JP6672428B2 - 通信装置、通信システム、通信方法及びプログラム - Google Patents
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Description
このような状況の中で、ユーザがデバイスを持ち運ぶことで無線LANの領域から外れてしまいネットワークから切断されることや、デバイスのモードの変更や電源のオフ等によってネットワークから切断されることが発生してきている。
このような場合、通信開始時の処理を毎回実行しなければならないという課題が存在する。特許文献1では、先行したネゴシエーション手順によって、サービス情報を取得して、ネゴシエーション手順を省略するという方法が開示されている。
図1は、通信システムのシステム構成の一例を示す図である。
通信システムは、ネットワーク100を介して、通信装置101とサーバ102とが通信可能に接続されている。本実施形態におけるネットワーク100は、インターネット、WAN(Wide Area Network)、LAN(Local Area Network)等の複合であってもよい。
通信装置101は、ネットワーク100を通じて、サーバ102とHTTP/1.1及びHTTP/2通信を行う。通信装置101の一例としては、例えば、デジタルカメラ等である。但し、このことは本実施の形態を制限するものではない。通信装置101は、接続要求元の通信装置、第1の通信装置の一例である。また、サーバ102は、接続先の通信装置、第2の通信装置の一例である。
より具体的説明すると、図2(a)は、通信装置101のハードウェア構成の一例を示す図である。図2(b)は、サーバ102のハードウェア構成の一例を示す図である。
図2(a)に示されるように、通信装置101は、ハードウェア構成として、CPU10と、メモリ11と、HD12と、ネットワーク制御装置13と、操作表示装置14と、撮像装置15と、を含む。そして、これらのハードウェア構成が、バス16を介して接続されている。
CPU10は、通信装置101の全体を制御する制御部である。CPU10が、メモリ11又はHD12等に記憶されているプログラムに基づき処理を実行することによって、後述する通信装置101のソフトウェア構成及び通信装置101のフローチャートの処理が実現される。メモリ11は、ブートプログラムや、CPU10が処理を実行する際に利用する予め定められたデータ等を記憶する。HD12は、プログラムやCPU10が処理を実行する際に利用するデータ、画像データ等を記憶する。ネットワーク制御装置13は、通信装置101をネットワーク100に接続し、CPU10の制御に基づき、ネットワーク100を介した他の装置との通信を制御する。操作表示装置14は、CPU10の制御に基づき、画像データ等を表示したり、ユーザ操作を受け付け、受け付けた操作に係る操作情報をCPU10に通知したりする。撮像装置15は、CPU10の制御に基づき、撮像を制御する。尚、図2(a)のハードウェア構成は、通信装置101をデジタルカメラとした場合の一例である。
CPU20は、サーバ102の全体を制御する制御部である。CPU20が、メモリ21又はHD22等に記憶されているプログラムに基づき処理を実行することによって、後述するサーバ102のソフトウェア構成及びサーバ102のフローチャートの処理が実現される。メモリ21は、ブートプログラムや、CPU20が処理を実行する際に利用する予め定められたデータ等を記憶する。HD22は、プログラムやCPU20が処理を実行する際に利用するデータ等を記憶する。ネットワーク制御装置23は、サーバ102をネットワーク100に接続し、CP210の制御に基づき、ネットワーク100を介した他の装置との通信を制御する。表示装置24は、CPU20の制御に基づき、データを表示する。入力装置25は、ユーザ操作を受け付け、受け付けた操作に係る操作情報をCPU20に通知する。
通信部201は、TCP/IP処理、及び、TLS(Transport Layer Security)処理を行う。
表示部202は、接続完了や接続エラーの表示を行う。表示部202は、操作表示装置14を用いて表示を行う。通信装置101は、接続完了や接続エラーを表示してもよいし、これに限らず、イベント情報をユーザに音や振動等で通知してもよい。
データ保存部203は、サーバの識別子に関連付けられた設定情報(後述する図8を参照)をHD12等に保持、管理する。本実施形態では、図8に示されるような情報を通信装置101内で保持するものとして説明を行う。しかし、これに限らず、通信装置101は、ネットワークを介した別の装置上に登録されている情報を参照等、利用するようにしてもよい。サーバの識別子は、接続先の通信装置(サーバ)を識別する識別情報の一例である。
