施例を示している。交換ノード（発信側の端末１１１の収容交換ノード）は、位置情報及び時間情報を中継転送するため、少なくとも、発信側の端末１１１から着信側の端末１１２に至る、発信側の交換ノード２９１ａから着信側の交換ノード２９１ｃまでのパケット２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃの伝送経路の絶対的な位置の探索はパケット転送期間、及び、交換ノード内に保持されている期間においては探索可能となる。パケットの伝送経路の絶対的な位置が探索できるので、ＤＯＳ攻撃や、ＤＤＯＳ攻撃がある場合には、ユーザを特定するための効果的な手段を提供することが可能となる。位置情報やパケット時刻情報を端末１１２に転送するか否かは、通信サービス等の規定に応じて通信事業の判断により、いかなる形態でも扱うことができる。

すなわち、ネットワーク内の交換ノードや発信端末等が、発信元の端末１１１の地理的情報を算出し、その情報を相互に活用して、ネットワーク内でのＩＰパケットの、確実な、パケットの絶対的な位置での伝送経路の探索を可能とする。万が一のＤＯＳ攻撃や、ＤＤＯＳ攻撃の際の発信側ユーザの位置等の特定を行うことを可能とする。また、地理的な情報は、交換ノードに保持する必要のある地理的・時間的なデータベース情報も限定化することが可能となり、データの管理も容易にできる。

なお、交換ノード２９１ｂ−２９１ｄは、パケットの転送を許可する各交換ノードの識別情報及び位置情報を記憶する構成としたが、これに限定されない。例えば、交換ノード２９１ｂ−２９１ｄは、端末１１１の識別情報及び位置情報を記憶していてもよい。交換ノード２９１ｂ−２９１ｄが、端末１１１の識別情報及び位置情報を記憶していれば、端末１１１の送信するパケットが転送を許可してよいものなのか否かを判定することができる。又、パケット２０１の絶対的な位置での伝送経路を端末１１１にまで遡って探索することができる。この場合、端末１１１は、ＧＰＳ時刻情報３を受信する位置情報算出部１２を備えていることが好ましい。

発信側の端末１１１が付与した位置情報及び時間情報が偽造されている場合には、少なくとも、発信側交換ノード２０６又は着側交換ノード２０８において、位置情報及び時間情報が合理的なものか否かを判別することができる。合理的とは、例えば、予め定めた範囲内に位置情報及び時間情報が含まれていることをいう。発信側の交換ノード２０６は、発信側の端末１１１に付与された位置情報及び時間情報と、発信側の交換ノード２０６が自らＧＰＳ衛星等から受信したＧＰＳ時刻情報３との一致がみられた場合のみ、出側の送信側方路２４へパケット２０１を転送するように、制御することも可能である。

以上、図１３及び図１４にて説明したように、発信側の交換ノード２９１ｂが位置情報、時間情報を含むＧＰＳ時刻情報３をＧＰＳ衛星２１から受信し、着信側の交換ノード２９１ｃが発信側の交換ノード２９１ｂから送出される情報と比較照合することができる。仮に、発信側の端末１１１が、位置情報や時間情報の改ざんを行った場合に、発信側の端末９１ｂの位置特定を即座に行うことができる。さらに、改ざん発覚時にはパケットの送信側方路２４の選択を行わないので、パケットデータのネットワーク内への流通を即座に遮断することができる。よって、不正パケットデータのネットワークの入り口でのブロックを効果的に行うことが可能となる。

以上述べたように、本実施形態に係るコネクションレス型の交換ノードは、近隣の地理的な情報に関わる僅かな情報量のデータベースを配備し、発信側交換ノードに到達するＩＰパケット情報に対して、近隣の位置情報、時間情報をネットワーク側で最大限に活用する。これにより、位置的・時間的な情報を、ネットワーク内の交換ノード又は送信端末等の双方が有効に活用できると共に、通信ネットワークの保守・運用上の信頼性を向上させることも可能となり、更に、ＤＯＳ攻撃やＤＤＯＳ攻撃等の悪意あるユーザの特定や経路の履歴探索にも活用することができるネットワークシステムを提供することができる。

すなわち、ネットワーク内の交換ノードや発信側端末等が、発信元の位置的情報を算出し、その情報を相互に活用して、ネットワークが、経路探索や、ＤＯＳ攻撃又はＤＤＯＳ攻撃の際の発信側ユーザの特定に貢献する。このため、位置情報は、交換ノードを中心とする比較的限定された小規模の領域に限定され、交換ノードに保持するための位置情報のデータベースも肥大化せず、データの管理も容易にすることができる。

更に、電波時計の情報を一緒に活用することにより、万が一、ＧＰＳ衛星が故障した場合やＧＰＳ時刻情報との照合を常時行うことにより受信情報の信頼性を確認することや、時間情報の適正な補正をすることも可能になる。

また、自動車内の携帯電話から、移動体通信を実施する場合においては、自動車内のカーナビゲーションシステムと携帯電話を接続し、携帯電話から送信する情報に、カーナビゲーションシステムから取得された位置情報を付加することにより、常時、移動体の地理的な情報をネットワークに積極的に教えることにより、ネットワークが、相手側の発信位置を正確に追尾する必要性のあるセキュリティ通信を要求するための通信サービスにも、適用が可能である。さらに、ＧＰＳ受信情報を直接ＧＰＳ衛星から受信する代わりに、近隣の携帯電話用の基地局やＰＨＳ局により、位置情報を定期的に受信するような専用線設備を活用して、これに対応することも可能である。

