WO2015162735A1 - 通信装置、サーバ、通信システム及び通信方法 - Google Patents

通信装置、サーバ、通信システム及び通信方法 Download PDF

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WO2015162735A1
WO2015162735A1 PCT/JP2014/061477 JP2014061477W WO2015162735A1 WO 2015162735 A1 WO2015162735 A1 WO 2015162735A1 JP 2014061477 W JP2014061477 W JP 2014061477W WO 2015162735 A1 WO2015162735 A1 WO 2015162735A1
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WO
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lan
nat
server
router
communication
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PCT/JP2014/061477
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English (en)
French (fr)
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雅也 織田
竜一 江淵
友和 牧野
純嗣 小野
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富士通株式会社
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Publication date
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Priority to PCT/JP2014/061477 priority patent/WO2015162735A1/ja
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks
    • H04L12/4604—LAN interconnection over a backbone network, e.g. Internet, Frame Relay
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L61/00—Network arrangements, protocols or services for addressing or naming
    • H04L61/09—Mapping addresses
    • H04L61/25—Mapping addresses of the same type
    • H04L61/2503—Translation of Internet protocol [IP] addresses
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    • H04L61/25—Mapping addresses of the same type
    • H04L61/2503—Translation of Internet protocol [IP] addresses
    • H04L61/256—NAT traversal

Definitions

  • the present invention relates to a communication device, a server, a communication system, and a communication method.
  • the system of addresses assigned to the network differs between devices in the LAN and devices on the Internet. Therefore, the router performs address conversion using the NAT entry in which the private IP address of the LAN and the global IP address of the Internet are associated, thereby enabling communication between the devices in the LAN and the devices on the Internet. (Beyond NAT).
  • the NAT traversal technology includes static NAT / UPnP (Universal Plug and Play) port forwarding and dynamic NAT / STUN (Simple Traversal of UDP through NATs).
  • static NAT / UPnP Universal Plug and Play
  • dynamic NAT / STUN Simple Traversal of UDP through NATs.
  • a NAT entry is fixedly set for a NAT router, or port forwarding is fixedly set by UPnP for a UPnP-compatible router.
  • Dynamic NAT dynamically creates a NAT entry when communication with the Internet occurs. In this case, the NAT entry is deleted if there is no communication for a certain time.
  • IP addresses cannot be associated by the router, and communication between devices in the LAN and devices on the Internet becomes impossible.
  • NAT entries set by UPnP-compatible routers are not deleted.
  • this UPnP technology can be used only for routers adjacent to LAN devices.
  • an object of one aspect is to maintain a state where NAT traversal is possible according to the configuration of the LAN router.
  • a LAN communication device that performs NAT traversal in a LAN router and is connected to a server via an external network, the LAN configuration determination unit that determines the configuration of the LAN router, and the LAN Communication controller on the side of the communication device that requests the router registered in the server to perform NAT traversal to transmit NAT update request packets at a predetermined interval Is provided.
  • the load on the server can be reduced by maintaining a state where NAT can be traversed according to the configuration of the LAN router.
  • the figure for demonstrating NAT traversal in case the router of a communication system is one step.
  • the figure for demonstrating NAT traversal in case the router of a communication system is multistage.
  • requirement of S1 of FIG. 6 is a flowchart showing a LAN registration request reception process in S2 of FIG.
  • the figure which shows an example of the LAN registration request after NAT conversion of S6 of FIG. 6 is a flowchart showing a LAN registration request reception process in S8 of FIG.
  • FIG. 6 is a flowchart showing NAT entry update processing (one or more stages of router configuration) according to the first embodiment.
  • the flowchart which shows the LAN registration request reception process of S22 of FIG. The figure which shows an example of the LAN structure determination request
  • FIG. 19 is a flowchart showing LAN configuration determination request reception processing in S24 of FIG. 18;
  • FIG. The flowchart which shows the LAN structure determination process of S30 of FIG.
  • the figure which shows an example of the LAN registration request of S41 of FIG. The figure which shows an example of the LAN registration request transmitted from PC of S44 of FIG.
  • the flowchart which shows the LAN registration request reception processing of S48 of FIG. The figure which shows an example of the period optimization request
  • the figure which shows an example of the NAT entry survival confirmation response of S61 of FIG. 28 is a flowchart showing periodic transmission timer update processing (at the time of receiving a NAT entry survival confirmation response) in S71 of FIG.
  • the figure which shows an example of the periodic transmission management table of S71 of FIG. 28 is a flowchart showing a response wait timer expiration process in S78 of FIG.
  • the flowchart which shows the period optimization response reception process of S80 of FIG. The figure which showed the communication system concerning 3rd Embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a communication system according to the first embodiment.
  • FIG. 1A shows a case where the configuration of the router in the LAN of the communication system 10 is one stage
  • FIG. 1B shows a case where the router in the LAN of the communication system 10 is multistage (two or more stages). Show.
  • a PC 1 and a server 2 are connected via a LAN 11, a WAN 12, and the Internet 13.
  • the router 3a generates a NAT entry in which the private IP address of the PC 1 is associated with the global IP address of the WAN 12, and performs address conversion between the private IP address and the global IP address based on the NAT entry.
  • the private IP address is also referred to as “local IP address”.
  • the WAN 12 and the Internet 13 are examples of external networks.
  • the communication system 10 in FIG. 1B shows a case where the router 11 of the LAN 11 has a two-stage configuration of routers 3a and 3b (hereinafter collectively referred to as “router 3”).
  • the router 3b generates a NAT entry associated with a private IP address in the LAN and performs address conversion.
  • the router 3a generates a NAT entry in which the private IP address of the LAN and the global IP address of the WAN 12 are associated, and performs address conversion.
  • the PC 1 transmits an IP address acquisition request to the adjacent router 3 (the router 3b in the case of one stage and the router 3a in the case of two stages) (1).
  • the PC 1 acquires an IP address from the adjacent router 3 (2).
  • the PC 1 determines whether the configuration of the router 3 in the LAN 11 is one stage or two stages or more (two stages or more are also expressed as “multistage”) based on the acquired IP address (3). When determining that the IP address is a private IP address, the PC 1 determines that the configuration of the router 3 is two or more stages, and that a conversion from the private IP address to the global IP address is performed in the router ahead of the adjacent router. To do.
  • the router 3 determines that the router 3 is configured in one stage because the private router converts the private IP address to the global IP address. To do.
  • NAT traversal is possible by port forwarding by UPnP. In this case, the NAT entry is not erased even if there is no communication for a certain time.
  • the router 3 on the WAN 12 (Internet 13) side dynamically creates a NAT entry when communication with the Internet 13 occurs.
  • the NAT entry is deleted if there is no communication for a certain time.
  • the PC 1 requests registration of the LAN 11 (that is, there is no communication for a certain period of time).
  • a registration request for extending the NAT entry is executed, and the server 2 transmits a NAT update request packet to the registered LAN 11. This prevents the NAT entry from being deleted even if there is no communication for a certain period of time. it can.
  • the PC 1 determines that the router 3 in the LAN 11 is configured in multiple stages, it sends a LAN registration request to the server 2 (1).
  • the router 3b performs IP address and port conversion, and generates a NAT table (2).
  • the router 3a performs IP address and port conversion, and generates a NAT table (2) ′. This allows NAT traversal.
  • the server 2 In response to the LAN registration request from the PC 1, the server 2 holds the global IP address and port information of the PC 1 in (2) ′ in a LAN information table described later (3). Next, the server 2 transmits a NAT update request packet to the global IP address and port information held in the LAN information table at a predetermined interval (for example, periodically) (3) (4).
  • the router 3a By receiving the NAT update request packet, the router 3a can prevent the NAT entry from being deleted when there is no communication for a certain period of time, and can maintain a state where NAT can be exceeded (5: NAT entry). Prolong life).
  • the PC 1 makes a LAN 11 registration request only when the router 3 in the LAN 11 is configured in multiple stages, and the server 2 transmits a NAT update request packet accordingly. Thus, when the router 3 is configured in one stage, the load on the server 2 and the network can be reduced by not periodically transmitting the NAT update request packet.
  • the router 3b converts the private IP address and transmits a NAT update request packet to the PC 1. Similarly to the router 3a, the router 3b can extend the NAT entry by receiving the NAT update request packet (5).
  • the server 2 when the router 3 in the LAN 11 is configured in multiple stages, the server 2 is connected to the global IP address and port of the PC 1 at a predetermined interval by NAT using UDP (User Datagram Protocol). By transmitting the update request packet, the NAT entry of the router 3 can be maintained.
  • UDP User Datagram Protocol
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a functional configuration of the PC 1, the server 2, and the router 3 according to the first embodiment.
  • the PC 1 includes a UI unit 14, a LAN registration unit 15, a LAN configuration determination unit 16, a UPnP acquisition unit 17, and a communication control unit 18.
  • the PC 1 is an example of a communication device on the LAN that performs NAT traversal by the router 3 of the LAN 11 and is connected to the server 2 via an external network such as the Internet 13.
  • the communication device is not limited to the PC 1, but is a multimedia device such as a television receiver, a recording / playback device, a game device, or a music playback device, a refrigerator having a communication function, a washing machine, an air conditioner, a home appliance such as a microwave oven, and a portable device. It may be a tablet terminal or the like.
  • the UI unit 14 has a user interface function for performing LAN registration with the server 2.
  • the LAN registration unit 15 controls LAN registration with the server 2.
  • the UPnP acquisition unit 17 accesses the UPnP-compatible router 3 and acquires an IP address.
  • the LAN configuration determining unit 16 determines the router configuration (single or multi-stage) in the LAN 11 based on the acquired IP address.
  • the communication control unit 18 controls communication with other apparatuses using TCP / IP.
  • the router 3 includes a communication control unit 31 and a UPnP processing unit 33.
  • the communication control unit 31 controls communication with other devices using TCP / IP.
  • the UPnP processing unit 33 transmits the IP address for the outside of the PC 1.
  • the communication control unit 31 holds a NAT table 32.
  • the NAT table 32 is a table for address conversion in which NAT entries for performing IP address conversion between the LAN 11 and the WAN 12 (Internet 13) are stored.
  • the server 2 includes a communication control unit 21, a NAT control unit 22, and a storage unit 23.
  • the communication control unit 21 controls communication with other devices using TCP / IP.
  • the NAT control unit 22 transmits a NAT update request packet to the router 3 in response to a LAN registration request from the PC 1.
  • the storage unit 23 stores information on the NAT entry of the router 3 that transmits a NAT update request packet in response to the LAN registration request in the LAN information table 24.
  • FIG. 5 is a flowchart showing NAT entry update processing (when the router configuration is one stage).
  • LAN registration processing is executed, and then NAT entry update processing is executed.
  • FIG. 6 shows, as an example of information included in the LAN registration request, parameters in the upper part and setting values for each parameter in the lower part.
  • LAN registration request is set in the message type 61, and “800 seconds” is set in the periodic transmission interval information 62.
  • the LAN registration unit 15 upon receiving the LAN registration request in step S1, the LAN registration unit 15 executes a LAN registration request reception process (step S2).
  • the LAN registration unit 15 determines a terminal ID (step S100), and transmits a LAN registration request to the communication control unit 18 (step S101).
  • the terminal ID the MAC address of the PC 1 may be used, or another ID that is unique on the Internet may be generated.
  • the LAN registration unit 15 transmits a LAN registration request (step S3).
  • the terminal ID 63 “12345” is added to the LAN registration request transmitted from the UI unit 14 in step S ⁇ b> 1 in the information included in the LAN registration request transmitted from the LAN registration unit 15.
  • the communication control unit 18 transmits a LAN registration request IP packet (step S4).
  • the IP packet for the LAN registration request shown in FIG. 9 is transmitted from the PC 1 to the router 3.
  • the IP packet of the LAN registration request includes a destination IP address 71 and a source IP address 72 in the IP header, a destination port 73 in the UDP header, a source port 74, a message type 75 in the LAN information, a terminal ID 76, and a periodic transmission interval.
  • Information 77 is set.
  • the IP address “100.100.100.1” of the server 2 is set as the transmission destination IP address 71
  • the IP address “192.168.10.1” of the PC 1 is set as the transmission source IP address 72
  • the port “2000” of the server 2 is set as the transmission destination port 73
  • the transmission The port “1000” of the PC 1 is set to the original port 74.
  • the communication control unit 31 of the router 3 generates a NAT entry in which the private IP address and the global IP address are associated, and performs address conversion (step S5).
  • the NAT entry generated by the router 3 includes information on a private IP address 81, a private port 82, a global IP address 83, a global port 84, a server IP address 85, and a server port 86.
  • the generated NAT entry is stored in the NAT table 32.
  • the router 3 converts the private IP address “192.168.10.1” of the PC 1 in the LAN 11 to the global IP address “120.120.120.120” of the Internet.
  • the PC 1 performs NAT traversal by the router 3 and can be connected to the server 2 via the Internet 13.
  • the communication control unit 31 of the router 3 transmits the IP packet for the LAN registration request after the NAT conversion to the server 2 (step S6).
  • the global IP address “120.120.120.120” after address conversion is set as the source IP address 92
  • the global port “1500” is set as the source port 94.
  • the communication control unit 21 of the server 2 receives the LAN registration request IP packet after NAT conversion, and transmits the LAN registration request to the NAT control unit 22 (step S7).
  • the NAT control unit 22 executes a LAN registration request reception process (step S8).
  • the NAT control unit 22 generates a LAN information table 24 (step S103).
  • the storage unit 23 stores a LAN information table 24.
  • the LAN information table 24 includes a terminal ID 241, a terminal IP address 242, a terminal port number 243. Information on periodic transmission interval information 244 is included.
  • An ID for identifying the PC 1 is set in the terminal ID 241, a global IP address of the NAT entry is set in the terminal IP address 242, and a global port is set in the terminal port number 243.
  • the periodic transmission interval information 244 “800 seconds” is set as a predetermined interval (period) when the NAT update request packet is transmitted from the server 2 to the router 3 that performs NAT traversal.
  • the NAT control unit 22 executes a NAT update request transmission process (step S9).
  • the NAT control unit 22 counts the time with the NAT entry update timer, and when a periodic transmission interval of 800 seconds elapses from the previous transmission of the NAT update request packet.