設定部204は、データ保存部203で保持している設定情報に基づき通信のパラメータを設定する。
判断部205は、指定された識別子に応じて保持している設定情報の設定を行うか否かを判断する。更に、判断部205は、セキュリティ通信の有無、設定フェーズをスキップできるか否か等を判断する。
通信手順スキップ部207は、通信開始時のハンドシェイク及び設定の手順をスキップする。
選択部208は、HTTP/1.1とHTTP/2とからプロトコルを選択する。
入力部209は、URI、IPアドレス及びポート番号、Session−ID等の識別子の入力を行う。入力部209は、操作表示装置14等に表示されたUIを介したユーザ操作に応じて、識別子を入力してもよいし、NFCやBluetooth(登録商標)等を用いて他の装置等より取得された識別子を入力してもよい。また、入力部209は、通信装置101のアプリケーション等が記憶している識別子をアプリケーション等より受け取り、入力してもよい。
本実施形態では、プロトコルとしてHTTP/1.1とHTTP/2とを例にあげて説明するが、これに限らず、SPDY、QUICであってもよいし、その他の異種のプロトコル間の切り替えであってもよい。HTTP/1.1は、第1の通信プロトコルの一例である。HTTP/2は、第2の通信プロトコルの一例である。
通信部801は、TCP/IP処理、及び、TLS(Transport Layer Security)処理を行う。
応答部802は、通信切り替えに対する受領メッセージを送信する。応答部802は、通信の切り替え方法がClient connection prefaceである場合、HTTP 200 OKを送信する。また、応答部802は、通信の切り替え方法がHTTP/1.1 Upgrade headerである場合、HTTP 101 Switching Protocolsを送信する。応答部802は、通信の切り替え方法がTLS ALPNフィールド付きのClient Helloである場合、TLS ALPN付きServer Helloを送信する。
データ保存部803は、識別子に関連付けられた設定情報をHD22等に保持、管理する。本実施形態では、設定情報等をサーバ102内で保持するものとして説明を行う。しかし、これに限らず、サーバ102は、ネットワークを介した別の装置上に保持されている設定情報を参照等、利用するようにしてもよい。
設定部804は、データ保存部803で保持している設定情報に基づき通信のパラメータを設定する。
通信手順切り替え部806は、HTTP/1.1とHTTP/2との通信を切り替える。
通信手順スキップ部807は、通信開始時のハンドシェイク及び設定の手順をスキップする。
選択部808は、HTTP/1.1とHTTP/2とからプロトコルを選択する。
入力部809は、URI、IPアドレス及びポート番号、Session−ID等の識別子の入力を行う。入力部809は、入力装置25等に表示されたUIを介したユーザ操作に応じて、識別子を入力してもよいし、NFCやBluetooth等を用いて他の装置等より取得された識別子を入力してもよい。また、入力部809は、アプリケーション等が記憶している識別子をアプリケーション等から受け取り、入力してもよい。
S301において、入力部209は、ユーザ、又は、アプリケーションから識別子を受け付け、入力し、S302に進む。ここでの識別子とは、URI、IPアドレス及びポート番号、Session−ID、その他、通信相手であるサーバ102を識別するための情報である。
S302において、判断部205は、入力された識別子から、通信処理のハンドシェイク及び設定等の処理のスキップを行うか否かの判断を行う。判断部205は、指定された識別子が図8に示すようなテーブルに含まれているかを確認し、含まれている場合、前記処理をスキップすると判断し(S302においてYes)、S303に進む。一方、判断部205は、指定された識別子が前記テーブルに含まれていない場合、前記処理はスキップしないと判断し(S302においてNo)、S312に進む。
S304において、通信部201は、サーバ102にTCP接続を開始し、S306に進む。
一方、S305において、通信部201は、サーバ102にTLS接続を開始し、S306に進む。
S306において、通信手順スキップ部207は、サーバ102にHTTP/2通信を開始するためにClient connection prefaceを送信する。通信手順スキップ部207は、HTTP/1.1からHTTP/2にアップグレードを行うための通信手順をスキップしている。Client connection prefaceは、第2の通信プロトコルによる接続開始要求の一例である。
