JP7439936B2 - 通信システム、通信方法、中継サーバ及びプログラム - Google Patents
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Description
MPTCP(MultiPath Transmission Control Protocol)未対応のサービスサーバと端末装置がパケットを送受信する通信システムであって、
前記サービスサーバと前記端末装置との間に接続される中継サーバを備え、
前記中継サーバは、
前記端末装置がMPTCPに対応しているか否かを判定し、
前記端末装置がMPTCPに対応している場合、
前記端末装置との間ではMPTCPメインセッションおよびサブセッションを確立し、
前記サービスサーバとの間ではTCP(Transmission Control Protocol)セッションを確立し、
前記サービスサーバとはTCPセッションを用いてパケットを送受信し、
前記端末装置とはMPTCPメインセッションおよびサブセッションを用いてパケットを送受信する。
MPTCP(MultiPath Transmission Control Protocol)未対応のサービスサーバと端末装置との間に接続される中継サーバであって、
前記端末装置がMPTCPに対応しているか否かを判定し、
前記端末装置がMPTCPに対応している場合、
前記端末装置との間ではMPTCPメインセッションおよびサブセッションを確立し、
前記サービスサーバとの間ではTCP(Transmission Control Protocol)セッションを確立し、
前記サービスサーバとはTCPセッションを用いてパケットを送受信し、
前記端末装置とはMPTCPメインセッションおよびサブセッションを用いてパケットを送受信する。
MPTCP(MultiPath Transmission Control Protocol)未対応のサービスサーバと端末装置との間に接続される中継サーバが実行する通信方法であって、
前記端末装置がMPTCPに対応しているか否かを判定し、
前記端末装置がMPTCPに対応している場合、
前記端末装置との間ではMPTCPメインセッションおよびサブセッションを確立し、
前記サービスサーバとの間ではTCP(Transmission Control Protocol)セッションを確立し、
前記サービスサーバとはTCPセッションを用いてパケットを送受信し、
前記端末装置とはMPTCPメインセッションおよびサブセッションを用いてパケットを送受信する。
図1に本開示のシステム構成の一例を示す。本開示の通信システムは、端末装置として機能する利用者端末93、キャリアネットワーク81~83、インターネット・サービスを提供するMPTCP未対応のサービスサーバ92、中継サーバ91を備える。本開示の装置はコンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
図3は、利用者端末-サービスサーバ間でサービスを開始するまでの流れを示すフローチャートである。中継サーバ91のTCPオプション領域監視部14がパケットを取得すると(S111)、MPTCPスキームが開始される。
中継サーバ91のTCPオプション領域監視部14はMPTCPの同期パケット(SYS)に含まれるMP_CAPABLEを検知すると(S112においてYes)、MPTCPスキームを開始する(S113)。
中継サーバ91のIP書き換え部13は、サービスサーバ92となっている宛先IPアドレスを中継サーバ91宛に書き換える(S114)。MPTCP機能部12は宛先アドレスが中継サーバと91なっているパケットに対して、利用者端末93及び中継サーバ91間で3ウェイハンドシャイクを行い、メインセッションを確立する(S115)。
メインセッションを確立した後、MPTCP機能部12は利用者端末93とサブセッションを確立して(S116)、マルチパス接続が完了する。
利用者端末93と中継サーバ91間のセッションを確立後(S117)、中継サーバ91の転送部11はサービスサーバ92宛てのパケットを全てサービスサーバ92に転送する(S118)。
以上で、図面に示すフローチャートの処理が終了する。
図4は利用者端末93とサービスサーバ92間でサービス開始するまでの流れを示すフローチャートである。サービスサーバ92が利用者端末93宛てのパケットを送信し、中継サーバ91がそのパケットを受信したところでフローが開始する(S121)。
中継サーバ91のIP書き換え部13は、受信したパケットの宛先IPを利用者端末93宛てから中継サーバ91宛てに変更し(S122)、サービスサーバ92及び中継サーバ91間のセッションを確立する(S123)。
中継サーバ91のIP書き換え部13は、利用者端末93から受け取ったパケットの宛先IPアドレスを、サービスサーバ92宛てから中継サーバ91宛に書き換える(S132)。MPTCP機能部12は利用者端末93から受け取った宛先アドレスがサービスサーバ92となっているパケットに対して、宛先IPアドレスを中継サーバ91に書き換えた後(S132)、利用者端末93、中継サーバ92間で3ウェイハンドシャイクを行い、セッションを確立する(S133)。
その後、中継サーバ91のMPTCP機能部12が利用者端末93との間でメインセッションを確立した後(S133)、サブセッションを確立して(S134)、マルチパス接続が完了する。
利用者端末93と中継サーバ91間のセッション確立後、中継サーバ91の転送部15は利用者端末93宛てのパケットを全て利用者端末93に転送する(S135)。
以上で、図面に示すフローチャートの処理が終了する。
図5を参照しながら宛先IP書き換え動作について説明する。中継サーバ91は、宛先IPアドレスを、サービスサーバ92から中継サーバ91のIPアドレスに付け替える。その際、変換テーブルによりサービスサーバ92のIPアドレスを保持しておく。中継サーバ91は、サービスサーバ92及び利用者端末93とのセッションを確立後、その変換テーブルを利用してパケットの転送を行う。
