JP5347383B2 - ネットワークアドレス変換制御プログラム、ネットワークアドレス変換制御装置、及びネットワークアドレス変換装置制御方法 - Google Patents
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Description
第1の方法は、単純にLAN側のDNSサーバが問い合わせへのレスポンス時に設定するTTL(Time To Live)の間、WAN側DNSサーバおよび通信を行うノードでキャッシュするという方法である。
<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態によるネットワークアドレス変換制御装置(以降「NAT制御装置」)が適用された通信ネットワークシステムの構成を示す図である。その通信ネットワークシステムには、用いられるアドレスが異なる2つの通信ネットワークとしてWAN10、及びLAN20が存在し、それらWAN10とLAN20の境界にNAT装置30が配置されている。本実施形態によるNAT制御装置は、WAN10側のDNSサーバ11に搭載させる形で適用されている。
DNSサーバ11は、ホストHSから、LAN20側のホストHAのドメイン名(FQDN:Fully QualifiedDomain Name)を指定してのIPアドレスが問い合わされた場合、NAT装置30を介してそのIPアドレス(ここではプライベートアドレス)をLAN20側のDNSサーバ21に問い合わせる。その問い合わせの結果、DNSサーバ21から得られた回答を保存する。プライベートアドレスキャッシュ11bは、その回答(Aレコード)を保存するための領域である。そのキャッシュ11bには、図3に示すように、問い合わせ時に指定されたドメイン名(FQDN)毎に、レコード種別、内容(プライベートアドレス)、及びTTLの各データが格納される。Aレコードとは、ドメイン名からIPアドレスを取得するための情報を記録したレコードのことである。NAT制御部11aは、回答(Aレコード)をTTLが示す期間、保存する。
アドレスプール32は、図6に示すように、割り当て可能なグローバルアドレスをまとめたものである。変換テーブル33は、図7に示すように、グローバルアドレスと対応するプライベートアドレスの組をエントリとして登録したものであり、各エントリにはエン
トリ番号が割り当てられている。エントリは、通信が終了しても削除しない静的なエントリと、通信の終了によって削除する動的なエントリと、に分類される。静的なエントリは、エントリ番号が1のものであり、そのエントリはDNSサーバ21との通信を常時、可能とするためのものである。動的なエントリは、WAN10、或いはLAN20側のDNSサーバの要求に応じて生成・登録される。
図9は、DNSサーバ11が実行する処理のフローチャートである。その処理は、WAN10に存在するホストからLAN20側のホストのIPアドレスが問い合わされた場合に実行されるものである。始めに図9を参照して、DNSサーバ11の動作について詳細に説明する。
すようにプライベートアドレスが格納される。
先ず、ステップS31では、NAT装置30を介した通信が一定時間、行われないなどを条件にした通信の終了の検知を行う。続くステップS32では、終了が検知された通信用のエントリを変換テーブル33から削除する。その後、図11の処理を終了する。
このようにしてNAT装置30は、登録したエントリは通信の終了により削除している。このため、高いエントリ利用効率が実現される。
DNSは、階層的に構築されている場合がある。その場合、IPアドレス(Aレコード)を得るための問い合わせは、複数回、行う必要がある。LAN側のDNSが階層的に構築されており、静的キャッシュ11cに記載される、FQDNが「ns1.example.com」のDNSサーバがドメイン「example.com.」に対して権威を持ち、そのサブドメイン「sub.example.com.」の権威は「ns2.sub.example.com.」をFQDNとするDNSサーバに委任されている場合、WAN10側のホストからクエリされたFQDNが「host-b.sub.exapmle.com」であれば、DNSサーバ11は計2回の問い合わせを行う必要がある。つまり図12に示すように、DNSサーバ11は1回目の問い合わせでサブドメインが「sub.example.com.」のNSレコード、及びそのNSレコードのFQDNに対応するプライベートアドレスを持つAレコードを取得し、そのプライベートアドレスによる2回目の問い合わせを行って、必要とするAレコードを取得することになる。このことから第2の実施形態は、LAN20側のDNSが階層的に構築されていることに対応させたものである。