  • Step S106 Expired
  • a NAT update request is transmitted (Step S107).
  • the NAT control unit 22 starts counting for transmission of the next NAT update request packet by the NAT entry update timer (step S108).
  • the NAT control unit 22 transmits a NAT update request (step S10).
  • the communication control unit 21 transmits a NAT update request IP packet to the router 3 (step S11).
  • the NAT update request IP packet of FIG. 15 includes a destination IP address 101, a source IP address 102 in the IP header, a destination port 103 in the UDP header, a source port 104, a message type 105 and a terminal ID 106 in the message content. Is set.
  • the global IP address “120.120.120.120” is set as the destination IP address 101, and the IP address “100.100.100.1” of the server 2 is set as the source IP address 102.
  • the global port “1500” is set as the destination port 103, and the port “2000” of the server 2 is set as the source port 104.
  • the message type 105 is “NAT update”, and the terminal ID 106 is “12345”.
  • the communication control unit 31 of the router 3a updates the NAT entry and performs address conversion from the global IP address to the private IP address (step S12).
  • the communication control unit 31 transmits a NAT update request IP packet to the PC 1 (step S13).
  • the destination IP address 111 is set to the private IP address “192.168.10.1” after address conversion, and the destination port 103 is set to the private port “1000”. Is done.
  • the communication control unit 18 of the PC 1 transmits a NAT update request (step S14).
  • the LAN registration unit 15 executes NAT update request reception processing (step S15).
  • the LAN registration unit 15 performs error check based on the received IP packet to determine whether or not to perform anything in the NAT update request reception process (step S109). For example, the terminal ID (116 in FIG. 16) included in the IP packet is checked, and if a terminal ID different from the own PC is set, an error may be displayed.
  • FIG. 18 is a flowchart showing NAT entry update processing (one stage or multiple stages of router configuration).
  • LAN registration processing is executed, and then NAT entry update processing is executed.
  • a LAN configuration determination process that is one of the features of the present embodiment is executed.
  • LAN registration request First, the UI unit 14 of the PC 1 transmits a LAN registration request (step S21). Next, the LAN registration unit 15 executes a LAN registration request reception process (step S22). In the LAN registration request reception process of FIG. 19, the LAN registration unit 15 determines a terminal ID (step S110), and transmits a LAN configuration determination request to the LAN configuration determination unit 16 (step S111).
  • FIG. 20 shows an example of a LAN configuration determination request in which the message type 121 is set to the LAN configuration determination request.
  • the LAN configuration determination unit 16 executes a LAN configuration determination request reception process (step S24).
  • the LAN configuration determination unit 16 determines whether the UPnP function of the PC 1 is enabled (step S113). If the LAN configuration determination unit 16 determines that the UPnP function is enabled, the LAN configuration determination unit 16 transmits an acquisition request for an IP address (hereinafter also referred to as “outbound address”) to the UPnP acquisition unit 17 (step S114). . If the LAN configuration determination unit 16 determines that the UPnP function is not enabled, the LAN configuration determination unit 16 transmits a response indicating that the LAN configuration determination result is “determination impossible” to the LAN registration unit 15 (step S115).
  • IP address hereinafter also referred to as “outbound address”
  • the UPnP acquisition unit 17 receives an external address acquisition request (step S25) and executes an external address acquisition request reception process (step S26).
  • the UPnP acquisition unit 17 transmits the IP packet for the external address acquisition request to the UPnP processing unit 33 of the router 3b adjacent to the PC 1 (step S27).
  • the UPnP processing unit 33 transmits an IP packet notifying the outward address (step S28).
  • the UPnP acquisition unit 17 transmits an external address acquisition response (step S29).
  • the LAN configuration determining unit 16 executes a LAN configuration determining process (step S30).
  • the LAN configuration determination unit 16 determines an external address (network address) acquired from the router 3 closest to the PC 1 (step S117).
  • the LAN configuration determining unit 16 performs conversion to the global IP address in the router 3 and determines that the configuration of the router in the LAN 11 is one step. To do. Therefore, the LAN configuration determination unit 16 transmits a response indicating that the determination result of the LAN router configuration is “one step” to the LAN registration unit 15 (step S118).
  • the LAN configuration determination unit 16 determines in step S117 that the outbound address is a private IP address, it determines that there is another router in the LAN 11 that performs conversion from the private IP address to the global IP address. Thereby, the LAN configuration determining unit 16 determines that the configuration of the router in the LAN 11 is two or more stages. Therefore, the LAN configuration determination unit 16 transmits a response indicating that the result of the LAN configuration determination is “multistage (two or more levels)” to the LAN registration unit 15 (step S119).
  • the LAN registration unit 15 receives a LAN configuration determination response (step S31).
  • the message type 123 is set to “LAN configuration determination response”
  • the result information 124 is set to “any one-stage configuration / multi-stage configuration / determination impossible”.
  • the LAN registration unit 15 executes a LAN configuration determination response reception process (step S32).
  • the LAN registration unit 15 determines the result of the LAN configuration determination response (step S121). If the LAN registration unit 15 determines that the router configuration is one-stage, the NAT entry is not erased even if there is no communication for a certain period of time, and it is determined that transmission of the NAT update request packet from the server 2 is unnecessary. Is also not processed (step S122). In contrast, if the LAN registration unit 15 determines that the configuration of the router is two or more, the LAN registration unit 15 transmits a LAN registration request to the communication control unit 18 (step S123). The periodic transmission process of the NAT update request packet executed by the server 2 in response to the LAN registration request is performed by executing steps S3 to S15 of FIG. .
  • the PC 1 determines the configuration of the router in the LAN 11, and transmits a LAN registration request to the server 2 when determining that the configuration of the router is two or more stages.
  • the server 2 periodically transmits NAT update request IP packets at a periodic transmission interval (for example, 5 seconds).
  • the PC 1 discriminates the configuration of the router of the connected LAN, so that the periodic transmission of the IP packet of the NAT update request from the server 2 is performed. Necessity can be determined. As a result, even when the configuration of the router is two or more, the NAT entry can be continuously stored in the router, and a state in which NAT traversal is possible can be maintained.
  • the router configuration is one level, it is specified that NAT entries set by a router with the UPnP function valid are not deleted. Therefore, when it is determined that the configuration of the router is one stage, the NAT update request packet is not transmitted from the server 2 by not transmitting the LAN registration request from the PC 1.
  • FIG. 25 shows the overall configuration of the communication system 10 according to the second embodiment
  • FIG. 26 shows the functional configuration of the PC 1, the server 2, and the router 3 according to the second embodiment.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that a periodic transmission optimization server 7 exists separately from the server 2.
  • the router 3 (router 3a) has a single-stage configuration, but may have a multi-stage configuration.
  • the periodic transmission optimization server 7 added in the second embodiment includes a periodic optimization unit 25 and a communication control unit 26.
  • the period optimization unit 25 controls the transmission interval of the NAT update request packet.
  • the cycle optimization unit 25 stores information for controlling the transmission interval of the NAT update request packet in the cycle transmission management table 27.
  • the communication control unit 26 controls communication with other devices using TCP / IP.
  • FIG. 27 is a flowchart showing NAT update cycle optimization processing.
  • the LAN registration process and the NAT entry update process described in the first embodiment are executed by the server 2, and the periodic transmission optimization server 7 transmits the NAT update request packet that is one of the features of the present embodiment. Periodic optimization processing is executed.
  • LAN registration request When the NAT update cycle optimization process is started, first, the UI unit 14 of the PC 1 transmits a LAN registration request (step S41). As shown in FIG. 28, as an example of information included in the LAN registration request, “LAN registration request” is set in the message type 126, “800 seconds” is set in the periodic transmission interval information 127, and “Yes” is set in the optimization information 128. Has been. The parameter of the optimization information 128 is set to “Yes” when, for example, the user checks the item “Perform optimization” on the screen of the UI unit 14.
  • the LAN registration unit 15 generates a LAN registration request (step S42) and transmits the LAN registration request (step S43).
  • the communication control unit 18 transmits a LAN registration request IP packet to the router 3 (step S44).
  • the IP packet for the LAN registration request shown in FIG. 29 is transmitted from the PC 1 to the router 3.
  • a transmission destination IP address 131, a transmission source IP address 132, a transmission destination port 133, a transmission source port 134, a message type 135, a terminal ID 136, periodic transmission interval information 137, and optimization information 138 are set. Has been.
  • the IP address “100.100.100.1” of the server 2 is set as the transmission destination IP address 131, and the IP address “192.168.10.1” of the PC 1 is set as the transmission source IP address 132. Further, the port “2000” of the server 2 is set as the transmission destination port 133, and the port “1000” of the PC 1 is set as the transmission source port 134.
  • the message type 135 is set to “LAN registration”, the terminal ID 136 is set to “12345”, the periodic transmission interval 137 is set to “800 seconds”, and the LAN information optimization information 138 is set to “Yes”.
  • the communication control unit 31 of the router 3 generates a NAT entry (step S45), and converts the IP address from a private IP address to a global IP address.
  • the communication control unit 31 transmits a LAN registration request IP packet after NAT conversion to the server 2 (step S46).
  • the communication control unit 21 of the server 2 receives the IP packet of the LAN registration request after the NAT conversion, and transmits the LAN registration request to the NAT control unit 22 (step S47).
  • the NAT control unit 22 executes a LAN registration request reception process (step S48). As shown in FIG. 30, in the LAN registration request reception process, the NAT control unit 22 generates a LAN information table 24 (step S126).
  • the NAT control unit 22 determines optimization of the transmission interval of the LAN registration request (step S127).
  • the NAT control unit 22 transmits the periodic optimization request to the periodic transmission optimization server 7 (Ste S128).
  • the NAT control unit 22 starts a NAT entry update timer (step S129).
  • the timer value to be timed is the set value (244 in FIG. 13) of the periodic transmission interval in the LAN information table 24.
  • FIG. 31 shows an example of information included in the cycle optimization request.
  • the IP address “100.100.100.2” of the periodic transmission optimization server 7 is set as the transmission destination IP address 141, and the IP address “100.100.100.1” of the server 2 is set as the transmission source IP address 142.
  • Arbitrary port numbers used for communication between servers are set in the transmission destination port 143 and the transmission source port 144.
  • “period optimization request” is set in the message type 145, and “12345” is set in the terminal ID 146.
  • the IP address “120.120.120.120” of the router 3a is set in the terminal IP address 147, and “1200” is set in the terminal port number 148.
  • the communication control unit 26 transmits a cycle optimization request to the cycle optimization unit 25 (step S51).
  • the cycle optimization unit 25 executes a cycle optimization request reception process (step S52). As shown in FIG. 32, in the cycle optimization request reception process, the cycle optimization unit 25 sets the terminal ID, the terminal IP address, and the terminal port number notified by the cycle optimization request in the cycle transmission management table 27. .
  • FIG. 33 shows a terminal ID 151, a terminal IP address 152, a terminal port number 153, a current period 154, and a previous period 155 as an example of the periodic transmission management table 27.
  • the terminal ID 151 is set with the terminal ID “12345” of the PC 1 and the terminal IP address 152 is set with the IP address “120.120.120.120” of the router 3.
  • the current cycle is set to the cycle used by the server 2 (the set value of the cycle transmission interval in the LAN information table 24), and the previous cycle is set to “0”.
  • the server 2 periodically transmits a NAT update request packet based on the set value of the periodic transmission interval in the LAN information table 24.
  • This NAT entry update processing (steps S81 to S85) will be described later.
  • the periodic transmission optimization server 7 executes the NAT entry update period optimization process (steps S53 to S80). Specifically, the cycle optimization unit 25 starts counting the cycle transmission interval by the cycle transmission timer (step S53). When the periodic transmission timer expires, the periodic transmission optimization server 7 executes NAT entry survival confirmation transmission processing (step S54). As shown in FIG. 34, in the NAT entry survival confirmation transmission process, when the timer expires (step S134), the period optimization unit 25 adds the NAT entry to the terminal IP address and terminal port number registered in the period transmission management table 27. A survival confirmation is transmitted (step S135). As a result, the NAT entry survival confirmation is notified to the router 3. Next, the cycle optimization unit 25 starts counting a NAT entry survival confirmation response waiting timer (fixed value, for example, set to 10 seconds or the like) (step S136).
  • a NAT entry survival confirmation response waiting timer fixed value, for example, set to 10 seconds or the like
  • the communication control unit 26 of the periodic transmission optimization server 7 in FIG. 27 receives the NAT entry survival confirmation from the period optimization unit 25 (step S55), and sends the NAT entry survival confirmation IP packet to the router 3. It transmits to the communication control part 31 (step S56).
  • FIG. 35 shows an example of information included in the NAT entry existence confirmation.
  • the global IP address “120.120.120.120” is set in the transmission destination IP address 161, and the IP address “100.100.100.2” of the periodic transmission optimization server 7 is set in the transmission source IP address 162.
  • the global port “1200” is set in the transmission destination port 163, and the port “2000” of the periodic transmission optimization server 7 is set in the transmission source port 164.
  • “survival confirmation” is set in the message type 164, and “12345” is set in the terminal ID of the PC 1.
  • the NAT entry existence confirmation IP packet is an example of a test packet transmitted at a different interval from the periodic transmission optimization server 7 different from the server 2 that transmits the NAT update request packet.
  • the test packet is transmitted with gradually increasing intervals.
  • the communication control unit 31 updates the NAT entry and performs address conversion from the global IP address to the private IP address (step S57).
  • the communication control unit 31 transmits a NAT entry survival confirmation IP packet to the PC 1 (step S58).
  • the communication control unit 18 of the PC 1 transmits a NAT entry existence confirmation to the LAN registration unit 15 (step S59).
  • the LAN registration unit 15 executes NAT entry survival confirmation reception processing (step S60).
  • the LAN registration unit 15 transmits a NAT entry survival confirmation response to the transmission source of the NAT entry survival confirmation IP packet (step S138).
  • FIG. 37 shows an example of information included in the NAT entry survival confirmation response.
  • the transmission destination IP address 171 is set with the periodic transmission optimization server 7 which is the transmission destination of the NAT entry survival confirmation IP packet, and the transmission source IP address 172 is set with the IP address of the PC 1.
