WO2007066752A1 - 中継装置及びクライアント機器とサーバとの接続方法 - Google Patents

中継装置及びクライアント機器とサーバとの接続方法 Download PDF

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Shinpei Yashima
Atsuki Ishida
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Definitions

  • each device connected to the home network must be able to be identified from the internet side, and it is necessary to solve the problems of household tines and security.
  • P6 ne ne po oco Ve s on6: 6 Internet
  • P6 ne ne po oco Ve s on6: 6 Internet
  • PC JP 2005 9280 There is a connection method and device disclosed in PC JP 2005 9280 ( (PC JP 2005 9280 is incorporated in this detailed report due to this). According to this clarification, it is a relatively easy procedure to establish a network connection between nee ve on the computer system inside the private network by using a relatively easy method. Bidirectional communication between the networks is possible.
  • the disclosed relay device mainly operates in the form of a tag, it is issued to the client in the form of a virtual idle program, so that there are the following areas for improvement.
  • it provides a means that can be established in the same way on a device that does not operate as a wireless device, or that cannot be installed by using a virtual driver, such as a network to which a computer, camera, or skier is connected. This is it.
  • the purpose is to provide an internet that enables network communication through the home network.
  • the relay installed at the above-mentioned client is installed. I have this bulge, and this bulge is installed between the cap stack network chairs and is located outside the main room.
  • a bridge to establish a connection between them and a temporary network on the network from the Capable of capturing a packet containing quadrants, transmitting it, and adding it to the client device's network add, through the capsule, the capsule controller that outputs via the tunnel, and the capsule stack. Decapsulates the self-cage in the received connection, converts the network address contained in this decapsulation into a ply-pad on the client device, and sends this packet to the client device by the bridge.
  • a repeater is provided that is characterized by having a decapsulation section.
  • the above-mentioned client device, another client device on another specific device can be directionally connected by the network through the above-mentioned device. According to this device, it is possible to perform communication by the above network without installing the client device and data, just by installing this device.
  • the network placed with this unit in between since only the case including the virtual network address is captured, and the other cases (including the vegetation) are merely the bugs (), the network placed with this unit in between. It is possible to communicate with the device using the same device upstream and downstream, and to connect to the Internet via the device upstream and downstream.
  • Web cameras and other devices can participate in the above-mentioned network installation, which is the entire AN environment up to now. In other words, it works just by replacing the cue of the book of the line of this with this device.
  • the device is connected to the interface provided on the internet and receives the address of the interface from the interface.
  • the above-mentioned memory address to be assigned to the client is received from the above, and the memory on the client is received.
  • Ibe P Dos This is the memory for the network address assigned to this client.
  • the above-mentioned clear and network-responsive electric power includes the electric power that the Z-type cannot generate virtual network dry and the like.
  • the client may include a peripheral device that is capable of communicating but is not capable of connecting to the internet by itself.
  • an interface having a client on the top, a relay connected to the client on the top of this, and the client connected via the internet.
  • the device receives and stores the device, and (b) The device uses the device notified in the above
  • the device allocates a virtual network P-dose to the client device, and receives the packet addressed to the network P-dose received from the z through the network, on the client device. Rewriting to and sending to the above,
  • the method further comprises the step of: capturing the net P-dos from the client device and discharging the net P-dos from the client device through the tunneling process.
  • the method further comprises the step of notifying the device of a network P for the client device.
  • the device further includes a step of connecting a tunnel provided on the Internet and receiving the gateway.
  • the device receives a network address assigned to the client device from the device and allocates it to the client device and the client device. It also has a process to store and store the new address. In this case, the device monitors all the cables that reach the network device, and
  • the apparatus further comprises a step of detecting a C-dose, and that the apparatus has a function of transmitting a request for a bud-condition periodically or at any time to prompt an answer of the client.
  • 002 shows an example of the network formation related to this state.
  • 002 is the one that communicates with P4 (P) and is connected to the clients (C, camera, printer, scanner).
  • Network (3) relay 4 connected to this network (3), network connected to this network (4) ) 5.
  • various clients 6a to 6d connected to the virtual network are connected to the downstream network () 5.
  • Such a client device includes a printer 6a, a camera 6b, and a skier 6c, each of which corresponds to a network connection.
  • This also includes PC6d, which does not issue the virtual chair as disclosed above.
  • the clients 6a to 6d do not have any virtual connection.
  • this is a normal composition that can be found in the workplace or at home except for the above 4, and the above is simply the 4 of the network () 5 to which the clients 6a to 6d are connected. In other words, it is only introduced so that it is located between the two.
  • the clients 6a to 6d can be connected to the Internet 7 via the above-mentioned TA2 carrier SP (internet service) and each computer P4 on this Internet 7 can be connected. Communication is performed.
  • this 8 is a two-way communication through a temporary network between the previous clients 6a to 6d above this, and the other g's clients (z). It has a function of bidirectional communication between the clients 6a to 6d.
  • the relays 4 and 8 are intended to be manufactured under the same manufacturer or a unified standard, and are designed to operate. As will be explained later, the relay 4 is given a network pry-ad snoog ad from the 8 to establish a CPP set by the negotiating to the the 8 regardless of SP, and communication is established. I can do it. Also, this 4 is the client assigned from 8 above. It will remember your dexterous network address. If the client 6a to 6d can always generate the packet, it can be generated by this 4.
  • cryers 6a to 6d are home appliances such as video TVs that cannot connect to the internet by themselves, the cryers 6a to 6d are connected through the territory 4 and the terrain specified by the client (94), All you have to do is assign a virtual P-D to each.
  • 4 is the one that has NAX (product name, below) installed as.
  • 003 3 0 is a network interface for sending and receiving packets.
  • eh is connected to upstream network 3 and eh is connected to downstream network 5.
  • 2 is a buggy (the buggy of this story). This bulge 2 is built into the knuckle's car and receives the knuckle before the knuckle stack 3 that interprets the knuckle and delivers it to the designated place. .
  • the top 5 packets are stored when such a packet arrives.
  • the destination ket is a budcast, manufacture the ket, send it from eh, and return the received ket to the network press.
  • the lever Bujiji 2 receives the kick as it passes through the bush.
  • the packet at P4 is specified as Dos 7, the relay address for storing the private address (P Dos) on the network assigned to this 4 as a virtual address 8, and the virtual address.