NAT装置は、一意性が保証されない2つの通信ネットワーク間での通信を可能とさせるものである。第1の実施形態では、2つの通信ネットワークとしてWAN10とLAN20間の通信をNAT装置30により可能とさせる構成となっている。第3の実施形態では、もう一つのNAT装置を用いて、更に別の通信ネットワークとの通信を可能とさせた場合のものである。第3の実施形態の説明は、上記第2の実施形態と同様に、第1の実施形態と基本的に同じものには同一の符号を用いつつ、第1の実施形態と異なる部分についてのみ着目する形で行う。
上記第1〜第3の実施形態では、NAT装置は変換テーブルに登録したエントリは通信の終了により削除している。しかし、割り当て可能なグローバルアドレスの数、或いは変換テーブルに登録可能なエントリの数が比較的に多いような場合、通信の終了によりエントリを削除しなくとも利用効率は低下しないか、或いはその低下は僅かなものに抑えられることが考えられる。このことから第4の実施形態は、状況に応じてNAT装置が変換テーブルのエントリを通信終了後も残すようにし、NAT制御装置(DNSサーバ)はプライベートアドレスの他にグローバルアドレスも保存の対象とさせたものである。第4の実施形態の説明は、上記第2及び第3の実施形態と同様に、第1の実施形態と基本的に同じものには同一の符号を用いつつ、第1の実施形態と異なる部分についてのみ着目する形で行う。
本実施形態では、通信終了後も保持させることによる保持期間を延長させているか否かにより、変換テーブルに登録されたエントリを大別するようにしている。そのように区別していることから、保持期間を延長させていないエントリは、エントリ番号が小さい側にまとめ、保持期間を延長させているエントリは、保持期間を延長させていないエントリの最後に続ける形で登録するようにしている。そのように保持期間を延長しているか否かに応じてエントリをまとめる範囲は、保持期間を延長させていないエントリの数の変化に対応するために動的に変更させる。図17は、そのように範囲を動的に変更させる操作を行う前後の変換テーブル33の内容を示している。操作前の変換テーブルは、エントリ番号
11以降に保持期間を延長させているエントリを登録している。エントリ番号7のエントリの保持期間を延長させる場合、そのエントリは新たにエントリ番号10として登録し、それまでエントリ番号10に登録されていたエントリは新たにエントリ番号7として登録する操作が行われる。そのような操作により、保持期間を延長させているエントリを登録している範囲を変更する。そのような操作を行うために、保持期間を延長させているエントリの先頭に位置するエントリ番号は別に保存している。
DNSサーバ11は、エントリ作成要求を送信したNAT装置30から回答を受信する。エントリ作成が成功した場合、図8(b)に示すようなデータが回答としてNAT装置30から受信される。DNSサーバ21への問い合わせにより、図3に示すようなAレコードがプライベートアドレスキャッシュ11bにキャッシュされる。このようなことから本実施形態では、FQDN、及びグローバルアドレスを有するAレコードをグローバルアドレスキャッシュ11eにキャッシュするようにしている。FQDNは、キーとして用いられる。
移行する。保持期間を延長させているエントリが存在しない場合には、判定はFとなってステップS26に移行する。
処理の変形例を示すフローチャートであり、処理内容が第1の実施形態と同じ処理ステップには同じ符号を付している。
メモリ62は、プログラム実行、データ更新等の際に、外部記憶装置65(あるいは可搬型の記録媒体MD)に記憶されているプログラムあるいはデータを一時的に格納するRAM等のメモリである。CPU61は、プログラムをメモリ62に読み出して実行することにより、全体の制御を行う。
図1に示すプライベートキャッシュ11b、静的キャッシュ11c、図14に示す対応表11d、及び図18に示すグローバルアドレスキャッシュ11eは、例えばメモリ62、或いは外部記憶装置65上に保存される。第1〜第4の各実施形態におけるNAT制御部11aは、外部記憶装置65、或いは記録媒体MDに格納されているか、或いはネットワーク接続装置67により取得したNAT装置30制御用のプログラム(ネットワークアドレス変換制御プログラム)をメモリ62に読み出してCPU61が実行することで実現される。
(付記1)
第1の通信ネットワーク上の第1のノードに割り当てられた第1のアドレスに、第2の通信ネットワーク上で用いられる第2のアドレスを割り当て、該第1のアドレスと該第1のアドレスに割り当てた第2のアドレスとを相互変換するネットワークアドレス変換装置を制御するネットワークアドレス変換制御装置として使用されるコンピュータに、