  • the message type 175 is set to “survival confirmation response”, and the terminal ID is set to the PC1 ID “12345”.
  • the IP packet for the NAT entry existence confirmation response is an example of a response packet for the NAT entry existence confirmation.
  • the router 3 updates the NAT entry and performs address conversion from the global IP address to the private IP address (step S63).
  • the communication control unit 31 transmits the IP packet of the NAT entry survival confirmation response to the periodic transmission optimization server 7 (step S64).
  • the communication control unit 26 of the periodic transmission optimization server 7 transmits a NAT entry survival confirmation response to the periodic optimization unit 25 (step S65).
  • the cycle optimization unit 25 starts a response waiting timer (step S70).
  • the NAT entry survival confirmation response in step S65 arrives at the cycle optimization unit 25 before the response waiting timer ends a predetermined time (for example, 10 seconds) (point A in FIG. 27). Therefore, the cycle optimization unit 25 determines that the NAT entry survival confirmation response has arrived correctly within the response waiting time, and executes the cycle transmission timer update process (step S71).
  • the cycle optimization unit 25 stops the response waiting timer (step S140).
  • the cycle optimization unit 25 updates the cycle transmission management table 27 (step S141).
  • step S141 the cycle optimization unit 25 copies the timer value (800 seconds) set to the current interval 184 to the previous interval 185, and sets the current interval 184 to a timer (for example, doubled) that is longer than the set timer value. Update in 1600 seconds).
  • step S53 the cycle optimization unit 25 returns to step S53 and repeats the processing from step S53.
  • the series of processes when the NAT entry survival confirmation packet reaches the PC 1 in steps S53 to S71 has been described above.
  • step S72 to S80 a series of processing (steps S72 to S80) when the NAT entry survival confirmation packet does not reach the PC 1 will be described.
  • the cycle optimization unit 25 starts counting the cycle transmission interval by the cycle transmission timer (step S72). While the periodic transmission timer is running, the router 3a deletes the NAT entry for no communication for a certain period (step S73).
  • the period optimization unit 25 transmits a NAT entry survival confirmation (step S74), and the communication control unit 26 transmits the IP packet to the router 3 (step S75). ). In parallel, the cycle optimization unit 25 starts counting the NAT entry survival confirmation response waiting timer (step S76).
  • the communication control unit 31 fails in address conversion from the global IP address to the private IP address, and discards the IP packet (step S77).
  • the periodic optimization unit 25 executes a response waiting timer expiration process accordingly (step S40). S78).
  • the cycle optimizing unit 25 sets the value set in the previous interval (185 in FIG. 39) of the cycle transmission management table 27 as follows.
  • the period optimization response period timer 197 shown in FIG. 41 is set.
  • the cycle optimization unit 25 transmits a cycle optimization response to the server 2 (step S141).
  • the cycle optimization unit 25 transmits a cycle optimization response to the communication control unit 26 (step S79).
  • the NAT control unit 22 receives the periodic optimization response IP packet and executes a periodic optimization response reception process (step S80). As shown in FIG. 42, the NAT control unit 22 sets the timer value set in the cycle timer of the cycle optimization response as the cycle transmission interval of the LAN information table 24.
  • the NAT control unit 22 sets the periodic transmission interval of the LAN information table 24 to the periodic timer of the periodic optimization response, and when the periodic timer expires based on the newly set periodic transmission interval.
  • the NAT update request is transmitted (step S82).
  • the NAT update request IP packet is transmitted to the router 3 (step S83), the NAT entry is updated in the router 3, and after the address translation (step S84), the NAT update request IP packet is transmitted to the PC 1 (step S84). Step S85).
  • the NAT update request packet transmitted from the server 2 is a packet transmitted in order to avoid deleting the NAT entry when there is no communication for a certain time.
  • the periodic transmission optimization server 7 transmits the test packet by gradually increasing the transmission interval.
  • the previous transmission interval is determined as the value of the periodic transmission interval.
  • subsequent NAT update request packets transmitted from the server 2 are transmitted at the determined periodic transmission interval.
  • the periodic transmission interval of the NAT update request packet can be optimized to the longest transmission interval that is an interval at which the NAT entry is not deleted. As a result, the load on the server 2 and network traffic can be reduced.
  • FIG. 43 shows the overall configuration of the communication system 10 according to the third embodiment
  • FIG. 44 shows the functional configuration of the PC 1, the server 2, and the router 3 according to the third embodiment.
  • the third embodiment is different from the first embodiment in that the LAN connected to the PC 1 is changed from LAN 1 (LAN 11a) to LAN 2 (LAN 11b). Accordingly, the router 3 is changed from the router 3c to the router 3d.
  • the router 3 has a single-stage configuration, but may have a multi-stage configuration.
  • the server 2 includes a LAN change detection unit 28 in addition to the functional configuration of the first embodiment (see FIG. 4).
  • the LAN change detection unit 28 stores information on the LAN connected to the PC 1 in the duplication management table 29.
  • the LAN change detection unit 28 detects a plurality of LANs connected to the same PC 1 based on the duplication management table 29.
  • the NAT control unit 22 stops transmitting the NAT update request packet to the LAN before the change.
  • FIG. 45 is a flowchart showing LAN change processing according to the third embodiment.
  • the first LAN registration request (LAN1 registration request) is executed, and then the second and subsequent LAN registration requests (LAN2 registration request) are executed.
  • LAN2 registration request the second and subsequent LAN registration requests
  • duplicate LAN search processing and LAN change processing which are one of the features of this embodiment, are executed.
  • the LAN to which the PC 1 is first connected is assumed to be LAN1.
  • LAN1 registration request First, the UI unit 14 of the PC 1 transmits a LAN registration request (step S1). The LAN registration request is transmitted to the NAT control unit 22 of the server 2 after address conversion by the router 3c (steps S2 to S7). The NAT control unit 22 transmits a duplicate LAN search request (step S90).
  • “Duplicate LAN search request” is set as the message type 201, “12345” is set as the terminal ID 202, “130.130.130.130” is set as the terminal IP address 203, and “1300” is set as the terminal port number. ing.
  • the NAT control unit 22 notifies the LAN change detection unit 28 of the IP address (external address) and port number of the received IP packet of the LAN registration request.
  • the terminal ID is an example of communication device identification information, and the terminal IP address and the terminal port number are examples of LAN identification information.
  • the LAN change detection unit 28 executes a duplicate LAN search process (step S91). As shown in FIG. 47, the LAN change detection unit 28 determines whether the notified terminal ID is in the duplication management table 29 (step S151). At this time, the notified terminal ID is not registered in the duplication management table 29. Accordingly, the LAN change detection unit 28 adds the terminal ID, IP address, and port number notified in the duplicate LAN search request to the duplicate management table 29, and sends a duplicate LAN search response with no duplicate search results to the NAT control unit 22. Send. Step S153 in FIG. 47 will be described later.
  • FIG. 48 shows an example in which the terminal ID, IP address, and port number notified by the duplicate LAN search request are registered in the terminal ID 211, terminal IP address 212, and terminal port number 213 of the duplicate management table 29.
  • the NAT control unit 22 receives the duplicate LAN search response (step S92).
  • the duplicate LAN search response shown in FIG. 49 includes a message type 221, a result 222 (a result without duplication here), a terminal ID 223 that notifies the result, a terminal IP address 224, and a terminal port number 225.
  • the NAT control unit 22 executes a LAN registration process (step S93).
  • the NAT control unit 22 determines the result of the duplicate LAN search response (step S161).
  • the NAT control unit 22 registers the information notified by the LAN registration request in the LAN information table 24 (step S162).
  • Step S163 in FIG. 50 will be described later.
  • FIG. 51 shows an example of the LAN information table 29 held by the NAT control unit 22.
  • the router 3c with the terminal IP address 232 “130.130.130.130”, the terminal port number 233 “1300”, and the periodic transmission interval 234 “800 (seconds)” are registered. ing.
  • the periodic transmission to LAN1 is started. Thereafter, as shown in FIG. 43, the description of the case where the PC 1 is connected to another LAN 2 will be continued.
  • the LAN connection change includes switching from wired to wireless, switching from wireless to wireless, and the like.
  • LAN2 registration request In the LAN registration request after changing the LAN connection, the UI unit 14 of the PC 1 transmits the LAN registration request (step S94). The LAN registration request is transmitted to the LAN change detection unit 28 of the server 2 after address conversion by the router 3d (steps S95 to S101).
  • the LAN change detection unit 28 executes a duplicate LAN search process (step S102). As illustrated in FIG. 47, the LAN change detection unit 28 determines whether the notified terminal ID is registered in the duplication management table 29 (step S151). In this case, the notified terminal ID “12345” is registered in the terminal ID 211 of the duplication management table 29 shown in FIG. Therefore, the LAN change detection unit 28 determines that the notified terminal ID is registered in the duplication management table 29 (S161 in FIG. 50: duplication).
  • the LAN change detecting unit 28 overwrites the terminal IP address 212 and the terminal port number 213 of the terminal ID 211 “12345” in the duplication management table 29 with the IP address and port number notified by the duplicate LAN search request (FIG. 5 S163).
  • FIG. 52 shows the duplication management table 29 after overwriting.
  • the terminal IP address “140.140.140.140” and the terminal port number “1400” in the entry of the terminal ID 231 “12345” are overwritten.
  • the NAT control unit 22 transmits a duplicate LAN search response in which the duplicate LAN search response result 222 shown in FIG. 49 is set to “with duplicate” (step S103).
  • the NAT control unit 22 executes a LAN registration process (step S104).
  • the LAN registration process when it is determined that there is duplication in the duplication LAN search process, the information of the duplication management table 29 is stored in the LAN information table 24.
  • FIG. 53 shows an example of the LAN information table 24 held by the NAT control unit 22. The terminal IP address “140.140.140.140” and the port number “1400” of the entry of the terminal ID “12345” in the LAN information table 24 are overwritten.
  • the server 2 when the LAN to which the PC 1 is connected is changed, the server 2 detects the overlapping LAN, so that it has been connected before. The server 2 can identify the LAN and the LAN that is currently communicating.
  • the communication system 10 is suitable for performing a service in a form in which push communication is performed from the server 2 to a personal computer or the like in a private network via the Internet.
  • the present invention is also applicable to a NAT-compatible broadband router that does not support UPnP / STUN (Simple Traversal of UDP UDP through NATs). Even when the PC 1 is not activated, the packet can be transmitted from the server 2 to the PC 1 over the NAT. Further, even when a NAT router has a multi-stage configuration, even when a PC (including a sleep mode state) is connected to the Internet via a LAN, it is possible to maintain a state that allows NAT traversal from the Internet. According to the communication system 10 according to the first to third embodiments, the sleep mode PC 1 connected to a LAN having two or more stages of routers is activated from the Internet by WOL (Wake-on-LAN). Is also applicable.
  • WOL Wike-on-LAN
  • the PC 1 includes a CPU (Central Processing Unit) 601, a ROM (Read Only Memory) 602, a RAM (Random Access Memory) 603, an input device 604, an output device 605, an HDD (Hard Disk Drive) 606, and a network interface 607.
  • CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • HDD Hard Disk Drive
  • the ROM 602 is a non-volatile semiconductor memory (storage device), and stores programs and data such as OS settings and network settings that are executed at startup.
  • the RAM 603 is a volatile semiconductor memory (storage device) that temporarily stores programs and data.
  • the HDD 606 is a non-volatile storage device that stores programs and data.
  • the stored programs and data include an OS (Operating System) that is basic software for controlling the entire apparatus, and application software that provides various functions on the OS.
  • the HDD 606 stores a program executed by the CPU 601 for performing the NAT entry update process, the NAT update cycle optimization process, and the LAN change process of the above embodiment.
  • the CPU 601 is an arithmetic unit that realizes control of the entire apparatus and mounting functions by reading a program and data from the storage device onto the RAM and executing each process.
  • the input device 604 includes a keyboard and a mouse, and is used to input each operation to the PC 1.
  • the output device 605 includes a display and the like, and displays and outputs the system operation result and the like to the administrator of the PC 1.
  • the network interface 607 is an interface for connecting the PC 1 to the LAN.
  • the PC 1 is connected to the router 3 via the network interface 607, performs address conversion in the router 3, and can communicate with the server 2 on the Internet.
  • the UI unit 14 can be realized by the input device 604.
  • the LAN registration unit 15, the LAN configuration determination unit 16, and the UPnP acquisition unit 17 can be realized by the CPU 601.
  • the communication control unit 18 can be realized by the network interface 607.
  • the router 3 includes a CPU 701, a RAM 702, a flash memory 703, a network interface 704 (LAN), and a network interface 705 (WAN).
  • the CPU 701 is an arithmetic unit that realizes control and mounting functions of the entire router 3 such as IP address conversion processing.
  • the RAM 702 is a volatile semiconductor memory (storage device) that temporarily stores programs and data.
  • the flash memory 703 is an example of an auxiliary storage device.
  • the network interface 704 (LAN) is an interface for connecting the router 3 to the LAN. Thereby, the router 3 is connected to the PC 1 via the network interface 704.
  • the network interface 705 (WAN) is an interface that connects the router 3 to the WAN. As a result, the router 3 is connected to the server 2 via the network interface 705.
  • the UPnP processing unit 33 can be realized by the CPU 601.
  • the NAT table 32 can be stored in the RAM 702 or the flash memory 703.
  • the communication control unit 31 can be realized by the network interfaces 704 and 705.
  • the server 2 includes a CPU 801, ROMR 802, RAM 803, input device 804, output device 805, HDD 806, and network interface 807.
  • the CPU 801 is an arithmetic device that implements control and mounting functions of the entire server 2 such as LAN change processing. Since the ROM 802, the RAM 803, the input device 804, the output device 805, and the HDD 806 have the same configuration as the corresponding units of the PC 1, description thereof is omitted here.
  • the network interface 807 is an interface for connecting the server 2 to the WAN (or the Internet). As a result, the server 2 is connected to the router 3 via the network interface 705.
  • the periodic transmission optimization server 7 has the same hardware configuration as that of the server 2 and therefore will not be described here.
  • the NAT control unit 22 and the cycle optimization unit 25 can be realized by the CPU 801.
  • the LAN information table 24 and the periodic transmission management table 27 can be stored in the RAM 803 or the HDD 806.