  • the client's P-dos (or more) from 8 above to construct the private network is connected to the client's P-dos 9 and 8 according to the dos.
  • the caps at P 6 are capped at P 4, and the capsulation unit 2 for receiving between 8 and clients 6 a to 6 d on the P dos It has a P-dos-ply-P-dos 22 for converting the P-dos-dos, and a client 23 for detecting the p-dos-C-dos of the above-mentioned clients 6a to 6d.
  • the packets transmitted and received between 8 are transferred between the BJ 2 and the network stack 3 through this port 22.
  • the Buzzledge 2 since the Buzzledge 2 has the data transmission during the NACK-scan network stack, it receives the packets without using the NACK network capability. be able to.
  • this 4 has the same function as a normal network (that is, a bug).
  • Ket's address can be freely transmitted even if it is not herself.
  • the network stack 3 is not passed, all of the top 5 applications are responsible for creating the standardized packages.
  • this bridge 2 holds the list of P-DOS MAC addresses of the packets received by eh, it is possible to detect the devices 6a ⁇ connected to the downstream network 5. it can.
  • a virtual network can be constructed by intercepting the virtual network packets because it has a function of notifying the top 5 of the packets that meet the certain conditions. it can. Because of this capability, the equipment connected downstream is required to know the location of the equipment, which is different from the conventional V AN, and can be a virtual network element without making any indiscriminate settings.
  • the bridge since it passes through the bridge, it can be used as a device in the same AN as the downstream unit and upstream as a device.
  • the virtual network driver is installed because it has the above features.
  • the term "negation” refers to the one (n) of P4 and P6.
  • P 4 This is a technique for connecting through a network, and in particular, here, a technique for connecting a device operator belonging to a different network with a network (P: cheer-private network). A. Then, in this case, the P 4 packet communicated with the device is exchanged with P 4.
  • the P-push is opened, it is configured so that P such as appe ak that operates in ehe is also passed through.
  • the R of the disk, etc., installed in the system is a certain area secured in the RO, and the physiogram It is composed of P, which controls these memory devices and reads and executes the program, and the output device of the temporary storage device.
  • programs such as S are not displayed, they may actually operate as S in this state.
  • the above-mentioned item 8 is preferably made up of a number of computer systems connected to each other in order to distribute the load. It is considered that it is usually possible to deal with multiple different networks in 8 above. Next, the detailed configuration and functions of the above-mentioned 4 will be described in detail with reference to 3.
  • 005 3 shows the case where the clients 6a to 6d on the relay 4 are connected to the client 4 and other clients in other g are communicating with each other via the above 8. Is. g is also provided with a relay device in a similar manner.
  • the above 4 is first connected to the net shown by 25 in the figure by a normal internet connection method.
  • This net 25 selects the 8 to which it establishes the address data connection and informs 4 above about the P 4 address of this 8. This allows the 4 to identify the 8 and after performing the You can use it to establish a group and communicate.
  • the above-mentioned 4 connects to 8 to establish a connection, and based on this, a temporary P-dos for a specific private network is allocated from 8 to relay 4.
  • a temporary P-dos for a specific private network is allocated from 8 to relay 4.
  • several P doses for the above clients 6a to 6 are also assigned, and this P dose for the client instrument is the P dose for the client instrument.
  • the address 22 holds the P-dos for the client device, and the P-dos () above this assigned to the client device.
  • the client 23 is automatically created by detecting the clear device. That is, since the bridge described above can be seen through the downstream casing including the broadcast signal of the client device, this client 23 detects the P-dos C-dose above the client device. I can do this.
  • the client 23 also sends a (C MP ECHO) of budokias periodically or arbitrarily to prompt the (C MP REP Y) of the client device to ensure that the downstream client device is detected. It has a function to output. If such an automatic output is not used, the user may manually input the P address and apply the address to generate the above. In this case, only the above may be performed automatically, or the automatic operation may be selected by the user.
  • the P-dose above the clearing device is the one assigned according to item 2 above.
  • the clients of the clients 6a to 6d are identical to the clients 6a to 6d.
  • the management unit 2 It is encapsulated by the above-mentioned four P 4 packets by the management unit 2 and transmitted.
  • the capsule processor 2 encapsulates the packet
  • the packet 22 is converted into a private packet by the packet 22 and is delivered to the message page 2.
  • the bulge 2 discharges the received kettle downstream from eh. In this way, for example, the climbers 6a to 6d above in the garden can be connected by movement from the outside 8 or other g.
  • the network from the clients 6a to 6d is transmitted to the virtual P-dose.
  • the ket containing this P-dos enters the relay 4 from the downstream chair eh, and this kke is put into the above-mentioned bujiji and capped by the above-mentioned k in the above-mentioned k through the cap stack, eh. It is sent to the above 8 by connection.
  • the clients 6a to 6d are network cameras in the garden connected to the home, and the virtual P doss is assigned to the cameras according to 4. Therefore, the network formed between 4 of other networks can be directly produced on the other network.
  • 006 can be applied in the same manner as in the case where the above 8 operates as on the virtual network, and also in the case of PPP connection via.
  • the capping was done by P O P 4, but the cap may be P 6. Also, the other p may be P 6. In addition, both may be other than the above.
  • the S of the relay device is a knuckle, but it goes without saying that it is not limited to this.