前記第1の通信ネットワーク上に存在する前記第1のノードのなかで前記第2の通信ネットワーク上の第2のノードと通信を行う第1のノードに割り当てられた第1のアドレスを取得するアドレス取得機能と、
前記アドレス取得機能により取得した第1のアドレスを前記コンピュータがアクセス可能な記憶装置上に所定期間、保存するアドレス保存機能と、
前記第2の通信ネットワーク上の第2のノードが前記第1の通信ネットワーク上の第1のノードと通信を開始する場合、該第1のノードの第1のアドレスが前記記憶装置上に保存されていないことを条件に、該第1のアドレスを前記アドレス取得機能により取得させる取得制御機能と、
前記取得制御機能により取得が制御される前記第1のアドレスへの前記第2のアドレスの割り当てを前記ネットワークアドレス変換装置に要求する要求機能と、
前記要求機能による要求の結果、前記ネットワークアドレス変換装置が前記第1のアドレスに割り当てた第2のアドレスを該ネットワークアドレス変換装置から取得し、前記通信を開始する前記第2のノードに通知する通知機能と、
を実現させるためのネットワークアドレス変換制御プログラム。
(付記2)
前記通知機能により前記ネットワークアドレス変換装置から取得した、前記要求により前記第1のアドレスに割り当てられた第2のアドレスを前記記憶装置に保存する他のアドレス保存機能と、
前記第2の通信ネットワーク上の第2のノードが前記第1の通信ネットワーク上の第1のノードと通信を開始する場合、該第1のノードの第1のアドレスに割り当てられた第2のアドレスが前記記憶装置上に保存されているか否か判定し、該判定結果を基に前記取得制御機能、前記要求機能、及び前記通知機能を制御する通信制御機能と、
を更に実現させることを特徴とする付記1記載のネットワークアドレス変換制御プログラム。
(付記3)
前記ネットワークアドレス変換装置は、前記要求による前記第1のアドレスへの第2のアドレスの割り当てを前記通信が終了した後、該第2のアドレスが割り当てられている状況を基に維持させ、
前記他のアドレス保存機能は、前記ネットワークアドレス変換装置から前記割り当ての解除の通知により、該割り当てが解除される第2のアドレスを前記記憶装置から削除する、
ことを特徴とする付記2記載のネットワークアドレス変換制御プログラム。
(付記4)
前記通信制御機能は、前記第1のノードの第1のアドレスに割り当てられた第2のアドレスが前記記憶装置上に保存されていないと判定した場合、前記取得制御機能、及び前記要求機能を有効とさせて、該要求機能によって前記ネットワークアドレス変換装置から取
得される第2のアドレスを前記通知手段により前記第2のノードに通知させ、該第1のノードの第1のアドレスに割り当てられた第2のアドレスが該記憶装置上に保存されていると判定した場合、該記憶装置上に保存されている第2のアドレスを該通知手段により該第2のノードに通知させる、
ことを特徴とする付記2記載のネットワークアドレス変換制御プログラム。
(付記5)
第1の通信ネットワーク上の第1のノードに割り当てられた第1のアドレスに、第2の通信ネットワーク上で用いられる第2のアドレスを割り当て、該第1のアドレスと該第1のアドレスに割り当てた第2のアドレスとを相互変換するネットワークアドレス変換装置を制御するネットワークアドレス変換制御装置において、
前記第1の通信ネットワーク上に存在する前記第1のノードのなかで前記第2の通信ネットワーク上の第2のノードと通信を行う第1のノードに割り当てられた第1のアドレスを取得するアドレス取得手段と、
前記アドレス取得手段が取得した第1のアドレスを所定期間、保存するアドレス保存手段と、
前記第2の通信ネットワーク上の第2のノードが前記第1の通信ネットワーク上の第1のノードと通信を開始する場合、該第1のノードの第1のアドレスが前記記憶装置上に保存されていないことを条件に、該第1のアドレスを前記アドレス取得手段に取得させる取得制御手段と、
前記取得制御手段により取得が制御される前記第1のアドレスへの前記第2のアドレスの割り当てを前記ネットワークアドレス変換装置に要求する要求手段と、
前記要求手段による要求の結果、前記ネットワークアドレス変換装置が前記第1のアドレスに割り当てた第2のアドレスを該ネットワークアドレス変換装置から取得し、前記通信を開始する前記第2のノードに通知する通知手段と、
を具備することを特徴とするネットワークアドレス変換制御装置。
(付記6)
第1の通信ネットワーク上の第1のノードに割り当てられた第1のアドレスに、第2の通信ネットワーク上で用いられる第2のアドレスを割り当て、該第1のアドレスと該第1のアドレスに割り当てた第2のアドレスとを相互変換するネットワークアドレス変換装置をコンピュータにより制御する方法であって、