  • the communication control units 21 and 26 can be realized by the network interface 807.
  • the PC 1, the server 2, and the periodic transmission optimization server 7 may include an external I / F (not shown) that is an interface with an external device.
  • the external device includes a recording medium.
  • the PC 1, the server 2, and the periodic transmission optimization server 7 read a program for executing NAT entry update processing, NAT update cycle optimization processing, and LAN change processing stored in the recording medium via the external I / F. And / or writing can be performed.
  • Recording media include CD (Compact Disk), DVD (Digital Versatile Disk), SD memory card (SD Memory Card), USB memory (Universal Serial Bus memory), and the like.
  • the communication device, the server, the communication system, and the communication method have been described in the above embodiments.
  • the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and improvements can be made within the scope of the present invention.
  • the first to third embodiments can be combined within a consistent range.
  • the server 2 and the periodic transmission optimization server 7 are configured as separate devices.
  • the server 2 includes the function of the periodic transmission optimization server 7 and the server 2 performs the periodic transmission optimization. It is good also as an apparatus structure which performs crystallization.
  • PC 2 Server 3: Router 7: Periodic transmission optimization server 10: Communication system 11: LAN 13: Internet 14: UI unit 14 15: LAN registration unit 16: LAN configuration determination unit 17: UPnP acquisition unit 18: Communication control unit (PC side) 21: Communication control unit (server side) 22: NAT control unit 23: Storage unit 24: LAN information table 25: Period optimization unit 26: Communication control unit (period transmission optimization server side) 28: LAN change detection unit 29: Duplication management table 31: Communication control unit (router side) 32: NAT table 33: UPnP processor

Abstract

　ＬＡＮのルータでＮＡＴ越えを行い、外部ネットワークを介してサーバと接続されるＬＡＮ上の通信装置であって、前記ＬＡＮのルータの構成を判定するＬＡＮ構成判定部と、前記ＬＡＮのルータの構成が二段以上と判定された場合、前記サーバに登録されている前記ＮＡＴ越えを行うルータへ所定の間隔でＮＡＴ更新要求パケットを送信するように要求する通信装置側の通信制御部と、を有する通信装置が提供される。

Description

通信装置、サーバ、通信システム及び通信方法
　本発明は、通信装置、サーバ、通信システム及び通信方法に関する。
　ブロードバンドルータの普及により、例えば宅内にＬＡＮ（Local Area Network）を利用できる環境を構築し、ＬＡＮ内の機器をルータを介してインターネット上の機器に接続する形態が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
　ＬＡＮ内の機器とインターネット上の機器とでは、ネットワークに割り当てられるアドレスの体系が異なる。よって、ルータが、ＬＡＮのプライベートＩＰアドレスとインターネットのグローバルＩＰアドレスとが対応付けられたＮＡＴエントリを使用してアドレス変換を行うことにより、ＬＡＮ内の機器とインターネット上の機器との通信が可能となる（ＮＡＴ越え）。
　ＮＡＴ越えの技術としては、静的ＮＡＴ／ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）によるポートフォワーディングや、動的ＮＡＴ／ＳＴＵＮ（Simple Traversal of UDP through NATs）が挙げられる。静的ＮＡＴ／ＵＰｎＰによるポートフォワーディングは、ＮＡＴルータに対し、ＮＡＴエントリを固定的に設定するか、あるいは、ＵＰｎＰ対応のルータに対し、ＵＰｎＰによりポートフォワードを固定的に設定する。動的ＮＡＴは、インターネットとの通信が発生すると動的にＮＡＴエントリを作成する。この場合、一定時間無通信であるとＮＡＴエントリは消去される。
特開２００５－１０２３１６号公報 特開２００５－１３０４５３号公報
　しかしながら、ＮＡＴエントリが消去されると、ルータによるＩＰアドレスの対応付けができないため、ＬＡＮ内の機器とインターネット上の機器との通信はできなくなる。
　一方、ＵＰｎＰ対応のルータが設定するＮＡＴエントリは消去されない。ただし、このＵＰｎＰの技術は、ＬＡＮの機器と隣接するルータにしか使用できない。
　そこで、一つの側面では、ＬＡＮのルータの構成に応じてＮＡＴ越えが可能な状態を維持することを目的とする。
　一つの態様では、ＬＡＮのルータでＮＡＴ越えを行い、外部ネットワークを介してサーバと接続されるＬＡＮ上の通信装置であって、前記ＬＡＮのルータの構成を判定するＬＡＮ構成判定部と、前記ＬＡＮのルータの構成が二段以上と判定された場合、前記サーバに登録されている前記ＮＡＴ越えを行うルータへ所定の間隔でＮＡＴ更新要求パケットを送信するように要求する通信装置側の通信制御部と、を有する通信装置が提供される。
　一つの側面として、ＬＡＮのルータの構成に応じてＮＡＴ越えが可能な状態を維持することで、サーバの負荷を軽減することができる。
第１実施形態にかかる通信システムを示した図。 通信システムのルータが一段の場合のＮＡＴ越えを説明するための図。 通信システムのルータが多段の場合のＮＡＴ越えを説明するための図。 第１実施形態にかかるＰＣ、サーバ、ルータの機能構成を示す図。 ＮＡＴエントリ更新処理（ルータ構成一段）を示すフローチャート。 図５のＳ１のＬＡＮ登録要求の一例を示す図。 図５のＳ２のＬＡＮ登録要求受信処理を示すフローチャート。 図５のＳ３のＬＡＮ登録要求の一例を示す図。 図５のＳ４のＰＣから送信されるＬＡＮ登録要求の一例を示す図。 図５のＳ５のルータで保持するＮＡＴエントリの一例を示す図。 図５のＳ６のＮＡＴ変換後のＬＡＮ登録要求の一例を示す図。 図５のＳ８のＬＡＮ登録要求受信処理を示すフローチャート。 図５のＳ８のＬＡＮ情報テーブルの一例を示す図。 図５のＳ９のＮＡＴ更新要求送信処理を示すフローチャート。 図５のＳ１１のサーバから送信されるＮＡＴ更新要求の一例を示す図。 図５のＳ１３のＮＡＴ変換後のＮＡＴ更新要求の一例を示す図。 図５のＳ１５のＮＡＴ更新要求受信処理を示すフローチャート。 第１実施形態にかかるＮＡＴエントリ更新処理（ルータ構成一段又は多段）を示すフローチャート。 図１８のＳ２２のＬＡＮ登録要求受信処理を示すフローチャート。 図１８のＳ２３のＬＡＮ構成判定要求の一例を示す図。 図１８のＳ２４のＬＡＮ構成判定要求受信処理を示すフローチャート。 図１８のＳ３０のＬＡＮ構成判定処理を示すフローチャート。 図１８のＳ３１のＬＡＮ構成判定応答の一例を示す図。 図１８のＳ３２のＬＡＮ構成判定応答受信処理を示すフローチャート。 第２実施形態にかかる通信システムを示した図。 第２実施形態にかかるＰＣ、サーバ、ルータの機能構成を示す図。 第２実施形態にかかるＮＡＴ更新周期最適化処理を示すフローチャート。 図２７のＳ４１のＬＡＮ登録要求の一例を示す図。 図２７のＳ４４のＰＣから送信されるＬＡＮ登録要求の一例を示す図。 図２７のＳ４８のＬＡＮ登録要求受信処理を示すフローチャート。 図２７のＳ５０の周期最適化要求の一例を示す図。 図２７のＳ５２の周期最適化要求受信処理を示すフローチャート。 図２７のＳ５２の周期送信管理テーブル(初回登録時)の一例を示す図。 図２７のＳ５４のＮＡＴエントリ生存確認送信処理を示すフローチャート。 図２７のＳ５５のＮＡＴエントリ生存確認の一例を示す図。 図２７のＳ６０のＮＡＴエントリ生存確認受信処理を示すフローチャート。 図２７のＳ６１のＮＡＴエントリ生存確認応答の一例を示す図。 図２７のＳ７１の周期送信タイマ更新処理(NATエントリ生存確認応答受信時)を示すフローチャート。 図２７のＳ７１の周期送信管理テーブルの一例を示す図。 図２７のＳ７８の応答待ちタイマ満了処理を示すフローチャート。 図２７のＳ７９の周期最適化応答の一例を示す図。 図２７のＳ８０の周期最適化応答受信処理を示すフローチャート。 第３実施形態にかかる通信システムを示した図。 第３実施形態にかかるＰＣ、サーバ、ルータの機能構成を示す図。 第３実施形態にかかるＬＡＮ変更処理を示すフローチャート。 図４５のＳ９０の重複ＬＡＮ検索要求の一例を示す図。 図４５のＳ９１の重複ＬＡＮ検索処理を示すフローチャート。 図４５のＳ９１の重複管理テーブルの一例を示す図。 図４５のＳ９２の重複ＬＡＮ検索応答の一例を示す図。 図４５のＳ９３のＬＡＮ登録処理を示すフローチャート。 図４５のＳ９３のサーバ(NAT制御部)で保持するＬＡＮ情報テーブルの一例を示す図。 図４５のＳ１０２の重複管理テーブルの一例を示す図。 図４５のＳ１０４のＬＡＮ情報テーブルの一例を示す図。 第１～第３実施形態にかかるＰＣ、サーバ、ルータのハードウェア構成を示す図。
　以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
＜第１の実施形態＞
　［通信システム］
　まず、本発明の第１実施形態に係る通信システムについて、図１を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態にかかる通信システムを示した図である。図１（ａ）は、本通信システム１０のＬＡＮ内のルータの構成が一段の場合を示し、図１（ｂ）は、通信システム１０のＬＡＮ内のルータが多段（二段以上）の場合を示す。
　図１（ａ）の通信システム１０では、ＰＣ１とサーバ２とが、ＬＡＮ１１とＷＡＮ１２及びインターネット１３とを介して接続されている。ルータ３ａは、ＰＣ１のプライベートＩＰアドレスとＷＡＮ１２のグローバルＩＰアドレスとが対応付けられたＮＡＴエントリを生成し、ＮＡＴエントリに基づきプライベートＩＰアドレスとグローバルＩＰアドレスとのアドレス変換を行う。以下、プライベートＩＰアドレスを「ローカルＩＰアドレス」ともいう。これにより、ＰＣ１とサーバ２との通信が可能となる。なお、ＷＡＮ１２及びインターネット１３は、外部ネットワークの一例である。
　図１（ｂ）の通信システム１０は、ＬＡＮ１１のルータの構成がルータ３ａ、３ｂ（以下、総称して「ルータ３」ともいう）の二段の場合を示す。ルータ３ｂは、ＬＡＮ内のプライベートＩＰアドレスが対応付けられたＮＡＴエントリを生成してアドレス変換を行う。ルータ３ａは、ＬＡＮのプライベートＩＰアドレスとＷＡＮ１２のグローバルＩＰアドレスとが対応付けられたＮＡＴエントリを生成してアドレス変換を行う。