Abstract

【課題】簡易な手段で家庭内ネットワークとインターネットを介した仮想ネットワーク通信を可能にする。 【手段】中継装置４を、ネットワーク・プロトコルスタック１３とネットワークデバイス１０、１１との間に設けられ、自己宛、ＶＬＡＮ、ブロードキャストの要求パケット以外はブリッジするブリッジモジュール１２、サーバのグローバルアドレスを記憶するサーバアドレス記憶部１７、このグローバルアドレスに基づきサーバとの間にトンネリング接続を確立するトンネリングセッション確立部２０、発信元アドレスをカプセリングしトンネリング接続を介してサーバへ送出するカプセリング処理部２１、及び自己宛パケットをディカプセリングし、このパケットに含まれるあて先仮想ネットワークアドレスをクライアント機器のＬＡＮ上のプライベートＩＰアドレスに変換して前記ブリッジモジュールを介してＬＡＮ上に流す仮想ＩＰアドレス・プライベートＩＰアドレス変換部２２で構成した。

Description

明 細 書
中継装置及びクライアント機器とサーバとの接続方法
技術分野
[0001] この発明は、 IPv4 (Internet Protocol version 4)が普及した現状のインフラ環境の 下で、比較的簡易な手段により異なる LANに属する端末同士を、インターネットを通 してかつセキュリティの高い方法で双方向の通信を可能とする、中継装置及びクライ アント機器とサーバとの接続方法に関するものである。
背景技術
[0002] 一般に、インターネットを中心とした公衆ネットワークを通したサービス提供環境に おいては、全ての情報の価値は、クライアント側ではなぐサーバ側に集まるようにな つている。
[0003] すなわち、各クライアントである端末機器は、基本的にインターネット上の情報を閲 覧するための単なるビューヮ一にしか過ぎない。また、各クライアントはインターネット 側に様々な情報の要求を発しており、インターネット側ではそのような各クライアント の情報を得ることができる。すなわち、全ての情報は、インターネット側に集められ、ィ ンターネット側からは定型的な情報が一方的に与えられるに過ぎなレ、。このため、クラ イアント端末機を製造しているメーカーは付加価値が生み出しづらい状況となってい る。
[0004] このような状況を変えるためには、アクセス方向を逆行させ、サーバとクライアントの 立場を逆転させることが必要である。すなわち、インターネットに接続される家庭内ネ ットワークがある場合、インターネット側から家庭内ネットワークへのアクセスが開始さ れ、家庭内ネットワーク側からインターネット側へサービスが提供されるような状態を 作り出す必要がある。
[0005] このためには、ホームネットワークに接続された機器のそれぞれ力 インターネット 側からユニークに特定できること、家庭内のルーティングの問題、セキュリティの問題 を解決する必要がある。このような課題に対応し、ひとつの解決を見出せる技術とし て、 IPv6 (Internet Protocol version 6:第 6世代インターネットプロトコノレ）がある。 [0006] しかしながら、現在の日本のキャリアやインターネットサービスプロバイダを取り巻く 環境を鑑みると、 IPv6の普及にはかなりの時間が力かるものと考えられる。例えば、 現在使用している IPv4の機材償却に最低 2年〜 3年は必要であり、テスト的なサービ スが行われてレ、るのみである。
[0007] 今すぐにメーカーが IPv6対応ネットワークを実現するには、 ISPレベルのサービス にまで手を出すしかなレ、が、非常にコストがかかることであり、多くのメーカーにとって 現実的ではない。家庭内ネットワークの事情が様々で非常に大きく異なることや、キヤ リアや ISPによって接続の仕組みが大きく異なることもあり、これらの差を吸収して画 一的なアプローチで IPv6環境を実現するための仕組みが必要である。
[0008] この出願に係る発明の新規性や進歩性を否定するものではないが、上述した事情 に関連する先行技術文献として以下のものがある。
特許文献 1：特開 2001— 274845号公報
[0009] 従来の IPv4環境下で、 IPv6ネットワークで実現されるような家庭内ネットワークとィ ンターネットとの間の双方向のアクセスを実現しょうとする場合、以下のような問題が ある。
[0010] 例えば、現在の IPv4環境下においては、 自宅にネットワーク家電を設置する場合、 自宅ネットワークを通して、インターネットに接続されたルータに繋げて使用する。こ のため、ネットワーク家電の IPアドレスは、プライベートアドレスになってしまい、自宅 ネットワーク以外からはアクセスすることはできない。
[0011] そこで、従来は、 自宅のネットワーク家電にアクセスするために、ネットワーク家電を コントロールする機能を有する専用のルータを使用したり、ネットワーク家電をコント口 ールするための情報を一度インターネット上に設置されたデータセンターに蓄積し、 ネットワーク家電からポーリングを行って取りに行く必要があった。
[0012] しかし、専用のルータを使用した場合、汎用性が低くなりコストも嵩む。ポーリングを 行ってコントロール情報を取りに行く場合、リアルタイムでのアクセスは行えず、ネット ワークやサーバへの負荷も高くなる。
[0013] このような課題を解決するため、本出願人が 2005年 5月 20日に提出した国際出願 PCT/JP2005/9280号に開示されたネットワーク接続方法及び中継装置がある（ PCT/JP2005/9280号は、この言及によりこの明細書に組み込まれる）。この発 明によれば、プライベートネットワーク内のコンピュータシステムとインターネット上の In terServerとの間にトンネリング接続のセッションを確立することにより比較的簡易な手 段により家庭内ネットワークとインターネット間の双方向の通信が可能になる。
[0014] し力、しながら、この出願に開示された中継装置は主にルータとして動作するもの若 しくは各クライアント機器に仮想デバイスドライバ及びプログラムの形でインストールさ れるものであったため、以下のような改善の余地がある。すなわち、ルータとして動作 するようなものでなぐかつ、仮想デバイスドライバ等としてインストールできない機器 、例えばプリンタ、カメラ、スキャナなどが接続されたネットワーク上でも上記出願と同 様の接続が確立できる手段を提供することである。
[0015] この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、仮想デバイスドライバがインスト ールできない機器が接続されたプライベートネットワーク環境において、ルータを取り 替える必要がなぐ比較的簡易な手段により家庭内ネットワークとインターネットを介し た仮想ネットワーク通信を可能とするインターネット接続システムを提供することを目 的とするものである。
