JP5579127B2

JP5579127B2 - パケット応答方法及び装置

Info

Publication number: JP5579127B2
Application number: JP2011120844A
Authority: JP
Inventors: 正樹南; 一郎井上; 存史松本
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2011-05-30
Filing date: 2011-05-30
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2031-05-30
Also published as: JP2012249180A

Description

本発明は、パケット応答方法及び装置に係り、特に、ネットワーク上に存在する宛先不明のパケットに対して、パケットを返信するためのパケット応答方法及び装置に関する。

ネットワーク上の宛先不明パケットに対して、パケットを返信するパケット応答技術として、伝送制御プロトコルのTCP(Transmission Control Protocol)リセット返信装置を設置するようなことが考えられる（例えば、特許文献１参照）。当該リセット返信装置は、ノードからネットワークアクセスシステム上のWWWサーバなどへのTCPセッション確立要求パケットを受信し、当該TCPセッション確立要求パケットの宛先アドレス（WWWサーバ）への接続経路の有無を判定し、接続経路がない場合には、その宛先アドレスではTCPセッションを確立できないことを通知するTCPリセットパケットをTCPセッション確立要求パケットの送信元のノードに返信するものである。

特許４４７２６５１号公報

従来のインターネットでは、IPv4アドレスによるパケット転送が主流である。しかし、IPv4アドレスが枯渇し、インターネットに接続する装置はIPv6アドレスの具備が進むものと考えられる。

IPv4アドレスとIPv6アドレスは併用可能であり、IPv4アドレスとIPv6アドレスの両方が具備されている装置では一般的にはIPv6アドレスが優先的に利用され、IPv6アドレスによる相手先への到達ができない場合は、IPv4アドレスを利用する機構を備えている。

また、IPv4アドレスとIPv6アドレスの両方が具備されている装置がIPv6アドレスによる相手先への到達ができないと判断することを促進するためには、ネットワーク側には、到達できない旨（ICMPのnetwork unreachableやTCPのTCP RESET）を返信する機構を備える必要がある。

しかし、IPv6アドレスへの置き換えが進むと、IPv6パケット量が増え、当該機構を上記のような到達できない旨を返信する機構には多大な負荷がかかり、その対策として、負荷に見合う当該機構を備えた装置を増設するコストの面で課題がある。

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、パケットの情報から、優先的に返信を返すパケットと返さないパケットに区別し、優先的なパケットには十分な負荷に耐えうるようにし、そうでないものには、必要最低限の負荷に耐えうるように区別することで当該機構を備えた装置の増設数の低減を行うことが可能なパケット応答方法及び装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、ネットワーク上に存在する宛先不明のパケットに対して、パケットを返信するためのパケット応答方法であって、
パケット受信手段が、パケットを受信するパケット受信ステップと、
照合手段が、受信した前記パケットの情報に基づいて、パケットの特徴を保持するデータベースを参照して、パケットの特徴を照合し、パケットの“優先”、“非優先”を決定する照合ステップと、
パケット返信手段が、当該処理を行う装置の負荷が高い場合は、前記照合ステップで“優先”と決定されたパケットのみをキューに入れ、負荷が低い場合は、“優先”と決定されたパケット及び“非優先”と決定されたパケットの両方をキューに入れ、優先的に返すべきパケットから返信パケットを返信するパケット返信ステップと、を行う。

また、前記照合ステップにおいて、
照合するパケットの特徴として、送信元アドレス、送信先アドレス、プロトコル、送信元ポート番号、送信先ポート番号のいずれか１つ以上を用いて照合する。

また、前記照合ステップにおいて、
照合するパケットの特徴として、トラヒッククラス、または、メディアタイプを用いて照合する。

上記のように本発明では、パケットの情報から、優先的に返信を返すパケットと返さないパケットに区別し、優先的なパケットには十分な負荷に耐えうるようにし、そうでないものには、必要最低限の負荷に耐えうるように区別することで当該機構を備えた装置の増設数の低減を行うことが可能になる。これにより、ネットワーク上に存在する宛先不明パケットに対して、パケットを返信するパケット応答技術において、IPv6アドレスへの置き換えが進み、IPv6パケットが増えた際の対策として、パケットを返信する機構を備えた装置を増設するコストを減らすことができる。

