JPWO2005122492A1 - 宅内ネットワーク設定方法、ホームゲートウェイ装置、ホームゲートウェイプログラム、記録媒体 - Google Patents

Abstract

宅内ネットワークと外部ネットワークとを相互に接続するゲートウェイ機能と、宅内ネットワークに接続される機器の状態を設定する情報及び設定のためのソフトウェアを設定情報として各機器毎に保持したデータベースと、新たに接続を要求する機器に対して設定情報を利用して宅内ネットワークを経由して機器の状態を設定し、更に設定情報に含まれるネットワーク情報及び機器に付与したＩＰアドレスを元に外部ネットワークからのアクセスを受けた際のファイアウォールの設定及びネットワークアドレス変換の設定を行うためのゲートウェイ機能に対する設定を行なう機器設定処理部とを備えることにより、ホームゲートウェイ装置への機器の接続設定を容易にする。

Description

本発明は宅内ネットワークと外部ネットワークとの間の相互を接続するホームゲートウェイ装置及び宅内ネットワークに接続される機器とホームゲートウェイ装置との間の宅内ネットワーク設定方法及びこれらをコンピュータ上で実現するためのプログラムに関し、特に利用者に負担を掛けずに簡単な操作で設定を実現することができる宅内ネットワーク設定方法、ホームゲートウェイ装置を提供しようとするものである。

ブロードバンドネットワーク環境が一般の家庭にまで普及し、また、無線ＬＡＮなどの普及により宅内のネットワーク環境が実現されつつある。
ハードディスクレコーダやテレビ、監視カメラ等のデジタル家電機器をはじめとし、さらには冷蔵庫などの所謂白物家電なども宅内ネットワークに接続出来るものが登場して来ており、家庭内のネットワーク化はますます進むと考えられる。
しかし、ネットワーク機器を宅内ネットワークに接続するためには、パソコンやルータのネットワークの設定を変更しなおしたり、パソコンに新たにソフトウェアをインストールしたりする必要があった。

このように、機器自身のネットワーク接続のための設定や、外部からの不正アクセスに対して、宅内ネットワークを防護するためのファイアウォールやネットワークアドレス変換の設定をユーザが個別に行う必要があり、その手間と困難性が問題となっていた。
設定の簡便化のために、家庭内機器の設定をホームゲートウェイ経由で行う方法として、従来は特許文献１、特許文献２のように機器を制御するためのソフトウェア及びユーザインタフェース表示のためのファイルを外部ネットワーク上のサーバからダウンロードして、ホームゲートウェイに内蔵したＷｅｂサーバを用いて、機器制御のためのインタフェースを制御端末に表示させるという手法や、ファイアウォールの設定を自動的に行う方法として、特許文献３のように、宅内ネットワーク内にネットワークコンセントと称する装置を配置し、このネットワークコンセントに設定情報を持たせ、ホームゲートウェイからの問い合わせに対してネットワーク機器を接続するために必要な情報をネットワークコンセントから提供するという手法があった。

また、ネットワーク機器のプラグアンドプレイのための通信規格としてはUniversal Plug and Play（以下ＵＰｎＰ）［詳細は、http://www.upnp.org/］が提案されている。
特開２００４−０２１３２５号公報 特開２００２−２４７６６８号公報 特開２００３−３４８１１６号公報

このような従来の手法では、利用者に機器の制御を行うためのユーザインタフェースの簡易な提供などは行ってはいるものの、既存の機器の機能の追加及び変更することなく、かつユーザのネットワーク設定及びファイアウォール等のパケットフィルタの設定の両方の簡略化を実現することは出来なかった。
特にＵＰｎＰでは、機器にＵＰｎＰの機能を追加する必要があり、また、すべての機器がＵＰｎＰ対応になっていない場合、非対応機器の設定はユーザが独自に設定を行う必要があった。

本発明の目的は既存の機器への改造を要求することなく、現在各機器の持つインタフェースを通じて容易に機器のネットワーク設定を行うとともに、同時にホームゲートウェイ自身のファイアウォールの設定や、ネットワークアドレス変換のためのポート番号の動的割り振りなどを行うことを出来るようにし、利用者の簡便な動作で宅内ネットワークへの機器の組み込みを行うことが出来るようにすることにある。

この発明によれば、少なくとも宅内ネットワークと外部ネットワークとを相互に接続するゲートウェイ機能と、上記宅内ネットワークに接続される機器を設定するための設定情報を各機器毎に保持したデータベースとを備え、上記宅内ネットワークに新たな機器を接続するための接続設定する宅内ネットワーク設定方法であり、
（a）接続設定要求を受け、上記機器に関する属性情報を取得するステップと、
（b）上記属性情報を上記データベースに照会し、該当する機器の設定情報が上記データベースに存在する場合は、上記データベースから設定情報を取得して機器に対する設定及びゲートウェイ機能に対する設定を実行し、上記データベースに該当する設定情報が存在しない場合は、上記ゲートウェイ機能を通じて外部ネットワークに接続されている情報提供サーバにアクセスし、情報提供サーバから所望の設定情報を取得するステップと、
（c）この設定情報を上記データベースに保持すると共に、該当する機器と、ゲートウェイ機能に対する設定を実行するステップ、
とを含む。

この発明によるホームゲートウェイ装置は、
宅内ネットワークと外部ネットワークとを相互に接続するゲートウェイ機能と、
宅内ネットワークに接続される機器の状態を設定する情報及び設定のためのソフトウェアを設定情報として各機器毎に保持したデータベースと、
新たに接続を要求する機器に対して上記設定情報を利用して上記宅内ネットワークを経由して上記機器の状態を設定する機器設定手段と、
上記設定情報に含まれるネットワーク情報及び上記機器に付与したＩＰアドレスを元に外部ネットワークからのアクセスを受けた際のファイアウォールの設定及びネットワークアドレス変換の設定を行うためのゲートウェイ機能に対する設定を行なうゲートウェイ設定手段、
とを含むように構成される。

本発明によれば、利用者はホームゲートウェイに対して、使用を開始しようとする機器に関して簡単な機器の指定を行うだけで、機器の設定、宅内ネットワークへの接続のためのネットワーク設定及びホームゲートウェイのファイアウォールやネットワークアドレス変換の設定を自動的に行うことが出来る。