発明の開示
課題を解決するための手段
[0016] 上記目的を達成するため、この発明の主要な観点によれば、 LAN上のクライアント 機器を、インターネット上のサーバを通した仮想ネットワークに接続するために、前記 LAN上の前記クライアント機器の上流側に設置される中継装置であって、この中継 装置は、ブリッジモジュールを有し、このブリッジモジュールは、ローカル通信プロトコ ノレスタックとネットワークデバイスとの間に設けられ、自己宛、ブロードキャスト及び仮 想ネットワークのアドレス宛の要求パケット以外のパケットはローカル通信プロトコルス タックに渡さずに単に前記 LANの上流側と下流側とをブリッジするものであり、この中 継装置は、さらに、前記インターネット上のサーバのグローバルアドレスを記憶するサ ーバアドレス記憶部と、前記サーバのグローバルアドレスに基づき、この中継装置と サーバとの間にトンネリング接続を確立するためのトンネリング接続確立部と、前記ブ リッジモジュールにより前記クライアント機器からの上記仮想ネットワーク上の仮想ネッ トワークアドレスを含む要求パケットを捕捉し、発信元アドレスとして前記クライアント 機器の仮想ネットワークアドレスを付したものをカプセリングし、前記トンネリング接続 を介して前記サーバへ送出するカプセリング処理部と、前記ローカル通信プロトコル スタックを通して受け取ったトンネリング接続における自己宛パケットをディカプセリン グすると共に、このディカプセリングしたパケットに含まれる宛先仮想ネットワークアド レスを前記クライアント機器の LAN上のプライベート IPアドレスに変換し、このバケツ トをブリッジモジュールにより当該クライアント機器に送出するディカプセリング処理部 とを有することを特徴とする中継装置が提供される。
[0017] このような構成によれば、 LAN上のクライアント機器と、他の特定の LAN上にある 他のクライアント機器を、前記サーバを通した仮想ネットワークにより双方向通信可能 に接続することができる。この中継装置によれば、上記クライアント機器やノレ一タを含 む LANの構成要素はなんら変更することなぐこの中継装置を設置するだけで上記 仮想ネットワークによる通信が可能になる。
[0018] また、この中継装置は、仮想ネットワークアドレスを含むパケットのみを捕捉し、その 他のパケット（ブロードキャストも含む）は単にブリッジ（透過）させるのみであるので、こ の中継装置を挟んで位置するネットワーク下流側機器と上流側機器は同じ LANにあ る機器としてシームレスに通信することができるし、下流側機器は上流側にあるルー タを介してインターネットに接続することもできる。
[0019] このような特徴を備えているため仮想ネットワークドライバをインストールできないプ リンタゃ Webカメラなどの機器を、上記仮想ネットワークドライバをインストールすること なく仮想ネットワークに参加させることができ、かつ、今までの LAN環境を全く損なわ ないというものである。すなわち、この中継装置は、 LANネットワークの配線の一本の ケーブルをこの中継装置に置き換えるだけで動作するものである。
好ましい 1の実施形態によれば、前記中継装置は、インターネット上に設けられたト ンネル仲介サーバに接続し、この仲介サーバから前記サーバのグローバルアドレス を受け取るものである。
また、 1の実施形態によれば、前記中継装置は、クライアント機器に割り当てる仮想 ネットワークアドレスを前記サーバから受け取り、各クライアント機器の LAN上のプラ ィペート IPアドレスとこのクライアントに割り当てた仮想ネットワークアドレスを関連付け て記憶するものである。ここで、この中継装置は、前記 LAN下流側のネットワークデ バイスに到達する全てのパケットを監視することで前記クライアント機器のプライべ一 ト IPアドレス及び MACアドレスを検出する下流側クライアント機器検出部を有するこ とが好ましい。また、この下流側クライアント機器検出部は、ブロードキャストの応答要 求を定期的若しくは任意に LANの下流側に送信し、前記クライアント機器の応答を 促す機能を有することがさらに好ましい。
また、別の好ましい 1の実施形態によれば、前記クライアント機器は、ネットワーク対 応の家電であるが、ユーザが仮想ネットワークドライバ等をインストールできない家電 を含むものである。また、 前記クライアント機器は、前記中継装置とは通信可能であ る力 自らはインターネットに接続することができない周辺装置を含むものであっても 良い。
さらに、この発明の他の主要な観点によれば、 LAN上のクライアント機器と、このし AN上の前記クライアント機器の上流側に接続された中継装置と、前記クライアント機 器がインターネットを介して接続されるサーバと、を有するインターネット接続環境に おいて実行される、前記クライアント機器とサーバとの接続方法であって、
(a)前記中継装置が前記サーバのグローバル IPアドレスを受け取り格納する工程と、
(b)前記中継装置が、前記で通知されたグローバル IPアドレスを使用して前記中継 装置と前記サーバとの間で、トンネリング接続による TCP/IPセッションを確立する 工程と、
(c)前記中継装置が、前記クライアント機器に仮想ネットワーク IPアドレスを割り当て、 前記サーバから前記トンネリング接続を通して受け取った仮想ネットワーク IPアドレス 宛のパケットを前記クライアント機器の LAN上のプライベート IPアドレス宛に書き換え て前記 LANの下流側に送出する工程と、
(d)前記中継装置が、前記クライアント機器からの上記仮想ネットワーク IPアドレスを 含むパケットを捕獲し、前記トンネリング接続を通して前記サーバへ送出する工程と を有することを特徴とする接続方法が提供される。
この場合、前記中継装置は、前記クライアント機器の属する LAN上に設置されるも のであり、この方法は、この中継装置宛、ブロードキャスト及び仮想ネットワークのアド レス宛の要求パケット以外のパケットは前記（c)、 (d)工程を行なわずに LAN上で単 にブリッジするものである。
また、好ましい 1の実施形態によれば、この方法は、さらに、前記サーバが前記中継 装置に前記クライアント機器用の仮想ネットワーク IPアドレスを通知する工程を有する 。さらに、好ましい 1の実施形態によれば、この方法は、前記中継装置が、インターネ ット上に設けられたトンネル仲介サーバに接続し、この仲介サーバから前記サーバの グローバルアドレスを受け取る工程をさらに有するものである。