本発明の一実施の形態におけるパケット応答装置の構成図である。本発明の一実施の形態におけるパケット応答装置のフローチャートである。本発明の第１の実施例のシステム構成図である。本発明の第２の実施例のシステム構成図である。

以下図面と共に、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施の形態におけるパケット応答装置の構成を示す。

同図に示すパケット応答装置は、パケット受信部１０、照合・判定部２０、優先情報データベース３０、パケット登録部４０、メモリ５０、送信制御部６０から構成される。

優先情報データベース３０は、IPv6アドレスによる相手先への到達ができないことを通知すべきパケットの特性として、ネットワーク接続される装置の識別情報（アドレス）と「優先」「非優先」の種別が格納されており、照合・判定部２０が当該優先情報データベース３０を参照することにより、送信元のパケットのアドレスに対応する種別が「優先」であるか否かを判定する。これにより、「優先」である場合には、パケット登録部４０がメモリ５０の優先キューに返信パケット登録する。

また、メモリ５０には、優先的に返信を返すパケットを格納する優先キューと、それ以外のパケットを格納する非優先キューを有する。

図２は、本発明の一実施の形態におけるパケット応答装置のフローチャートである。

パケット応答装置において、パケット受信部１０がネットワークを介してパケットを受信する（ステップ１）。次に、照合・判定部２０は、受信したパケットの送信元アドレスに基づいて優先情報データベース３０の情報を照合する（ステップ２）。照合・判定部２０は、照合した結果、"優先"であるかを判断し（ステップ３）、優先であれば、パケット登録部４０がメモリ５０の優先キューに返信パケットを登録する（ステップ４）。そうでなければ（"非優先"）、メモリ５０の非優先キューが空いているかを判断し（ステップ５）、空いていれば、非優先キューに返信パケットを登録する（ステップ６）。送信制御部６０は、優先キュー、及び、非優先キューではキューにパケットがあれば（ステップ７）、そのパケットを送信し（ステップ８）、なければ、パケットがキューに登録されるまで待つ（ステップ９）。

［第１の実施例］
図３は、本発明の第１の実施例のシステム構成図である。

同図に示すシステムにおいて、IPv4アドレスとIPv6アドレスの両方が具備されている装置１〜装置１００が接続されているネットワーク１がある。このネットワーク１には、IPv4インターネットのみに接続されている。ネットワーク１内には、前述した図1に示す講師を有するパケット応答装置１０１が導入されており、ネットワーク１はIPv6パケットがパケット応答装置１０１に到達するように設定されている。

パケット応答装置１０１には同時５０台の装置までの性能を持つパケット返信機能をもっている。パケット応答装置１０１の優先情報データベース３０は、装置１〜２０の送信元アドレスからは"優先"と登録されている。また、パケット応答装置１０１は優先的にパケットを返信するために、メモリ５０内に２つのキューをもっており、一つ目のキュー（以下優先キュー）は優先登録されている数２０台、もうひとつのキュー（以下非優先キュー）はパケット応答装置１０１の最大性能５０台からを一つ目キューからの残り３０台に設定される。

装置２０１はIPv4インターネットとIPv6インターネットにつながれている。装置１〜装置１００は装置２０１のIPv4アドレスとIPv6アドレスを、DNS等のアドレス解決技術によって知ることができるとする。

装置１から装置２０１に通信する場合は、装置１は装置２０１のDNS等のアドレス解決技術によりIPv4アドレスとIPv6アドレスを取得する。装置１は装置２０１のIPv6アドレスを使って、装置２０１への通信を試みる。装置1からのIPv6パケットはネットワーク１を通じてパケット応答装置１０１に到達する。パケット応答装置１０１の照合・判定部２０において、装置１からのIPv6パケットのアドレスに基づいて当該パケット応答装置１０１の優先情報データベース３０を参照する。参照した結果、優先情報データベース３０に、"優先"が設定されていた場合は、優先的に返信すると判断し、パケット登録部４０により優先キューに登録される。パケット応答装置１０１は、送信制御部６０からキューに応じて「パケットが到達できない」旨を示すパケットを返信する。