S308において、判断部205は、通信途中にプロトコルを変更できる機能があるか否かを判断する。判断部205は、通信途中にプロトコルを変更できる機能がないと判断すると(S308においてNo)、S309に進み、通信途中にプロトコルを変更できる機能があると判断すると(S308においてYes)、S316に進む。
S309において、判断部205は、TCP又はTLSの接続を切断した上で、S312に進む。
一方、S310において、設定部204は、図8に示す設定情報を適用し、S311に進む。
S311において、通信手順スキップ部207は、SETTINGSフレームによる通信情報の設定のフェーズをスキップし、図5に示す処理を終了する。
S313において、通信部201は、サーバ102にTLS接続を開始し、S314に進む。
S314において、通信手順切り替え部206は、TLSのClient HelloメッセージのALPN(Layer Protocol Negotiation)領域を利用して、プロトコルアップグレードの要求をサーバ102に送信し、S317に進む。
S314からS317に進んだ場合、S317において、通信手順切り替え部206は、サーバ102から受信したServer HelloメッセージのALPNフィールドに含まれるメッセージを解析し、プロトコルアップグレードに成功したか否かを判断する。
S316において、通信手順切り替え部206は、HTTPのupgradeヘッダを用いたプロトコルアップグレードをサーバ102に送信し、S317に進む。
S316からS317に進んだ場合、S317において、通信手順切り替え部206は、サーバ102から受信したSwitching Protocolのレスポンスを解析し、プロトコルアップグレードに成功したか否かを判断する。
S317において、通信手順切り替え部206は、プロトコルアップグレードに成功し、HTTP/2接続が可能であると判断した場合(S317においてYes)、S318に進む。一方、通信手順切り替え部206は、プロトコルアップグレードに成功せず、HTTP/2接続が可能でないと判断した場合(S317においてNo)、S321に進む。
S317の処理は、通信可否判断の処理の一例である。
S319において、通信手順切り替え部206は、SETTINGSフレームの交換による設定情報を取得し、S320に進む。SETTINGSフレームの交換による設定情報は、例えば、ヘッダのテーブルサイズ、サーバのプッシュのありなし、最大ストリーム数、初期Window Size、データ圧縮のありなし等の情報である。
S320において、データ保存部203は、サーバ102の識別子に対応付けて、交換した設定情報を保存し、図5に示す処理を終了する。
一方、S321において、通信部201は、HTTP/1.1での通信を開始し、S322に進む。
S322において、データ保存部203は、サーバ102の識別子に対応付けて、HTTP/1.1接続にのみ対応したサーバであることを保存し、図5に示す処理を終了する。
本実施形態では、通信装置101は、指定された識別子に応じてサーバ102との間で設定のスキップを行うと決定する。通信装置101とサーバ102とは、TLSによるセキュリティ通信を行う(図5のS302でYes、S303でYes)。通信装置101は、通信装置101のアプリケーションによって指定された識別子(session−ID)を取得する。そして、通信装置101は、識別子を鍵として図8に示されるテーブルを検索し、設定情報があるか否かの判断を行い、識別子に対応する設定情報があった場合には設定情報を利用する。
M401において、通信装置101は、サーバ102にClient helloを送信する(図5のS305)。
M402において、サーバ102は、通信装置101にServer helloを送信する(図5のS305)。
本実施形態では、M401、及び、M402において、ALPNフィールドで指定されるプロトコルアップグレードを省略しているが、これに限らず、省略せずに記載するようにしてもよい。
通信装置101は、HTTP/2を開始すると判断する。
その後、通信装置101とサーバ102とは、過去の設定情報を適用した上で、HTTP/2通信を開始する。
本実施形態では、設定情報とは、例えば、ヘッダのテーブルサイズ、サーバのプッシュのありなし、最大ストリーム数、初期Window Size、データ圧縮のありなし、ヘッダ圧縮辞書等である。通信装置101とサーバ102とは、ヘッダ圧縮の辞書として、予め設定してあるものを利用してもよいし、通信開始後の手順によって追記、更新された辞書を利用してもよい。また、本実施形態では、通信装置101とサーバ102とは、過去の設定情報を適用するものとして説明を行ったが、これに限るものではない。例えば、通信装置101とサーバ102とは、それぞれ別の装置上のデータベースに保存してある予め決められた設定情報をダウンロードして適用してもよい。