さらに、現在、インターネットでは、１１０番や１１９番などの緊急通報がサポートされていない。これは、発信側のＩＰアドレスだけからでは「発信側」に最適な、最寄りの警察署や最寄りの消防署が判定できないのが大きな原因の一つとなっている。本発明の交換ノード及び交換ノード制御方法は、発信側の位置情報或いは位置情報及び時間情報を送信することができるので、従来はインターネットでは対象外であった１１０番や１１９番などの緊急通報にも適用することが可能となる。

更に、最近では、ネットワーク自体が移動する移動ネットワーク（例えば、航空機内のネットワーク）や、航空母艦のネットワークなど、発信側の交換ノードが移動し、常時位置情報が変動する場合がある。このような場合には、例えば、共通線信号網を用い、共通の登録端末データベースにアクセスし、端末登録がされているか否かを確認し、確認がとれたパケットだけを転送するネットワーク制御を行ってもよい。

以上説明したように、交換ノードが、ＩＰパケットを転送する度に、リアルタイムで測定した自己の位置情報と自己の識別情報とをＩＰパケットのヘッダ情報に追加することができる。ここで、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ時刻情報を用いて自己の位置を算出するので、交換ノードの配置されている地球上の絶対的な位置情報を、位置情報としてＩＰパケットのヘッダ情報に記録することができる。ヘッダ情報に記録されている位置情報は地球上の絶対的な位置であることから、ヘッダ情報に記録されている位置情報を現実の地図上にマッピングし、ＩＰパケットの絶対的な位置での伝送経路の探索をすることができる。

（実施形態３）
図１５は、本実施形態の通信システムを示す概略構成図である。図１６は、端末を収容する交換ノードの構成図である。図１７は、本実施形態のタイムシーケンスである。本実施形態では、ＤＯＳ攻撃端末の追跡方法を示す。本実施形態の通信システムは、コネクション型の通信形態及びコネクションレス型の通信形態のいずれにおいても適用可能である。例えば、コネクション型の通信形態では、本実施形態の通信システムは、交換ノード８２ａ、８２ｂ、８２ｃとして、実施形態１で説明した交換ノード９１を備える。一方、コネクションレス型の通信形態では、本実施形態の通信システムは、交換ノード８２ａ、８２ｂ、８２ｃとして、実施形態２で説明した交換ノード２９１を備える。以下においてコネクション型の通信形態として説明するが、コネクションレス型の通信形態であっても適用できる。なお、コネクションレス型の通信形態に固有の構成又は方法となる場合は、対応する部分にて説明する。

交換ノード８２ａ、８２ｃは、端末を収容する。例えば、交換ノード８２ａは、端末ＧＴ１、ＧＴ２、ＧＴ３を収容する。交換ノード８２ｃは、呼設定要求パケットの送信先の端末７１を収容する。ここで、本実施形態では端末７１へのＤＯＳ攻撃を想定するので、端末７１はサーバである。又、通信形態がコネクションレス型の場合には、交換ノード８２ｃは、コネクションレス型のパケットの送信先の端末を収容する。

また、本実施形態では、各端末ＧＴ１、ＧＴ２、ＧＴ３、７１は、通信の際にヘッダに自己の位置情報を追加して送信する。例えば、端末ＧＴ１は、ＧＰＳ衛星２１からＧＰＳ情報を受信して自己の位置情報Ｇ１を取得する。そして、端末ＧＴ１の通信時には、位置情報Ｇ１をヘッダ情報に追加して呼設定要求パケットを交換ノード８２ａへ送信する。端末ＧＴ１は、通信形態がコネクション型の場合には呼設定時に、通信形態がコネクションレス型の場合には各々のデータパケットごとに位置情報を追加する。又、位置情報Ｇ１は、緯度経度に限らず、ＧＰＳ情報に含まれる高さや時刻などの他の情報が含まれていてもよい。自己の位置は、例えば、端末ＧＴ２であれば位置情報Ｇ２となり、端末ＧＴ３であれば位置情報Ｇ３となる。

交換ノード８２ａは、端末ＧＴ１から呼設定要求パケットを受信すると、ＧＰＳ衛星２１からＧＰＳ情報を受信して位置情報Ｇａを取得する。そして、位置情報Ｇａをヘッダに追加して、呼設定要求パケットを交換ノード８２ｂへ送信する。ここで、交換ノード８２ａによって転送された端末ＧＴ１からの情報が、交換ノード８２ｂ及び８２ｃを経由して、端末７１にＤＯＳ攻撃を与えることを想定する。このときに端末ＧＴ１は、本来の識別情報ＩＤ１を通知する必要がある。識別情報ＩＤ１は、通信事業者と端末ＧＴ１のユーザとの間で予め契約時に取り交わされ、識別情報ＩＤ１による認証が行われない限り、端末ＧＴ１、ＧＴ２、ＧＴ３は、基本的には、交換ノード８２ａ、８２ｂ、８２ｃを経由するネットワークへはアクセスできない。一般に、端末８２ａ、８２ｂ、８２ｃに付与される識別情報は、ユーザと事業者の間で、契約時にとりかわされ、公開されないことが原則である。以下、ＤＯＳ攻撃を行う端末が端末ＧＴ１である場合を想定して、ＤＯＳ攻撃端末ＧＴ１を追跡するための構成を説明する。

