WO2018173627A1 - 通信端末、通信システム、通信端末の制御方法及びプログラム - Google Patents

通信端末、通信システム、通信端末の制御方法及びプログラム Download PDF

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WO2018173627A1
WO2018173627A1 PCT/JP2018/006715 JP2018006715W WO2018173627A1 WO 2018173627 A1 WO2018173627 A1 WO 2018173627A1 JP 2018006715 W JP2018006715 W JP 2018006715W WO 2018173627 A1 WO2018173627 A1 WO 2018173627A1
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WO
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communication terminal
terminal
communication network
authentication
relay device
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PCT/JP2018/006715
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English (en)
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Inventor
晃通 赤上
Original Assignee
日本電気株式会社
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/06—Management of faults, events, alarms or notifications
    • H04L41/0654—Management of faults, events, alarms or notifications using network fault recovery
    • H04L41/0668—Management of faults, events, alarms or notifications using network fault recovery by dynamic selection of recovery network elements, e.g. replacement by the most appropriate element after failure
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/08—Network architectures or network communication protocols for network security for authentication of entities
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    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
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    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
    • H04W40/22—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing using selective relaying for reaching a BTS [Base Transceiver Station] or an access point

Definitions

  • the present invention relates to a communication terminal, a communication system, a communication terminal control method, and a program.
  • Patent Document 1 A technique for continuously providing a communication service even when a failure occurs in a mobile communication system is known.
  • P-CSCF Proxy-Call Session Control Function
  • the terminal is different from the P-CSCF.
  • -A technique for registering terminal information in the CSCF is described.
  • Patent Document 2 describes PCC control (Policy and Charging) even when a failure occurs in the Policy And Charging Rules Function (PCRF) that determines policy control and charging control rules in a SAE (System Architecture Evolution) mobile communication system.
  • PCC control Policy and Charging
  • PCF Policy And Charging Rules Function
  • SAE System Architecture Evolution
  • Patent Document 3 describes a technique for continuously providing a telephone connection service while suppressing communication costs.
  • IP Internet Protocol
  • a communication system may fail due to a disaster, etc., and communication may not be possible between the base station and the authentication device.
  • the sequence is stopped at the stage of authentication of a new terminal. Therefore, a terminal that has not been authenticated before the occurrence of a failure cannot perform data communication.
  • Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3 describe countermeasures when a failure occurs in the communication system, but do not describe countermeasures when communication with the authentication apparatus cannot be performed due to the failure. .
  • the techniques described in Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3 have a problem that data communication cannot be performed for a new terminal when communication with the authentication apparatus becomes impossible due to a failure in the communication system. is there.
  • An object of the present invention is to provide a communication terminal, a communication system, a communication terminal control method, and a program that solve the above-described problems.
  • the communication terminal includes a first normal operation determination unit that determines whether or not the external communication network relay device that requests the authentication device to authenticate the communication terminal operates normally.
  • a terminal selection unit that selects a communication terminal and the local communication terminal is selected as the alternative communication terminal, a request is made to the internal wireless communication network relay device that is a relay destination of data from the plurality of communication terminals.
  • the connection information allocation request from the source communication terminal and the response to the allocation request are relayed between the request source communication terminal and the own communication terminal.
  • a first instruction for instructing a process for relaying data between the request source communication terminal and the external communication network via the own communication terminal with respect to data for the external communication network of the request source communication terminal To the detour relay device that relays the data for the external communication network between the internal wireless communication network relay device and the external communication network, and further transmits the data related to the authentication to the internal wireless communication network relay device
  • a second instruction unit for instructing a process of relaying between the authentication apparatus and the authentication apparatus is
  • a communication system includes a plurality of communication terminals, an internal wireless communication network relay device that is a relay destination of data from the plurality of communication terminals, and the internal wireless communication network relay device.
  • the external communication network relay device that transmits the allocated connection information to the authenticated request source communication terminal via the internal wireless communication network relay device, and the request source that uses the allocated connection information
  • a detour relay device that relays between the internal wireless communication network relay device and the external communication network, and at least one of the plurality of communication terminals includes: in front It is a communication terminal.
  • the communication terminal control method determines whether or not the external communication network relay device that requests the authentication device to authenticate the communication terminal operates normally, and does not operate normally. If it is determined, an alternative communication terminal that executes the first alternative process of the external network relay device is selected from a plurality of communication terminals including the own communication terminal, and the own communication is performed as the alternative communication terminal.
  • the detour relay apparatus is further instructed to perform processing for relaying the data related to the authentication between the internal wireless communication network relay apparatus and the authentication apparatus.
  • the program determines whether the external communication network relay device that requests the computer to authenticate the communication terminal to the authentication device operates normally and does not operate normally. If determined, an alternative communication terminal that executes the first alternative process of the external communication network relay device is selected from a plurality of communication terminals including the own communication terminal, and the own communication terminal is selected as the alternative communication terminal. Is selected for the connection information allocation request from the request source communication terminal and the response to the allocation request to the internal wireless communication network relay device that is the relay destination of the plurality of communication terminals.
  • For the data of the external communication network is instructed to relay to the external communication network via the communication terminal, and the data for the external communication network is routed between the internal wireless communication network relay device and the external communication network.
  • the detour relay device to be relayed is further caused to execute a process for instructing a process of relaying the data related to the authentication between the internal wireless communication network relay device and the authentication device.
  • the communication terminal can authenticate the new terminal and perform data communication even when a failure occurs and the authentication apparatus cannot be authenticated.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a communication system according to an embodiment.
  • the communication system 1 includes a terminal 10, a plurality of terminals 20, a terminal 100, a first gateway device 30, a second gateway device 40, a bypass relay device 50, an authentication server 60, and an external communication network 70.
  • the terminal 10 is a communication terminal such as a so-called smartphone terminal or mobile phone terminal.
  • the terminal 10 performs predetermined processing so that the new terminal 100 can access the external communication network 70 when a failure occurs in at least one of the second gateway device 40 and the authentication server 60.
  • the terminals 20 and 100 are terminals having the same functions as the terminal 10. For this reason, both of the terminals 20 and 100 can function as the terminal 10.
  • the first gateway device 30 functions as an S-GW (serving-gateway) and an MME (mobility management entity).
  • the first gateway device 30 manages location registration, calling, and inter-base station handover of the terminals 10, 20, and 100, and relays data.
  • the first gateway apparatus 30 normally relays between the terminal (for example, the terminal 100) that has requested the allocation and the second gateway apparatus 40 for the connection information allocation request and the response to the allocation request.
  • the normal time is when no failure has occurred in the communication system 1.
  • the connection information includes an IP address, a DNS (Domain Name System) address, and the like.
  • the first gateway device 30 relays the detour relay device 50 via the second gateway device 40 from the terminal 100 that has requested connection information allocation for the data for the external communication network.