また、更なる他の好ましい 1の実施形態によれば、この方法は、前記中継装置が、 前記クライアント機器に割り当てる仮想ネットワークアドレスを前記サーバから受け取 り、各クライアント機器の LAN上のプライベート IPアドレスとこのクライアントに割り当 てた仮想ネットワークアドレスを関連付けて記憶する工程をさらに有するものである。 この場合、前記中継装置が、前記 LAN下流側のネットワークデバイスに到達する全 てのパケットを監視することで前記クライアント機器のプライベート IPアドレス及び MA Cアドレスを検出する工程をさらに有し、この工程では、前記中継装置が、ブロードキ ャストの応答要求を定期的若しくは任意に LANの下流側に送信し、前記クライアント 機器の応答を促す機能を有することが好ましレ、。
なお、この発明の更なる他の特徴と顕著な効果は次の発明を実施するための最良 の形態の項に記載された実施形態及び図面を参照することによって当業者にとって 理解される。
発明を実施するための最良の形態
[0020] 以下、この発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
[0021] 図 1は、この実施形態に係るネットワーク構成の例を示したものである。
[0022] 図中 1は、 IPv4 (第 1の通信プロトコル)で通信を行う各種クライアント機器 (PC、力 メラ、プリンタ、スキャナ）が接続されてなる LANである。
[0023] この LAN1は、ゲートウェイとなるルータ 2と、このルータ 2に接続された上流側ィー サネット（登録商標） 3と、この上流側イーサネット（登録商標） 3の下流側に接続され た中継装置 4と、この中継装置 4の下流側に接続された下流側イーサネット（登録商 標） 5とからなる。そして、下流側イーサネット（登録商標） 5に、仮想ネットワークに接 続したい各種クライアント機器 6a〜6dが接続されている。このようなクライアント機器と しては、それぞれネットワーク接続に対応したプリンタ 6a、カメラ 6b、スキャナ 6cがあ る。また、上記 PCT出願に開示したような仮想デバイスをインストールしない PC6dも これに含まれる。
[0024] すなわち、各クライアント機器 6a〜6dには、仮想ネットワーク接続をするための機能 はなんらインストールされていないものである。
[0025] したがって、この LAN1は、前記中継装置 4を除けば、職場や家庭に見られるような 通常の構成であり、ただ単に、前記中継装置 4が前記クライアント機器 6a〜6dが接 続されたイーサネット（登録商標） 5の上流側、すなわちルータ 2との間に位置するよう に導入されてレ、るだけである。
[0026] したがって、各クライアント機器 6a〜6dは、前記ルータ 2及び通信キャリア/ ISP (ィ ンターネットサービスプロバイダ：図示せず）を介してインターネット 7に接続することが でき、このインターネット 7上の各種コンピュータと IPv4を用いて通信が行なわれるよ うになつている。
[0027] そして、このインターネット 7上には、前記仮想ネットワーク上の通信を制御するため の ELサーバ 8 (この発明の「サーバ」、 ELは発明者らが考案した識別符号、 PCT出 願の InterServerに対応するもので同様の構成を有するもの）が接続されている。こ の ELサーバ 8は、後で詳しく説明するように、この LAN1上の前記クライアント機器 6 a〜6dと、他の LAN9上のクライアント機器（図示せず）との間の仮想ネットワークを通 した双方向通信、及びインターネット 7上からの前記クライアント機器 6a〜6dとの間の 双方向通信すベてを仲介する機能を有するものである。
[0028] ここで、中継装置 4と ELサーバ 8は、同じメーカー若しくは統一された規格の下に製 造されることが意図されており、予め連動するように設計されたものである。そして、中 継装置 4には、後で説明するように、 ELサーバ 8から仮想ネットワーク接続用のプライ ベートァドレス/グローバルアドレスが付与され、 ISPやキャリアを問わず前記 ELサ ーバ 8にトンネリング接続による TCPZIPセッションが確立されて通信ができるように なっている。また、この中継装置 4は、前記 ELサーバ 8から割り当てられたクライアント 機器用の仮想ネットワーク接続用アドレスを記憶するようになっている。
[0029] なお、前記クライアント機器 6a〜6dのアドレスが常にユニークに生成できるのであ れば、この中継装置 4によって生成されるようになってレ、ても構わなレ、。
[0030] また、前記クライアント機器 6a〜6dが自らはインターネットに接続できないビデオや テレビのような家電である場合には、前記中継装置 4とそのクライアント機器は所定の 通信インタフェース（IEEE1394)を介して接続され、それぞれに仮想 IPアドレスを割 り付けておけば良い。
[0031] 図 2は、中継装置 4を示す概略構成図である。
[0032] この中継装置 4は、この実施形態では、〇Sとしてリナックス（商品名、以下同じ）がィ ンストールされてなるものである。
[0033] 図中 10、 11は、パケットを送受信する通信インタフェースとしてのイーサネット（登 録商標）ワークデバイスである。ここでは ethOが上流ネットワーク 3、 ethlが下流ネット ワーク 5に接続されている。
[0034] また、図中 12は、 ELブリッジモジユーノレ（この発明のブリッジモジユーノレ）である。こ のブリッジモジュール 12は、リナツタスのカーネルに組み込まれるものであり、パケット を解釈し所定の場所に届けるネットワーク 'プロトコルスタック 13より先にパケットを受 け取り、以下の動作を行う。
(1)イーサネット（登録商標）のパケットを ethOから受信した場合、
•パケットの形式が IPではない場合はそのままブリッジ (一点鎖線で示す経路を参照
)して ethlから送信する。
[0035] 'あて先の IPアドレスが自分（中継装置 4)と関係ないアドレスの場合、ブリッジして et hiから送信する。
[0036] 'あて先の IPアドレスが自分宛であればネットワーク 'プロトコルスタック 13にパケット を返す。
[0037] ·あて先のパケットがブロードキャストであれば、パケットを複製して、 ethlから送信す るとともに、受け取ったパケットをネットワーク 'プロトコルスタック 13に返す。従ってこ のブリッジモジュール 12はブロードキャストを通過させるとともに、 自身もパケットを受 け取る。 (2)イーサネット（登録商標）のパケットを ethlから受信した場合
•パケットの形式が IPでない場合はそのまま ethOから送信する。
[0038] ·あて先の IPアドレスが仮想、ネットワークのものであれば、そのようなパケットが来たこ とを上位層 15へ伝えパケットの内容を蓄える。
[0039] 'あて先の IPアドレスが自分宛であればネットワーク 'プロトコルスタック 13にパケット を返す。
[0040] ·あて先のパケットがブロードキャストであれば、パケットを複製して、 ethlから送信す るとともに、受け取ったパケットをネットワーク 'プロトコルスタック 13に返す。従ってこ のブリッジモジュール 12はブロードキャストを通過させるとともに、 自身もパケットを受 け取る。