この発明が適用されるネットワークシステムのブロック図。 図１に示したシステムにおけるこの発明のホームゲートウェイ装置の構成を説明するためのブロック図。 図１に示したシステムにおける情報提供サーバ装置の構成を説明するためのブロック図。 図２に示したホームゲートウェイ装置の動作を説明するためのフローチャート。 図３に示した情報提供サーバ装置の動作を説明するためのフローチャート。 図６Ａは設定情報ファイルの第１の例を示す図、図６Ｂは設定情報ファイルの第２の例を示す図。 図７Ａは設定情報ファイルの設定情報の第３の例を示す図、図７Ｂは設定情報ファイルの第４の例を示す図。 登録済みの機器情報テーブルの例を示す図。 この発明が適用されるネットワークシステムの他の例を説明するためのブロック図。 図９に示したシステムにおけるホームゲートウェイ装置の内部の構成を説明するためのブロック図。 この発明のゲートウェイ装置の第３実施例を説明するためのブロック図。 図１１に示したホームゲートウェイ装置の動作を説明するためのフローチャート。 図４の動作の変形した第４実施例の動作を説明するためのフローチャート。 図１４Ａは図１３の実施例に使用される設定情報ファイルの第１の例を示す図、図１４Ｂは図４の実施例に使用される設定情報ファイルの第２の例を示す図。 図１３の実施例に使用される登録済み機器情報テーブルの例を示す図。 この発明の第５実施例のホームゲートウェイ装置を示すブロック図。 図１６の装置による接続設定処理を説明するためのフローチャート。 図１７の接続設定処理中の判定分岐処理を説明するためのフローチャート。 デフォルト登録ポートリストの例を示す図。 図１６の実施例において使用される設定情報ファイルの例を示す図。

ゲートウェイ装置は主にコンピュータで構成される。コンピュータで構成されたゲートウェイ装置にデータベースを備え、このデータベースに新たに宅内ネットワークに接続を要求することが予想される機器の設定情報を格納する。
宅内ネットワークに機器が接続され、接続要求がホームゲートウェイ装置に与えられると、ホームゲートウェイ装置を構成するコンピュータは接続を希望する機器の属性（例えば機器の製造メーカー名、製品モデル番号、製造番号など）を読み取り、その属性に対応する設定情報をデータベースから取得し、取得した設定情報に従って接続を要求した機器の状態を設定し、更にホームゲートウェイ装置に対する設定を実行する。

データベースに設定情報が存在しない場合は、外部ネットワークに接続されている情報提供サーバから最新の設定情報を取得し、この設定情報に従って接続を要求した機器及びホームゲートウェイ装置自身の設定を実行する。これと共に、情報提供サーバから取得した最新の設定情報をデータベースに格納し、データベースの対応力を増強する。
第１実施例
本発明が適用されるネットワークシステムの構成を図１に示す。
本システムは外部ネットワークであるインターネットＮＷ２と宅内ネットワークＮＷ１とを接続するホームゲートウェイ装置１００と、外部ネットワークＮＷ２に接続され、ホームゲートウェイ装置１００に設定情報を提供する情報提供サーバ装置２００と、情報提供サーバ装置２００を管理するための管理用ネットワークＮＷ３からなる。宅内ネットワークＮＷ１には例えば入力手段と表示手段を有するパーソナルコンピュータ１５０と、１つ以上の例えば家電製品のような機器DEV1，DEV2，DEV3が接続されている。

情報提供サーバ装置２００は、ホームゲートウェイ提供事業者、あるいは家電機器メーカによって管理運営される。
ホームゲートウェイ装置１００は図２に示すように、外部ネットワークＮＷ２との外部ネットワークインタフェース１０５及び宅内ネットワークＮＷ１との内部ネットワークインタフェース１０８を持ち、これらのインタフェース１０５及び１０８からの入出力パケットを処理するパケット処理部１０４、ユーザからの機器登録要求を受け付ける要求受付部１０７、要求受付部１０７で処理された要求に応じて機器設定のための処理を行う機器設定処理部１０６、機器設定のために利用する設定情報ファイル１０１Ｆや、設定済みの機器情報を記録した登録済み機器情報テーブル（レジスタードデバイスインフォメーションテーブル、図中でＲＤＩＴと表すことにする）１０１Ｔを保持するデータベース１０１、パケット処理部１０４においてネットワークアドレス変換部１０４Ｔによるネットワークアドレス変換（ＮＡＴ）に必要な情報（機器ＩＰアドレスと機器ポート番号の組と外部ＩＰアドレスと外部ポート番号の組）を保持管理するアドレス変換情報管理部１０２Ａ及びファイアウォール１０４Ｆによるパケットフィルタに必要な情報（外部ＩＰアドレス及び使用プロトコルに対する外部ポート番号）を保持管理するパケットフィルタ情報管理部１０２Ｂ、及び利用者の認証、情報提供サーバ装置２００との認証に用いるためのパスワード、鍵、証明書などを保持管理する認証情報管理部１０９から構成される。

ネットワークアドレス変換部１０４Ｔは、例えば宅内ネットワークＮＷ１の任意の機器から受信されたパケットの送信元ローカルＩＰアドレス（機器ＩＰアドレス）及び使用内部ポート番号（機器ポート番号）の組からアドレス変換情報管理部１０２Ａを参照してグローバルＩＰアドレスと外部ポート番号の組に変換し、逆に外部ネットワークＮＷ２から受信され、ファイアウォール１０４Ｆにより許可されたパケットの送信先グローバルＩＰアドレスと外部ポート番号の組を、アドレス変換情報管理部１０２Ａを参照してローカルＩＰアドレスと内部ポート番号の組に変換する。機器ＩＰアドレスは、予め利用者もしくはゲートウェイ装置が与えたものである。