これにより、装置１はネットワーク１からの相手先に「パケットが到達できない」旨を示すパケットを受け取ることにより、IPv6アドレスを用いた接続をあきらめ、IPv4アドレスを用いた接続を試みる。その結果、IPv4インターネット経由で装置１０１に到達する。

装置２１から装置２０１に通信する場合は、上記の装置１からの同様の手順で、非優先キューに登録され、パケットが返信される。

装置１〜装置１００が同時に、装置２０１に通信しようとする場合は、装置１〜装置２０のすべては優先キューに登録され、パケットは返信されるが、装置２１〜装置１００の３０台については非優先キューに登録され、パケットは返信されるが、残りの５０台については非優先キューに登録することはできないため、パケットは返信されないことになる。

このように、パケット応答装置１０１の性能以上のパケットが到達しても、優先されたパケットについてはすべて返信し、そうでないものは性能限界まで返信することとなる。この実施例では、優先された装置１〜２０には返信パケットが必ず到着するが、優先情報データベース３０のレコードを変更することで装置１〜２０のいずれかの装置を非優先にしたり、装置１〜２０以外のいずれかの装置を優先にしたりすることが可能である。

また、本実施例では、パケットの情報として送信元アドレスを用いてデータベースを参照する例を示したが、それに加えて、送信先アドレス、プロトコル、送信元ポート番号、送信先ポート番号を1つ以上用いて、優先、非優先を区別することも可能である。

また、本実施例ではパケット応答装置１０１は最大性能５０台としているが、装置のCPU使用量、メモリ使用量などの装置状態を監視し、装置負荷が高いときは優先のみキューに入れ、低いときは優先と非優先の両方をキューに入れることも可能である。

［第２の実施例］
図４は、本発明の第２の実施の例のシステム構成を示す。

同図に示すシステムおいて、IPv4アドレスとIPv6アドレスの両方が具備されている装置３０１〜装置４００が接続されているネットワーク２がある。このネットワーク２には、IPv4インターネットのみに接続されている。ネットワーク２内には、本発明のパケット応答装置４０１が導入されており、ネットワーク１はIPv6パケットがパケット応答装置４０１に到達するように設定されている。パケット応答装置４０１には同時５０台の装置までの性能を持つパケット返信機能をもっているものとする。

装置５０１〜装置５０３はIPv4インターネットとIPv6インターネットにつながれている。装置５０１は、インターネット電話サービス、装置５０２は映像配信サービス、装置５０３はインターネットWebサービス、をそれぞれ提供している。

装置３０１〜装置４００は装置５０１〜装置５０３のIPv4アドレスとIPv6アドレスを、DNS等のアドレス解決技術によって知ることができるとする。また、装置３０１〜装置４００はインターネット電話サービス、映像配信サービス、インターネットWebサービス、を区別するため、IPv6ヘッダにあるトラヒッククラスを用いて、それぞれのサービスを識別できるようにして、パケットを発信する。

パケット応答装置４０１の優先情報データベース３０には、トラヒッククラスが、「インターネット電話サービス」と「映像配信サービス」については優先と登録されている。また、パケット応答装置４０１は優先的にパケットを返信するために、２つのキューをもっており、一つ目のキュー（以下「優先キュー」と記す）には２０台、もうひとつのキュー（以下「非優先キュー」と記す）には装置４０１の"最大性能５０台から"を優先キーから"残り３０台"に設定される。

装置３０１から装置５０１に通信する場合は、装置３０１は装置５０１のDNS等のアドレス解決技術によりIPv4アドレスとIPv6アドレスを取得する。装置３０１は装置５０１のIPv6アドレスを使って、トラヒッククラスを「インターネット電話サービス」として、装置５０１への通信を試みる。装置３０1からのIPv6パケットはネットワーク２を通じてパケット応答装置４０１に到達する。

パケット応答装置４０１は、装置３０１から受信したIPv6のパケットに基づいて、優先情報データベース３０の装置３０１からのトラヒッククラスを参照する。参照した結果、「インターネット電話サービス」を利用しようとしている装置３０１は優先的に返信すると判断されると、パケット登録部４０は、優先キューに登録する。パケット応答装置４０１は、送信制御部６０からキューに応じて「パケットが到達できない」旨を示すパケットを返信する。