(3)上位層 15からパケットを渡された場合は、内容を確認せず ethlから送信する。
(4)上位層 15から要求があった場合は、蓄えてあった仮想ネットワークアドレス向け のパケットを渡す。
(5) ethlから受信したパケットの IPアドレスと MACアドレスの対の一覧を持ち、上位 層から要求があった場合は、その一覧を渡す。
[0041] そして、上位層 15には、プログラムもしくは記憶領域として、前記 ELサーバの IPv4 でのグローバルアドレスを記憶するサーバアドレス記憶部 17と、この中継装置 4に割 り当てられた仮想ネットワーク上でのプライベートアドレス（仮想 IPアドレス）を記憶す る中継装置アドレス記憶部 18と、仮想プライベートネットワークを構成するための、前 記 ELサーバ 8から割当られたクライアント機器の仮想 IPアドレス（1若しくはそれ以上 )を記憶するクライアント機器用仮想 IPアドレス記憶部 19と、 ELサーバ 8のアドレスに 基づいて ELサーバ 8との間でトンネリング接続を確立するトンネリングセッション (接 続）確立部 20と、 IPv4ZlPv6でのパケットを IPv4でカプセリング/ディカプセリング して前記 ELサーバ 8との間でトンネリング送受信を行うためのカプセリング処理部 21 と、クライアント機器 6a〜6dの仮想 IPアドレスと LAN上のプライベート IPアドレスとを 変換する仮想 IPアドレス 'プライベート IPアドレス変換部 22と、前記 LAN下流側のク ライアント機器 6a〜6dのプライベート IPアドレス及び MACアドレスを検出するクライ アント機器検出部 23とを有する を有する。前記 ELサーバ 8との間で送受信されるパケットは、このアドレス変換部 22 を介して前記ブリッジモジュール 12/ネットワーク 'プロトコルスタック 13との間で受け 渡される。
[0042] このような構成によれば、ブリッジモジュール 12はリナックスカーネルのネットワーク
'プロトコルスタックの間にデータの受信口と送信口を持つので、リナツタスのネットヮ ーク機能を使わずにパケットの送受信を行うことができる。
[0043] そして、 ethOと ethlとの間のパケットの転送はアドレスのみを判断基準として行われ るので、もしパケットの中身が壊れていてもそのことには中継装置は一切関知しない 。このため通常は、この中継装置 4は、通常ネットワークにとってケーブルと全く同じ機
[0044] また上位層 15からの送信要求されたパケットは中身を解釈せず送信するので、パ ケットの発信元アドレスが自分自身ではないパケットも自由に送信できる。ただし、ネ ットワーク'プロトコルスタック 13を通さないため、規格に則ったパケットを作成するの は全て上位層 15のアプリケーションの責任となる。
[0045] また、このブリッジモジュール 12は、 ethlで受信したパケットの IPアドレスと MACアド レスの一覧を保持しているため、下流側ネットワーク 5に繋がる機器 6a〜6dのァドレ スを検知することができる。
[0046] 指定の条件に合致するパケットは蓄えて、そのパケットを受信したことを上位層 15 に伝える機能があるため、仮想ネットワーク向けのパケットを横取りすることで仮想ネ ットワークを構成することができる。この機能のため下流側に繋がっている機器は従 来の VLANルータと異なり、機器の存在を知る必要が無く特別な設定を行わずに仮 想ネットワークの構成要素となることができる。
[0047] また、ブロードキャストを通過させるため下流側機器と上流側機器は同じ LANにある 機器としてシームレスに使用することができる。
[0048] そして、以上のような特徴を備えているため、仮想ネットワークドライバをインスト一 ルできないプリンタやウェブカメラなどの機器を設定なしで仮想ネットワークに参加さ せること力 Sできるとともに、今までの LAN環境を全く損なわないという利点がある。
[0049] なお、ここで、上記「トンネリング」とは、 IPv4や IPv6のネットワーク（ノレータ）同士を I Pv4ネットワークを介して接続するための技術であり、特に、ここでは、異なるネットヮ ークに属する機器同士を仮想ネットワーク (VPN：バーチャル 'プライベート 'ネットヮ ーク）で終端するためにトンネリングするものをいう。そして、この実施形態では、機器 間で通信される IPv4パケットを IPv4でカプセリングしてやり取りする。
なお、上記では、 IPプロトコルのみブリッジするように記載されている力 ether上で 動作する appletalk等の IPも素通しするように構成されてレ、る。
[0050] また、上記中継装置 4の前記各構成要素は、実際には例えば、コンピュータシステ ムに設けられたハードディスク等の RAM若しくは ROM等のメモリに確保された一定 の領域及びそこにインストールされたコンピュータソフトウェアプログラム、これらのメ モリを制御して前記プログラムを読み出して実行するための CPU、一時記憶装置そ の他入出力装置等の周辺機器から構成される。また、〇S等のプログラムは表示して いないが、実際にはこの実施形態の各構成要素は〇Sと協働して動作する場合があ る。
[0051] また、前記 ELサーバ 8は、負荷を分散するために互いに接続された複数のコンビュ ータシステムから構成されていることが好ましい。 1つの ELサーバ 8で複数の異なる 仮想ネットワークに対応する場合が通常であると考えられるからである。
[0052] 次に、上記中継装置 4の各構成の詳細な構成及び機能を、図 3の通信例を参照し て詳しく説明する。
[0053] 図 3は、中継装置 4が接続されている LAN1上のクライアント機器 6a〜6dと、他の L AN9にある他のクライアント機器 (これに限られないが）とが、前記 ELサーバ 8を介し て通信を行う場合を示したものである。上記他の LAN9にも、当該 LAN1と同様の構 成で中継装置が設けられているものとする。
[0054] まず、中継装置 4と ELサーバ 8との間でトンネリングセッションが確立される。
[0055] この場合、前記中継装置 4は、まず、通常のインターネット接続方法で、図に 25で 示すトンネルブローカーに接続する。このトンネルブローカー 25は、アドレスデータべ ースからトンネル接続を確立する先の ELサーバ 8を選択し、前記中継装置 4にこの E Lサーバ 8の IPv4アドレスを通知する。このことで、前記中継装置 4は ELサーバ 8を 識別可能になり、ユーザ認証を行った後、 ELサーバ 8から受け取った仮想 IPアドレス を用いてトンネリングセッションを確立し通信を行うことができる。