　図２に示したように、ＰＣ１は、隣接するルータ３（一段の場合にはルータ３ｂ、二段の場合にはルータ３ａ）に、ＩＰアドレスの取得要求を送信する（１）。ＰＣ１は、ＩＰアドレスを隣接するルータ３から取得する（２）。
　ＰＣ１は、取得したＩＰアドレスに基づき、ＬＡＮ１１内のルータ３の構成が一段か二段以上（二段以上を「多段」とも表記する）かの判定を実行する（３）。ＰＣ１は、ＩＰアドレスがプライベートＩＰアドレスと判定した場合、ルータ３の構成は二段以上であり、隣接するルータの先のルータでプライベートＩＰアドレスからグローバルＩＰアドレスへの変換が行われていると判断する。
　一方、ＰＣ１は、取得したＩＰアドレスがグローバルＩＰアドレスと判定した場合、隣接するルータでプライベートＩＰアドレスからグローバルＩＰアドレスへの変換が行われているため、ルータ３は一段で構成されていると判定する。
　ＬＡＮ１１内のルータ３が一段で構成されている場合、ＵＰｎＰによるポートフォワーディングによりＮＡＴ越えが可能である。この場合、一定時間無通信であってもＮＡＴエントリは消去されない。
　これに対して、ＬＡＮ１１内のルータ３が多段で構成されている場合、ＷＡＮ１２（インターネット１３）側のルータ３は、インターネット１３との通信が発生すると動的にＮＡＴエントリを作成する。この場合、一定時間無通信であるとＮＡＴエントリは消去される。
　以下に説明する一実施形態にかかる通信システム１０では、ＬＡＮ１１内のルータ３が多段で構成されているかを判定し、多段の場合、ＰＣ１は、ＬＡＮ１１の登録要求（つまり、一定時間無通信であってもＮＡＴエントリを延命させるための登録要求を実行し、サーバ２は、登録したＬＡＮ１１へＮＡＴ更新要求パケットを送信する。これにより、一定時間無通信であってもＮＡＴエントリを消去することを回避できる。
　具体的には、図３に示したように、ＰＣ１は、ＬＡＮ１１内のルータ３が多段で構成されていると判定した場合、サーバ２へＬＡＮ登録要求を発信する（１）。ルータ３ｂは、ＩＰアドレス及びポート変換を行い、ＮＡＴテーブルを生成する（２）。ルータ３ａは、ＩＰアドレス及びポート変換を行い、ＮＡＴテーブルを生成する（２）'。これにより、ＮＡＴ越えが可能になる。
　サーバ２は、ＰＣ１からのＬＡＮ登録要求に応じて、（２）'のＰＣ１のグローバルＩＰアドレス及びポート情報を後述されるＬＡＮ情報テーブルに保持する（３）。次に、サーバ２は、所定の間隔（例えば定期的）に（３）でＬＡＮ情報テーブルに保持されたグローバルＩＰアドレス及びポート情報にＮＡＴ更新要求パケットを送信する（４）。ルータ３ａは、ＮＡＴ更新要求パケットを受信することで、一定時間無通信であるときにＮＡＴエントリが消去されることを回避し、ＮＡＴ越えが可能な状態を維持することができる（５：ＮＡＴエントリ延命）。また、ＰＣ１は、ＬＡＮ１１内のルータ３が多段で構成されている場合のみＬＡＮ１１の登録要求を行い、サーバ２はこれに応じてＮＡＴ更新要求パケットを送信する。これにより、ルータ３が一段で構成されている場合にはＮＡＴ更新要求パケットの周期的送信を行わないことで、サーバ２及びネットワークの負荷を軽減することができる。
　なお、ルータ３ｂは、プライベートＩＰアドレスの変換を行い、ＮＡＴ更新要求パケットをＰＣ１に送信する。ルータ３ｂもルータ３ａと同様に、ＮＡＴ更新要求パケットを受信することで、ＮＡＴエントリを延命させることができる（５）。
　以上に説明したように、本実施形態では、ＬＡＮ１１内のルータ３が多段で構成されている場合、サーバ２がＰＣ１のグローバルＩＰアドレス及びポート宛てに所定の間隔でＵＤＰ（User Datagram Protocol）によるＮＡＴ更新要求パケットを送信することで、ルータ３のＮＡＴエントリを維持することができる。
　［各装置の機能構成］
　次に、第１実施形態に係るＰＣ１、サーバ２、ルータ３の機能構成について、図４を参照しながら説明する。図４は、第１実施形態に係るＰＣ１、サーバ２、ルータ３の機能構成を示す図である。
　ＰＣ１は、ＵＩ部１４、ＬＡＮ登録部１５、ＬＡＮ構成判定部１６、ＵＰｎＰ取得部１７及び通信制御部１８を有する。ＰＣ１は、ＬＡＮ１１のルータ３でＮＡＴ越えを行い、インターネット１３等の外部ネットワークを介してサーバ２と接続されるＬＡＮ上の通信装置の一例である。通信装置は、ＰＣ１に限られず、テレビジョン受像機や録画再生機器、ゲーム機器、音楽再生機器などのマルチメディア装置、通信機能を有する冷蔵庫、洗濯機、エアコン、電子レンジ等の家電機器、携帯機器、タブレット型端末等であってもよい。
　ＵＩ部１４は、サーバ２へのＬＡＮ登録を行うためのユーザインタフェースの機能を有する。ＬＡＮ登録部１５は、サーバ２へのＬＡＮ登録を制御する。ＵＰｎＰ取得部１７は、ＵＰｎＰ対応のルータ３にアクセスし、ＩＰアドレスを取得する。ＬＡＮ構成判定部１６は、取得したＩＰアドレスにより、ＬＡＮ１１内のルータ構成(一段又は多段)を判断する。通信制御部１８は、ＴＣＰ／ＩＰによる他装置との通信を制御する。
　ルータ３は、通信制御部３１及びＵＰｎＰ処理部３３を有する。通信制御部３１は、ＴＣＰ／ＩＰによる他装置との通信を制御する。ＵＰｎＰ処理部３３は、ＰＣ１のＵＰｎＰ取得部１７によるＩＰアドレス取得に応答し、ＰＣ１の外向けのＩＰアドレスを送信する。通信制御部３１は、ＮＡＴテーブル３２を保持する。ＮＡＴテーブル３２は、ＬＡＮ１１とＷＡＮ１２（インターネット１３）間のＩＰアドレス変換を行うためのＮＡＴエントリーを記憶したアドレス変換のためのテーブルである。
　サーバ２は、通信制御部２１、ＮＡＴ制御部２２及び記憶部２３を有する。通信制御部２１は、ＴＣＰ／ＩＰによる他装置との通信を制御する。ＮＡＴ制御部２２は、ＰＣ１からのＬＡＮ登録要求に応じて、ルータ３にＮＡＴ更新要求パケットを送信する。記憶部２３は、ＬＡＮ登録要求に応じてＮＡＴ更新要求パケットを送信するルータ３のＮＡＴエントリの情報をＬＡＮ情報テーブル２４に記憶する。
　［ＮＡＴエントリ更新処理（ルータ構成一段）］
　次に、ルータ構成が一段の場合（図３（ａ））のＮＡＴエントリ更新処理について、図５を参照しながら説明する。図５は、ＮＡＴエントリ更新処理（ルータ構成が一段の場合）を示すフローチャートである。図５では、ＬＡＮ登録処理が実行され、次にＮＡＴエントリ更新処理が実行される。
　（ＬＡＮ登録要求）
　ＮＡＴエントリ更新処理が開始されると、まず、ＰＣ１のＵＩ部１４が、ＬＡＮ登録要求を送信する（ステップＳ１）。図６は、ＬＡＮ登録要求に含まれる情報の一例として、上段にパラメータ、下段に各パラメータに対する設定値を示す。ＬＡＮ登録要求には、メッセージ種別６１に「ＬＡＮ登録要求」、周期送信間隔情報６２に「８００秒」が設定されている。
　図５にてステップＳ１のＬＡＮ登録要求を受けて、ＬＡＮ登録部１５が、ＬＡＮ登録要求受信処理を実行する（ステップＳ２）。図７のＬＡＮ登録要求受信処理では、ＬＡＮ登録部１５は、端末ＩＤを決定し（ステップＳ１００）、通信制御部１８にＬＡＮ登録要求を送信する（ステップＳ１０１）。端末ＩＤには、ＰＣ１のＭＡＣアドレスを使用してもよいし、インターネットで一意となる他のＩＤを生成してもよい。
　次に、図５にてＬＡＮ登録部１５は、ＬＡＮ登録要求を送信する（ステップＳ３）。図８に示すように、ＬＡＮ登録部１５から送信されるＬＡＮ登録要求に含まれる情報には、ステップＳ１においてＵＩ部１４から送信されたＬＡＮ登録要求に端末ＩＤ６３「１２３４５」が付加されている。
　次に、図５にて通信制御部１８は、ＬＡＮ登録要求のＩＰパケットを送信する（ステップＳ４）。図９に示すＬＡＮ登録要求のＩＰパケットは、ＰＣ１からルータ３に送信される。ＬＡＮ登録要求のＩＰパケットには、ＩＰヘッダに送信先ＩＰアドレス７１及び送信元ＩＰアドレス７２、ＵＤＰヘッダに送信先ポート７３、送信元ポート７４、ＬＡＮ情報にメッセージ種別７５、端末ＩＤ７６及び周期送信間隔情報７７が設定されている。ここでは、送信先ＩＰアドレス７１にサーバ２のＩＰアドレス「100.100.100.1」、送信元ＩＰアドレス７２にＰＣ１のＩＰアドレス「192.168.10.1」、送信先ポート７３にサーバ２のポート「2000」、送信元ポート７４にＰＣ１のポート「1000」が設定される。
　次に、図５にてルータ３の通信制御部３１は、プライベートＩＰアドレスとグローバルＩＰアドレスとが対応付けられたＮＡＴエントリを生成してアドレス変換を行う（ステップＳ５）。図１０に示すように、ルータ３が生成するＮＡＴエントリは、プライペートＩＰアドレス８１、プライペートポート８２、グローバルＩＰアドレス８３、グローバルポート８４、サーバＩＰアドレス８５及びサーバポート８６の情報を含む。生成されたＮＡＴエントリは、ＮＡＴテーブル３２に保存される。ルータ３は、ＮＡＴエントリに基づきＬＡＮ１１内のＰＣ１のプライベートＩＰアドレス「192.168.10.1」をインターネットのグローバルＩＰアドレス「120.120.120.120」にアドレス変換する。これにより、ＰＣ１は、ルータ３でＮＡＴ越えを行い、インターネット１３を介してサーバ２と接続可能となる。
　次に、図５にてルータ３の通信制御部３１は、ＮＡＴ変換後のＬＡＮ登録要求のＩＰパケットをサーバ２に送信する（ステップＳ６）。図１１に示すＮＡＴ変換後のＬＡＮ登録要求は、送信元ＩＰアドレス９２にアドレス変換後のグローバルＩＰアドレス「120.120.120.120」が設定され、送信元ポート９４にグローバルポート「1500」が設定される。
　次に、図５にてサーバ２の通信制御部２１は、ＮＡＴ変換後のＬＡＮ登録要求のＩＰパケットを受信し、そのＬＡＮ登録要求をＮＡＴ制御部２２に送信する（ステップＳ７）。ＮＡＴ制御部２２は、ＬＡＮ登録要求受信処理を実行する（ステップＳ８）。図１２に示すように、ＬＡＮ登録要求受信処理では、ＮＡＴ制御部２２は、ＬＡＮ情報テーブル２４を生成する（ステップＳ１０３）。記憶部２３は、ＬＡＮ情報テーブル２４を記憶する。ＬＡＮ情報テーブル２４は、図１３に示すように、端末ＩＤ２４１、端末ＩＰアドレス２４２、端末ポート番号２４３．周期送信間隔情報２４４の情報を含む。端末ＩＤ２４１にはＰＣ１を識別するためのＩＤが設定され、端末ＩＰアドレス２４２には、ＮＡＴエントリのグローバルＩＰアドレスが設定され、端末ポート番号２４３にはグローバルポートが設定される。周期送信間隔情報２４４には、サーバ２からＮＡＴ越えを行うルータ３へＮＡＴ更新要求パケットを送信する際の所定の間隔（周期）として「８００秒」が設定される。
　（ＮＡＴエントリ更新）
　次に、図５にてＮＡＴ制御部２２は、ＮＡＴ更新要求送信処理を実行する（ステップＳ９）。図１４に示すように、ＮＡＴ更新要求送信処理では、ＮＡＴ制御部２２は、ＮＡＴエントリ更新タイマで時刻をカウントし、前回のＮＡＴ更新要求パケットの送信から周期送信間隔である８００秒が経過したとき（ステップＳ１０６：満了）、ＮＡＴ更新要求を送信する（ステップＳ１０７）。ＮＡＴ制御部２２は、ＮＡＴエントリ更新タイマで次のＮＡＴ更新要求パケットの送信のためのカウントを開始する（ステップＳ１０８）。
　このようにして、図５にてＮＡＴ制御部２２は、ＮＡＴ更新要求を送信する（ステップＳ１０）。次いで、通信制御部２１は、ＮＡＴ更新要求のＩＰパケットをルータ３に送信する（ステップＳ１１）。図１５のＮＡＴ更新要求のＩＰパケットには、ＩＰヘッダに送信先ＩＰアドレス１０１、送信元ＩＰアドレス１０２、ＵＤＰヘッダに送信先ポート１０３、送信元ポート１０４、メッセージの内容にメッセージ種別１０５及び端末ＩＤ１０６が設定されている。送信先ＩＰアドレス１０１にはグローバルＩＰアドレス「120.120.120.120」、送信元ＩＰアドレス１０２にはサーバ２のＩＰアドレス「100.100.100.1」が設定される。また、送信先ポート１０３にはグローバルポート「1500」、送信元ポート１０４にはサーバ２のポート「2000」が設定される。メッセージ種別１０５は「ＮＡＴ更新」、端末ＩＤ１０６は「12345」である。
　次に、図５にてルータ３ａの通信制御部３１は、ＮＡＴエントリを更新し、グローバルＩＰアドレスからプライベートＩＰアドレスにアドレス変換を行う（ステップＳ１２）。次に、通信制御部３１は、ＮＡＴ更新要求のＩＰパケットをＰＣ１に送信する（ステップＳ１３）。図１６に示すＮＡＴ変換後のＮＡＴ更新要求のＩＰパケットは、送信先ＩＰアドレス１１１にアドレス変換後のプライベートＩＰアドレス「192.168.10.1」が設定され、送信先ポート１０３にプライベートポート「1000」が設定される。
　次に、図５にてＰＣ１の通信制御部１８は、ＮＡＴ更新要求を送信する（ステップＳ１４）。ＬＡＮ登録部１５は、ＮＡＴ更新要求を受けて、ＮＡＴ更新要求受信処理を実行する（ステップＳ１５）。この時点では、ルータ３のＮＡＴエントリは更新済みであるため、特にＰＣ１側で何らかの処理を行う必要はない。よって、図１７に示すように、ＬＡＮ登録部１５は、ＮＡＴ更新要求受信処理では、何もしないか、受信したＩＰパケットに基づきエラーチェックを行う（ステップＳ１０９）。例えば、ＩＰパケットに含まれる端末ＩＤ（図１６の１１６）をチェックし、自ＰＣと異なる端末ＩＤが設定されていた場合には、エラーを表示してもよい。
　［ＮＡＴエントリ更新処理（ルータ構成一段又は多段）］