  • the first gateway device 30 appropriately switches the data relay route according to an instruction from the terminal 10 when a failure occurs in the second gateway device 40 or the like.
  • the second gateway device 40 functions as a P-GW (Packet Data Network-gateway) and serves as a connection point with the external communication network 70.
  • P-GW Packet Data Network-gateway
  • the second gateway device 40 requests the authentication server 60 to authenticate the terminal 100. Authentication is confirmation of whether the terminal 100 can be connected to the external communication network 70.
  • the second gateway device 40 When the second gateway device 40 is authenticated that the terminal 100 can be connected to the external communication network 70, the second gateway device 40 assigns connection information to the terminal 100, and passes the connection information through the first gateway device 30. To the terminal 100. Further, the second gateway device 40 converts the local IP address into a global IP address (NAT (Network Address Translation) conversion) when the terminal 100 tries to connect to the external communication network 70.
  • NAT Network Address Translation
  • the bypass relay device 50 normally bypasses the second gateway device 40 after authentication of an arbitrary terminal (for example, the terminal 100), and enables data communication between the terminal 10 and the external communication network 70. Specifically, for example, after the terminal 100 is authenticated, the bypass relay device 50 relays data for the external communication network between the first gateway device 30 and the external communication network 70.
  • the detour relay device 50 can switch the data relay route according to an instruction from the terminal 10 when a failure occurs in the second gateway device 40 or the like. For example, when the terminal 10, which is an alternative device of the second gateway device 40, requests authentication from the authentication server 60, the detour relay device 50 uses the first gateway device 30 and the external communication network for data related to authentication. Relay to 70.
  • the authentication server 60 authenticates whether the terminal 100 is connectable to the external communication network 70, for example, in response to a request from the second gateway device 40. Note that the authentication server 60 also responds to an authentication request from the terminal 10 when a failure occurs in the second gateway device 40 and the terminal 10 performs an alternative process of the second gateway device 40.
  • the external communication network 70 provides an IP service, which is a core service, to a terminal (for example, the terminal 100) that has a connection request.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram illustrating a configuration of a terminal according to an embodiment.
  • the terminal 10 includes a CPU 11, a RAM 12, a ROM 13, a storage 14, a communication control unit 15, and an input / output unit 16.
  • the CPU 11 is a processor for arithmetic control, and executes predetermined processing according to a program stored in the ROM 13. For example, the CPU 11 performs processing such as processing for data communication, instructions for switching the relay route to the first gateway device 30 or the detour relay device 50, and exchange of information regarding terminal capabilities with the other terminals 20 and 100. I do. Further, the CPU 11 also executes selection of a terminal most suitable as an alternative device for the second gateway device 40 and the authentication server 60 and processing as an alternative device based on the remaining battery level and the radio wave state.
  • the RAM 12 expands data received from the outside, data read from the ROM 13 or the storage 14, and is used by the CPU 11 as a data work area.
  • the ROM 13 stores initial data and a program for executing the CPU 11.
  • the storage 14 stores a database, various parameters, application programs, a communication control program for controlling the entire system, and the latest status of information used when an alternative device is used.
  • the communication control unit 15 performs data communication with the first gateway device 30.
  • the input / output unit 16 corresponds to, for example, a so-called touch panel, a speaker, an operation button, infrared communication, or the like.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a flow of a normal communication procedure in the communication system.
  • the terminal 100 is newly incorporated into the communication system 1 by turning on the power or the like, data communication is started according to the following procedure.
  • the terminal 100 requests the second gateway device 40 to allocate connection information (IP address, DNS address, etc.) to the external communication network 70 via the first gateway device 30 (session SS1). .
  • the second gateway device 40 When receiving the connection information allocation request from the terminal 100, the second gateway device 40 starts communication with the authentication server 60 via the external communication network 70. The second gateway device 40 confirms that the terminal 100 is a terminal that can be connected to the external communication network 70 (session SS2).
  • the second gateway device 40 obtains authentication indicating that the terminal 100 is a terminal connectable to the external communication network 70, the IP address, DNS address, etc. used when the terminal 100 connects to the external communication network 70 Are assigned to the terminal 100.
  • the second gateway device 40 notifies the terminal 100 of the assigned IP address and the like via the first gateway device 30 (session SS3).
  • the terminal 100 connects to the external communication network 70 via the first gateway device 30, the second gateway device 40, and the detour relay device 50 using the notified IP address or the like (session SS4). . Thereby, the terminal 10 can perform data communication with the external communication network 70.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a flow of a communication procedure when a failure occurs in the second gateway device in the communication system.
  • the terminal 10 communicates with the second gateway device 40 via the first gateway device 30 and captures the latest status of information used when executing the substitute processing of the second gateway device 40 (session). SS11).
  • the terminal 10 confirms normality indicating whether the second gateway device 40 operates normally via the first gateway device 30. Specifically, the terminal 10 makes a predetermined inquiry to the second gateway device 40 and confirms whether or not a response indicating normality is obtained.
  • the terminal 10 determines that a failure has occurred in the second gateway device 40. Further, the terminal 10 exchanges information regarding terminal capabilities with a plurality of terminals 20.
  • the terminal 10 is a protocol for exchanging information on the terminal capabilities of each other. 245 is used to exchange information regarding terminal capabilities with a plurality of terminals 20. Further, the terminal 10 selects the most suitable terminal as an alternative device of the second gateway device 40 from among the plurality of terminals 20 and the terminal 10 based on the remaining battery level, the radio wave condition, and the like (session SS13). In the present embodiment, the terminal 10 is selected as an alternative device for the second gateway device 40.
  • the terminal 20 is not limited to this example, and any one of the terminals 20 may be selected as an alternative device of the second gateway device 40. When the terminal 20 is selected, the selected terminal 20 performs the same process as the terminal 10 described below.
  • the terminal 10 instructs the first gateway device 30 and the detour relay device 50 to switch the relay route (session SS14).
  • the first gateway device 30 makes a connection request between the terminal (for example, the terminal 100) and the terminal 10 that is an alternative device of the second gateway device 40 for the connection information allocation request and the response to the allocation request.
  • the first gateway device 30 performs a request / confirmation for authenticating the terminal 100 that has requested connection information allocation between the terminal 10 that is an alternative device of the second gateway device 40 and the authentication server 60.
  • the first gateway device 30 transfers the data for the external communication network from the terminal 100 that has requested allocation to the detour relay device 50 via the terminal 10 that is an alternative device of the second gateway device 40. Relay.
  • the detour relay device 50 When the detour relay device 50 receives an instruction to switch the relay route from the terminal 10, the detour relay device 50 performs not only the data for the external communication network but also the first request / confirmation for authenticating the terminal 100 that has requested the allocation. Relay is performed between the gateway device 30 and the authentication server 60.
  • the terminal 10 confirms the normality of the authentication server 60 via the first gateway device 30 and the detour relay device 50 (session SS15).