[0056] すなわち、前記中継装置 4が ELサーバ 8に接続すると接続確立のための認証が行 われ、これに基づいて ELサーバ 8から中継装置 4に対して特定の仮想プライベート ネットワーク用の仮想 IPアドレスの割り当てが行われる。また、このとき、 ELサーバ 8 からは、前記クライアント機器 6a〜6dのための数個の仮想 IPアドレスの害 ijり当ても行 なわれ、このクライアント機器用仮想 IPアドレスはクライアント機器用仮想 IPアドレス 記憶部 19に格納される。
また、前記アドレス変換部 22は、このクライアント機器用仮想 IPアドレスと、各クライ アント機器に割り当てられたこの LAN1上の IPアドレスとの変換表（変換ルール）を保 持する。この変換表は、この実施形態では、前記クライアント機器検出部 23が前記ク ライアント機器を検出することで自動的に作成されるようになっている。すなわち、前 記中継装置のブリッジモジュールは、前記クライアント機器のブロードキャスト通信を 含む下流側のパケットをすベて監視できるので、このクライアント機器検出部 23は、 前記クライアント機器の LAN1上の IPアドレス及び MACアドレスを検出することがで きる。また、このクライアント機器検出部 23は、さらに、ブロードキャストの応答要求 (IC MP ECHO)を定期的若しくは任意に LANの下流側に送信し、前記クライアント機器 の応答（ICMP REPLYパケット）を促すことで、確実に下流側のクライアント機器を検 出する機能を有する。なお、このような自動検出を使用しない場合には、ユーザが手 動で前記 LAN1の IPアドレスを入力し、かつ仮想アドレスとの割り当てを行って前記 変換ノレールを生成できるようになつていても良い。また、この場合、前記割当てのみ を自動で行なうようにしても良レ、し、 自動/手動をユーザが選択できるように構成され ていても良い。なお、各クライアント機器への LAN1上の IPアドレスは、前記ルータ 2 によって割り当てられたものである。
[0057] 図 3の符号 26で示す経路は、前記 ELサーバ 8のアドレス、中継装置 4に割当てら れた仮想 IPアドレスに基づき、前記トンネリングセッション確立部 20により前記中継装 置 4との間でトンネリング接続内の通信セッションを確立されている状態を示している 。また、他の LAN9との間にも同様にトンネリング接続による通信セッションが確立さ れている（経路 27)。そして、この LAN1と LAN9とは、同一の仮想ネットワーク（VLA N)に属するものとしてグノレープ化されるものとする。
[0058] この状態において、前記クライアント機器 6a〜6dへのパケットは、前記カプセリング 処理部 21によって前記中継装置 4向けの IPv4パケットでカプセリングされて送信さ れる。中継装置 4は、カプセリング処理部 21がそのパケットをディカプセリングすると 共に、前記変換部 22が送信先アドレスを当該プライベートネットワークのプライベート IPアドレスに変換して前記ブリッジモジュール 12に受け渡す。ブリッジモジュール 12 は、受け取ったパケットをそのまま ethOから下流側に流す。このようにして、例えば家 庭内の LAN1上のクライアント機器 6a〜6dへの接続を、外部にあるサーバ 8や他の LAN9側からの起動により行うことができる。
[0059] また、前記クライアント機器 6a〜6dからの仮想ネットワークへの通信は、仮想 IPアド レス宛に送出される。この仮想 IPアドレスを含むパケットが下流側のデバイス ethlから 中継装置 4に入ると、このパケットは前記ブリッジモジュール 12に捕捉され、前記上 位層 15で前記 ELサーバ宛のパケットにカプセリングされ、前記ローカル通信プロトコ ノレスタック、 ethOを介してトンネリング接続により前記サーバ 8に送出される。
[0060] このような構成によれば、例えば、前記クライアント機器 6a〜6dが自宅の LANに接 続されたネットワーク対応の家庭内監視カメラであるとすると、前記中継装置 4により 前記カメラに仮想 IPアドレスが割り当てられ、他のネットワークの中継装置 4との間に 形成された仮想ネットワークにより他のネットワーク上から直接操作できるようになる。
[0061] また、この中継装置 4は、前記 ELサーバ 8が仮想ネットワーク上のハブのように動作 する場合であっても、ハブを介さなレ、 PPP接続の場合であっても同じように対応する こと力 Sできる。
[0062] 以上のような構成によれば、仮想ネットワークを通したクライアント機器 6a〜6dとの 通信は、すべて、キャリアや ISPに関らず、前記 ELサーバ 8を通して行われることに なるから、家庭や職場のホームネットワーク上のクライアント機器 6a〜6dを ELサーバ 8側から自由に設定 *制御することが可能になる。これにより、従来問題であった、イン ターネット上のサーバからのプライベートネットワーク中のネットワーク家電の個体認 識、家庭内ルーティング及びセキュリティの問題を全て解決でき、極めてオープンか つ、クローズドなネットワークの構築を実現することが可能になる。 [0063] なお、以上説明した実施形態は、この発明の一つの実施形態に過ぎないのであつ て、その要旨を変更しなレ、範囲で種々の形態をとりうることはレ、うまでもなレ、。
[0064] 例えば、上記一実施形態では、 IPv4 ' OVER' IPv4によるカプセリングであつたが 、 LANのプロトコルが IPv6であってもよレ、。また、他の LANのプロトコルも IPv6であ つてもよレ、。さらに、両方ともに上記以外のプロトコルであっても良レ、。
また、上記一実施形態では、前記中継装置は、独立した装置として開示されていた 力 LAN1上のいずれかのコンピュータにソフトウェアとしてインストールされたもので あっても い。
さらに、上記一実施形態では、中継装置の〇Sはリナックスであったが、これに限定 されるものではないことは当然である。
図面の簡単な説明
[0065] [図 1]この発明の一実施形態に係るネットワーク構成の例を示す図。
[図 2]同じく中継装置の例を示す概略構成図。
[図 3]同じく通信例を示す図。
符号の説明
[0066] 1〜LAN
2…ノレータ
3…上流側イーサネット（登録商標）
4…中継装置
5…下流側イーサネット（登録商標）
6a…プリンタ
6b…カメラ
6c…スキャナ
6d- - -PC
7…インターネット
8 -ELサーバ
9· · -LAN
10…イーサネット（登録商標）ワークデバイス · · 'イーサネット（登録商標）ワークデバイス …ブリッジモジュール
· "ネットワーク ·プロトコノレスタック
…上位層
…サーバアドレス記憶部
…中継装置アドレス記憶部
— IPアドレス記憶部
- · -トンネリングセッション確立部
…力プセリング処理部
…仮想 IPアドレス 'プレイべート IPアドレス変換部 …クライアント機器検出部