　次に、ルータ構成が一段又は多段の場合（図３（ｂ））のＮＡＴエントリ更新処理について、図１８を参照しながら説明する。図１８は、ＮＡＴエントリ更新処理（ルータ構成一段又は多段）を示すフローチャートである。図１８では、ＬＡＮ登録処理が実行され、次にＮＡＴエントリ更新処理が実行される。ＬＡＮ登録処理では、本実施形態の特徴の一つであるＬＡＮ構成判定処理が実行される。図１８では、図１（ｂ）に示したＰＣ１に最も近いルータ３ｂが、ルータ３として示されている。
　（ＬＡＮ登録要求）
　まず、ＰＣ１のＵＩ部１４が、ＬＡＮ登録要求を送信する（ステップＳ２１）。次に、ＬＡＮ登録部１５が、ＬＡＮ登録要求受信処理を実行する（ステップＳ２２）。図１９のＬＡＮ登録要求受信処理においてＬＡＮ登録部１５は、端末ＩＤを決定し（ステップＳ１１０）、ＬＡＮ構成判定部１６にＬＡＮ構成判定要求を送信する（ステップＳ１１１）。
　これにより、図１８のステップＳ２３にてＬＡＮ登録部１５からＬＡＮ構成判定部１６にＬＡＮ構成判定要求が送信される。図２０には、メッセージ種別１２１がＬＡＮ構成判定要求に設定されたＬＡＮ構成判定要求の一例が示されている。
　次に、図１８にてＬＡＮ構成判定部１６は、ＬＡＮ構成判定要求受信処理を実行する（ステップＳ２４）。図２１のＬＡＮ構成判定要求受信処理においてＬＡＮ構成判定部１６は、ＰＣ１のＵＰｎＰの機能が有効になっているかを判定する（ステップＳ１１３）。ＬＡＮ構成判定部１６は、ＵＰｎＰの機能が有効になっていると判定した場合、ＩＰアドレス（以下、「外向けアドレス」ともいう。）の取得要求をＵＰｎＰ取得部１７に送信する（ステップＳ１１４）。ＬＡＮ構成判定部１６は、ＵＰｎＰの機能が有効になっていないと判定した場合、ＬＡＮ構成判定の結果が「判定不能」である応答をＬＡＮ登録部１５に送信する（ステップＳ１１５）。
　次に、図１８にてＵＰｎＰ取得部１７は、外向けアドレスの取得要求（ステップＳ２５）を受けて、外向けアドレス取得要求受信処理を実行する（ステップＳ２６）。次に、ＵＰｎＰ取得部１７は、外向けアドレス取得要求のＩＰパケットをＰＣ１に隣接するルータ３ｂのＵＰｎＰ処理部３３に送信する（ステップＳ２７）。ＵＰｎＰ処理部３３は、外向けアドレスを通知するＩＰパケットを送信する（ステップＳ２８）。
　次に、ＵＰｎＰ取得部１７は、外向けアドレスの取得応答を送信する（ステップＳ２９）。ＬＡＮ構成判定部１６は、ＬＡＮ構成判定処理を実行する（ステップＳ３０）。図２２のＬＡＮ構成判定処理においてＬＡＮ構成判定部１６は、ＰＣ１から最も近いルータ３から取得した外向けアドレス（ネットワークアドレス）を判定する（ステップＳ１１７）。ＬＡＮ構成判定部１６は、取得した外向けアドレスがグローバルＩＰアドレスと判定した場合、ルータ３にてグローバルＩＰアドレスへの変換を行っており、ＬＡＮ１１内のルータの構成が一段になっていると判断する。よって、ＬＡＮ構成判定部１６は、ＬＡＮのルータ構成の判定結果が「一段」である応答をＬＡＮ登録部１５に送信する（ステップＳ１１８）。
　一方、ステップＳ１１７にてＬＡＮ構成判定部１６は、外向けアドレスがプライベートＩＰアドレスと判定した場合、ＬＡＮ１１内にプライベートＩＰアドレスからグローバルＩＰアドレスへの変換を行う別のルータが存在すると判断する。これにより、ＬＡＮ構成判定部１６は、ＬＡＮ１１内のルータの構成は二段以上であると判定する。よって、ＬＡＮ構成判定部１６は、ＬＡＮ構成判定の結果が「多段（二段以上）」である応答をＬＡＮ登録部１５に送信する（ステップＳ１１９）。
　次に、図１８にてＬＡＮ登録部１５は、ＬＡＮ構成判定の応答を受信する（ステップＳ３１）。図２３のＬＡＮ構成判定応答の一例には、メッセージ種別１２３が「ＬＡＮ構成判定応答」、結果情報１２４が「一段構成/多段構成/判定不能のいずれか」に設定されている。
　次に、図１８にてＬＡＮ登録部１５は、ＬＡＮ構成判定応答受信処理を実行する（ステップＳ３２）。図２４のＬＡＮ構成判定応答受信処理においてＬＡＮ登録部１５は、ＬＡＮ構成判定応答の結果を判定する（ステップＳ１２１）。ＬＡＮ登録部１５は、ルータの構成が一段であると判定した場合、一定時間無通信であってもＮＡＴエントリは消去されず、サーバ２からのＮＡＴ更新要求パケットの送信は不要と判断し、何も処理しない（ステップＳ１２２）。これに対して、ＬＡＮ登録部１５は、ルータの構成が二段以上であると判定した場合、通信制御部１８にＬＡＮ登録要求を送信する（ステップＳ１２３）。なお、ＬＡＮ登録要求に応じてサーバ２が実行するＮＡＴ更新要求パケットの周期的送信処理は、すでに説明した図５のステップＳ３～Ｓ１５を実行することにより遂行されるため、ここでは説明を省略する。
　よって、本実施形態によれば、ＰＣ１は、ＬＡＮ１１内のルータの構成を判定し、ルータの構成が二段以上であると判定した場合、サーバ２に向けてＬＡＮ登録要求を送信する。サーバ２は、ＬＡＮ登録要求に応じて、周期送信間隔（例えば、５秒）でＮＡＴ更新要求のＩＰパケットを周期的に送信する。これにより、ＬＡＮ１１内のルータの構成が二段以上である場合においても、一定時間無通信のときにＮＡＴエントリが消去されることを回避できる。
　以上に説明したように、第１実施形態にかかる通信システム１０によれば、接続されるＬＡＮのルータの構成をＰＣ１が判別することで、サーバ２からのＮＡＴ更新要求のＩＰパケットの周期送信の要否を判定することができる。これにより、ルータの構成が二段以上の場合においてもルータにＮＡＴエントリを記憶し続けることができ、ＮＡＴ越えが可能な状態を維持することができる。なお、ルータの構成が一段の場合、ＵＰｎＰ機能が有効なルータが設定するＮＡＴエントリは消去されないように規定されている。よって、ルータの構成が一段と判定された場合には、ＰＣ１からＬＡＮ登録要求を送信しないことにより、ＮＡＴ更新要求パケットはサーバ２から送信されない。これにより、サーバの負荷及びネットワークのトラフィックを軽減することができる。
＜第２の実施形態＞
　次に、本発明の第２実施形態に係る通信システム１０の全体構成及び機能構成について図２５及び図２６を参照しながら説明する。図２５は、第２実施形態に係る通信システム１０の全体構成を示し、図２６は、第２実施形態に係るＰＣ１、サーバ２、ルータ３の機能構成を示す。第２実施形態では、サーバ２とは別に周期送信最適化サーバ７が存在する点が、第１実施形態と異なる。なお、図２５では、ルータ３（ルータ３ａ）は一段の構成になっているが、多段の構成であってもよい。
　図２６に示すように、ＰＣ１、サーバ２、ルータ３の機能構成は第１実施形態と同一である。第２実施形態において追加された周期送信最適化サーバ７は、周期最適化部２５及び通信制御部２６を有する。周期最適化部２５は、ＮＡＴ更新要求パケットの送信間隔を制御する。周期最適化部２５は、周期送信管理テーブル２７にＮＡＴ更新要求パケットの送信間隔を制御するための情報を保存する。通信制御部２６は、ＴＣＰ／ＩＰによる他装置との通信を制御する。
　［ＮＡＴ更新周期最適化処理］
　次に、本実施形態にかかるＮＡＴ更新周期最適化処理について、図２７を参照しながら説明する。図２７は、ＮＡＴ更新周期最適化処理を示すフローチャートである。図２７では、サーバ２で第１実施形態にて説明したＬＡＮ登録処理及びＮＡＴエントリ更新処理が実行され、周期送信最適化サーバ７では、本実施形態の特徴の一つであるＮＡＴ更新要求パケットの周期最適化処理が実行される。
　（ＬＡＮ登録要求）
　ＮＡＴ更新周期最適化処理が開始されると、まず、ＰＣ１のＵＩ部１４が、ＬＡＮ登録要求を送信する（ステップＳ４１）。図２８に示すように、ＬＡＮ登録要求に含まれる情報の一例としては、メッセージ種別１２６に「ＬＡＮ登録要求」、周期送信間隔情報１２７に「８００秒」、最適化情報１２８に「あり」が設定されている。最適化情報１２８のパラメータは、例えばユーザがＵＩ部１４の画面上で「最適化を行う」の項目にチェックを入れた場合に「あり」に設定される。
　ＬＡＮ登録部１５は、ＬＡＮ登録要求を生成し（ステップＳ４２）、ＬＡＮ登録要求を送信する（ステップＳ４３）。通信制御部１８は、ＬＡＮ登録要求のＩＰパケットをルータ３に送信する（ステップＳ４４）。図２９に示すＬＡＮ登録要求のＩＰパケットは、、ＰＣ１からルータ３に送信される。ＬＡＮ登録要求のＩＰパケットには、送信先ＩＰアドレス１３１、送信元ＩＰアドレス１３２、送信先ポート１３３、送信元ポート１３４、メッセージ種別１３５、端末ＩＤ１３６、周期送信間隔情報１３７及び最適化情報１３８が設定されている。送信先ＩＰアドレス１３１にはサーバ２のＩＰアドレス「100.100.100.1」、送信元ＩＰアドレス１３２にはＰＣ１のＩＰアドレス「192.168.10.1」が設定されている。また、送信先ポート１３３にはサーバ２のポート「2000」、送信元ポート１３４にはＰＣ１のポート「1000」が設定されている。また、メッセージ種別１３５には「ＬＡＮ登録」、端末ＩＤ１３６には「12345」、周期送信間隔１３７には「800秒」及びＬＡＮ情報の最適化情報１３８には「あり」が設定されている。
　次に、図２７にてルータ３の通信制御部３１は、ＮＡＴエントリを生成し（ステップＳ４５）、ＩＰアドレスをプライベートＩＰアドレスからグローバルＩＰアドレスに変換する。次に、通信制御部３１は、ＮＡＴ変換後のＬＡＮ登録要求のＩＰパケットをサーバ２に送信する（ステップＳ４６）。サーバ２の通信制御部２１は、ＮＡＴ変換後のＬＡＮ登録要求のＩＰパケットを受信し、そのＬＡＮ登録要求をＮＡＴ制御部２２に送信する（ステップＳ４７）。ＮＡＴ制御部２２は、ＬＡＮ登録要求受信処理を実行する（ステップＳ４８）。図３０に示すように、ＬＡＮ登録要求受信処理では、ＮＡＴ制御部２２は、ＬＡＮ情報テーブル２４を生成する（ステップＳ１２６）。次に、ＮＡＴ制御部２２は、ＬＡＮ登録要求の送信間隔の最適化を判定する（ステップＳ１２７）。ＰＣ１から送信されるＬＡＮ登録要求の最適化情報（図２９の１３８）に「あり」が設定されている場合、ＮＡＴ制御部２２は、周期送信最適化サーバ７に周期最適化要求を送信する（ステップＳ１２８）。一方、ＰＣ１から送信されるＬＡＮ登録要求の最適化情報に「なし」が設定されている場合、ＮＡＴ制御部２２は、ＮＡＴエントリ更新タイマを開始する（ステップＳ１２９）。ここで、計時されるタイマ値は、ＬＡＮ情報テーブル２４の周期送信間隔の設定値（図１３の２４４)である。
　これにより、図２７にて通信制御部２１は、ＮＡＴ制御部２２からの周期最適化要求を（ステップＳ４９）を受けて、周期最適化要求のＩＰパケットを周期送信最適化サーバ７に送信する（ステップＳ５０）。図３１には、周期最適化要求に含まれる情報の一例が示されている。送信先ＩＰアドレス１４１には周期送信最適化サーバ７のＩＰアドレス「100.100.100.2」、送信元ＩＰアドレス１４２にはサーバ２のＩＰアドレス「100.100.100.1」が設定されている。送信先ポート１４３及び送信元ポート１４４には、サーバ間の通信に使用される任意のポート番号が設定される。また、メッセージ種別１４５には「周期最適化要求」が設定され、端末ＩＤ１４６には「12345」が設定されている。端末ＩＰアドレス１４７にはルータ３ａのＩＰアドレス「120.120.120.120」、端末ポート番号１４８に「1200」が設定される。
　次に、通信制御部２６は、周期最適化要求を周期最適化部２５に送信する（ステップＳ５１）。周期最適化部２５は、周期最適化要求受信処理を実行する（ステップＳ５２）。図３２に示すように、周期最適化要求受信処理では、周期最適化部２５は、周期送信管理テーブル２７に、周期最適化要求で通知された端末ＩＤ、端末ＩＰアドレス及び端末ポート番号を設定する。
　図３３には、周期送信管理テーブル２７の一例として、端末ＩＤ１５１、端末ＩＰアドレス１５２、端末ポート番号１５３、現在周期１５４及び前回周期１５５が示されている。端末ＩＤ１５１にはＰＣ１の端末ＩＤ「12345」、端末ＩＰアドレス１５２にはルータ３のＩＰアドレス「120.120.120.120」が設定される。また、現在周期は、サーバ２が使用している周期（ＬＡＮ情報テーブル２４の周期送信間隔の設定値）が設定され、前回の周期は「０」に設定されている。
　この状態において、サーバ２では、ＬＡＮ情報テーブル２４の周期送信間隔の設定値に基づきＮＡＴ更新要求パケットを周期的に送信する。このＮＡＴエントリ更新処理（ステップＳ８１～Ｓ８５）については後述する。
　サーバ２が実行するＮＡＴエントリ更新処理と並行して、周期送信最適化サーバ７は、ＮＡＴエントリ更新周期最適化処理（ステップＳ５３～Ｓ８０）を実行する。具体的には、周期最適化部２５は、周期送信タイマによる周期送信間隔のカウントを開始する（ステップＳ５３）。周期送信タイマが終了すると、周期送信最適化サーバ７は、ＮＡＴエントリ生存確認送信処理を実行する（ステップＳ５４）。図３４に示すように、ＮＡＴエントリ生存確認送信処理では、タイマが満了すると（ステップＳ１３４）、周期最適化部２５は、周期送信管理テーブル２７に登録された端末ＩＰアドレス、端末ポート番号へＮＡＴエントリ生存確認を送信する（ステップＳ１３５）。これにより、ルータ３にＮＡＴエントリ生存確認が通知される。次に、周期最適化部２５は、ＮＡＴエントリ生存確認応答待ちタイマ(固定値で例えば１０秒等に設定)のカウントを開始する（ステップＳ１３６）。