交換ノード８２ａは、実施形態１で説明したように、自己の位置情報Ｇａをヘッダ情報に追加して交換ノード８２ｂへ送出する。このとき、交換ノード８２ａは、自己の位置情報Ｇａと、位置情報Ｇ１が、偽りのない、許容範囲にある位置情報として認証し、認証できた場合のみ、交換ノード８２ｂへの方路に、端末ＧＴ１からの情報を伝達することが好ましい。

ここで、ＤＯＳ攻撃を行う端末ＧＴ１が自身の位置情報を偽り、他の端末ＧＴ２になりすまして位置情報Ｇ２をヘッダ情報に付加して送信する可能性がある。この場合、まず、交換ノード８２ａは、自己の位置情報Ｇと端末ＧＴ１、ＧＴ２、ＧＴ３が送出する位置情報Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３などの位置情報が、交換ノード８２ａのエリアなどから把握される許容範囲として認証できるか否かを判断する。このとき、交換ノード８２ａは、端末ＧＴ１の送信した位置情報Ｇ１が許容範囲であることから偽りのない位置情報と判定し、交換ノード８２ｂへデータ情報を伝達する。このとき、経路内のすべての交換ノードは、端末ＧＴ１の位置情報Ｇ１を保持することが好ましい。そして、位置情報Ｇ１をもつ端末ＧＴ１がＤＯＳ攻撃を行った場合には、端末７１は交換ノード８２ｃから即座に位置情報Ｇ１を取得し、所定機関８３へ直接通報を行うことができる。所定機関８３は、例えば警察署や、ネットワーク監視のための専門機関である。このとき、交換ノード８２ｃは、交換ノード８２ａに通報を行い、確認を行うことが好ましい。

また、交換ノード８２ａで端末の呼設定を行う場合には、交換ノード８２ａの送信履歴格納部３１ａは、識別情報、位置情報以外にも、パスワード等の認証用の情報を端末属性情報として記憶することが好ましい。ここで、送信履歴格納部３１ａは記憶部（図１の符号１４）と共通であってもよい。さらに、経路上の各交換ノード８２ｂ、８２ｃも、交換ノード８２ａの記憶した端末属性情報を、送信履歴格納部３１ｂ、３１ｃに記憶して保持しておくことが好ましい。この場合は、経路上の各交換ノード８２ａ、８２ｂ、８２ｃは、端末属性情報を、発信元の端末ごとに記憶して保持しておくことが好ましい。例えば、端末ＧＴ１用には位置情報Ｇ１、識別情報ＩＤ１、パスワードＰＡＳＳ１の組み合わせを記憶する。経路上の各交換ノード８２ａ、８２ｂ、８２ｃは、予め定めた期間の間、端末属性情報を保持する。例えば、コネクション型の通信の場合には、コネクションが設定されている期間は保持しておく。また、コネクションレス型の通信の場合には、通信事業者が想定して取り決めた時間は保持しておく。

ＤＯＳ攻撃端末ＧＴ１を追跡するための具体的構成を、交換ノードの制御方法の手順に沿って順に説明する。送信先の端末７１を収容する交換ノード８２ｃは、送信履歴格納部３１ｃと、特定依頼受信部３２ｃと、探索要求送信部３３ｃと、探索通知信号送信部３４ｃと、を備える。発信元の端末ＧＴ１を収容する交換ノード８２ａは、送信履歴格納部３１ａと、照合要求部３５ａと、探索結果通知部３６ａと、を備える。本実施形態に係る交換ノード制御方法は、送信履歴格納部３１ｃによって実行される送信履歴格納過程と、特定依頼受信部３２ｃによって実行される特定依頼受信過程と、探索要求送信部３３ｃによって実行される探索要求送信過程と、照合要求部３５ａによって実行される照合要求過程と、探索結果通知部３６ａによって実行される探索結果通知過程と、探索通知信号送信部３４ｃによって実行される探索通知信号送信過程とを、前述の実施形態１及び実施形態２にて説明した交換ノードの制御方法に加えてさらに有する。

交換ノード８２ｃの送信履歴格納部３１ｃは、呼設定要求パケットのヘッダ情報に記録されている発信元の端末ＧＴ１の識別情報ＩＤ１及び位置情報Ｇ２並びに交換ノード８２ａの識別情報ＩＤａ及び位置情報Ｇａを、送信先の端末７１の識別情報ＩＤ−７１と関連付けて記憶する。例えば、識別情報ＩＤ−７１、識別情報ＩＤ１、位置情報Ｇ２、識別情報ＩＤａ、位置情報Ｇａの組を記憶する。コネクションレス型の通信形態であれば、交換ノード８２ｃの送信履歴格納部３１ｃは、コネクションレス型のパケットのヘッダ情報に記録されている識別情報ＩＤ−７１、識別情報ＩＤ１、位置情報Ｇ２、識別情報ＩＤａ、位置情報Ｇａの組を記憶する。

交換ノード８２ｃの特定依頼受信部３２ｃは、収容する端末７１から発信元の端末ＧＴ１の特定依頼を受信する。例えば、端末７１がサーバであり、ＤＯＳ（Ｄｅｎｉａｌ Ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）攻撃又はＤＤＯＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｄｅｎｉａｌ Ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）攻撃を受けた場合は、端末７１の管理者によって端末ＧＴ１の特定依頼を示す特定依頼信号が送信され、特定依頼受信部３２ｃはこの特定依頼信号を受信する。特定依頼は、ＤＯＳ攻撃又はＤＤＯＳ攻撃に限定されることはなく、例えば端末７１がウイルスや迷惑メールなどを受信した場合など幅広い目的での依頼が考えられる。