  • the normality of the authentication server 60 can be confirmed.
  • the terminal 100 can perform data communication as follows.
  • the terminal 100 requests the first gateway device 30 to allocate connection information to the external communication network 70.
  • the first gateway device 30 returns the allocation request from the terminal 100 to the terminal 10 that functions as an alternative device of the second gateway device 40 (session SS16). That is, the first gateway device 30 transfers the allocation request from the terminal 100 to the terminal 10.
  • the terminal 10 requests the authentication server 60 for authentication via the first gateway device 30 and the detour relay device 50 as an alternative device of the second gateway device 40. Then, the terminal 10 confirms that the terminal 100 is a terminal that can be connected to the external communication network 70 (session SS17).
  • the terminal 10 After the authentication process of the terminal 100, the terminal 10 assigns an IP address, a DNS address, and the like used when the terminal 100 connects to the external communication network 70 as an alternative device of the second gateway device 40 to the terminal 100.
  • the terminal 10 notifies the IP address and the like to the terminal 100 via the first gateway device 30 (session SS18).
  • the terminal 100 uses the notified information such as the IP address to the external communication network 70 via the first gateway device 30, the terminal 10, the first gateway device 30, and the detour relay device 50. Connect (session SS19).
  • the terminal 10 functions as an alternative device for the second gateway device 40.
  • the terminal 10 converts a local IP address from the first gateway device 30 into a global IP address, and connects to the external communication network 70 via the first gateway device 30 again.
  • the communication system 1 causes the terminal 10 to connect the second gateway device 40 to the terminal 10 when a failure occurs in the second gateway device 40 and the authentication server 60 cannot request authentication.
  • a function of an alternative process is provided, and the relay route of the first gateway device 30 and the detour relay device 50 is switched.
  • the communication system 1 can perform an authentication process also for the newly incorporated terminal 100.
  • the terminal 100 can then perform data communication.
  • FIG. 5 is a diagram showing a flow of an operation procedure when a failure occurs in the second gateway device and the authentication server in the communication system. Note that, in the sessions SS21 to SS24 in FIG. 5, the same processing as the sessions SS11 to SS14 in FIG. 4 is performed. Therefore, the session SS25 will be described.
  • the terminal 10 confirms the normality of the authentication server 60 via the first gateway device 30 and the detour relay device 50 (session SS25).
  • the terminal 10 makes an inquiry to the authentication server 60 and a response indicating normality cannot be obtained from the authentication server 60, the terminal 10 performs processing described later. Thereby, the terminal 10 functions as an alternative device for the authentication server 60.
  • the terminal 10 instructs the detour relay device 50 to switch the relay route (session SS26). Furthermore, the terminal 10 collects authentication information from all the terminals 20 and 100 (session SS27). The authentication information is information used for authentication.
  • the terminal 100 can perform data communication as follows.
  • the terminal 100 requests the first gateway device 30 to allocate connection information to the external communication network 70.
  • the first gateway device 30 returns the allocation request from the terminal 100 to the terminal 10 that functions as an alternative device for the second gateway device 40 and the authentication server 60 (session SS28). That is, the first gateway device 30 transfers the allocation request from the terminal 100 to the terminal 10.
  • the terminal 10 uses the collected authentication information as an alternative device of the authentication server 60 to confirm that the terminal 100 that has made the allocation request is a terminal that can be connected to the external communication network 70. Further, the terminal 10 assigns an IP address, a DNS address, and the like used when the terminal 100 connects to the external communication network 70 as an alternative device of the second gateway device 40. The terminal 10 notifies the IP address and the like to the terminal 100 via the first gateway device 30 (session SS29).
  • the terminal 100 connects to the external communication network 70 via the first gateway device 30, the terminal 10, the first gateway device 30, and the detour relay device 50 using the assigned IP address or the like. (Session SS30).
  • the communication system 1 when a failure occurs in the second gateway device 40 and the authentication server 60, the communication system 1 causes the terminal 10 to perform an alternative process of the second gateway device 40 and the authentication server 60. Provide functionality. Further, the communication system 1 switches the relay route between the first gateway device 30 and the detour relay device 50. Here, since the terminal 10 has collected the authentication information from all the terminals 20 and 100 in advance, the authentication process can be performed. Thereby, the communication system 1 can perform an authentication process also about the newly incorporated terminal 100, and can perform data communication after that.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a flow of an operation procedure of the communication system when the second gateway device and the authentication server are restored. While the terminal 10 is functioning as a substitute device for the second gateway device 40 and the authentication server 60, the terminal 10 confirms normality with respect to the second gateway device 40 and the authentication server 60. Specifically, the terminal 10 makes an inquiry to the second gateway device 40 and the authentication server 60. The terminal 10 periodically repeats the inquiry until a response indicating normality is returned (sessions SS31 and SS32).
  • the terminal 10 When a response indicating normality is returned from the second gateway device 40 and the authentication server 60 (sessions SS33 and SS34), the terminal 10 performs the following processing toward complete recovery.
  • the terminal 10 notifies the second gateway device 40 of information on the execution contents of the alternative processing of the second gateway device 40 via the first gateway device 30. Thereafter, the terminal 10 receives a reception notification from the second gateway device 40 (session SS35).
  • the terminal 10 notifies the authentication server 60 of information on the execution contents of the alternative processing (such as NAT operation and authentication operation) of the authentication server 60 via the detour relay device 50. Thereafter, the terminal 10 receives a reception notification from the authentication server 60 (session SS36). After confirming the restoration of the second gateway device 40 and the authentication server 60, the terminal 10 releases the switching of the relay route to the first gateway device 30 and the detour relay device 50 (sessions SS37 and SS38). As a result, the first gateway device 30 and the detour relay device 50 are switched to perform normal data relay.
  • the alternative processing such as NAT operation and authentication operation
  • the communication system 1 returns to the state before the failure of the second gateway device 40 and the authentication server 60 occurs. Accordingly, when the terminal 100 is newly incorporated in the communication system 1, as in the sessions SS1 to SS3 of FIG. 3, the terminal 100 requests connection information allocation and then receives notification of the allocated connection information (session SS39). . As a result, the terminal 100 can perform data communication with the external communication network 70.
  • the terminal 10 transmits information on the result of executing the substitute process to the second gateway device 40 and the authentication server 60. Notify each. Thereby, the 2nd gateway apparatus 40 and the authentication server 60 can take over the information in case of failure occurrence. As a result, the communication system 1 can continue data communication without any discrepancy (inconsistency) between the information before and after the recovery in the second gateway device 40 and the authentication server 60, and without being affected by the occurrence of a failure or the recovery. .
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a flow of an operation procedure of the communication system 1 when the authentication server is restored while the second gateway device remains in a failure state.
  • the terminal 10 makes an inquiry to the second gateway device 40 and the authentication server 60.