装置３０１はネットワーク２からの相手先に「パケットが到達できない」旨を示すパケットを受け取ることにより、IPv6アドレスを用いた接続をあきらめ、IPv4アドレスを用いた接続を試みる。その結果、IPv4インターネット経由で装置５０１に到達する。

装置３０１から装置５０３に通信する場合は装置５０１宛へと同様の手順で、「インターネットWebサービス」として、発信し、パケット応答装置４０１では非優先キューに登録され、パケットが返信される。

装置３０１〜装置４００が同時に、装置５０１〜装置５０３のいずれかに通信しようとする場合は、「インターネット電話サービス」と「映像配信サービス」になる装置５０１〜装置５０２宛のパケットは優先キューに入り、パケットは返信され、「インターネットWebサービス」になる装置５０２宛のパケットついては、非優先キューに入り、パケットは返信される。このとき、「インターネットWebサービス」が３０台を超え、非優先キューに登録することができない場合は、超えた分については、パケットは返信されないことになる。

この例では、サービスの種別にトラヒッククラスを用いているが、マルチメディアのセッション制御するSIPのm=行などで具備されている、メディアタイプを用いて、優先、非優先を区別することも可能である。

なお、図１に示すパケット応答装置の構成要素の動作をプログラムとして構築し、パケット応答装置として利用されるコンピュータにインストールして実行させる、または、ネットワークを介して流通させることが可能である。

なお、本発明は、上記の実施の形態及び実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々変更・応用が可能である。

１０パケット受信部
２０照合・判定部
３０優先情報データベース
４０パケット登録部
５０メモリ
６０送信制御部
１〜１００，２０１，３０１〜４００，５０１装置
１０１，４０１パケット応答装置

Claims

ネットワーク上に存在する宛先不明のパケットに対して、パケットを返信するためのパケット応答方法であって、
パケット受信手段が、パケットを受信するパケット受信ステップと、
照合手段が、受信した前記パケットの情報に基づいて、パケットの特徴を保持するデータベースを参照して、パケットの特徴を照合し、パケットの“優先”、“非優先”を決定する照合ステップと、
パケット返信手段が、当該処理を行う装置の負荷が高い場合は、前記照合ステップで“優先”と決定されたパケットのみをキューに入れ、負荷が低い場合は、“優先”と決定されたパケット及び“非優先”と決定されたパケットの両方をキューに入れ、優先的に返すべきパケットから返信パケットを返信するパケット返信ステップと、
を行うことを特徴とするパケット応答方法。
前記照合ステップにおいて、
照合するパケットの特徴として、送信元アドレス、送信先アドレス、プロトコル、送信元ポート番号、送信先ポート番号のいずれか１つ以上を用いて照合する
請求項１記載のパケット応答方法。
前記照合ステップにおいて、
照合するパケットの特徴として、トラヒッククラス、または、メディアタイプを用いて照合する
請求項１記載のパケット応答方法。
ネットワーク上に存在する宛先不明のパケットに対して、パケットを返信するためのパケット応答装置であって、
パケットを受信するパケット受信手段と、
受信した前記パケットの情報に基づいて、パケットの特徴を保持するデータベースを参照して、パケットの特徴を照合し、パケットの“優先”、“非優先”を決定する照合手段と、
当該処理を行う装置の負荷が高い場合は、前記照合手段で“優先”と決定されたパケットのみをキューに入れ、負荷が低い場合は、“優先”と決定されたパケット及び“非優先”と決定されたパケットの両方をキューに入れ、優先的に返すべきパケットから返信パケットを返信するパケット返信手段と、
を有することを特徴とするパケット応答装置。
前記照合手段は、
照合するパケットの特徴として、送信元アドレス、送信先アドレス、プロトコル、送信元ポート番号、送信先ポート番号のいずれか１つ以上を用いて照合する手段を含む
請求項４記載のパケット応答装置。
前記照合手段は、
照合するパケットの特徴として、トラヒッククラス、または、メディアタイプを用いて照合する手段を含む
請求項４記載のパケット応答装置。