　これにより、図２７にて周期送信最適化サーバ７の通信制御部２６は、周期最適化部２５からのＮＡＴエントリ生存確認を受けて（ステップＳ５５）、ＮＡＴエントリ生存確認のＩＰパケットをルータ３の通信制御部３１に送信する（ステップＳ５６）。図３５には、ＮＡＴエントリ生存確認に含まれる情報の一例が示される。送信先ＩＰアドレス１６１にはグローバルＩＰアドレス「120.120.120.120」、送信元ＩＰアドレス１６２には周期送信最適化サーバ７のＩＰアドレス「100.100.100.2」が設定されている。また、送信先ポート１６３にはグローバルポート「1200」、送信元ポート１６４には周期送信最適化サーバ７のポート「2000」が設定されている。メッセージ内容には、メッセージ種別１６４には「生存確認」、ＰＣ１の端末ＩＤには「12345」が設定されている。
　なお、ＮＡＴエントリ生存確認のＩＰパケットは、ＮＡＴ更新要求パケットを送信するサーバ２とは異なる周期送信最適化サーバ７から間隔を変えて送信されるテスト用パケットの一例である。本実施形態では、テスト用パケットは、徐々に間隔を長くして送信される。
　通信制御部３１は、ＮＡＴエントリを更新し、グローバルＩＰアドレスからプライベートＩＰアドレスにアドレス変換を行う（ステップＳ５７）。次に、通信制御部３１は、ＮＡＴエントリ生存確認のＩＰパケットをＰＣ１に送信する（ステップＳ５８）。ＰＣ１の通信制御部１８は、ＮＡＴエントリ生存確認をＬＡＮ登録部１５に送信する（ステップＳ５９）。ＬＡＮ登録部１５は、ＮＡＴエントリ生存確認受信処理を実行する（ステップＳ６０）。図３６に示すように、ＮＡＴエントリ生存確認受信処理では、ＬＡＮ登録部１５は、ＮＡＴエントリ生存確認のＩＰパケットの送信元へ、ＮＡＴエントリ生存確認応答を送信する（ステップＳ１３８）。これにより、図２７にてＬＡＮ登録部１５が送信したＮＡＴエントリ生存確認応答を受けて（ステップＳ６１）、通信制御部１８は、ＮＡＴエントリ生存確認応答のＩＰパケットをルータ３に送信する（ステップＳ６２）。図３７には、ＮＡＴエントリ生存確認応答に含まれる情報の一例が示されている。送信先ＩＰアドレス１７１にはＮＡＴエントリ生存確認のＩＰパケットの送信先である周期送信最適化サーバ７が設定され、送信元ＩＰアドレス１７２にはＰＣ１のＩＰアドレスが設定されている。メッセージ種別１７５には「生存確認応答」、端末ＩＤにはＰＣ１のＩＤ「12345」が設定されている。なお、ＮＡＴエントリ生存確認応答のＩＰパケットは、ＮＡＴエントリ生存確認に対する応答パケットの一例である。
　次に、図２７にてルータ３は、ＮＡＴエントリを更新し、グローバルＩＰアドレスからプライベートＩＰアドレスにアドレス変換を行う（ステップＳ６３）。通信制御部３１は、ＮＡＴエントリ生存確認応答のＩＰパケットを周期送信最適化サーバ７に送信する（ステップＳ６４）。周期送信最適化サーバ７の通信制御部２６は、ＮＡＴエントリ生存確認応答を周期最適化部２５に送信する（ステップＳ６５）。
　一方、ステップＳ５５においてＮＡＴエントリ生存確認が送信されるタイミングに連動して、周期最適化部２５は、応答待ちタイマを開始する（ステップＳ７０）。図２７では、ステップＳ６５のＮＡＴエントリ生存確認応答は、応答待ちタイマが所定時間（例えば１０秒）を終了する（図２７の点Ａ）前に周期最適化部２５に届いている。よって、周期最適化部２５は、応答待ち時間内にＮＡＴエントリ生存確認応答が正しく届いたと判定し、周期送信タイマ更新処理を実行する（ステップＳ７１）。図３８に示すように、周期送信タイマ更新処理では、周期最適化部２５は、応答待ちタイマを停止する（ステップＳ１４０）。次に、周期最適化部２５は、周期送信管理テーブル２７を更新する（ステップＳ１４１）。図３９には、周期送信管理テーブル２７の一例が示されている。ステップＳ１４１では、周期最適化部２５は、現在間隔１８４に設定されたタイマ値（８００秒）を前回間隔１８５にコピーし、現在間隔１８４を、設定されたタイマ値より長いタイマ(例えば２倍にした1600秒)で更新する。
　次に、周期最適化部２５は、ステップＳ５３に戻り、ステップＳ５３からの処理を繰り返す。以上、ステップＳ５３～Ｓ７１においてＮＡＴエントリ生存確認パケットがＰＣ１に届く場合の一連の処理について説明した。次に、ＮＡＴエントリ生存確認パケットがＰＣ１に届かない場合の一連の処理（ステップＳ７２～Ｓ８０）について説明する。
　周期最適化部２５は、周期送信タイマによる周期送信間隔のカウントを開始する（ステップＳ７２）。周期送信タイマが起動中に、一定期間無通信のためにルータ３ａは、ＮＡＴエントリを削除する（ステップＳ７３）。
　周期最適化部２５は、周期送信タイマによる周期送信間隔のカウントが満了すると、ＮＡＴエントリ生存確認を送信し（ステップＳ７４）、通信制御部２６は、そのＩＰパケットをルータ３に送信する（ステップＳ７５）。並行して、周期最適化部２５は、ＮＡＴエントリ生存確認応答待ちタイマのカウントを開始する（ステップＳ７６）。
　通信制御部３１は、ＮＡＴエントリが削除されているため、グローバルＩＰアドレスからプライベートＩＰアドレスへのアドレス変換に失敗し、このＩＰパケットを破棄する（ステップＳ７７）。周期送信最適化サーバ７がＰＣ１からＮＡＴエントリ生存確認応答を受信しないまま、応答待ちタイマは応答待ち時間を満了すると、周期最適化部２５はこれに応じて応答待ちタイマ満了処理を実行する（ステップＳ７８）。図４０に示す応答待ちタイマ満了処理では、応答待ちタイマがタイムアウトすると（ステップＳ１４０）、周期最適化部２５は、周期送信管理テーブル２７の前回間隔（図３９の１８５）に設定された値を、図４１に示す周期最適化応答の周期タイマ１９７に設定する。周期最適化部２５は、周期最適化応答をサーバ２に送信する（ステップＳ１４１）。
　これにより、図２７にて周期最適化部２５は、通信制御部２６に周期最適化応答を送信する（ステップＳ７９）。ＮＡＴ制御部２２は、周期最適化応答のＩＰパケットを受けて、周期最適化応答受信処理を実行する（ステップＳ８０）。図４２に示すように、ＮＡＴ制御部２２は、周期最適化応答の周期タイマに設定されたタイマ値を、ＬＡＮ情報テーブル２４の周期送信間隔に設定する。
　ＮＡＴ制御部２２は、ＮＡＴ更新要求送信処理にて、ＬＡＮ情報テーブル２４の周期送信間隔を、周期最適化応答の周期タイマに設定し、新たに設定された周期送信間隔に基づき周期タイマが満了すると、ＮＡＴ更新要求を送信する（ステップＳ８２）。ＮＡＴ更新要求のＩＰパケットは、ルータ３に送信され（ステップＳ８３）、ルータ３にてＮＡＴエントリが更新され、アドレス変換後（ステップＳ８４）、ＮＡＴ更新要求のＩＰパケットは、ＰＣ１に送信される（ステップＳ８５）。
　以上に説明したように、サーバ２から送信されるＮＡＴ更新要求パケットは、一定時間無通信のときにＮＡＴエントリーが消去されることを回避するために送信されるパケットである。このため、本実施形態にかかる周期送信最適化サーバ７は、送信間隔を徐々に長くしてテスト用パケットを送信する。そして、テスト用パケットに対する応答パケットの返信がなかったとき、その一つ前の送信間隔を周期送信間隔の値に決定する。そして、サーバ２から送信される以降のＮＡＴ更新要求パケットは、決定された周期送信間隔で送信される。これにより、ＮＡＴ更新要求パケットの周期送信間隔をＮＡＴエントリーが消去されない間隔であってかつ、最も長い送信間隔に最適化することができる。この結果、サーバ２の負荷及びネットワークのトラフィックを軽減することができる。
＜第３の実施形態＞
　次に、本発明の第３実施形態に係る通信システム１０の全体構成及び機能構成について図４３及び図４４を参照しながら説明する。図４３は、第３実施形態に係る通信システム１０の全体構成を示し、図４４は、第３実施形態に係るＰＣ１、サーバ２、ルータ３の機能構成を示す。第３実施形態では、ＰＣ１に接続されるＬＡＮがＬＡＮ１（ＬＡＮ１１ａ）からＬＡＮ２（ＬＡＮ１１ｂ）へ変更される点が、第１実施形態と異なる。これに伴い、ルータ３が、ルータ３ｃからルータ３ｄへ変更される。なお、図４３では、ルータ３は一段の構成になっているが、多段の構成であってもよい。
　図４４に示すように、ＰＣ１、ルータ３、周期送信最適化サーバ７の機能構成は第２実施形態と同一である。本実施形態では、周期送信最適化サーバ７はなくてもよい。サーバ２は、第１実施形態の機能構成（図４参照）に加えて、ＬＡＮ変更検出部２８を有する。ＬＡＮ変更検出部２８は、重複管理テーブル２９にＰＣ１と接続されているＬＡＮの情報を保存する。ＬＡＮ変更検出部２８は、重複管理テーブル２９に基づき、同一のＰＣ１と接続されている複数のＬＡＮを検出する。ＮＡＴ制御部２２は、ＰＣ１が接続するＬＡＮが変更された場合、変更前のＬＡＮへのＮＡＴ更新要求パケットの送信を停止する。
　［ＬＡＮ変更処理］
　次に、ＬＡＮ変更処理について、図４５を参照しながら説明する。図４５は、第３実施形態にかかるＬＡＮ変更処理を示すフローチャートである。図４５では、一回目のＬＡＮ登録要求（ＬＡＮ１登録要求）が実行され、次に二回目以降のＬＡＮ登録要求（ＬＡＮ２登録要求）が実行される。二回目以降のＬＡＮ登録要求では、本実施形態の特徴の一つである重複ＬＡＮの検索処理及びＬＡＮ変更処理が実行される。ＰＣ１が最初に接続されているＬＡＮをＬＡＮ１とする。
　（ＬＡＮ１登録要求）
　まず、ＰＣ１のＵＩ部１４が、ＬＡＮ登録要求を送信する（ステップＳ１）。ＬＡＮ登録要求は、ルータ３ｃにてアドレス変換後、サーバ２のＮＡＴ制御部２２に送信される（ステップＳ２～Ｓ７）。ＮＡＴ制御部２２は、重複ＬＡＮ検索要求を送信する（ステップＳ９０）。図４６に示す重複ＬＡＮ検索要求には、メッセージ種別２０１に「重複ＬＡＮ検索要求」、端末ＩＤ２０２に「12345」、端末ＩＰアドレス２０３に「130.130.130.130」、端末ポート番号に「1300」が設定されている。これにより、ＮＡＴ制御部２２は、受信したＬＡＮ登録要求のＩＰパケットのＩＰアドレス（外向けアドレス）及びポート番号をＬＡＮ変更検出部２８に通知する。なお、端末ＩＤは、通信装置の識別情報の一例であり、端末ＩＰアドレス及び端末ポート番号は、ＬＡＮの識別情報の一例である。
　ＬＡＮ変更検出部２８は、重複ＬＡＮ検索処理を実行する（ステップＳ９１）。図４７に示すように、ＬＡＮ変更検出部２８は、通知された端末ＩＤが重複管理テーブル２９にあるかを判定する（ステップＳ１５１）。この時点では、通知された端末ＩＤは重複管理テーブル２９に登録されていない。よって、ＬＡＮ変更検出部２８は、重複ＬＡＮ検索要求で通知された端末ＩＤ、ＩＰアドレス及びポート番号を重複管理テーブル２９に追加し、検索結果が重複なしの重複ＬＡＮ検索応答をＮＡＴ制御部２２に送信する。図４７のステップＳ１５３については後述する。図４８には、重複ＬＡＮ検索要求で通知された端末ＩＤ、ＩＰアドレス及びポート番号が重複管理テーブル２９の端末ＩＤ２１１、端末ＩＰアドレス２１２及び端末ポート番号２１３に登録された例が示されている。
　図４５にてＮＡＴ制御部２２は、重複ＬＡＮ検索応答を受信する（ステップＳ９２）。図４９に示す重複ＬＡＮ検索応答には、メッセージ種別２２１、結果２２２（ここでは重複なしの結果）、結果を通知する端末ＩＤ２２３、端末ＩＰアドレス２２４及び端末ポート番号２２５が含まれている。
　次に、図４５にてＮＡＴ制御部２２は、ＬＡＮ登録処理を実行する（ステップＳ９３）。図５０に示すＬＡＮ登録処理では、ＮＡＴ制御部２２は、重複ＬＡＮ検索応答の結果を判定する（ステップＳ１６１）。ＮＡＴ制御部２２は、結果が「重複なし」の場合、ＬＡＮ登録要求で通知された情報をＬＡＮ情報テーブル２４に登録する（ステップＳ１６２）。図５０のステップＳ１６３については後述する。図５１には、ＮＡＴ制御部２２で保持するＬＡＮ情報テーブル２９の一例が示されている。端末ＩＤ２３１「12345」のＰＣ１が接続されているＬＡＮ情報として、端末ＩＰアドレス２３２「130.130.130.130」のルータ３ｃ、端末ポート番号２３３「1300」、周期送信間隔２３４「８００（秒）」が登録されている。
　図４５にてステップＳ９３のＬＡＮ登録処理後、ＬＡＮ１への定期送信が開始される。その後、図４３に示すように、ＰＣ１を別のＬＡＮ２に接続した場合について説明を続ける。なお、ＬＡＮの接続変更は、有線から無線への切り替えや無線から無線への切り替え等を含む。
　（ＬＡＮ２登録要求）
　ＬＡＮ接続変更後のＬＡＮ登録要求では、ＰＣ１のＵＩ部１４が、ＬＡＮ登録要求を送信する（ステップＳ９４）。ＬＡＮ登録要求は、ルータ３ｄにてアドレス変換後、サーバ２のＬＡＮ変更検出部２８に送信される（ステップＳ９５～Ｓ１０１）。
　ＬＡＮ変更検出部２８は、重複ＬＡＮ検索処理を実行する（ステップＳ１０２）。図４７に示すように、ＬＡＮ変更検出部２８は、通知された端末ＩＤが重複管理テーブル２９に登録されているかを判定する（ステップＳ１５１）。この場合、通知された端末ＩＤ「12345」は、図４８に示す重複管理テーブル２９の端末ＩＤ２１１に登録されている。よって、ＬＡＮ変更検出部２８は、通知された端末ＩＤが重複管理テーブル２９に登録されていると判定する（図５０のＳ１６１：重複あり）。この結果、ＬＡＮ変更検出部２８は、重複管理テーブル２９の端末ＩＤ２１１「12345」の端末ＩＰアドレス２１２及び端末ポート番号２１３を、重複ＬＡＮ検索要求で通知されたＩＰアドレス及びポート番号で上書きする（図５のＳ１６３）。上書き後の重複管理テーブル２９を図５２に示す。端末ＩＤ２３１「12345」のエントリの端末ＩＰアドレス「140.140.140.140」及び端末ポート番号「1400」が上書きされている。