  • the terminal 10 periodically repeats the inquiry until a response indicating normality is returned (sessions SS41 and SS42).
  • the terminal 10 does not return a response indicating normality from the second gateway device 40 (session SS43), but returns a response indicating normality from the authentication server 60 (session SS44). .
  • the terminal 10 performs the following process.
  • the terminal 10 notifies the authentication server 60 of information on the execution contents of the alternative processing of the authentication server 60 via the bypass relay device 50, and then receives a reception notification (session SS45).
  • the terminal 10 After confirming the recovery of the authentication server 60, the terminal 10 stops the function of the authentication server 60 as an alternative device. For this reason, when there is a connection information allocation request via the first gateway device 30, the terminal 10 passes through the first gateway device 30 and the detour relay device 50 to restore the authentication server 60. Request authentication.
  • the communication system 1 returns to the state where a failure has occurred only in the second gateway device 40.
  • the terminal 100 is newly incorporated in the communication system 1, as in the sessions SS16 to SS18 of FIG. 4, the terminal 100 requests connection information assignment and then receives notification of the assigned connection information (session SS46). As a result, the terminal 100 can perform data communication with the external communication network 70.
  • the terminal 10 when the authentication server 60 is restored, the terminal 10 notifies the authentication server 60 of information on the result of executing the substitute process. Thereby, the authentication server 60 can take over the information in which the failure has occurred. As a result, the communication system 1 can continue data communication without any discrepancy (inconsistency) between information before and after the recovery at the authentication server 60 and without being affected by the occurrence of a failure or the recovery.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a flow of an operation procedure of the communication system 1 when the second gateway device is restored and the authentication server remains in a failure state.
  • the terminal 10 makes an inquiry to the second gateway device 40 and the authentication server 60.
  • the terminal 10 periodically repeats the inquiry until a response indicating normality is returned (sessions SS51 and SS52).
  • the terminal 10 returns a response indicating normality from the second gateway device 40 (session SS53), but does not return a response indicating normality from the authentication server 60 (session SS54). .
  • the terminal 10 performs the same process as when the second gateway device 40 and the authentication server 60 have failed. That is, when the terminal 100 is newly incorporated in the communication system 1, the same processing as the sessions SS28 to SS29 in FIG. 5 is performed.
  • the terminal 100 makes a connection information allocation request and then receives notification of the allocated connection information (session SS55), thereby enabling data communication to the external communication network 70. In this way, even when the second gateway device 40 is restored, if the authentication server 60 remains in a failure state, the terminal 10 performs a substitute process for the second gateway device 40.
  • the terminal 10 functions as an alternative device to the second gateway device 40 and the authentication server 60, but is not limited to this.
  • the terminal 10 when the terminal 10 is no longer suitable as an alternative device for the authentication server 60 due to a decrease in battery voltage or the like during execution of the alternative processing of the authentication server 60, the other terminal 20 replaces the terminal 10.
  • an alternative device for the authentication server 60 may be used.
  • the terminal 10 may be an alternative device for the second gateway device 40, and the terminal 20 having the same configuration as the terminal 10 may be an alternative device for the authentication server 60.
  • the terminal 10 requested authentication to the authentication server 60 connected to the external communication network 70 via the first gateway device 30 and the detour relay device 50.
  • the route is not limited to such a route.
  • the terminal 10 may request authentication from the authentication server 60 connected to the external communication network 70 via the first gateway device 30, the bypass relay device 50, and another external communication network.
  • FIG. 9 is a schematic block diagram showing the basic configuration of the terminal.
  • the terminal 10 includes a CPU 11, a storage 14, and a communication control unit 15.
  • the CPU 11 makes an inquiry to the second gateway device 40 via the communication control unit 15 and determines whether or not the second gateway device 40 operates normally.
  • the CPU 11 determines that the second gateway device 40 does not operate normally, the CPU 11 performs the following processing.
  • the CPU 11 acquires information regarding the terminal capability capable of executing the alternative processing of the second gateway device 40 from the plurality of terminals, and stores the acquired data in the storage 14.
  • the CPU 11 selects an alternative communication terminal that executes an alternative process of the second gateway device 40 from a plurality of communication terminals including the terminal 10.
  • the next processing is instructed to the first gateway device 30 that is a relay destination of data from a plurality of communication terminals. That is, the CPU 11 instructs the first gateway device 30 to relay between the terminal (for example, the terminal 100) and the terminal 10 that have made the allocation request for the connection information allocation request and the response to the allocation request. To do.
  • the CPU 11 instructs the first gateway device 30 to relay between the terminal 10 and the authentication server 60 regarding the data relating to the authentication of the terminal 100 that has requested the allocation. Further, the CPU 11 instructs the first gateway device 30 to relay the data for the external communication network of the terminal 100 that has requested the allocation to the external communication network 70 via the terminal 10. .
  • the CPU 11 instructs the detour relay device 50 to relay between the first gateway device 30 and the authentication server 60 for data related to authentication. Therefore, even when a failure occurs in the second gateway device 40 in the communication system 1, the terminal 10 can request the authentication server 60 to authenticate the terminal 100 as an alternative process of the second gateway device 40. Thereby, even when the terminal 100 is newly incorporated in the communication system 1, the terminal 100 is authenticated, so that the terminal 100 can perform data communication.
  • the communication terminal can authenticate the new terminal and perform data communication even when a failure occurs and the authentication apparatus cannot be authenticated.