ファイアウォール１０４Ｆは、ネットワークアドレス変換部１０４Ｔによりアドレス変換され、外部ネットワークＮＷ２に送出されようとするパケットの送信元グローバルＩＰアドレス及び／又は外部ポート番号、もしくは送信先ＩＰアドレス及び／又はポート番号に基づいてパケットフィルタ情報管理部１０２Ｂを参照し、パケットの送出を許可又は禁止する。また、外部ネットワークＮＷ２から受信されたパケットの送信先グローバルＩＰアドレス及び／又は外部ポート番号、もしくは送信元ＩＰアドレス及び／又はポート番号に基づいてパケットフィルタ情報管理部１０２Ｂを参照し、パケットの通過を許可又は禁止する。

機器設定処理部１０６内には予め情報提供サーバ装置２００のアドレスが記録されており、Ｗｅｂサーバ１０７Ｗによりいつでも情報提供サーバ装置２００にアクセスできる形態とされている。また、アドレス変換情報管理部１０２Ａとパケットフィルタ情報管理部１０２Ｂによりゲートウェイ設定部１０２を構成している。パケット処理部１０４とゲートウェイ設定部１０２はゲートウェイ機能部２４を構成している。
データベース１０１にはメーカもしくはホームゲートウェイ装置を利用したサービス提供者が予め設定情報ファイル１０１Ｆを記録した状態でホームゲートウェイ装置１００を出荷してよい。

本実施例では、要求受付部１０７は、宅内ネットワークＮＷ１上からのみアクセス可能なＷｅｂサーバを持ち、利用者がパーソナルコンピュータ１５０に内蔵されたＷｅｂブラウザを使用して生成する、新たに接続すべき例えば機器DEV1の設定要求を受け付ける。あるいは機器自体が有しているＷｅｂブラウザ機能を使って設定要求を生成してもよい。
また、機器のＩＰアドレスの設定をDynamic Host Configuration Protocol（ＤＨＣＰ）によるアドレス付与にするために、機器設定処理部１０６にはＤＨＣＰサーバの機能を内蔵しても良い。

情報提供サーバ装置２００は図３に示すように、外部ネットワークＮＷ２との接続のための外部ネットワークインタフェース２０４、この情報提供サーバ装置２００を管理するための管理用ネットワークＮＷ３との接続のための管理用ネットワークインタフェース２０５、管理者からの入力デバイス２０７を用いた登録を直接受け付けるためのユーザ入力インタフェース２０６、これらのインタフェース２０４，２０５，２０６から入力された登録要求、情報要求を処理する要求処理部２０２、接続要求が予測される機器の設定情報を保持、管理する機器情報管理部２０１、管理者に対して情報を表示する情報表示部２０３及びホームゲートウェイ装置１００との認証、管理者の認証のためのパスワード、鍵、証明書などを保持管理する認証情報管理部２１８から構成される。

情報提供サーバ装置２００への設定情報の登録及びダウンロード要求は、外部ネットワークインタフェース２０４、管理用ネットワークインタフェース２０５及びユーザ入力インタフェース２０６のいずれからも受け付けることが出来るが、セキュリティのために、要求を受け付けるインタフェースを制限することも出来る。
また、ホームゲートウェイ装置１００と情報提供サーバ装置２００との間の通信プロトコルはＨＴＴＰ（Hyper Text Transfer Protocol），ＳＳＬ（Secure Socket Layer），ＳＯＡＰ（Simple Object Access Protocol）等標準的なインターネット上のプロトコルでよく、本発明では特に規定するものではない。

宅内ネットワークＮＷ１に接続を要求することが予想される機器に対する接続設定するための設定情報は情報提供サーバ２００の機器情報管理部２０１内に設定情報ファイル２０１Ｆとして格納されている。例えば図６、図７に４つの設定情報ファイルF1〜F4の例を示すように、設定情報ファイルに機器名、機器のメーカ名、プロダクト番号、機器の初期出荷時のデフォルトＩＰアドレス、機器を設定するためのインタフェース情報、そのインタフェースに対して実行するコマンドなどが記述されている。
図６Ａに示す設定情報ファイルF1の場合、機器設定インタフェースはＨＴＴＰプロトコルであり、被設定機器に対して２つのＰＯＳＴコマンド１と２を送信することで被設定機器のネットワーク設定をホームゲートウェイ装置１００が管理できるように、ＤＨＣＰを用いた設定へと設定の変更ができることが記述されている。

図６Ｂに示す設定情報ファイルF2では、ＵＤＰ(User Datagram Protocol)８７６５番ポートに対して、特定のバイナリデータを送信することでホームゲートウェイ装置１００の管理するネットワークアドレスに設定することが出来ることが記述されている。
図７Ａに示す設定情報ファイルF3の場合、ホームゲートウェイ装置１００上で動作するソフトウェアにより機器を設定することが記述されている。この場合、設定情報ファイルと同時に設定のためのソフトウェアもホームゲートウェイ装置１００に保持している。
図７Ｂに示す設定情報ファイルF4では、被設定機器がＵＰｎＰ機能を有し、機器自体がＵＰｎＰで自身の設定を行うので、ホームゲートウェイ装置１００はＵＰｎＰの規格に従って動作を行うことが記述されている。機器のアドレスはＵＰｎＰのプロトコルを用いて、ホームゲートウェイ装置１００が適切な設定を自動的に行う。ＵＰｎＰに適応した機器は普通、機器から直接的に機器ポート番号及び機器ＩＰアドレスを自動的に取得できるので、それらについての設定情報は不要であり、N/A（Not Available）とされている。また、この例ではＵＰｎＰを使用するので、機器とゲートウェイ間で自動的にパケットフィルタの設定及びアドレス変換情報の設定が行われるので、設定情報ファイルF4に基づく設定としてはパケットフィルタ及びアドレス変換情報の登録を実行しない指定（非登録のフラグ"no"）を設定情報中に設けている。

図６及び７に示す設定情報ファイルは、デフォルトでパケットフィルタとアドレス変換情報の登録を実行する場合の設定情報ファイルである。設定情報ファイルF1〜F3にはパケットフィルタ及びアドレス変換情報の登録を実行するか否かが指定されていないが、パケットフィルタとアドレス変換情報の登録はデフォルトで実行される。ある機器についてのパケットフィルタとアドレス変換情報の登録を行わないためには、その指定をその機器の設定情報ファイル中に例えば図７Ｂに示すように記録する必要がある。図７Ｂの場合は前述のようにフラグ"no"があるのでパケットフィルタとアドレス変換情報は登録されない。