交換ノード８２ｃの探索要求送信部３３ｃは、特定依頼受信部３２ｃが特定依頼を受けると、送信履歴格納部３１ｃを参照し、送信先の端末７１の識別情報ＩＤ−７１に関連付けて記憶されている発信元の端末ＧＴ１の位置情報Ｇ２並びに各交換ノード８２ａ、８２ｂの識別情報ＩＤａ、ＩＤｂ及び位置情報Ｇａ、Ｇｂを抽出し、発信元の端末ＧＴ１の位置情報Ｇ２をもつ端末の探索を要求する探索要求信号を、各交換ノード８２ａ、８２ｂの識別情報ＩＤａ、ＩＤｂのうちの発信元の端末ＧＴ１を収容する交換ノード８２ａに向けて送信する。探索要求送信部３３ｃが、送信履歴格納部３１ｃを参照すれば、端末７１へのデータ転送の際に送信履歴格納部３１ｃに記憶された識別情報及び位置情報を基に伝達経路を遡れば、交換ノード８２ａの識別情報ＩＤａ及び位置情報Ｇａまで探索することができる。これにより、交換ノード８２ｃは、交換ノード８２ａが収容するエリアにいる端末ＧＴ１、ＧＴ２、ＧＴ３のいずれかからのものであることを探索することもができる。さらに、送信履歴格納部３１ｃには発信元の端末ＧＴ１の識別情報ＩＤ１及び位置情報Ｇ２も記憶されているので、交換ノード８２ｃは、発信元の端末の識別情報ＩＤ１及び位置情報Ｇ２も取得することができる。ただし、この時点では、発信元の端末の識別情報ＩＤ１及び位置情報Ｇ２が詐称されている可能性がある。

探索要求送信部３３ｃは、呼設定要求パケットのヘッダ情報に記録されているそれぞれの交換ノード８２ｂに向けて探索要求信号をさらに送信することが好ましい。この場合、探索要求送信部３３ｃの送信する探索要求信号を受信した交換ノード８２ｂは、照合要求部３５ａと同一の機能を有する照合要求部と、探索結果通知部３６ａと同一の機能を有する探索結果通知部とを有し、交換ノード８２ａと同様の動作を行うことが好ましい。送信経路のそれぞれの交換ノード８２ｂがさらに、収容する各端末に照合要求を問い合わせることで、端末ＧＴ１が交換ノード８２ｂへ送信した際に記録された履歴についても参照することができる。

照合要求部３５ａは、探索要求送信部３３ｃの送信する探索要求信号を受信すると、収容している端末ＧＴ１、ＧＴ２、ＧＴ３に対して、それぞれの送信記録に記録されている位置情報と当該探索要求信号の要求している位置情報とを照合させ、送信記録に当該位置情報が記憶されているか否かを返信させる。例えば、照合要求部３５ａは、交換ノード８２ａの収容している全ての端末ＧＴ１、ＧＴ２、ＧＴ３に対して、同報通信により、位置情報Ｇ２を用いて端末７１と通信をしたかどうかの問い合わせを行う。そして、照合要求部３５ａは、各端末ＧＴ１、ＧＴ２、ＧＴ３からの返信される応答情報を活用して照合させる。交換ノード８２ｃの送信履歴格納部３１ｃに保持されている端末７１に送信した端末の位置情報が位置情報Ｇ２である場合、交換ノード８２ａは、位置情報Ｇ２を各端ＧＴ１、ＧＴ２、ＧＴ３に送信する。そして、各端末ＧＴ１、ＧＴ２、ＧＴ３のそれぞれの送信記録に記録されている位置情報と探索要求信号の要求している位置情報Ｇ２とを照合させ、各端末ＧＴ１、ＧＴ２、ＧＴ３のそれぞれの送信記録に当該位置情報Ｇ２が記憶されているか否かを返信させる。

端末７１には何らの攻撃も行っていない端末ＧＴ２は、端末７１には送信していない。端末ＧＴ２は、交換ノード８２ａからの問い合わせに対して、位置情報Ｇ２を端末７１に送信していないことを交換ノード８２ａへ返信する。端末ＧＴ３も、交換ノード８２ａからの問い合わせに対して、位置情報Ｇ２を端末７１に送信していないことを交換ノード８２ａへ返信する。交換ノード８２ａは、なりすましの対象（または標的）とされている端末ＧＴ２が実際に攻撃した端末とは異なると判定することができる。

一方、端末７１を攻撃した端末ＧＴ１の位置情報は、正しくは位置情報Ｇ１であるところ、詐称されているため位置情報Ｇ２で送信されている。この場合、交換ノード８２ａからの問い合わせに対して、端末ＧＴ１は、無応答で対応するか、自己の位置情報を正しい位置情報Ｇ１として返信するか、又は、偽りの位置情報Ｇ２として返信するか、のいずれかが考えられる。端末ＧＴ１が無応答の場合には、端末ＧＴ２が攻撃端末ではないことが明らかとなっているので、交換ノード８２ａは、端末ＧＴ１が攻撃端末であることを即座に判定することができる。また、端末ＧＴ１が自己の位置情報を正しい位置情報Ｇ１として返信する場合は、交換ノード８２ａは、送信履歴格納部３１ａに記録されている端末ＧＴ１と位置情報Ｇ２の組み合わせの内容と異なっているので、端末ＧＴ１が詐称を行っていることを判定することができる。また、端末ＧＴ１が偽りの位置情報Ｇ２として返信する場合は、真の位置情報Ｇ２を有する端末ＧＴ２が攻撃端末ではないことが判明しているため、端末ＧＴ１が詐称を行っていることを判定することができる。このように、交換ノード８２ａは、各端末ＧＴ１、ＧＴ２、Ｇ３への問い合わせの結果から、詐称している端末ＧＴ１を特定することができる。なお、無応答の端末が複数ある場合であっても、攻撃した端末が絞り込めることになる。