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Abstract

外部通信網中継装置が正常に動作するか否かを判定する第１の正常動作判定部と、正常に動作しないと判定された場合に、自通信端末を含む複数の通信端末の中から前記外部通信網中継装置の第１の代替処理を実行する代替通信端末を選択する端末選択部と、前記自通信端末が選択された場合に内部無線通信網中継装置に対して、要求元通信端末からの接続情報の割当て要求及び応答について、前記要求元通信端末と前記自通信端末との間を中継し、前記要求元通信端末の認証に関するデータについて前記自通信端末と前記認証装置との間を中継し、前記要求元通信端末の外部通信網用のデータについて前記自通信端末を経由して外部通信網との間を中継する処理を指示する第１の指示部と、迂回用中継装置に対して、さらに前記認証に関するデータを前記内部無線通信網中継装置と前記認証装置との間を中継する処理を指示する第２の指示部と、を備える通信端末。

Description

通信端末、通信システム、通信端末の制御方法及びプログラム
　本発明は、通信端末、通信システム、通信端末の制御方法及びプログラムに関する。
　移動通信システムに障害が発生した場合でも、継続して通信サービスを提供する技術が知られている。
　特許文献１には、端末の最初のアクセスポイントであって端末情報を管理するＰ－ＣＳＣＦ（Ｐｒｏｘｙ－Ｃａｌｌ　Ｓｅｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）に障害が発生した場合に、端末が、そのＰ－ＣＳＣＦとは異なるＰ－ＣＳＣＦに端末情報を登録する技術が記載されている。
　特許文献２には、ＳＡＥ（Ｓｙｓｔｅｍ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）方式の移動通信システムにおいて、ポリシー制御や課金制御ルールを決定するＰＣＲＦ（Ｐｏｌｉｃｙ　Ａｎｄ　Ｃｈａｒｇｉｎｇ　Ｒｕｌｅｓ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）で障害が発生した場合でも、ＰＣＣ制御（Ｐｏｌｉｃｙ　ａｎｄ　Ｃｈａｒｇｉｎｇ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）を利用する通信の発信処理及び着信処理を行う技術が記載されている。
　特許文献３には、通信コストを抑制しつつ電話接続サービスを継続して提供する技術が記載されている。特許文献３に記載された技術では、発側ノードと着側ノードの間にＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）経路障害が存在する場合、発側ノードが、公衆網へ迂回して最もコストの低くなる中継ノードを選択する。そして、発側ノードは、選択した中継ノードまで通信ルートを確立する。中継ノードは、公衆網の迂回路で着側ノードまでの通信を確立する。
特開２０１６－０６３２３７号公報 特開２０１４－２３９４６９号公報 特開２００９－１５９５１２号公報
　災害等により通信システムに障害が発生して、基地局と認証装置との間で通信ができない場合がある。このような状況の通信システムでは、新規の端末の認証の段階でシーケンスがとまってしまう。そのため、障害の発生前に認証が完了していない端末は、データ通信を行うことができない。
　これに対して、特許文献１、特許文献２及び特許文献３では、通信システム内の障害発生時の対策が記載されているが、障害によって認証装置と通信できない場合の対策については記載されていない。つまり、特許文献１、特許文献２及び特許文献３に記載された技術は、通信システム内の障害の発生により認証装置と通信できなくなった場合には、新規の端末についてデータ通信を行えない問題がある。
　本発明の目的は、上述した課題を解決する通信端末、通信システム、通信端末の制御方法及びプログラムを提供することにある。
　本発明の第１の態様によれば、通信端末は、通信端末の認証を認証装置に依頼する外部通信網中継装置が、正常に動作するか否かを判定する第１の正常動作判定部と、前記第１の正常動作判定部により正常に動作しないと判定された場合に、自通信端末を含む複数の通信端末の中から、前記外部通信網中継装置の第１の代替処理を実行する代替通信端末を選択する端末選択部と、前記代替通信端末として前記自通信端末が選択された場合に、前記複数の通信端末からのデータの中継先である内部無線通信網中継装置に対して、要求元通信端末からの接続情報の割当て要求、及び当該割当て要求に対する応答について、前記要求元通信端末と前記自通信端末との間を中継し、前記要求元通信端末の認証に関するデータについて、前記自通信端末と前記認証装置との間を中継し、前記要求元通信端末の外部通信網用のデータについて、前記自通信端末を経由して外部通信網との間を中継する処理を指示する第１の指示部と、前記外部通信網用のデータについて前記内部無線通信網中継装置と前記外部通信網との間を中継する迂回用中継装置に対して、さらに前記認証に関するデータを前記内部無線通信網中継装置と前記認証装置との間を中継する処理を指示する第２の指示部と、を備える。
　本発明の第２の態様によれば、通信システムは、複数の通信端末と、前記複数の通信端末からのデータの中継先である内部無線通信網中継装置と、前記内部無線通信網中継装置を経由して、要求元通信端末の接続情報の割当て要求を受けた場合に、認証装置に対して前記要求元通信端末の認証を依頼し、認証された要求元通信端末に前記接続情報を割り当て、割り当てた前記接続情報を、前記内部無線通信網中継装置を経由して前記認証された前記要求元通信端末へ送信する外部通信網中継装置と、前記割り当てられた前記接続情報を用いた前記要求元通信端末からの外部通信網用のデータについて、前記内部無線通信網中継装置と前記外部通信網との間を中継する迂回用中継装置と、を備え、前記複数の通信端末の少なくとも１つは、前記の通信端末である。
　本発明の第３の態様によれば、通信端末の制御方法は、通信端末の認証を認証装置に依頼する外部通信網中継装置が、正常に動作するか否かを判定し、正常に動作しないと判定された場合に、自通信端末を含む複数の通信端末の中から、前記外部通信網中継装置の第１の代替処理を実行する代替通信端末を選択し、前記代替通信端末として前記自通信端末が選択された場合に、前記複数の通信端末の中継先である内部無線通信網中継装置に対して、要求元通信端末からの接続情報の割当て要求、及び当該割当て要求に対する応答について、前記要求元通信端末と前記自通信端末との間を中継し、前記要求元通信端末の認証に関するデータについて、前記自通信端末と前記認証装置との間を中継し、前記要求元通信端末の外部通信網用のデータについて、前記自通信端末を経由して外部通信網との間を中継する処理を指示し、前記外部通信網用のデータについて前記内部無線通信網中継装置と前記外部通信網との間を中継する迂回用中継装置に対して、さらに前記認証に関するデータを前記内部無線通信網中継装置と前記認証装置との間を中継する処理を指示する。