登録済みの機器の情報は、図８に示すように、機器名、機器ＩＤ、プロダクト番号、機器ハードウェアアドレス、割り当てた機器ＩＰアドレス、機器のプロトコルとポート番号、外部アドレス、外部プロトコルとそれに対する外部ボート番号、登録実行フラグ、などを含んでおり、登録済み機器情報テーブル１０１Ｔとして図２に示したホームゲートウェイ装置１００に備えたデータベース１０１内に格納されている。登録済み機器情報テーブル１０１Ｔは、機器のネットワークＮＷ１への接続時に、すでにその機器情報が登録されているかのチェックのためや、後で登録フラグが"no"の機器に対し利用者あるいは他のプログラムが登録を実行する際に参照される。
（動作説明）
ホームゲートウェイ装置１００は平常状態では図２に示した内部ネットワークインタフェース１０８と外部ネットワークインタフェース１０５との間でパケット処理部１０４を介してパケットの授受を行ない、宅内ネットワークＮＷ１から外部ネットワークＮＷ２へ、また外部ネットワークＮＷ２から宅内ネットワークＮＷ１へパケットが授受され、所望の通信状態を維持する。但し、この場合、前述のようにパケット処理部１０４にはネットワークアドレス変換部１０４Ｔとファイアウォール１０４Ｆが備えられ、前述のように、ローカルＩＰアドレスとグローバルＩＰアドレス間の変換を行い、また、予め登録されている機器からのパケット、或は予め通過を許可されているパケットのみがパケット処理部１０４を通過し、所望の通信或は制御が達せられる。

以下では本発明の主な目的とする新規な機器を登録する場合の動作を図４を用いて説明する。
図２に示した要求受付部１０７にはＷｅｂサーバ１０７Ｗが備えられ、このＷｅｂサーバ１０７Ｗが例えば宅内ネットワークＮＷ１に接続されたＷｅｂブラウザを持つ端末（パーソナルコンピュータ１５０或は入出力手段と表示機能を持つテレビ等の機器）から利用者の操作により生成された新規の機器の設定要求を受け付ける（ステップＳ１０１）。この際、Ｗｅｂ画面上で利用者の認証を認証情報管理部１０９を用いて行ってもよい。設定要求する機器の指定は、機器名やメーカ名、プロダクト番号等により行うことができる。

ホームゲートウェイ装置１００は指定された機器の設定情報ファイルがデータベース１０１に保持されているか否かを確認する（ステップＳ１０２）、データベース１０１に該当する機器の設定情報ファイル（例えば図６Ａ）が見つかった場合、設定情報ファイルを機器設定処理部１０６が読み込み（ステップＳ１０３）、設定情報ファイル内に記述されている機器のデフォルトのＩＰアドレス（図６Ａの例では192.168.0.10）に対して応答要求を出す（ステップＳ１０４）。
該当機器からの応答があるか判定し（ステップＳ１０５）、応答があれば宅内ネットワークＮＷ１に存在すると判定し、データベース１０１内の図８に示す登録済み機器情報テーブル１０１Ｔ中にすでに該当機器の情報が登録されているか判定し（ステップＳ１０６）、登録されていればステップＳ１１０に移って設定終了を利用者に返答する。ステップＳ１０６で機器の情報が登録されてないと判定されると、設定情報ファイル内に記述されている例えば機器ＩＰアドレス、使用プロトコルに対するポート番号などの情報に基づいて機器の設定を行う（ステップＳ１０７）。

機器の設定が成功したか判定し（ステップＳ１０８）、成功すれば機器の名前、ＩＤ、プロダクト番号、機器ハードウェアアドレス、プロトコルとポート番号、割り当てた機器ＩＰアドレス、外部ＩＰアドレス、外部ポート番号などの情報をデータベース１０１内の図８に示す登録済み機器情報テーブル１０１Ｔに追加登録すると共に、パケットフィルタ情報（例えば外部ＩＰアドレス及び外部ポート番号）をパケットフィルタ情報管理部１０２Ｂに、及びネットワークアドレス変換情報（機器ＩＰアドレスと機器ポート番号の組と、外部ＩＰアドレスと外部ポート番号の組）をアドレス変換情報管理部１０２Ａに登録する（ステップＳ１０９）。この登録によりネットワークアドレス変換部１０４におけるローカルＩＰアドレスとグローバルＩＰアドレスとの変換と、ファイアウォール１０４Ｆにおける指定された外部アドレス（グローバルアドレス）を有するパケットの通過が可能になる。なお、この実施例ではパケットフィルタとネットワークアドレス変換情報はデフォルトで登録する例を説明したが後述のようにこれらの登録をデフォルトで実行せず、登録を指定された場合にのみ実行するようにしてもよい。

登録完了後、宅内ネットワークＮＷ１に接続されたＷｅｂブラウザを持つ端末に登録完了を通知し、利用者に対して結果を通知する（ステップＳ１１０）。
ステップＳ１０２で該当機器の設定情報ファイルがデータベース１０１中に見つからなかった場合、機器設定処理部１０６に予め登録されている情報提供サーバ装置２００のアドレスに対してアクセス可能かを試みることにより情報提供サーバ装置２００が存在するか確認する（ステップＳ１１１）。アクセスできれば、該当機器の設定情報ファイルを要求し（ステップＳ１１２）、要求に対する設定情報ファイルを含む応答を受信できたか判定する（ステップＳ１１３）。ステップＳ１１２で要求を情報提供サーバ２００に送る場合に、認証情報管理部１０９に保持されている情報提供サーバ装置２００の公開鍵及びホームゲートウェイ毎に保持する鍵を用いて要求に署名及び暗号化を行ってもよい。