　次に、図４５にてＮＡＴ制御部２２は、図４９に示す重複ＬＡＮ検索応答の結果２２２が「重複あり」に設定された重複ＬＡＮ検索応答を送信する（ステップＳ１０３）。次に、図４５にてＮＡＴ制御部２２は、ＬＡＮ登録処理を実行する（ステップＳ１０４）。ＬＡＮ登録処理では、重複ＬＡＮ検索処理にて、重複ありと判定された場合、重複管理テーブル２９の情報をＬＡＮ情報テーブル２４に記憶する。図５３には、ＮＡＴ制御部２２で保持するＬＡＮ情報テーブル２４の一例を示す。ＬＡＮ情報テーブル２４の端末ＩＤ「12345」のエントリの端末ＩＰアドレス「140.140.140.140」及びポート番号「1400」が上書きされている。
　以上に説明したように、第３実施形態にかかる通信システム１０によれば、ＰＣ１が接続されるＬＡＮが変更されたとき、重複するＬＡＮをサーバ２が検出することで、以前に接続されていたＬＡＮと現在通信を行うＬＡＮとをサーバ２が識別することができる。
　なお、第１～第３実施形態にかかる通信システム１０は、サーバ２からインターネットを介してプライベートなネットワーク内のパソコン等へプッシュ通信するような形態のサービスを実施する場合に好適である。
　第１～第３実施形態にかかる通信システム１０では、ルータ３の構成が多段の場合においてもＮＡＴエントリの削除を回避し、ＮＡＴ越えが可能となる。また、ＵＰｎＰ／ＳＴＵＮ（Simple Traversal of UDP through NATs）に対応していないＮＡＴ対応ブロードバンドルータにも適用可能である。また、ＰＣ１が起動していないときであっても、サーバ２からＰＣ１に対してＮＡＴを越えてパケットを送信することができる。さらに、ＮＡＴルータの構成が多段の場合にＬＡＮ経由でＰＣ（スリープモード状態を含む）がインターネットに接続された場合においても、インターネットからＮＡＴ越え可能な状態維持を実現できる。なお、第１～第３実施形態にかかる通信システム１０によれば、ルータの構成が二段以上のＬＡＮに接続されたスリープモードのＰＣ１をインターネットからＷＯＬ（Wake on LAN）により起動するといった活用にも適用可能である。
　［ハードウェア構成］
　最後に、各実施形態にかかるＰＣ１、ルータ３、サーバ２のハードウェア構成の一例について、図５４を参照しながら説明する。
　（ＰＣ）
　ＰＣ１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）６０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）６０３、入力装置６０４、出力装置６０５、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）６０６及びネットワークインタフェース６０７を有する。
　ＲＯＭ６０２は、不揮発性の半導体メモリ（記憶装置）であり、起動時に実行されるＯＳ設定やネットワーク設定などのプログラムやデータが格納されている。ＲＡＭ６０３は、プログラムやデータを一時保持する揮発性の半導体メモリ（記憶装置）である。ＨＤＤ６０６は、プログラムやデータを格納している不揮発性の記憶装置である。格納されるプログラムやデータには、装置全体を制御する基本ソフトウェアであるＯＳ（Operating System）、及びＯＳ上において各種機能を提供するアプリケーションソフトウェアなどがある。例えば、ＨＤＤ６０６は、上記実施形態のＮＡＴエントリ更新処理、ＮＡＴ更新周期最適化処理、ＬＡＮ変更処理を行うためにＣＰＵ６０１により実行されるプログラムを格納する。ＣＰＵ６０１は、上記記憶装置から、プログラムやデータをＲＡＭ上に読み出し、各処理を実行することで、装置全体の制御や搭載機能を実現する演算装置である。
　入力装置６０４は、キーボードやマウスなどを含み、ＰＣ１に各操作を入力するのに用いられる。出力装置６０５は、ディスプレイなどを含み、ＰＣ１の管理者にシステム運用結果等を表示や出力する。
　ネットワークインタフェース６０７は、ＰＣ１をＬＡＮに接続するインタフェースである。これにより、ＰＣ１は、ネットワークインタフェース６０７を介してルータ３に接続され、ルータ３にてアドレス変換を行い、インターネット上のサーバ２と通信可能となる。
　かかる構成では、ＵＩ部１４は、入力装置６０４により実現可能である。ＬＡＮ登録部１５、ＬＡＮ構成判定部１６及びＵＰｎＰ取得部１７は、ＣＰＵ６０１により実現可能である。通信制御部１８は、ネットワークインタフェース６０７実現可能である。
　（ルータ）
　ルータ３は、ＣＰＵ７０１、ＲＡＭ７０２、フラッシュメモリ７０３、ネットワークインタフェース７０４（ＬＡＮ）及びネットワークインタフェース７０５（ＷＡＮ）を有する。ＣＰＵ７０１は、ＩＰアドレスの変換処理等、ルータ３全体の制御や搭載機能を実現する演算装置である。ＲＡＭ７０２は、プログラムやデータを一時保持する揮発性の半導体メモリ（記憶装置）である。フラッシュメモリ７０３は、補助記憶装置の一例である。
　ネットワークインタフェース７０４（ＬＡＮ）は、ルータ３をＬＡＮに接続するインタフェースである。これにより、ルータ３は、ネットワークインタフェース７０４を介してＰＣ１と接続される。
　ネットワークインタフェース７０５（ＷＡＮ）は、ルータ３をＷＡＮに接続するインタフェースである。これにより、ルータ３は、ネットワークインタフェース７０５を介してサーバ２と接続される。
　かかる構成では、ＵＰｎＰ処理部３３は、ＣＰＵ６０１により実現可能である。ＮＡＴテーブル３２は、ＲＡＭ７０２やフラッシュメモリ７０３に記憶することができる。通信制御部３１は、ネットワークインタフェース７０４，７０５により実現可能である。
　（サーバ）
　サーバ２は、ＣＰＵ８０１、ＲＯＭＲ８０２、ＲＡＭ８０３、入力装置８０４、出力装置８０５、ＨＤＤ８０６及びネットワークインタフェース８０７を有する。ＣＰＵ８０１は、ＬＡＮ変更処理等、サーバ２全体の制御や搭載機能を実現する演算装置である。ＲＯＭ８０２、ＲＡＭ８０３、入力装置８０４、出力装置８０５、ＨＤＤ８０６は、ＰＣ１の対応する各部と同様の構成であるため、ここでは説明を省略する。
　ネットワークインタフェース８０７は、サーバ２をＷＡＮ（またはインターネット）に接続するインタフェースである。これにより、サーバ２は、ネットワークインタフェース７０５を介してルータ３と接続される。
　周期送信最適化サーバ７は、サーバ２と同様のハードウェア構成を有するため、ここでは説明を省略する。
　かかる構成では、ＮＡＴ制御部２２及び周期最適化部２５は、ＣＰＵ８０１により実現可能である。ＬＡＮ情報テーブル２４は及び周期送信管理テーブル２７は、ＲＡＭ８０３やＨＤＤ８０６に記憶することができる。通信制御部２１、２６は、ネットワークインタフェース８０７により実現可能である。
　なお、ＰＣ１、サーバ２及び周期送信最適化サーバ７は、外部装置とのインタフェースである図示しない外部Ｉ／Ｆを有してもよい。外部装置には、記録媒体などがある。ＰＣ１、サーバ２及び周期送信最適化サーバ７は、外部Ｉ／Ｆを介して記録媒体に記憶されたＮＡＴエントリ更新処理、ＮＡＴ更新周期最適化処理、ＬＡＮ変更処理を実行するためのプログラムの読み取り及び／又は書き込みを行うことができる。記録媒体には、ＣＤ（Compact Disk）、及びＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ならびに、ＳＤメモリカード（SD Memory card）やＵＳＢメモリ（Universal Serial Bus memory）等がある。
　以上、通信装置、サーバ、通信システム及び通信方法を上記実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。上記第１～第３の実施形態は、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
　例えば、上記実施形態では、サーバ２と周期送信最適化サーバ７とは、別体の装置で構成されたが、周期送信最適化サーバ７の機能をサーバ２に含めて、サーバ２で周期送信最適化を実行する装置構成としてもよい。
　１：ＰＣ
　２：サーバ
　３：ルータ
　７：周期送信最適化サーバ
　１０：通信システム
　１１：ＬＡＮ
　１３：インターネット
　１４：ＵＩ部１４
　１５：ＬＡＮ登録部
　１６：ＬＡＮ構成判定部
　１７：ＵＰｎＰ取得部
　１８：通信制御部（ＰＣ側）
　２１：通信制御部（サーバ側）
　２２：ＮＡＴ制御部
　２３：記憶部
　２４：ＬＡＮ情報テーブル
　２５：周期最適化部
　２６：通信制御部（周期送信最適化サーバ側）
　２８：ＬＡＮ変更検出部
　２９：重複管理テーブル
　３１：通信制御部（ルータ側）
　３２：ＮＡＴテーブル
　３３：ＵＰｎＰ処理部

Claims (9)

  1. 　ＬＡＮのルータでＮＡＴ越えを行い、外部ネットワークを介してサーバと接続されるＬＡＮ上の通信装置であって、
    　前記ＬＡＮのルータの構成を判定するＬＡＮ構成判定部と、
    　前記ＬＡＮのルータの構成が二段以上と判定された場合、前記サーバに登録されている前記ＮＡＴ越えを行うルータへ所定の間隔でＮＡＴ更新要求パケットを送信するように要求する通信装置側の通信制御部と、
    　を有する通信装置。
  2. 　前記通信装置側の通信制御部は、
    　間隔を変えて送信されるテスト用パケットに応じて応答パケットを送信し、応答時間以内の前記応答パケットの受信の有無により前記所定の間隔を決定させ、決定させた所定の間隔で前記サーバからＮＡＴ更新要求パケットを送信させる、
    　請求項１に記載の通信装置。
  3. 　ＬＡＮのルータでＮＡＴ越えを行い、外部ネットワークを介してＬＡＮ上の通信装置と接続されるサーバであって、
    　前記サーバがＬＡＮ上の通信装置と接続したときの通信装置の識別情報及びＬＡＮの識別情報を記憶する記憶部と、
    　前記記憶した通信装置の識別情報及びＬＡＮの識別情報に基づき、前記通信装置が接続されるＬＡＮの変更を検出するＬＡＮ変更検出部と、
    　前記サーバに登録されている前記ＮＡＴ越えを行うルータへ所定の間隔でＮＡＴ更新要求パケットを送信する要求に応じて、前記ＮＡＴ更新要求パケットを前記検出した変更後のＬＡＮに送信するサーバ側の通信制御部と、
    　を有するサーバ。
  4. 　間隔を変えて送信されたテスト用パケットに応じて前記通信装置から送信される応答パケットの、応答時間以内の受信の有無により前記所定の間隔を決定する周期最適化部を有し、
    　前記サーバ側の通信制御部は、
    　前記決定した所定の間隔で前記サーバからＮＡＴ更新要求パケットを送信する、
    　請求項３に記載のサーバ。
  5. 　ＬＡＮのルータでＮＡＴ越えを行い、外部ネットワークを介してサーバとＬＡＮ上の通信装置とが接続される通信システムであって、
    　前記通信装置は、
    　前記ＬＡＮのルータの構成を判定するＬＡＮ構成判定部と、
    　前記ＬＡＮのルータの構成が二段以上と判定された場合、前記サーバに登録されている前記ＮＡＴ越えを行うルータへ所定の間隔でＮＡＴ更新要求パケットを送信するように要求する通信装置側の通信制御部と、を有し、
    　前記サーバは、
    　前記ＮＡＴ更新要求パケットの送信要求に応じて、所定の間隔で前記ＮＡＴ更新要求パケットを前記ＮＡＴ越えを行うルータへ送信するサーバ側の通信制御部を有する、
    　通信システム。
  6. 　前記通信装置側の通信制御部は、
    　間隔を変えて送信されるテスト用パケットに応じて応答パケットを送信し、
    　前記サーバ側の通信制御部は、
    　応答時間以内の前記応答パケットの受信の有無により前記所定の間隔を決定し、決定した所定の間隔でＮＡＴ更新要求パケットを送信する、
    　請求項５に記載の通信システム。
  7. 　前記サーバは、
    　前記サーバがＬＡＮ上の通信装置と接続したときの通信装置の識別情報及びＬＡＮの識別情報を記憶する記憶部と、
    　前記記憶した通信装置の識別情報及びＬＡＮの識別情報に基づき、前記通信装置が接続されるＬＡＮの変更を検出するＬＡＮ変更検出部と、を有し、
    　前記サーバ側の通信制御部は、
    　前記サーバに登録されている前記ＮＡＴ越えを行うルータへ所定の間隔でＮＡＴ更新要求パケットを送信する要求に応じて、前記ＮＡＴ更新要求パケットを前記検出した変更後のＬＡＮに送信する、
    　請求項５に記載の通信システム。
  8. 　ＬＡＮのルータでＮＡＴ越えを行い、外部ネットワークを介してサーバと接続されるＬＡＮ上の通信装置の通信方法であって、
    　前記ＬＡＮのルータの構成を判定し、
    　前記ＬＡＮのルータの構成が二段以上と判定された場合、前記サーバに登録されている前記ＮＡＴ越えを行うルータへ所定の間隔でＮＡＴ更新要求パケットを送信するように要求する、
    　処理をコンピュータが実行する通信方法。
  9. 　間隔を変えて送信されるテスト用パケットに応じて応答パケットを送信し、
    　応答時間以内の前記応答パケットの受信の有無により前記所定の間隔を決定させ、決定させた所定の間隔で前記サーバからＮＡＴ更新要求パケットを送信させる、
    　請求項８に記載の通信方法。
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