…トンネルブローカー
、 27…経路

Claims

請求の範囲
[1] LAN上のクライアント機器を、インターネット上のサーバを通した仮想ネットワークに 接続するために、前記 LAN上の前記クライアント機器の上流側に設置される中継装 置であって、
この中継装置は、ブリッジモジュールを有し、このブリッジモジュールは、ローカル通 信プロトコルスタックとネットワークデバイスとの間に設けられ、 自己宛、ブロードキャス ト及び仮想ネットワークのアドレス宛の要求パケット以外のパケットはローカル通信プ ロトコルスタックに渡さずに単に前記 LANの上流側と下流側とをブリッジするものであ り、
この中継装置は、さらに、
前記インターネット上のサーバのグローバルアドレスを記憶するサーバアドレス記憶 部と、
前記サーバのグローバルアドレスに基づき、この中継装置とサーバとの間にトンネリ ング接続を確立するためのトンネリング接続確立部と、
前記ブリッジモジュールにより前記クライアント機器からの上記仮想ネットワーク上の 仮想ネットワークアドレスを含む要求パケットを捕捉し、発信元アドレスとして前記クラ イアント機器の仮想ネットワークアドレスを付したものをカプセリングし、前記トンネリン グ接続を介して前記サーバへ送出するカプセリング処理部と、
前記ローカル通信プロトコルスタックを通して受け取ったトンネリング接続における 自己宛パケットをディカプセリングすると共に、このディカプセリングしたパケットに含 まれる宛先仮想ネットワークアドレスを前記クライアント機器の LAN上のプライベート I Pアドレスに変換し、このパケットをブリッジモジュールにより当該クライアント機器に送 出するディカプセリング処理部と
を有することを特徴とする中継装置。
[2] 請求項 1記載の中継装置において、
前記中継装置は、前記 LANにおいて、クライアント機器力 ルータに至る経路の途 中に設置されるものであることを特徴とする中継装置。
[3] 請求項 1記載の中継装置において、 前記中継装置は、インターネット上に設けられたトンネル仲介サーバに接続し、この 仲介サーバ力 前記サーバのグローバルアドレスを受け取るものである
ことを特徴とする中継装置。
[4] 請求項 1記載の中継装置において、
前記中継装置は、
クライアント機器に割り当てる仮想ネットワークアドレスを前記サーバから受け取り、 各クライアント機器の LAN上のプライベート IPアドレスとこのクライアントに割り当て た仮想ネットワークアドレスを関連付けて記憶するものである
ことを特徴とする中継装置。
[5] 請求項 4記載の中継装置において、
前記 LAN下流側のネットワークデバイスに到達する全てのパケットを監視すること で前記クライアント機器のプライベート IPアドレス及び MACアドレスを検出する下流 側クライアント機器検出部を有するものである
ことを特徴とする中継装置。
[6] 請求項 5記載の中継装置において、
前記下流側クライアント機器検出部は、ブロードキャストの応答要求を定期的若しく は任意に LANの下流側に送信し、前記クライアント機器の応答を促す機能を有する ことを特徴とする中継装置。
[7] 請求項 1記載の中継装置において、
前記クライアント機器は、ネットワーク対応の家電であるが、ユーザが仮想ネットヮー クドライバ等をインストールできなレ、家電を含むことを特徴とする中継装置。
[8] 請求項 1記載の中継装置において、
前記クライアント機器は、前記中継装置とは通信可能であるが、自らはインターネッ トに接続することができない周辺装置を含むものであることを特徴とする中継装置。
[9] 請求項 1記載の中継装置において、
前記ブリッジモジュールは、ブロードキャストの要求パケットは、前記通信プロトコル スタックに渡すと共に、前記ブリッジするものであることを特徴とする中継装置。
[10] LAN上のクライアント機器と、この LAN上の前記クライアント機器の上流側に接続さ れた中継装置と、前記クライアント機器がインターネットを介して接続されるサーバと、 を有するインターネット接続環境において実行される、前記クライアント機器とサーバ との接続方法であって、
(a)前記中継装置が前記サーバのグローバル IPアドレスを受け取り格納する工程と
(b)前記中継装置が、前記で通知されたグローバル IPアドレスを使用して前記中継 装置と前記サーバとの間で、トンネリング接続による TCP/IPセッションを確立する 工程と、
(c)前記中継装置が、前記クライアント機器に仮想ネットワーク IPアドレスを割り当て 、前記サーバから前記トンネリング接続を通して受け取った仮想ネットワーク IPァドレ ス宛のパケットを前記クライアント機器の LAN上のプライベート IPアドレス宛に書き換 えて前記 LANの下流側に送出する工程と、
(d)前記中継装置が、前記クライアント機器からの上記仮想ネットワーク IPアドレス を含むパケットを捕獲し、前記トンネリング接続を通して前記サーバへ送出する工程 と
を有することを特徴とする接続方法。
[11] 請求項 10記載の接続方法において、
前記中継装置は、前記クライアント機器の属する LAN上に設置されるものであり、 この方法は、この中継装置宛、ブロードキャスト及び仮想ネットワークのアドレス宛の 要求パケット以外のパケットは前記（c)、 (d)工程を行なわずに LAN上で単にブリツ ジするものである
ことを特徴とする方法。
[12] 請求項 10記載の方法において、
さらに、前記サーバが前記中継装置に前記クライアント機器用の仮想ネットワーク I Pアドレスを通知する工程を有することを特徴とする方法。
[13] 請求項 10記載の方法において、
前記中継装置が、インターネット上に設けられたトンネル仲介サーバに接続し、この 仲介サーバから前記サーバのグローバルアドレスを受け取る工程をさらに有する ことを特徴とする方法。
[14] 請求項 10記載の方法において、
前記中継装置が、前記クライアント機器に割り当てる仮想ネットワークアドレスを前 記サーバから受け取り、各クライアント機器の LAN上のプライベート IPアドレスとこの クライアントに割り当てた仮想ネットワークアドレスを関連付けて記憶する工程をさらに 有するものである
ことを特徴とする方法。
[15] 請求項 14記載の方法において、
前記中継装置が、前記 LAN下流側のネットワークデバイスに到達する全てのパケ ットを監視することで前記クライアント機器のプライベート IPアドレス及び MACァドレ スを検出する工程をさらに有する
ことを特徴とする方法。
[16] 請求項 15記載の方法において、
前記中継装置が、ブロードキャストの応答要求を定期的若しくは任意に LANの下 流側に送信し、前記クライアント機器の応答を促す機能を有する
ことを特徴とする方法。
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