端末ＧＴ１、ＧＴ２、ＧＴ３は、常に固定されているとは限らないので、識別情報と位置情報などの端末属性情報の組み合わせを、常時固定的に交換ノード８２ａ側の送信履歴格納部３１ａで管理することは汎用性がない。しかし、交換ノード８２ａが、送信先とそのときの位置情報を照合するように、収容する各端末ＧＴ１、ＧＴ２、Ｇ３に照合要求信号を送信して、送信先とそのときの位置情報が送信記録に記録されているか否かを照合させる。これによって、端末ＧＴ１が識別情報を偽装して、識別情報ＩＤ２、位置情報Ｇ２の組み合わせを交換ノード８２ａに送信したとしても、被偽範囲は、交換ノード８２ａのエリア内に含まれる多くの端末のなかから、結局、端末Ｇ１と端末ＧＴ２に絞られるため、警察などの調査により、どちらの端末から攻撃を行ったのかどうかを容易に判定することができる。

探索結果通知部３６ａは、照合要求部３５ａの要求に対して送信記録に当該位置情報Ｇ２が記憶されていると返信した端末ＧＴ１の識別情報ＩＤ１と、照合要求部３５ａの要求に対して返信のない端末ＧＴ１の識別情報ＩＤ１を、探索通知信号として送信先の端末７１を収容する交換ノード８２ｃへ送信する。送信記録に当該位置情報Ｇ２が記憶されていれば、端末７１へ攻撃した可能性がある。又、照合要求部３５ａの要求に対して返信がなければ、詐称している可能性がある。このため、いずれかの場合を抽出することで、発信元の端末ＧＴ１を絞り込むことができる。ここで、それぞれの端末ＧＴ１、ＧＴ２、ＧＴ３は、移動端末である可能性があるので、送信先の端末７１のアドレスとそのときに付加した位置情報Ｇ２との組み合わせを送信記録と照合することが好ましい。探索通知信号は、端末ＧＴ１の識別情報だけでなく、最新の位置情報が含まれていることが好ましい。

交換ノード８２ｃの探索通知信号送信部３４ｃは、探索要求送信部３３ｃの送信する探索要求信号に対して発信元の端末ＧＴ１を収容する交換ノード８２ａから返信される探索通知信号を受信し、当該探索通知信号を予め定められた端末７１、８３へ送信する。探索通知信号は端末ＧＴ１の識別情報ＩＤ１を含むので、交換ノード８２ａ、８２ｂ、８２ｃのネットワーク管理を行う業者は、契約者の名前や連絡先まで特定できる。このため、探索通知信号に最新の位置情報が含まれていることで、端末７１を攻撃した個人を容易に特定することができる。なお、本実施形態では、予め定められた端末７１として、特定依頼を送信した端末７１及び専門機関の端末８３を例示したがこれに限定されない。専門機関の端末８３は、例えば、警察署やネットワーク管理機関の通報窓口の端末である。このように複数の端末に送信することが好ましい。

さらに、本実施形態において、ＤＯＳ攻撃を行う端末が端末ＧＴ１である場合に、端末ＧＴ１が交換ノード８２ａの収容エリア内の架空の端末ＧＴ４になりすました場合の攻撃端末ＧＴ１の追跡方法について説明する。架空端末ＧＴ４は実際には、その場所にいないが、契約だけを通信事業者と行って、通信契約の情報のみが交換ノード８２ａの送信履歴格納部３１ａに格納されて場合を想定している。

交換ノード８２ａは位置情報Ｇと、端末ＧＴ１、ＧＴ２、ＧＴ３、ＧＴ４の情報などが、交換ノード８２ａの収容エリアの範囲に入る場合にのみ、交換ノード８２ｂへ情報の伝達を行う。仮に端末ＧＴ１が位置情報を、実際の交換ノード８２ａの収容エリアには、その時点では存在していなかった架空の端末ＧＴ４の位置情報Ｇ４と偽ってＤＯＳ攻撃を行う。この場合、交換ノード８２ａは、端末ＧＴ１から受信した識別情報ＩＤ４と位置情報Ｇ４との組み合わせが、予め送信履歴格納部３１に登録されたものであれば、交換ノード８２ｃへ伝達する。このため、端末ＧＴ１は、端末７１に対しての攻撃が可能となる。また、このとき、端末ＧＴ１から受信した識別情報ID1であり、位置情報Ｇ４との組み合わせの内容が、交換ノード８２ａの収容エリアの範囲にあると判定された場合には、端末ＧＴ１は端末７１に対しての攻撃が可能となるが、この場合においても、交換ノード８２a は、端末ＧＴ１を攻撃端末として、絞込み、特定することが可能となる。