情報提供サーバ装置２００から設定情報ファイルの受信ができたら、データベース１０１に設定情報ファイルを保存し（ステップＳ１１４）、ステップＳ１０４に移って該当機器の設定と、登録済み機器情報テーブル１０１Ｔへの登録と、ゲートウェイ設定部１０２の設定を前述のステップＳ１０４〜Ｓ１１０と同様に行う。ステップＳ１１１で情報提供サーバ装置２００が見つからない場合や、或は情報提供サーバ装置２００に必要な設定情報ファイルが存在しない場合、更にはステップＳ１１３でサーバからの応答がない場合や、機器設定に失敗した場合には、利用者に対してエラー応答を返す（ステップＳ１１５）。

情報提供サーバ装置２００の処理フローを図５に示す。
まず、ステップＳ２０１で要求が登録／編集要求かダウンロード要求かを判定する。情報提供サーバ装置２００の要求処理部２０２（図３）が処理する要求には、管理者による入力デバイス２０７からの設定情報ファイルの登録・編集要求とゲートウェイ装置１００からの設定情報ファイルのダウンロード要求がある。設定情報ファイルの登録・編集としては、開発された新しいモデルの機器に対する設定情報ファイルの追加登録、現行モデルの機器の設定情報ファイルの修正などがある。

要求がホームゲートウェイ装置１００からの設定情報ファイルのダウンロード要求であった場合、要求の正当性の確認のために、要求の署名を確認してもよい（ステップＳ２０２）。
署名の有効性が確認された場合（ＯＫ）、要求された機器に対する設定情報ファイルを機器情報管理部２０１から検索し（ステップＳ２０３）、該当機器の設定情報ファイルが存在するか判定し（ステップＳ２０４）、存在すればその設定情報ファイルを要求者、即ちホームゲートウェイ装置１００に対して送信し（ステップＳ２０５）、終了する。

ステップＳ２０１で、要求が管理者からの登録・編集要求であった場合、管理者のパスワードや管理者の証明書を用いて要求を認証する（ステップＳ２０６）。
認証が成功したか判定し（ステップＳ２０７）、成功した場合は登録・編集要求に従って、機器設定情報ファイルを機器情報管理部２０１に登録する（ステップＳ２０８）。
本実施の形態を用いたビジネスを行う場合を以下に示す。
ホームゲートウェイ装置１００の提供者がサーバ装置２００も運営する場合、家電機器メーカから情報提供の委託を受け、設定情報ファイルを保持管理し、ホームゲートウェイ装置１００と共に、家電管理サービスとしてユーザにサービス提供を行う。

あるいは、ホームゲートウェイ装置１００の機器設定処理部１０６のソフトウェアインタフェースを家電機器メーカに公開し、サーバ装置２００の管理、設定情報の提供は家電機器メーカがそれぞれ出来るようにすることでホームゲートウェイ装置１００の普及を行うことも可能である。
以上のように第１実施例では、宅内ネットワークＮＷ１に接続されたＷｅｂブラウザから機器の指定を行うだけで、機器のネットワーク設定及びホームゲートウェイ装置１００のパケットフィルタ（ファイアウォールの設定）やアドレス変換情報の設定を同時に自動で行うことが出来、利用者は高度なネットワーク知識を持たなくても宅内ネットワークＮＷ１への機器の追加登録を行うことが出来る。
第２実施例
本発明が適用されるネットワークシステムの構成例を図９に示し、このシステムにおけるこの発明によるホームゲートウェイ装置の構成を図１０に示す。

第２実施例では、図９に示すように、宅内ネットワークＮＷ１上の機器DEV1, DEV2, DEV3はそれぞれ識別情報（ＩＤ）媒体１５０，１６０，１７０を有しており、図１０に示すように、ホームゲートウェイ装置１００内に、ＩＤ読み取り部１１０及び情報表示部１１１を持つ点が第１実施例と異なる。情報提供サーバ装置２００の構成や家電機器DEV1，DEV2，DEV3、外部ネットワークＮＷ２及び宅内ネットワークＮＷ１の構成、及びアドレス変換情報管理部１０２Ａとパケットフィルタ情報管理部１０２Ｂとによってゲートウェイ設定部１０２を構成する点は第１実施例の形態と同様である。

ＩＤ媒体１５０は機器DEV1の本体や機器DEV1に添付されるＩＣカード、ＩＣタグ、バーコードなどで実装され、その機器DEV1を識別するためのプロダクト番号などの識別情報ＩＤ１を保持し、機器名、機器メーカ名など、設定情報を検索するために利用することが出来る。他のＩＤ媒体１６０、１７０についても同様である。
ホームゲートウェイ装置１００に設けられたＩＤ読み取り部１１０は、バーコードリーダ、ＩＣカードリーダ、ＩＣタグリーダなどの読み取り装置を一つ以上持ち、機器のＩＤ媒体１５０を読み取ることが出来るものとなっている。

また、ＩＤ読み取り部１１０に対しては、ＩＤ媒体１５０，１６０，１７０以外に、利用者１０を認証するための識別情報ＩＤ４を保持しているＩＤ媒体１８０を読み取らせることも可能である。
第１実施例では、機器設定要求は宅内ネットワークＮＷ１に設けたＷｅｂブラウザを通じて行われたが、第２実施例では、利用者が機器の例えばＩＤ媒体１５０をホームゲートウェイ装置１００のＩＤ読み取り部１１０に読み取らせることで行う。この際、利用者１０の認証は、ＩＤ読み取り部１１０に対して、利用者のＩＤ媒体１８０を読み取らせることで行ってもよい。

読み取り結果の応答及び機器設定結果の表示は情報表示部１１１上に表示される。第２実施例における機器接続設定要求に対する処理手順は、図４の処理手順における、要求受付、認証（ステップＳ１０１）の動作が、ＩＤ読み取り部１１０を介したものになる点、及び処理結果の応答（ステップＳ１１０）が情報表示部１１１になる点が第１実施例とは異なるが、それ以外の動作は第１実施例と同様である。
また、機器がＵＰｎＰ対応で、ＵＰｎＰのプロトコル上で機器のＩＤを提供することが出来るものに関しては、ＩＤ読み取り部１１０を介さずに、宅内ネットワークＮＷ１上で機器の存在を検知し、ＩＤを自動的に読み取り、機器及びホームゲートウェイ装置１００の設定まで行うことも可能である。