　本発明の第４の態様によれば、プログラムは、コンピュータを、通信端末の認証を認証装置に依頼する外部通信網中継装置が、正常に動作するか否かを判定し、正常に動作しないと判定された場合に、自通信端末を含む複数の通信端末の中から、前記外部通信網中継装置の第１の代替処理を実行する代替通信端末を選択し、前記代替通信端末として前記自通信端末が選択された場合に、前記複数の通信端末の中継先である内部無線通信網中継装置に対して、要求元通信端末からの接続情報の割当て要求、及び当該割当て要求に対する応答について、前記要求元通信端末と前記自通信端末との間を中継し、前記要求元通信端末の認証に関するデータについて、前記自通信端末と前記認証装置との間を中継し、前記要求元通信端末の外部通信網用のデータについて、前記自通信端末を経由して外部通信網との間を中継する処理を指示し、前記外部通信網用のデータについて前記内部無線通信網中継装置と前記外部通信網との間を中継する迂回用中継装置に対して、さらに前記認証に関するデータを前記内部無線通信網中継装置と前記認証装置との間を中継する処理を指示する処理を実行させる。
　上記態様のうち少なくとも１つの態様によれば、通信端末は、障害が発生して認証装置が認証できない場合でも、新規の端末を認証してデータ通信を行うことができる。
一実施形態に係る通信システムの構成を示す図である。 一実施形態に係る端末の構成を示す概略ブロック図である。 通信システムにおける通常時の通信手順の流れを示す図である。 通信システムにおける第２のゲートウェイ装置の障害発生時の通信手順の流れを示す図である。 通信システムにおける第２のゲートウェイ装置及び認証サーバの障害発生時の動作手順の流れを示す図である。 第２のゲートウェイ装置及び認証サーバが復旧した場合の通信システムの動作手順の流れを示す図である。 第２のゲートウェイ装置が障害状態のままで認証サーバが復旧した場合の通信システム１の動作手順の流れを示す図である。 第２のゲートウェイ装置が復旧し、認証サーバが障害状態のままの場合の通信システム１の動作手順の流れを示す図であるである。 端末の基本構成を示す概略ブロック図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
　図１は、一実施形態に係る通信システムの構成を示す図である。
　通信システム１は、端末１０、複数の端末２０、端末１００、第１のゲートウェイ装置３０、第２のゲートウェイ装置４０、迂回用中継装置５０、認証サーバ６０、及び外部通信網７０を備える。
　端末１０は、例えばいわゆるスマートフォン端末、携帯電話端末などの通信端末である。端末１０は、第２のゲートウェイ装置４０及び認証サーバ６０の少なくとも１つに障害が発生した場合に、新規の端末１００が外部通信網７０にアクセスできるように、所定の処理を実施する。
　端末２０，１００は、端末１０と同様の機能を有する端末である。このため、端末２０，１００のいずれも、端末１０として機能できる。
　第１のゲートウェイ装置３０は、Ｓ－ＧＷ（ｓｅｒｖｉｎｇ－ｇａｔｅｗａｙ）及びＭＭＥ（ｍｏｂｉｌｉｔｙ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｅｎｔｉｔｙ）として機能する。第１のゲートウェイ装置３０は、端末１０，２０，１００の位置登録、呼出し、基地局間ハンドオーバー等を管理すると共に、データの中継を行う。
　第１のゲートウェイ装置３０は、通常時、接続情報の割当て要求及び当該割当て要求の応答について、割当て要求をした端末（例えば端末１００）と第２のゲートウェイ装置４０との間を中継する。通常時は、通信システム１内で障害が発生していない場合である。接続情報は、ＩＰアドレス、ＤＮＳ（Ｄｏｍａｉｎ Ｎａｍｅ Ｓｙｓｔｅｍ）アドレス等である。また、第１のゲートウェイ装置３０は、外部通信網用のデータについて、接続情報の割当て要求をした端末１００から、第２のゲートウェイ装置４０を経由して、迂回用中継装置５０を中継する。
　なお、第１のゲートウェイ装置３０は、第２のゲートウェイ装置４０等の障害発生時には、端末１０からの指示に従って、データの中継経路を適宜切り替える。
　第２のゲートウェイ装置４０は、Ｐ－ＧＷ（Ｐａｃｋｅｔ　Ｄａｔａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ－ｇａｔｅｗａｙ）として機能し、外部通信網７０との接続点となる。第２のゲートウェイ装置４０は、第１のゲートウェイ装置３０を経由して、例えば端末１００からの接続情報の割当て要求を受信すると、認証サーバ６０に対して、端末１００の認証を依頼する。認証は、端末１００が外部通信網７０に接続可能であるか否かの確認である。
　第２のゲートウェイ装置４０は、端末１００が外部通信網７０に接続可能であると認証された場合、端末１００に対して接続情報を割り当てて、当該接続情報を、第１のゲートウェイ装置３０を経由して端末１００へ送信する。また、第２のゲートウェイ装置４０は、端末１００が外部通信網７０に接続しようとする際に、ローカルＩＰアドレスをグローバルＩＰアドレスに変換（ＮＡＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ａｄｄｒｅｓｓ　Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）変換）する。
　迂回用中継装置５０は、通常時、任意の端末（例えば端末１００）の認証後に、第２のゲートウェイ装置４０から迂回して、端末１０と外部通信網７０とのデータ通信を可能にする。具体的には、迂回用中継装置５０は、例えば端末１００の認証後に、外部通信網用のデータについて、第１のゲートウェイ装置３０と外部通信網７０との間を中継する。
　また、迂回用中継装置５０は、第２のゲートウェイ装置４０等の障害発生時には、端末１０からの指示に従って、データの中継経路を切り替えることができる。例えば、迂回用中継装置５０は、第２のゲートウェイ装置４０の代替装置である端末１０が認証サーバ６０に認証を依頼する場合には、認証に関するデータについて、第１のゲートウェイ装置３０と外部通信網７０との間で中継する。
　認証サーバ６０は、第２のゲートウェイ装置４０からの依頼に応じて、例えば端末１００が外部通信網７０に接続可能であるか否かを認証する。なお、認証サーバ６０は、第２のゲートウェイ装置４０に障害が発生し、第２のゲートウェイ装置４０の代替処理を端末１０が行う場合は、端末１０からの認証の依頼にも対応する。
　外部通信網７０は、接続要求のある端末（例えば端末１００）に対して、コアとなるサービスであるＩＰサービスを提供する。
　図２は、一実施形態に係る端末の構成を示す概略ブロック図である。
　端末１０は、ＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３、ストレージ１４、通信制御部１５、及び入出力部１６を備える。
　ＣＰＵ１１は、演算制御用のプロセッサであり、ＲＯＭ１３に記憶されたプログラムに従って、所定の処理を実行する。例えば、ＣＰＵ１１は、データ通信を行うための処理、第１のゲートウェイ装置３０や迂回用中継装置５０に中継経路の切替えの指示、他の端末２０，１００との端末能力に関する情報の交換などの処理を行う。また、ＣＰＵ１１は、電池残量や電波状態等に基づいて、第２のゲートウェイ装置４０や認証サーバ６０の代替装置として最も適切な端末の選択、代替装置としての処理も実行する。