図6を参照しながらTCPポート番号を統一する動作について説明する。TCPでは、IPとポート番号の組み合わせを用いてセッションの確立を行っている。そこで、本開示では、IPだけではなく、ポート番号を中継サーバ91が伝達する仕組みを備える。具体的には、中継サーバ91のIP書き換え部13は、TCPヘッダに記載されている送受信ポート番号を読み取り、変換テーブルに格納する。中継サーバ91のIP書き換え部13は、変換テーブルに基づいて接続ポートを一致させ利用者端末93と接続する。中継サーバ91から利用者端末93へSYN+ACKパケットを送る際は、変換テーブルから読み取ったポート番号に一致させる。
・IPヘッダにあるIPアドレスを変換
・TCPヘッダのポート番号を交換
・NATトラバーサル(NAT越)
IPヘッダについては、宛先IPアドレスがサービスサーバ宛IPとなっているIPヘッダを中継サーバ91のIPに書き換える。
ポートについては、読み取ったTCPヘッダのポート番号に合わせて、中継サーバ91のポートを指定し、接続する。
図10及び図11に、TCPオプションとMPTCPフォーマットの一例を示す。
TCPオプションフォーマットは図10に示すように、オプション番号、長さ、オプション値で定義される。オプション番号及び長さはいずれも1Byteである。オプション値は2~38Byteの任意の値を採用することができる。
MPTCPを利用する場合は図11で定義されるオプション値であることがRFC8684にて定義されている。MPTCPフォーマットは、図11に示すように、1Byteのオプション番号、長さ、オプション値で定義される。よって、TCPオプション領域監視部14はTCPオプション番号を監視し、この番号が30であるかそうでないかの判定を行う。
図12に、シーケンス管理とオプション格納領域の一例を示す。利用者端末93及び中継サーバ91のMPTCPカーネルは、データ送信前にTCPオプション領域にシーケンス番号を格納する。これはマルチパス間で一元化されたシーケンス番号であり、受信側はこれを確認することでマルチパス間でのパケットを統合することができる。
12:MPTCP機能部
13:IP書き換え部
14:TCPオプション領域監視部
81、82、83:キャリアネットワーク
91:中継サーバ
92:サービスサーバ
93:利用者端末
Claims (4)
- MPTCP(MultiPath Transmission Control Protocol)未対応のサービスサーバと端末装置がパケットを送受信する通信システムであって、
前記サービスサーバと前記端末装置との間に接続される中継サーバを備え、
前記中継サーバは、
前記端末装置がMPTCPに対応しているか否かを判定し、
前記端末装置がMPTCPに対応している場合、
前記端末装置からのパケットの宛先IPアドレスを前記サービスサーバから自装置に書き換えることで、前記端末装置と前記サービスサーバとの間のコネクションに代えて、前記端末装置と自装置との間でMPTCPメインセッションおよびサブセッションを確立し、
前記サービスサーバからのパケットの宛先IPアドレスを前記端末装置から自装置に書き換えることで、前記端末装置と前記サービスサーバとの間のコネクションに代えて、自装置と前記サービスサーバとの間でTCP(Transmission Control Protocol)セッションを確立し、
前記サービスサーバとはTCPセッションを用いてパケットを送受信し、
前記端末装置とはMPTCPメインセッションおよびサブセッションを用いてパケットを送受信する、
通信システム。 - MPTCP(MultiPath Transmission Control Protocol)未対応のサービスサーバと端末装置との間に接続される中継サーバであって、
前記端末装置がMPTCPに対応しているか否かを判定し、
前記端末装置がMPTCPに対応している場合、
前記端末装置からのパケットの宛先IPアドレスを前記サービスサーバから自装置に書き換えることで、前記端末装置と前記サービスサーバとの間のコネクションに代えて、前記端末装置と自装置との間でMPTCPメインセッションおよびサブセッションを確立し、
前記サービスサーバからのパケットの宛先IPアドレスを前記端末装置から自装置に書き換えることで、前記端末装置と前記サービスサーバとの間のコネクションに代えて、自装置と前記サービスサーバとの間でTCP(Transmission Control Protocol)セッションを確立し、
前記サービスサーバとはTCPセッションを用いてパケットを送受信し、
前記端末装置とはMPTCPメインセッションおよびサブセッションを用いてパケットを送受信する、
中継サーバ。 - MPTCP(MultiPath Transmission Control Protocol)未対応のサービスサーバと端末装置との間に接続される中継サーバが実行する通信方法であって、
前記端末装置がMPTCPに対応しているか否かを判定し、
前記端末装置がMPTCPに対応している場合、
前記端末装置からのパケットの宛先IPアドレスを前記サービスサーバから自装置に書き換えることで、前記端末装置と前記サービスサーバとの間のコネクションに代えて、前記端末装置と自装置との間でMPTCPメインセッションおよびサブセッションを確立し、
前記サービスサーバからのパケットの宛先IPアドレスを前記端末装置から自装置に書き換えることで、前記端末装置と前記サービスサーバとの間のコネクションに代えて、自装置と前記サービスサーバとの間でTCP(Transmission Control Protocol)セッションを確立し、
前記サービスサーバとはTCPセッションを用いてパケットを送受信し、
前記端末装置とはMPTCPメインセッションおよびサブセッションを用いてパケットを送受信する、
通信方法。 - 請求項2に記載の中継サーバに備わる各機能部としてコンピュータを実現させるためのプログラム。
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小島 祐治、川崎 健 、須加 純一、武智 竜一,モバイルコアネットワークへのMultipath TCP導入方式の提案とその一評価,電子情報通信学会技術研究報告 Vol.114 No.297 IEICE Technical Report,日本,一般社団法人電子情報通信学会 The Institute of Electronics,Information and Communication Engineers,2014年11月06日,第114巻,pp.105-110 |
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