交換ノード８２ｃの探索要求送信部３３ｃは、送信履歴格納部３１ｃを参照して、端末ＧＴ１から端末７１へ送信されたパケットの経路にて追加されてきた識別情報及び位置情報から、パケットの伝達経路を遡る。そして、交換ノード８２ｃは、端末７１への発信元が端末ＧＴ４の識別情報ＧＴ４や位置情報Ｇ４を取得する。交換ノード８２ｃは、端末７１へのデータが端末ＧＴ４から送信されたか否かを確認するための問い合わせを、位置情報Ｇ４を添付して交換ノード８２ａへ行う。ここで、交換ノード８２ｃが自ら、交換ノード８２ａが収容する端末データを取得後に、全端末に対して、一斉の問い合わせを行うことも可能である。

交換ノード８２ａは、位置情報Ｇ１、Ｇ４を持つ端末ＧＴ１、ＧＴ４以外には端末７１への転送を行っていないことを識別し、確認する。そして、端末ＧＴ１がネットワークに接続している場合に、端末ＧＴ１へ照合要求の問い合わせを行い、端末ＧＴ４が交換ノード８２ａの収容するネットワークエリア内には、実際には存在していないか、または、接続されていないことを、識別すると同時に、ＤＯＳ攻撃を行った端末が端末ＧＴ１であることを判定する。例えば、照合要求部３５ａにて説明したように、交換ノード８２ａは、照合要求に対する端末ＧＴ１から位置情報Ｇ４の返信を受信した場合に、端末ＧＴ１が攻撃端末であることが即座に判定できる。また、照合要求部３５ａは、照合要求に対する端末ＧＴ１から位置情報Ｇ１の返信を受信した場合であっても、送信履歴格納部３１ａを参照して収容している端末それぞれの送信した位置情報から位置情報Ｇ４を抽出し、端末ＧＴ１から返信されるはずの位置情報Ｇ４が記憶されている旨の返信がないことをもって位置情報Ｇ４の送信主が識別情報ＩＤ１の端末である可能性が高いことを判定することができる。また、端末ＧＴ１からの応答がない場合においても、端末ＧＴ１が当該の攻撃端末として特定できる可能性が高いことを判定することができる。

通信事業者は、位置情報や時刻情報をネットワークの保守管理に活用することができ、結果として安全で高品質なネットワークサービスを提供することができる。ネットワーク内で特定データの経路履歴の探索が明確に実施でき、ＤＯＳ攻撃やＤＤＯＳ攻撃の際の発信側ユーザ端末の地理的位置情報を活用して、攻撃を行った実際の端末の特定が可能となる。ＤＯＳ攻撃に限らず、ウイルスの発信元の特定にも適用することができる。さらに、発信端末が追加する位置情報を用いることで、最寄の警察署や消防署が判別できるため、インターネットにおいても交換ノード８２ａ、８２ｃからの１１０番通報や１１９番通報のような緊急通報によって、迅速に犯罪捜査に協力することも可能となる。

Claims (24)