　ＲＡＭ１２は、外部から受信されたデータ、ＲＯＭ１３又はストレージ１４から読み出されたデータを展開して、データのワークエリアとしてＣＰＵ１１に使用される。ＲＯＭ１３には、初期データおよびＣＰＵ１１を実行するためのプログラムなどが記憶される。
　ストレージ１４には、データベース、各種のパラメータ、アプリケーションプログラム、全体を制御する通信制御プログラム、代替装置となる場合に使用する情報の最新状況等が記憶されている。通信制御部１５は、第１のゲートウェイ装置３０との間でデータ通信を行う。入出力部１６は、例えば、いわゆるタッチパネル、スピーカ、操作ボタン、赤外線通信などが該当する。
　以上のように構成された通信システム１において、次のようにデータ通信が行われる。
　図３は、通信システムにおける通常時の通信手順の流れを示す図である。
　端末１００が、電源投入等によって通信システム１に新規に組み込まれると、次の手順に従ってデータ通信が開始される。
　端末１００は、第１のゲートウェイ装置３０を経由して、第２のゲートウェイ装置４０に対して、外部通信網７０への接続情報（ＩＰアドレス、ＤＮＳアドレス等）の割当てを要求する（セッションＳＳ１）。
　第２のゲートウェイ装置４０は、端末１００からの接続情報の割当て要求を受信すると、外部通信網７０を経由して認証サーバ６０との通信を開始する。第２のゲートウェイ装置４０は、端末１００が外部通信網７０に接続可能な端末であることを確認する（セッションＳＳ２）。
　第２のゲートウェイ装置４０は、端末１００が外部通信網７０に接続可能な端末であることを示す認証を得ると、端末１００が外部通信網７０に接続する際に使用するＩＰアドレス、ＤＮＳアドレス等の接続情報を端末１００に割り当てる。第２のゲートウェイ装置４０は、割り当てられたＩＰアドレス等を、第１のゲートウェイ装置３０を経由して端末１００に通知する（セッションＳＳ３）。
　端末１００は、通知されたＩＰアドレス等を使用して、第１のゲートウェイ装置３０、第２のゲートウェイ装置４０及び迂回用中継装置５０を経由して、外部通信網７０に接続する（セッションＳＳ４）。これにより、端末１０は、外部通信網７０との間でデータ通信を行うことができる。
　図４は、通信システムにおける第２のゲートウェイ装置の障害発生時の通信手順の流れを示す図である。
　端末１０は、第１のゲートウェイ装置３０を経由して、第２のゲートウェイ装置４０と通信して、第２のゲートウェイ装置４０の代替処理を実行する場合に使用する情報の最新状況を取り込む（セッションＳＳ１１）。
　端末１０は、第１のゲートウェイ装置３０を経由して、第２のゲートウェイ装置４０が正常に動作するかを示す正常性を確認する。具体的には、端末１０は、第２のゲートウェイ装置４０に対して、所定の問い合わせを行い、正常性を示す応答が得られるか否かを確認する。
　端末１０は、第２のゲートウェイ装置４０から正常性を示す応答が得られなくなると（セッションＳＳ１２）、第２のゲートウェイ装置４０に障害が発生したと判定する。また、端末１０は、複数の端末２０と端末能力に関する情報を交換する。
　具体的には、端末１０は、互いの端末能力に関する情報を交換するためのプロトコルＨ．２４５を用いて、複数の端末２０との間で端末能力に関する情報を交換する。また、端末１０は、電池残量や電波状態等に基づいて、複数の端末２０及び端末１０のうち、第２のゲートウェイ装置４０の代替装置として最も適切な端末を選択する（セッションＳＳ１３）。本実施形態では、第２のゲートウェイ装置４０の代替装置として、端末１０が選択される。この例に限定されるものではなく、第２のゲートウェイ装置４０の代替装置として、端末２０のいずれかが選択されてもよい。端末２０が選択された場合、選択された端末２０は、以下に説明する端末１０と同様の処理を行う。
　端末１０は、第１のゲートウェイ装置３０と迂回用中継装置５０とに、中継経路の切り替えを指示する（セッションＳＳ１４）。
　指示により、第１のゲートウェイ装置３０は、接続情報の割当て要求及び当該割当て要求の応答について、割当て要求をした端末（例えば端末１００）と第２のゲートウェイ装置４０の代替装置である端末１０との間を中継する。また、第１のゲートウェイ装置３０は、接続情報の割当て要求をした端末１００を認証するための依頼・確認について、第２のゲートウェイ装置４０の代替装置である端末１０と認証サーバ６０との間を中継する。さらに、第１のゲートウェイ装置３０は、外部通信網用のデータについて、割当て要求をした端末１００から、第２のゲートウェイ装置４０の代替装置である端末１０を経由して、迂回用中継装置５０へ中継する。
　迂回用中継装置５０は、端末１０から中継経路の切替えの指示を受けると、外部通信網用のデータだけでなく、割当て要求をした端末１００を認証するための依頼・確認についても、第１のゲートウェイ装置３０と認証サーバ６０との間を中継する。
　そして、端末１０は、第１のゲートウェイ装置３０、迂回用中継装置５０を経由して、認証サーバ６０の正常性を確認する（セッションＳＳ１５）。ここでは、認証サーバ６０の正常性が確認できるものとする。
　上述した処理の結果、端末１００は、次のようにデータ通信を行うことができる。
　端末１００は、通信システム１に新規に組み込まれると、第１のゲートウェイ装置３０に対して、外部通信網７０への接続情報の割当て要求を行う。第１のゲートウェイ装置３０は、端末１００からの割当て要求を、第２のゲートウェイ装置４０の代替装置として機能する端末１０へ折り返す（セッションＳＳ１６）。つまり、第１のゲートウェイ装置３０は、端末１００からの割当て要求を、端末１０に転送する。
　端末１０は、第２のゲートウェイ装置４０の代替装置として、第１のゲートウェイ装置３０、迂回用中継装置５０を経由して、認証サーバ６０に認証を依頼する。そして、端末１０は、端末１００が外部通信網７０に接続可能な端末であることを確認する（セッションＳＳ１７）。
　端末１０は、端末１００の認証処理後、第２のゲートウェイ装置４０の代替装置として、端末１００が外部通信網７０に接続する際に使用するＩＰアドレス、ＤＮＳアドレス等を端末１００に割り当てる。端末１０は、当該ＩＰアドレス等を、第１のゲートウェイ装置３０を経由して端末１００に通知する（セッションＳＳ１８）。
　端末１００は、通知されたＩＰアドレス等の情報を使用して、第１のゲートウェイ装置３０、端末１０、第１のゲートウェイ装置３０、及び迂回用中継装置５０を経由して、外部通信網７０に接続する（セッションＳＳ１９）。ここでは、端末１０は、第２のゲートウェイ装置４０の代替装置として機能する。端末１０は、例えば、第１のゲートウェイ装置３０からのローカルＩＰアドレスをグローバルＩＰアドレスに変換して、再び第１のゲートウェイ装置３０を経由して、外部通信網７０に接続する。