前記第1の通信ネットワーク上に存在する前記第1のノードのなかで前記第2の通信ネットワーク上の第2のノードと通信を行う第1のノードに割り当てられた第1のアドレスを取得するアドレス取得工程と、
前記アドレス取得工程により取得した第1のアドレスを所定期間、前記コンピュータがアクセス可能な記憶装置上に保存するアドレス保存工程と、
前記第2の通信ネットワーク上の第2のノードが前記第1の通信ネットワーク上の第1のノードと通信を開始する場合、該第1のノードの第1のアドレスが前記記憶装置上に保存されていないことを条件に、該第1のアドレスを前記アドレス取得手段に取得させる取得制御工程と、
前記取得制御工程により取得が制御される前記第1のアドレスへの前記第2のアドレスの割り当てを前記ネットワークアドレス変換装置に要求する要求工程と、
前記要求工程による要求の結果、前記ネットワークアドレス変換装置が前記第1のアドレスに割り当てた第2のアドレスを該ネットワークアドレス変換装置から取得し、前記通信を開始する前記第2のノードに通知する通知工程と、
を含むことを特徴とするネットワークアドレス変換装置制御方法。
(付記7)
第1の通信ネットワーク上の第1のノードに割り当てられた第1のアドレスに、第2の通信ネットワーク上で用いられる第2のアドレスを割り当て、該第1のアドレスと該第1のアドレスに割り当てた第2のアドレスとを相互変換するネットワークアドレス変換装置として使用されるコンピュータに、
前記第1及び第2の通信ネットワークの何れか一方に存在するネットワークアドレス変換制御装置からの要求により、前記第1のアドレスに第2のアドレスを割り当てる割当機能と、
前記割当機能による割当結果を前記ネットワークアドレス変換制御装置に通知する第1の通知機能と、
前記割当機能による第1のアドレスへの第2のアドレスの割り当てを、該第2のアドレスを用いた相互変換を伴う通信が終了した後、該割り当てが可能な第2のアドレスの状況を基に維持させる割当維持機能と、
前記状況を基に、前記維持させた第2のアドレスの割り当てを前記割当維持機能により解除する場合に、該割り当てを解除する第2のアドレスを前記ネットワークアドレス変換制御装置に通知する第2の通知機能と、
を実現させるためのプログラム。
(付記8)
第1の通信ネットワーク上の第1のノードに割り当てられた第1のアドレスに、第2の通信ネットワーク上で用いられる第2のアドレスを割り当て、該第1のアドレスと該第1のアドレスに割り当てた第2のアドレスとを相互変換するネットワークアドレス変換装置において、
前記第1及び第2の通信ネットワークの何れか一方に存在するネットワークアドレス変換制御装置からの要求により、前記第1のアドレスに第2のアドレスを割り当てる割当手段と、
前記割当手段による割当結果を前記ネットワークアドレス変換制御装置に通知する第1の通知手段と、
前記割当手段による第1のアドレスへの第2のアドレスの割り当てを、該第2のアドレスを用いた相互変換を伴う通信が終了した後、該割り当てが可能な第2のアドレスの状況を基に維持させる割当維持手段と、
前記状況を基に、前記維持させた第2のアドレスの割り当てを前記割当維持手段が解除する場合に、該割り当てを解除する第2のアドレスを前記ネットワークアドレス変換制御装置に通知する第2の通知手段と、
を具備することを特徴とするネットワークアドレス変換装置。
11、21、41 DNSサーバ
11a NAT制御部
11b プライベートアドレスキャッシュ
11c 静的キャッシュ
11d ドメイン名とNAT装置のアドレスの対応表
11e グローバルアドレスキャッシュ
20、40 LAN
30、50 NAT装置
31 制御受付部
32 アドレスプール
33 変換テーブル
HS、HA、HX ホスト(ノード)
Claims (5)
- 第1の通信ネットワーク上の第1のノードに割り当てられた第1のアドレスに、第2の通信ネットワーク上で用いられる第2のアドレスを割り当て、該第1のアドレスと該第1のアドレスに割り当てた第2のアドレスとを相互変換するネットワークアドレス変換装置を制御するネットワークアドレス変換制御装置として使用されるコンピュータに、
前記第1の通信ネットワーク上に存在する前記第1のノードのなかで前記第2の通信ネットワーク上の第2のノードと通信を行う第1のノードに割り当てられた第1のアドレスを取得するアドレス取得機能と、
前記アドレス取得機能により取得した第1のアドレスを前記コンピュータがアクセス可能な記憶装置上に所定期間、保存するアドレス保存機能と、
前記第2の通信ネットワーク上の第2のノードが前記第1の通信ネットワーク上の第1のノードと通信を開始する場合、該第1のノードの第1のアドレスが前記記憶装置上に保存されていないことを条件に、該第1のアドレスを前記アドレス取得機能により取得させる取得制御機能と、