以上のように第２実施例では、宅内ネットワークＮＷ１上にＷｅｂブラウザを持つ機器がない場合にも、ホームゲートウェイ装置１００に対して容易に機器の指定を行うことが出来るようになる。
第３実施例
本発明の第３実施例の構成を図１１に示す。
第３実施例のホームゲートウェイ装置１００は、図２のホームゲートウェイ装置１００に更に機器検出部１０３が追加された点が異なるだけで他の構成は同じであり、この装置１００が使用されるネットワークシステムも図１と同じである。

図１１に示す様に、機器検出部１０３が内部ネットワークインタフェース１０８に接続されている。機器検出部１０３は宅内ネットワークＮＷ１上のパケットを監視し、未登録の機器を検出するとその機器を登録するか否かを利用者に問い合せる。
（動作の説明）
機器検出部１０３の動作フローを図１２に示す。
機器検出部１０３は宅内ネットワークＮＷ１上のパケットを監視し（ステップＳ３０１）、ホームゲートウェイ装置１００が既に接続されている機器に割り当てた機器ＩＰアドレス以外のアドレスを持つパケットを見つけた場合（ステップＳ３０２）、データベース１０１中の設定情報ファイルから、該当すると推定される機器ＩＰアドレス及び機器の外部ＩＰアドレスに基づいて該当する機器を検索し（ステップＳ３０３）、何も見つからなかった場合はステップＳ３０１に戻ってパケットの監視を再開する。見つかった場合は、見つかったすべての機器のリストを保持しておく（ステップＳ３０５）。利用者がＷｅｂインタフェースに対してアクセスしてきた際に、新しく機器が追加されたこと及び該当する機器のリストを利用者に表示する（ステップＳ３０６）。

利用者が機器リストから該当機器を選択し、設定要求を行う（ステップＳ３０７）。
以下の動作は図４に示す第１実施例の形態の動作フロー図と同様となる。
以上のように、本第３実施例では第１実施例に対してさらに利用者の利便性をあげるための追加機能を有している。
本第３実施例を用いると、宅内ネットワークＮＷ１に接続した機器をホームゲートウェイ装置１００が検索、機器の推定を行うので、利用者が自ら機器名を検索する手間を軽減することが可能となる。
第４実施例
図１３は、図２のホームゲートウェイ装置による図４に示した動作の変形実施例を示す。図４で説明した処理では、デフォルトでパケットフィルタ及びアドレス変換情報の設定をステップＳ１０９で実行した。この場合の設定情報ファイルとしては、例えば図６Ａに示したようにパケットフィルタ及びアドレス変換情報の登録についての指定が無ければパケットフィルタ及びアドレス変換情報の登録を実行することになる。もし、パケットフィルタ及びアドレス変換情報の登録を実行しないのであれば、例えば図７Ｂで示したように登録を実行しないことを設定情報ファイル中に指定する必要がある。

これに対し、図１３の実施例では、デフォルトでパケットフィルタとアドレス変換情報の登録を実行しないことを前提としている。従って、図１３の実施例で使用される設定情報ファイルとして例えば図６Ａの設定情報ファイルに対応する設定情報ファイルF1を図１４Ａに示すように、パケットフィルタの即時登録を実行する指定（登録実行フラグ"Yes"）が設定情報ファイル中に明記される。一方、図１４Ｂは、図６Ｂに対応する設定情報ファイルF2の例であり、ここにはパケットフィルタとアドレス変換情報の即時登録を実行するフラグは示されていない。従って、図１３の実施例において図１４Ｂの設定情報により設定を実行した場合、パケットフィルタ及びアドレス変換の登録は実行されない。

図１３に示す処理手順において、ステップＳ１０１〜Ｓ１０８及びステップＳ１１１〜Ｓ１１５は、図４における対応するステップと同様であり、説明を省略する。ステップＳ１０８で機器の設定に成功すると、この実施例ではステップＳ１０９Ａで登録すべき機器情報を作成し、図１５に示すように登録済み機器情報テーブル１０１Ｔに保存する。従って、例えば図１４Ａに示す設定情報ファイルF1に基づいて設定を行った場合は、図８に対応する登録済み機器情報テーブル１０１Ｔを図１５に示すように、対応する機器DEV1の登録情報中にパケットフィルタの登録実行フラグ"Yes"が立てられることになるが、機器DEV2の登録情報中にはフィルタの登録実行フラグが立てられない。

その保存した登録済み機器情報テーブル１０１Ｔ中の該当機器の機器情報に登録実行フラグがあるか判定し（ステップＳ１０９Ｂ）、あれば上述のようにパケットフィルタ及びアドレス変換情報を図２のパケットフィルタ情報管理部１０２Ｂとアドレス変換情報管理部１０２Ａにそれぞれ登録し（ステップＳ１０９Ｃ）、登録終了を利用者が使用している宅内ネットワーク上の機器に通知する（ステップＳ１１０）。それによって例えば機器の表示部（図示せず）に設定が完了したことが表示される。設定情報ファイル中にパケットフィルタ及びアドレス変換情報が含まれていたとしても、登録済み機器情報テーブル１０１Ｔ中に登録実行フラグが無ければ、登録は行われず、その旨が利用者に通知される（ステップＳ１１０）。

図１３における破線で示したステップＳ１２０は、後述のＵＰｎＰ機能が利用可能な場合の実施例におけるＵＰｎＰ機能に基づく処理に移行するための判定ステップである。
第５実施例
図１６はこの発明の第５実施例によるホームゲートウェイ装置を示す。第５実施例ではＵＰｎＰ機能を持たない機器に対してはユーザの機器接続要求に応じて図７に示した処理により接続設定を行い、ＵＰｎＰ機能を持つ機器に対しては、機器のＵＰｎＰ機能による接続要求に応じて自動設定を行う。