1. パケットを通信網に接続されている受信側方路から受信するパケット受信部と、
   地球上空を旋回する測位衛星から電波によって送信される測位衛星時刻情報を受信して自己の交換ノードの位置情報を算出する位置情報算出部と、
   前記位置情報算出部の算出する位置情報及び自己の交換ノードに固有に付されている識別情報を、前記パケット受信部の受信するパケットのヘッダ情報に追加する位置情報追加部と、を備えることを特徴とする交換ノード。
2. 前記位置情報追加部は、前記位置情報算出部の受信する測位衛星時刻情報を、前記パケット受信部の受信するパケットのヘッダ情報にさらに追加することを特徴とする請求項１に記載の交換ノード。
3. 各交換ノードに固有に付されている識別情報及び交換ノードの地理上の位置情報の組み合わせを記憶する記憶部と、
   前記パケット受信部の受信するパケットのヘッダ情報に記録されている交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせのうち、発信元の端末に最も近い交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせを抽出し、抽出した位置情報及び識別情報の組み合わせと前記記憶部が記憶している位置情報及び識別情報の組み合わせとが一致するか否かを判定する位置情報判定部と、
   前記位置情報判定部が一致すると判定するパケットのコネクションの設定を優先的に受け付けるコネクション制御部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の交換ノード。
4. 前記コネクション制御部は、前記位置情報判定部が一致すると判定するパケットのみのコネクションの設定を受け付けることを特徴とする請求項３に記載の交換ノード。
5. 各交換ノードに固有に付されている識別情報及び交換ノードの地理上の位置情報の組み合わせを記憶する記憶部と、
   前記パケット受信部の受信したパケットのヘッダ情報に記録されている交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせのうち、発信元の端末に最も近い交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせを抽出し、抽出した位置情報及び識別情報の組み合わせと前記記憶部が記憶している位置情報及び識別情報の組み合わせとが一致するか否かを判定する位置情報判定部と、
   前記位置情報判定部が一致すると判定するパケットの送信側方路を優先的に選択するルーチング制御部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の交換ノード。
6. 前記ルーチング制御部は、前記位置情報判定部が一致すると判定するパケットのみの送信側方路を選択することを特徴とする請求項５に記載の交換ノード。
7. 前記記憶部は、交換ノードの地理上の位置情報として地理上の範囲で定められる位置情報を記憶しており、
   前記位置情報判定部は、前記パケット受信部の受信したパケットのヘッダ情報から抽出する位置情報が前記地理上の範囲内であることを位置情報の一致と判定することを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の交換ノード。
8. 前記位置情報判定部は、さらに、前記パケット受信部の受信したパケットのヘッダ情報から抽出した位置情報に関連して記録されている時刻情報をパケット時刻情報として抽出し、抽出したパケット時刻情報と前記位置情報算出部の受信する最新の測位衛星時刻情報との時間差を算出し、算出した時間差が予め定められた時間内である場合に、位置情報及び識別情報の組み合わせが一致すると判定することを特徴とする請求項３から７のいずれかに記載の交換ノード。
9. 地上から標準電波によって送信される標準時刻を標準時刻情報として受信する標準時刻受信部をさらに備え、
   前記位置情報判定部は、さらに、前記パケット受信部の受信するパケットのヘッダ情報から抽出した位置情報に関連して記録されているパケット時刻情報を抽出し、抽出したパケット時刻情報と前記標準時刻受信部の受信する最新の標準時刻情報との時間差を算出し、算出した時間差が予め定められた時間内である場合に、位置情報及び識別情報の組み合わせが一致すると判定することを特徴とする請求項３から８のいずれかに記載の交換ノード。
10. 前記位置情報追加部は、前記標準時刻受信部の受信する標準時刻情報を、前記パケット受信部の受信するパケットのヘッダ情報にさらに追加することを特徴とする請求項９に記載の交換ノード。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載の交換ノードを複数備える通信システムであって、
    パケットの送信先の端末を収容する交換ノードは、
    パケットのヘッダ情報に記録されている発信元の端末の識別情報及び位置情報並びに交換ノードの識別情報及び位置情報を、前記送信先の端末の識別情報と関連付けて記憶する送信履歴格納部と、
    収容する端末から前記発信元の端末の特定依頼を受信する特定依頼受信部と、
    前記特定依頼受信部が前記特定依頼を受けると、前記送信履歴格納部を参照し、前記送信先の端末の識別に関連付けて記憶されている前記発信元の端末の位置情報並びに各交換ノードの識別情報及び位置情報を抽出し、前記発信元の端末の位置情報をもつ端末の探索を要求する探索要求信号を、前記各交換ノードの識別情報のうちの前記発信元の端末を収容する交換ノードに向けて送信する探索要求送信部と、
    前記探索要求送信部の送信する探索要求信号に対して前記発信元の端末を収容する交換ノードから返信される探索通知信号を受信し、当該探索通知信号を予め定められた端末へ送信する探索通知信号送信部と、を備え、
    前記発信元の端末を収容する交換ノードは、
    前記探索要求送信部の送信する探索要求信号を受信すると、収容している端末に対して、それぞれの送信記録に記録されている位置情報と当該探索要求信号の要求している位置情報とを照合させ、前記送信記録に当該位置情報が記憶されているか否かを返信させる照合要求部と、
    前記照合要求部の要求に対して前記送信記録に当該位置情報が記憶されていると返信した端末の識別情報と、前記照合要求部の要求に対して返信のない端末の識別情報を、前記探索通知信号として前記送信先の端末を収容する交換ノードへ送信する探索結果通知部と、を備えることを特徴とする通信システム。
12. 前記探索要求送信部は、パケットのヘッダ情報に記録されているそれぞれの交換ノードに向けて前記探索要求信号をさらに送信し、
    前記探索要求送信部の送信する前記探索要求信号を受信した交換ノードは、
    前記探索要求送信部の送信する探索要求信号を受信すると、収容している端末に対して、それぞれの送信記録に記録されている位置情報と当該探索要求信号の要求している位置情報とを照合させ、前記送信記録に当該位置情報が記憶されているか否かを返信させる照合要求部と、
    前記照合要求部の要求に対して前記送信記録に当該位置情報が記憶されていると返信した端末の識別情報と、前記照合要求部の要求に対して返信のない端末の識別情報を、前記探索通知信号として前記送信先の端末を収容する交換ノードへ送信する探索結果通知部と、を備えることを特徴とする請求項１１に記載の通信システム。
13. パケット受信部が、パケットを通信網に接続されている受信側方路から受信するパケット受信過程と、
    位置情報算出部が、地球上空を旋回する測位衛星から電波によって送信される測位衛星時刻情報を受信して自己の交換ノードの位置情報を算出する位置情報算出過程と、
    位置情報追加部が、前記位置情報算出過程で算出した位置情報及び自己の交換ノードに固有に付されている識別情報を、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報に追加する位置情報追加過程と、を有することを特徴とする交換ノード制御方法。