S501において、通信部801は、通信装置101とTCP接続又はTLS接続を行い、S502に進む。
S502において、判断部805は、通信装置101からClient connection prefaceを受信したか否かの判断を行う。判断部805は、Client connection prefaceを受信したと判断した場合(S502においてYes)、S503に進む。一方、判断部805は、Client connection prefaceを受信しなかったと判断した場合(S502においてNo)、S507に進む。
S505において、通信手順スキップ部807は、SETTINGSフレームによる通信情報の設定のフェーズをスキップし、S506に進む。実施形態では、通信手順スキップ部807は、全ての設定フェーズをスキップするものとして説明を行ったが、これに限らず、設定された一部の設定フェーズのみをスキップするようにしてもよい。
S506において、応答部802は、通信装置101にClient connection prefaceの受信を示すHTTP 200 OKの応答を返信し、図7に示す処理を終了する。
S507において、判断部805は、プロトコルアップグレードの要求を受信したか否かを判断する。判断部805は、プロトコルアップグレードの要求を受信したと判断すると(S507においてYes)、S508に進み、プロトコルアップグレードの要求を受信しなかったと判断すると(S507においてNo)、S515に進む。
S508において、通信手順切り替え部806は、プロトコルのアップグレード方法を確認する。通信手順切り替え部806は、通信装置101から受信した内容等に基づいて、プロトコルのアップグレード方法を判断する。通信手順切り替え部806は、TLS ALPNフィールドを用いたClient Helloでプロトコルアップグレードを行うと判断した場合(S508においてClient Hello ALPN)、S509に進む。通信手順切り替え部806は、HTTP/1.1 Upgradeヘッダによる切り替えと判断した場合(S508においてプロトコルアップグレードヘッダ)、S511に進む。
S510において、応答部802は、TLS ALPNフィールドを用いたServer Helloでプロトコルのアップグレードを受け付けたことを通信装置101に返信し、S513に進む。
S512において、応答部802は、HTTP 101 Switching Protocolsでプロトコルのアップグレードを受け付けたことを通信装置101に返信し、S513に進む。
S513において、通信部201は、SETTINGSフレームの交換を行い、通信の設定情報を受信し、S514に進む。
S514において、データ保存部803は、交換した設定情報を保存し、図7に示す処理を終了する。
一方、S515において、通信部201は、HTTP/1.1通信を継続し、図7に示す処理を終了する。
ここでのサーバの識別子は、session−ID、IPアドレス及びポート番号、URI等である。これに限るものではなく、通信相手を一意に指定できればいいため、例えば、SIP URI等の他の識別子であってもよい。
設定情報としては、ヘッダのテーブルサイズ、サーバプッシュの有無、最大ストリーム数、初期Window Size、データ圧縮の有無、ヘッダ圧縮の辞書、暗号通信の有無等である。本実施形態では、SETTINGSフレームで交換する情報のみを設定情報として記憶するものとして説明を行ったが、これに限らず、他のレイヤの設定情報等を利用してもよい。例えば、MTUサイズ、TCPのWindow Size、アプリケーションのプロトコル情報、アプリケーションの設定情報等である。
尚、説明の簡略化のため省略しているが、サーバ102でも図8と同様のエントリを保持する。その場合、サーバの識別子としている部分は通信装置101の識別子となる。通信装置101の識別子は、接続要求元の通信装置の識別情報の一例である。
M701において、通信装置101は、サーバ102にTCP接続を行い、HTTP/1.1による通信を開始する。
M702において、サーバ102は、通信装置101のTCP接続を受け付け、HTTP/1.1による通信を開始する。
これ以後、通信装置101とサーバ102とはHTTP/1.1通信を行う(M706)。