ＵＰｎＰ機能を有する機器のネットワークへの接続は、本来ＵＰｎＰ機能により機器とゲートウェイ装置間で自動的に設定処理を行う。従って、例えば前述の図４の設定処理において、接続すべき機器がＵＰｎＰ機能を有する場合は、パケットフィルタ及びアドレス変換情報の登録も自動的に行われる。しかしながら、ＵＰｎＰ機能を有する機器であっても、ゲートウェイ装置が設定に必要とする情報を必ずすべて持っているとは限らず、必要な情報が機器から得られなかった場合はエラー（接続設定失敗）となってしまう。
第５実施例においては、ＵＰｎＰ機能を有する機器にも対応可能なように、図１６に示すように要求受付部１０７内にＵＰｎＰ処理部１０７Ｕを設け、図１３に示した接続設定処理手順のステップＳ１２０において接続要求がＵＰｎＰによるものであるか判定し、ＵＰｎＰによるものでなければ図１３で説明したステップＳ１０２〜Ｓ１１５を実行し、ＵＰｎＰによるものであれば図１７の処理を実行する。しかも、図１７のＵＰｎＰによる処理において必要な情報が得られない場合は、その情報について図１８の処理により、ゲートウェイ装置１００内の設定情報ファイルから検索し、ゲートウェイ装置１００内に無ければ更にサーバ装置２００に要求することにより、できるだけ接続設定処理が失敗となることを少なくする。

図１６のゲートウェイ装置の構成は、前述の図２の構成に、更にＵＰｎＰ処理部１０７Ｕを追加し、データベース１０１にデフォルト登録ポートリスト１０１Ｐを追加したものである。デフォルト登録ポートリスト１０１Ｐは、例えば図１９に示すように予め決めた各プロトコルに対し使用許可するデフォルトのポート番号のリストであり、ユーザが編集してもよいし、サーバ装置２００から入手してもよい。ＥＳＰ及びＡＨは、暗号化パケットは登録することを意味している。
図１３のステップＳ１２０において接続要求がユーザによる要求でなく、機器からのＵＰｎＰによる要求であると判定した場合、図１７のステップＳ１２１でＵＰｎＰネゴシエーションにより接続すべき機器から機器情報を収集する。次に、収拾した機器情報に機器名、プロダクト情報があるかを判定し（ステップＳ１２２）、無ければステップＳ１２９でエラーの応答をして終了する。機器名、プロダクト情報があった場合、前記収集した機器情報中に機器のネットワークアドレス情報（機器ＩＰアドレス）が有るか判定する（ステップＳ１２３）。有れば、同様に機器の使用ポート、プロトコル情報が収集機器情報中に有るか判定する（ステップＳ１２４）。ステップＳ１２３，１２４で必要とする情報が収集機器情報中になかった場合は、後述の図１８の処理により必要な情報を検索して使用する。

このようにして得られた必要な機器情報を図１６の登録機器情報テーブル１０１Ｔ（図１５）に登録する（ステップＳ１２５）。前記機器情報中の使用プロトコルとそれに対するポート番号がデフォルト登録ポートリスト１０１Ｐ中にあるかチェックし（ステップＳ１２６）、有れば登録実行フラグの有無に関係なくステップＳ１２８でパケットフィルタ及びアドレス変換情報をパケットフィルタ情報管理部１０２Ｂとアドレス変換情報管理部１０２Ａにそれぞれ登録する。無ければステップＳ１２５で登録した機器情報中にフィルタ実行フラグがあるかチェックし（ステップＳ１２７）、フラグがあればステップＳ１２８で登録機器情報中のデータからパケットフィルタとして登録すべき外部ＩＰアドレスと外部ポート番号を、パケットが有すべき情報としてパケットフィルタ情報管理部１０２Ｂに登録すると共に、機器ＩＰアドレスと機器ポート番号の組と外部ＩＰアドレスと外部ポート番号の組を変換情報としてアドレス変換情報管理部１０２Ａに登録し、終了する。フラグが無ければパケットフィルタ及びアドレス変換情報を登録しないで終了する。このような登録が実行されなかった機器に対しては、後で利用者あるいは他のプログラムが登録済み機器情報テーブル１０１Ｔを参照して登録を行うことができる。

図１８はステップＳ１２３で機器からアドレス情報が得られなかった場合の処理と、ステップＳ１２４で機器からプロトコルとポート番号が得られなかった場合の処理を兼用して示す。
ステップＳ１２３（Ｓ１２４）で必要な機器情報が得られなかった場合は、図１８のステップＳ１３１に移り、データベース１０１中の該当機器の設定情報ファイルが保持されているかチェックし、保持されていればその設定情報ファイルから必要な機器情報を読み出し（ステップＳ１３６）、図１７のステップＳ１２４（Ｓ１２５）に移る。ステップＳ１３１でデータベース１０１に該当機器の設定情報ファイルが保持されて無ければ、ステップＳ１３２でＷｅｂサーバ１０７Ｗによりサーバ装置２００をアクセスし、アクセスできなかった場合はエラー応答を通知して終了する（ステップＳ１３７）。アクセスできた場合は、サーバ装置２００にその設定情報ファイルを要求し（ステップＳ１３３）、ステップＳ１３４で設定情報ファイルが受信されたかチェックし、受信できたならばその設定情報ファイルをデータベース１０１に保存し（ステップＳ１３５）、設定情報ファイル中の必要な機器情報を読み出し（ステップＳ１３６）、図１７のステップＳ１２４（Ｓ１２５）に戻り、ステップＳ１２４（Ｓ１２５）〜Ｓ１２８を実行する。ステップＳ１３４で設定情報ファイルを受信できなかった場合はステップＳ１３７でエラーの応答を出し、終了する。

以上説明した各実施例のホームゲートウェイ装置１００はコンピュータにこの発明によるホームゲートウェイプログラムをインストールし、コンピュータにホームゲートウェイプログラムを実行させることにより実現することができる。この発明によるホームゲートウェイプログラムはコンピュータが解読可能なプログラム言語によって記述され、この発明のホームゲートウェイ装置として機能させるホームゲートウェイプログラムで構成される。この発明によるホームゲートウェイプログラムはコンピュータが読み取り可能な例えば磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭのような記録媒体に記録され、これらの記録媒体からコンピュータにインストールするか、或は通信回線を通じてコンピュータにインストールすることができ、インストールされたホームゲートウェイプログラムはコンピュータに備えられたＣＰＵで解読されてホームゲートウェイ装置として機能する。