前記取得制御機能により取得が制御される前記第1のアドレスへの前記第2のアドレスの割り当てを前記ネットワークアドレス変換装置に要求する要求機能と、
前記要求機能による要求の結果、前記ネットワークアドレス変換装置が前記第1のアドレスに割り当てた第2のアドレスを該ネットワークアドレス変換装置から取得し、前記通信を開始する前記第2のノードに通知する通知機能と、
を実現させるためのネットワークアドレス変換制御プログラム。 - 前記通知機能により前記ネットワークアドレス変換装置から取得した、前記要求により前記第1のアドレスに割り当てられた第2のアドレスを前記記憶装置に保存する他のアドレス保存機能と、
前記第2の通信ネットワーク上の第2のノードが前記第1の通信ネットワーク上の第1のノードと通信を開始する場合、該第1のノードの第1のアドレスに割り当てられた第2のアドレスが前記記憶装置上に保存されているか否か判定し、該判定結果を基に前記取得制御機能、前記要求機能、及び前記通知機能を制御する通信制御機能と、
を更に実現させることを特徴とする請求項1記載のネットワークアドレス変換制御プログラム。 - 前記ネットワークアドレス変換装置は、前記要求による前記第1のアドレスへの第2のアドレスの割り当てを前記通信が終了した後、該第2のアドレスが割り当てられている状況を基に維持させ、
前記他のアドレス保存機能は、前記ネットワークアドレス変換装置から前記割り当ての解除の通知により、該割り当てが解除される第2のアドレスを前記記憶装置から削除する、
ことを特徴とする請求項2記載のネットワークアドレス変換制御プログラム。 - 第1の通信ネットワーク上の第1のノードに割り当てられた第1のアドレスに、第2の通信ネットワーク上で用いられる第2のアドレスを割り当て、該第1のアドレスと該第1のアドレスに割り当てた第2のアドレスとを相互変換するネットワークアドレス変換装置を制御するネットワークアドレス変換制御装置において、
前記第1の通信ネットワーク上に存在する前記第1のノードのなかで前記第2の通信ネットワーク上の第2のノードと通信を行う第1のノードに割り当てられた第1のアドレスを取得するアドレス取得手段と、
前記アドレス取得手段が取得した第1のアドレスを所定期間、保存するアドレス保存手段と、
前記第2の通信ネットワーク上の第2のノードが前記第1の通信ネットワーク上の第1
のノードと通信を開始する場合、該第1のノードの第1のアドレスが前記記憶装置上に保存されていないことを条件に、該第1のアドレスを前記アドレス取得手段に取得させる取得制御手段と、
前記取得制御手段により取得が制御される前記第1のアドレスへの前記第2のアドレスの割り当てを前記ネットワークアドレス変換装置に要求する要求手段と、
前記要求手段による要求の結果、前記ネットワークアドレス変換装置が前記第1のアドレスに割り当てた第2のアドレスを該ネットワークアドレス変換装置から取得し、前記通信を開始する前記第2のノードに通知する通知手段と、
を具備することを特徴とするネットワークアドレス変換制御装置。 - 第1の通信ネットワーク上の第1のノードに割り当てられた第1のアドレスに、第2の通信ネットワーク上で用いられる第2のアドレスを割り当て、該第1のアドレスと該第1のアドレスに割り当てた第2のアドレスとを相互変換するネットワークアドレス変換装置をコンピュータにより制御する方法であって、
前記第1の通信ネットワーク上に存在する前記第1のノードのなかで前記第2の通信ネットワーク上の第2のノードと通信を行う第1のノードに割り当てられた第1のアドレスを取得するアドレス取得工程と、
前記アドレス取得工程により取得した第1のアドレスを所定期間、前記コンピュータがアクセス可能な記憶装置上に保存するアドレス保存工程と、
前記第2の通信ネットワーク上の第2のノードが前記第1の通信ネットワーク上の第1のノードと通信を開始する場合、該第1のノードの第1のアドレスが前記記憶装置上に保存されていないことを条件に、該第1のアドレスを前記アドレス取得手段に取得させる取得制御工程と、
前記取得制御工程により取得が制御される前記第1のアドレスへの前記第2のアドレスの割り当てを前記ネットワークアドレス変換装置に要求する要求工程と、
前記要求工程による要求の結果、前記ネットワークアドレス変換装置が前記第1のアドレスに割り当てた第2のアドレスを該ネットワークアドレス変換装置から取得し、前記通信を開始する前記第2のノードに通知する通知工程と、
を含むことを特徴とするネットワークアドレス変換装置制御方法。
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