通信装置101は、HTTP/1.1を利用していたが、アプリケーションの決定によりHTTP/2通信に変更する。
M703において、通信装置101は、HTTP/2にプロトコルをアップグレードするために、サーバ102にHTTP/1.lのupgrade headerを送信する。
M704において、サーバ102は、通信装置101からのプロトコルのアップグレードを受け付けると、HTTP 101 Switching Protocolsを返信する。
M703〜M704において、通信装置101とサーバ102とは通信手順をスキップするか否かの判断を行い、スキップする場合、設定情報を適用した上でHTTP/2通信を行う(M705)。
また、通信装置101とサーバ102との間で最適なパラメータを予め設定、又は、設定情報用のデータベース上に設置しておけば、煩雑なプロトコル開始時の設定処理を低減することができる。例えば、通信装置101とサーバ102とがカメラのような組み込み機器の場合、通信の接続と切断とが頻繁に発生する。このとき、通信装置101とサーバ102との通信手順やパラメータ設定の処理回数が多くなるため、更に上述した実施形態による処理の効果が見込める。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読み出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
Claims (19)
- HTTPのバージョンの1つである第1通信プロトコルによる通信と、HTTPのバージョンの1つである第2通信プロトコルであって前記第1通信プロトコルとは異なる第2通信プロトコルによる通信とを実行可能な通信装置であって、
通信相手に関する識別情報を取得する取得手段と、
前記通信相手との間で前記第2通信プロトコルによる通信を行うために前記第1通信プロトコルによる所定の通信を行うか否かを、前記取得手段により取得された識別情報に基づいて判断する判断手段と、
前記判断手段により前記所定の通信を行うと判断された場合には、前記通信相手との間で前記第1通信プロトコルによる前記所定の通信を行った後に前記第2通信プロトコルによる通信を行い、前記判断手段により前記所定の通信を行わないと判断された場合には、前記通信相手との間で前記第1通信プロトコルによる前記所定の通信を行うことなく前記第2通信プロトコルによる通信を行う通信手段と、を有することを特徴とする通信装置。 - 前記判断手段は、予め識別情報を記憶している所定の記憶部の記憶内容と前記取得手段により取得された識別情報とに基づいて、前記所定の通信を行うか否かを判断することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
- 情報を記憶する記憶手段を有し、
前記判断手段は、前記取得手段により取得された識別情報と当該識別情報に対応する設定情報であって前記第2通信プロトコルによる通信に関する設定情報とが前記記憶手段により記憶されている場合に、前記所定の通信を行わないと判断することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 前記通信手段は、前記判断手段により前記所定の通信を行わないと判断された場合に、前記記憶手段により記憶されている設定情報であって前記取得手段により取得された識別情報に対応する設定情報を適用して前記通信相手との間で前記第2通信プロトコルによる通信を行うことを特徴とする請求項3に記載の通信装置。
- 前記通信手段は、前記判断手段により前記所定の通信を行うと判断された場合に、前記通信相手との間での前記第1通信プロトコルによる前記所定の通信の内容に応じた設定情報を適用して前記第2通信プロトコルによる通信を行うことを特徴とする請求項3又は4に記載の通信装置。
- 前記通信手段により前記第2通信プロトコルによる通信を行った前記通信相手に対応する識別情報を前記所定の記憶部に記憶する記憶制御手段を有することを特徴とする請求項2に記載の通信装置。
- 前記記憶手段は、前記取得手段により取得された識別情報と、前記通信手段による前記通信相手との間での通信の内容に応じた設定情報とを記憶することを特徴とする請求項3乃至5の何れか1項に記載の通信装置。
- 前記所定の記憶部は、前記通信装置が有する記憶部又は前記通信装置と接続される装置が有する記憶部であることを特徴とする請求項2又は6に記載の通信装置。
- 前記通信相手との間で前記第2通信プロトコルによる通信が可能か否かを判定する判定手段を有し、