この発明によるホームゲートウェイ装置は家庭内で利用される家電製品にネットワーク機能が付加された際に、これらの家電製品を外部から制御することが可能となり、家電製品の分野で活用される。

Claims (15)

1. 少なくとも宅内ネットワークと外部ネットワークとを相互に接続するゲートウェイ機能と、上記宅内ネットワークに接続される機器を設定するための設定情報を各機器毎に保持したデータベースとを備え、上記宅内ネットワークに新たな機器を接続するための接続設定する宅内ネットワーク設定方法であり、
   （a）接続設定要求を受け、上記機器に関する属性情報を取得するステップと、
   （b）上記属性情報を上記データベースに照会し、該当する機器の設定情報が上記データベースに存在する場合は、上記データベースから設定情報を取得して機器に対する設定及びゲートウェイ機能に対する設定を実行し、上記データベースに該当する設定情報が存在しない場合は、上記ゲートウェイ機能を通じて外部ネットワークに接続されている情報提供サーバにアクセスし、情報提供サーバから所望の設定情報を取得するステップと、
   （c）この設定情報を上記データベースに保持すると共に、該当する機器と、ゲートウェイ機能に対する設定を実行するステップ、
   とを含む。
2. 請求項１記載の宅内ネットワーク設定方法において、上記ステップ（a）は、Ｗｅｂサーバ機能により上記接続設定要求を受けるステップを含む。
3. 請求項１記載の宅内ネットワーク設定方法において、上記ステップ（a）は、上記接続設定要求をＵＰｎＰ機能を有する機器から受けるステップを含む。
4. 請求項１記載の宅内ネットワーク設定方法において、上記ステップ（a）は、機器又は利用者の識別情報を上記接続設定要求として受けるステップを含む。
5. 請求項１記載の宅内ネットワーク設定方法において、上記ステップ（a）は、上記宅内ネットワーク上の登録されてないアドレスを有するパケットを検出し、対応する未登録のすべての機器を上記設定情報から検索し、検索されたすべての機器のリストを表示し、上記リストからの機器の選択指定を上記接続設定要求として受けるステップを含む。
6. 請求項１記載の宅内ネットワーク設定方法において、さらに、
   （d）上記ステップ（a）で受けた上記接続設定要求がＵＰｎＰによる要求であるか判定し、そうでなければ上記ステップ（b）及び（c）を実行するステップと、
   （e）ＵＰｎＰによる要求であれば、
   （e-1）上記機器とのＵＰｎＰネゴシエーションにより機器情報を収集するステップと、
   （e-2）収集した上記機器情報中に設定情報があればそれに基づいて上記機器及び上記ゲートウェイ機能の設定を行うステップと、
   （e-3）無ければ上記データベースを参照して上記機器に対応する設定情報を求め、上記データベースに対応する設定情報が無ければ上記情報提供サーバから対応する設定情報を求めるステップと、
   （e-4）求めた設定情報に基づいて上記機器及び上記ゲートウェイ機能の設定を行うステップ、
   とを含む。
7. 宅内ネットワークと外部ネットワークとを相互に接続するゲートウェイ機能と、
   宅内ネットワークに接続される機器の状態を設定する情報及び設定のためのソフトウェアを設定情報として各機器毎に保持したデータベースと、
   新たに接続を要求する機器に対して上記設定情報を利用して上記宅内ネットワークを経由して上記機器の状態を設定する機器設定手段と、
   上記設定情報に含まれるネットワーク情報及び上記機器に付与したＩＰアドレスを元に外部ネットワークからのアクセスを受けた際のファイアウォールの設定及びネットワークアドレス変換の設定を行うためのゲートウェイ機能に対する設定を行なうゲートウェイ設定手段、
   とを含むホームゲートウェイ装置。
8. 請求項７記載のホームゲートウェイ装置において、さらに、上記新らたに接続を要求する機器の設定情報が上記データベースに保持していない場合に、上記外部ネットワークに接続されている情報提供サーバをアクセスする手段と、情報提供サーバから取得した設定情報を上記データベースに格納する手段とを含む。
9. 請求項８記載のホームゲートウェイ装置において、さらに、上記情報提供サーバにアクセスする際に、上記ホームゲートウェイ内に保持した認証情報を元に上記情報提供サーバとの間で認証を行う認証手段を含む。
10. 請求項７乃至９のいずれか記載のホームゲートウェイ装置において、さらに、上記新たに接続を要求する機器から上記接続設定要求を受けるＷｅｂサーバを含む。
11. 請求項７乃至９のいずれか記載のホームゲートウェイ装置において、上記新たに接続を要求する機器からの識別情報を上記接続設定要求として受けるＩＤ読み取り手段を含む。
12. 請求項７乃至９のいずれか記載のホームゲートウェイ装置において、さらに、上記宅内ネットワーク上のパケットを観察し、上記宅内ネットワークに未登録の機器の持つネットワークインタフェースアドレスもしくはＩＰアドレスを持つ機器から発せられたパケットを検出する検出手段と、この検出手段の検出により新たに機器が追加されたことを表示する表示手段とを含む。
13. 請求項７乃至９のいずれか記載のホームゲートウェイ装置において、上記データベースにはさらに予め決めたプロトコルとそれらに対し割り当てた機器ポート番号を示すデフォルトポートリストが格納されており、上記ホームゲートウェイ装置はさらにＵＰｎＰ機能を有する機器とネゴシエーションを行って機器情報を収集し、収集した機器情報からネットワーク情報を抽出し、機器情報を作成して保存するＵＰｎＰ処理手段を含み、上記機器設定手段は上記機器情報中のポート番号が上記デフォルトポートリストに含まれていればそれに基づいて上記ゲートウェイ機能を設定し、上記デフォルトポートリストに含まれてない場合、上記機器情報に登録実行フラグがあれば、上記機器情報に基づいて上記ゲートウェイ機能を設定する。
14. コンピュータが解読可能なプログラム言語によって記述され、コンピュータに請求項７記載のホームゲートウェイ装置として機能させるホームゲートウェイプログラム。
15. コンピュータが読み取り可能な記録媒体により構成され、この記録媒体に請求項１４記載のホームゲートウェイプログラムを記録した記録媒体。

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