14. 前記位置情報追加過程において、前記位置情報追加部が、前記位置情報算出過程で算出した測位衛星時刻情報を、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報にさらに追加することを特徴とする請求項１３に記載の交換ノード制御方法。
15. 位置情報判定部が、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報に記録されている交換ノードの地理上の位置情報及び識別情報の組み合わせのうち、発信元の端末に最も近い交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせを抽出し、抽出した位置情報及び識別情報の組み合わせと記憶部に予め記憶されている交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせとが一致するか否かを判定する位置情報判定過程と、
    コネクション制御部が、前記位置情報判定過程で一致すると判定したパケットのコネクションの設定を優先的に受け付けるコネクション制御過程と、を順にさらに有することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の交換ノード制御方法。
16. 前記コネクション制御過程において、前記コネクション制御部は、前記位置情報判定過程で一致すると判定したパケットのみのコネクションの設定を受け付けることを特徴とする請求１５に記載の交換ノード制御方法。
17. 位置情報判定部が、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報に記録されている交換ノードの地理上の位置情報及び識別情報の組み合わせのうち、発信元の端末に最も近い交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせを抽出し、抽出した位置情報及び識別情報の組み合わせと記憶部に予め記憶されている交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせとが一致するか否かを判定する位置情報判定過程と、
    ルーチング制御部が、前記位置情報判定過程で一致すると判定したパケットの送信側方路を優先的に選択するルーチング制御過程と、を前記位置情報追加過程の前にさらに有することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の交換ノード制御方法。
18. 前記ルーチング制御過程において、前記ルーチング制御部は、前記位置情報判定過程で一致すると判定したパケットのみの送信側方路を選択することを特徴とする請求項１７に記載の交換ノード制御方法。
19. 前記位置情報判定過程において、前記記憶部には交換ノードの地理上の位置情報として地理上の範囲で定められる位置情報が記憶されており、前記位置情報判定部は、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報から抽出する位置情報が前記地理上の範囲内であることを位置情報の一致と判定することを特徴とする請求項１５から１８のいずれかに記載の交換ノード制御方法。
20. 前記位置情報判定過程において、前記位置情報判定部は、さらに、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報から抽出した位置情報に関連して記録されている時刻情報をパケット時刻情報として抽出し、抽出したパケット時刻情報と前記位置情報算出過程で受信した最新の測位衛星時刻情報との時間差を算出し、算出した時間差が予め定められた時間内である場合に、位置情報及び識別情報の組み合わせが一致すると判定することを特徴とする請求項１５から１９のいずれかに記載の交換ノード制御方法。
21. 標準時刻受信部が、地上から標準電波によって送信される標準時刻を標準時刻情報として受信する標準時刻受信過程を前記パケット受信過程の前にさらに有し、
    前記位置情報判定過程において、さらに、前記位置情報判定部が、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報から抽出した位置情報に関連して記録されている時刻情報をパケット時刻情報として抽出し、抽出したパケット時刻情報と前記標準時刻受信過程で受信した最新の標準時刻情報との時間差を算出し、算出した時間差が予め定められた時間内である場合に、位置情報及び識別情報の組み合わせが一致すると判定することを特徴とする請求項１５から２０のいずれかに記載の交換ノード制御方法。
22. 前記位置情報追加過程において、前記位置情報追加部は、前記標準時刻受信過程で受信した標準時刻情報を、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報にさらに追加することを特徴とする請求項２１に記載の交換ノード制御方法。
23. 送信先の端末を収容する交換ノードの送信履歴格納部が、前記位置情報追加過程の後に、パケットのヘッダ情報に記録されている発信元の端末の識別情報及び位置情報並びに各交換ノードの識別情報及び位置情報を、送信先の端末の識別情報と関連付けて記憶する送信履歴格納過程と、
    送信先の端末を収容する交換ノードの特定依頼受信部が、前記位置情報追加過程の後に、収容する端末から前記発信元の端末の特定依頼を受信する特定依頼受信過程と、
    前記特定依頼受信過程において前記特定依頼を受信すると、送信先の端末を収容する交換ノードの探索要求送信部が、前記送信履歴格納部を参照し、前記送信先の端末の識別に関連付けて記憶されている前記発信元の端末の位置情報並びに各交換ノードの識別情報及び位置情報を抽出し、前記発信元の端末の位置情報をもつ端末の探索を要求する探索要求信号を、前記各交換ノードの識別情報のうちの前記発信元の端末を収容する交換ノードに向けて送信する探索要求送信過程と、
    発信元の端末を収容する交換ノードの照合要求部が、前記探索要求送信過程で送信した探索要求信号を受信すると、収容している端末に対して、それぞれの送信記録に記録されている位置情報と当該探索要求信号の要求している位置情報とを照合させ、前記送信記録に当該位置情報が記憶されているか否かを返信させる照合要求過程と、
    探索結果通知部が、前記照合要求過程における要求に対して前記送信記録に当該位置情報が記憶されていると返信した端末の識別情報と、前記照合要求過程における要求に対して返信のない端末の識別情報を、前記探索通知信号として前記送信先の端末を収容する交換ノードへ送信する探索結果通知過程と、
    送信先の端末を収容する交換ノードの探索通知信号送信部が、前記探索結果通知過程で送信した探索通知信号を受信し、当該探索通知信号を予め定められた端末へ送信する探索通知信号送信過程と、をさらに有することを特徴とする請求項１３から２２のいずれかに記載の交換ノード制御方法。
24. 前記探索要求送信過程において、前記探索要求送信部が、パケットのヘッダ情報に記録されているそれぞれの交換ノードに向けて前記探索要求信号をさらに送信し、
    前記照合要求過程において、前記探索要求送信過程で送信した前記探索要求信号を受信した交換ノードの照合要求部が、前記探索要求送信過程で送信した探索要求信号を受信すると、収容している端末に対して、それぞれの送信記録に記録されている位置情報と当該探索要求信号の要求している位置情報とを照合させ、前記送信記録に当該位置情報が記憶されているか否かを返信させ、
    前記探索結果通知過程において、前記探索要求送信過程で送信した前記探索要求信号を受信した交換ノードの探索結果通知部が、前記照合要求過程における要求に対して前記送信記録に当該位置情報が記憶されていると返信した端末の識別情報と、前記照合要求過程における要求に対して返信のない端末の識別情報を、前記探索通知信号として前記送信先の端末を収容する交換ノードへ送信することを特徴とする請求項２３に記載の交換ノード制御方法。

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