前記通信手段は、前記判定手段により前記第2通信プロトコルによる通信が可能でないと判定された場合に、前記通信相手との間で前記第1通信プロトコルによる通信を行うことを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の通信装置。 - 前記第1通信プロトコルはHTTP/1.1であり、
前記第2通信プロトコルはHTTP/2であることを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載の通信装置。 - 前記第1通信プロトコルによる前記所定の通信は、前記第2通信プロトコルによる通信に関する設定情報の送信及び受信の少なくとも何れかを含むことを特徴とする請求項1乃至10の何れか1項に記載の通信装置。
- 前記設定情報には、SETTINGSフレームの情報及びヘッダ圧縮辞書の情報の少なくとも何れかが含まれることを特徴とする請求項11に記載の通信装置。
- 前記取得手段により取得される識別情報には、URI、IPアドレス、及びポート番号の少なくとも何れかが含まれることを特徴とする請求項1乃至12の何れか1項に記載の通信装置。
- 前記取得手段により取得された識別情報に応じた前記通信相手と、TCP接続又はTLS接続により接続する接続手段を有し、
前記判断手段により前記所定の通信を行うと判断された場合には、前記通信手段は前記接続手段により接続された前記通信相手との間で前記第1通信プロトコルによる前記所定の通信を行った後に前記第2通信プロトコルによる通信を開始し、前記判断手段により前記所定の通信を行わないと判断された場合には、前記通信手段は前記接続手段により接続された前記通信相手との間で前記第1通信プロトコルによる通信を行うことなく前記第2通信プロトコルによる通信を開始することを特徴とする請求項1乃至13の何れか1項に記載の通信装置。 - HTTPのバージョンの1つである第1通信プロトコルによる通信と、HTTPのバージョンの1つである第2通信プロトコルであって前記第1通信プロトコルとは異なる第2通信プロトコルによる通信とを実行可能な、第1通信装置と第2通信装置とを含む通信システムであって、
前記第1通信装置と前記第2通信装置との少なくとも何れかに関する識別情報を取得する取得手段と、
前記第1通信装置と前記第2通信装置との間で前記第2通信プロトコルによる通信を行うために前記第1通信プロトコルによる所定の通信を行うか否かを、前記取得手段により取得された識別情報に基づいて判断する判断手段と、
前記判断手段により前記所定の通信を行うと判断された場合には、前記第1通信装置と前記第2通信装置との間で前記第1通信プロトコルによる前記所定の通信を行った後に前記第2通信プロトコルによる通信を行い、前記判断手段により前記所定の通信を行わないと判断された場合には、前記第1通信装置と前記第2通信装置との間で前記第1通信プロトコルによる前記所定の通信を行うことなく前記第2通信プロトコルによる通信を行う通信手段と、を有することを特徴とする通信システム。 - HTTPのバージョンの1つである第1通信プロトコルによる通信と、HTTPのバージョンの1つである第2通信プロトコルであって前記第1通信プロトコルとは異なる第2通信プロトコルによる通信とを実行可能な通信装置が実行する通信方法であって、
通信相手に関する識別情報を取得する取得工程と、
前記通信相手との間で前記第2通信プロトコルによる通信を行うために前記第1通信プロトコルによる所定の通信を行うか否かを、前記取得工程において取得された識別情報に基づいて判断する判断工程と、
前記判断工程において前記所定の通信を行うと判断された場合には、前記通信相手との間で前記第1通信プロトコルによる前記所定の通信を行った後に前記第2通信プロトコルによる通信を行い、前記判断工程において前記所定の通信を行わないと判断された場合には、前記通信相手との間で前記第1通信プロトコルによる前記所定の通信を行うことなく前記第2通信プロトコルによる通信を行う通信工程と、を含むことを特徴とする通信方法。 - 前記判断工程では、予め識別情報を記憶している所定の記憶部の記憶内容と前記取得工程において取得された識別情報とに基づいて、前記所定の通信を行うか否かを判断することを特徴とする請求項16に記載の通信方法。
- 前記判断工程では、前記取得工程において取得された識別情報と当該識別情報に対応する設定情報であって前記第2通信プロトコルによる通信に関する設定情報とが所定の記憶部に記憶されている場合に、前記所定の通信を行わないと判断することを特徴とする請求項16に記載の通信方法。
- コンピュータを、請求項1乃至14の何れか1項に記載の通信装置の各手段として機能させるためのプログラム。
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