　このように、本実施形態によれば、通信システム１は、第２のゲートウェイ装置４０に障害が発生して認証サーバ６０に認証を依頼できない場合には、端末１０に第２のゲートウェイ装置４０の代替処理の機能をもたせ、第１のゲートウェイ装置３０、迂回用中継装置５０の中継経路を切り替える。これにより、通信システム１は、新規に組み込まれた端末１００についても、認証処理を行うことができる。端末１００は、その後データ通信を行うことができる。
　図５は、通信システムにおける第２のゲートウェイ装置及び認証サーバの障害発生時の動作手順の流れを示す図である。なお、図５のセッションＳＳ２１～ＳＳ２４では、図４のセッションＳＳ１１～ＳＳ１４と同じ処理が行われる。そこで、セッションＳＳ２５から説明する。
　端末１０は、第１のゲートウェイ装置３０、迂回用中継装置５０を経由して、認証サーバ６０の正常性を確認する（セッションＳＳ２５）。端末１０は、認証サーバ６０に問い合わせをして、認証サーバ６０から正常性を示す応答が得られない場合、後述の処理を行う。これにより、端末１０は、認証サーバ６０の代替装置として機能する。
　端末１０は、迂回用中継装置５０に、中継経路の切り替え指示を行う（セッションＳＳ２６）。さらに、端末１０は、すべての端末２０及び端末１００から認証情報を収集する（セッションＳＳ２７）。認証情報は、認証に用いる情報である。
　上述した処理の結果、第２のゲートウェイ装置４０及び認証サーバ６０の障害発生時においても、端末１００は、次のようにデータ通信を行うことができる。
　端末１００は、通信システム１に新規に組み込まれると、第１のゲートウェイ装置３０に対して、外部通信網７０への接続情報の割当て要求を行う。第１のゲートウェイ装置３０は、端末１００からの割当て要求を、第２のゲートウェイ装置４０及び認証サーバ６０の代替装置として機能する端末１０へ折り返す（セッションＳＳ２８）。つまり、第１のゲートウェイ装置３０は、端末１００からの割当て要求を端末１０に転送する。
　端末１０は、認証サーバ６０の代替装置として、収集済みの認証情報を用いて、割当て要求を行った端末１００が外部通信網７０に接続可能な端末であることを確認する。
　さらに、端末１０は、第２のゲートウェイ装置４０の代替装置として、端末１００が外部通信網７０に接続する際に使用するＩＰアドレス、ＤＮＳアドレス等を割り当てる。端末１０は、当該ＩＰアドレス等を、第１のゲートウェイ装置３０を経由して端末１００に通知する（セッションＳＳ２９）。
　端末１００は、割り当てられたＩＰアドレス等を使用して、第１のゲートウェイ装置３０、端末１０、第１のゲートウェイ装置３０、及び迂回用中継装置５０を経由して、外部通信網７０に接続する（セッションＳＳ３０）。
　このように、本実施形態によれば、通信システム１は、第２のゲートウェイ装置４０及び認証サーバ６０に障害が発生した場合、端末１０に第２のゲートウェイ装置４０及び認証サーバ６０の代替処理の機能をもたせる。また、通信システム１は、第１のゲートウェイ装置３０、迂回用中継装置５０の中継経路を切り替える。ここで、端末１０は、事前にすべての端末２０，１００から認証情報を収集済みであるので、認証処理を行うことが可能になる。これにより、通信システム１は、新規に組み込まれた端末１００についても、認証処理を行うことができ、その後データ通信を行うことができる。
　図６は、第２のゲートウェイ装置及び認証サーバが復旧した場合の通信システムの動作手順の流れを示す図である。
　端末１０は、第２のゲートウェイ装置４０及び認証サーバ６０の代替装置として機能している最中に、第２のゲートウェイ装置４０及び認証サーバ６０に対して、それぞれ正常性を確認する。具体的には、端末１０は、第２のゲートウェイ装置４０及び認証サーバ６０に対して、問い合わせを行う。端末１０は、正常性を示す応答が返信されるまで、定期的に問い合わせを繰り返す（セッションＳＳ３１，ＳＳ３２）。
　端末１０は、第２のゲートウェイ装置４０及び認証サーバ６０から正常性を示す応答が返信されると（セッションＳＳ３３，ＳＳ３４）、完全復旧に向けて、次の処理を行う。
　端末１０は、第２のゲートウェイ装置４０の代替処理の実行内容の情報を、第１のゲートウェイ装置３０を経由して、第２のゲートウェイ装置４０に通知する。その後、端末１０は、第２のゲートウェイ装置４０から受信通知を受ける（セッションＳＳ３５）。
　さらに、端末１０は、認証サーバ６０の代替処理（ＮＡＴ動作や認証動作等）実行内容の情報を、迂回用中継装置５０を経由して、認証サーバ６０に通知する。その後、端末１０は、認証サーバ６０から受信通知を受ける（セッションＳＳ３６）。
　端末１０は、第２のゲートウェイ装置４０及び認証サーバ６０の復旧を確認後、第１のゲートウェイ装置３０及び迂回用中継装置５０に対して、中継経路の切り替えを解除する（セッションＳＳ３７，ＳＳ３８）。これにより、第１のゲートウェイ装置３０及び迂回用中継装置５０は、通常時のデータ中継を行うように切り替わる。
　上述した処理の結果、通信システム１は、第２のゲートウェイ装置４０及び認証サーバ６０の障害発生前の状態に戻る。
　したがって、端末１００は、通信システム１に新規に組み込まれると、図３のセッションＳＳ１～ＳＳ３と同様に、接続情報の割当て要求をして、その後、割り当てた接続情報の通知を受ける（セッションＳＳ３９）。これにより、端末１００は外部通信網７０へのデータ通信が可能になる。
　このように、本実施形態によれば、第２のゲートウェイ装置４０及び認証サーバ６０が復旧した場合、端末１０は、代替処理を実行した結果の情報を第２のゲートウェイ装置４０及び認証サーバ６０にそれぞれ通知する。これにより、第２のゲートウェイ装置４０及び認証サーバ６０は、障害発生中の情報を引き継ぐことができる。この結果、通信システム１は、第２のゲートウェイ装置４０及び認証サーバ６０での復旧前後の情報の食い違い（矛盾）がなく、障害発生や復旧の影響を受けることなくデータ通信を継続することができる。
　図７は、第２のゲートウェイ装置が障害状態のままで認証サーバが復旧した場合の通信システム１の動作手順の流れを示す図である。
　端末１０は、第２のゲートウェイ装置４０及び認証サーバ６０に対して、問い合わせを行う。端末１０は、正常性を示す応答が返信されるまで、定期的に問い合わせを繰り返す（セッションＳＳ４１，ＳＳ４２）。
　図７の例では、端末１０は、第２のゲートウェイ装置４０からは正常性を示す応答が返信されないが（セッションＳＳ４３）、認証サーバ６０からは正常性を示す応答が返信される（セッションＳＳ４４）。この場合、端末１０は、次の処理を行う。
　端末１０は、認証サーバ６０の代替処理の実行内容の情報を、迂回用中継装置５０を経由して、認証サーバ６０に通知し、その後、受信通知を受ける（セッションＳＳ４５）。
　端末１０は、認証サーバ６０の復旧を確認後、認証サーバ６０の代替装置としての機能を停止する。このため、端末１０は、第１のゲートウェイ装置３０を経由して接続情報の割当て要求があった場合は、第１のゲートウェイ装置３０、迂回用中継装置５０を経由して、復旧した認証サーバ６０に認証を依頼する。
　上述した処理の結果、通信システム１は、第２のゲートウェイ装置４０のみに障害が発生した状態に戻る。
　端末１００は、通信システム１に新規に組み込まれると、図４のセッションＳＳ１６～ＳＳ１８と同様に、接続情報の割当て要求をして、その後、割り当てた接続情報の通知を受ける（セッションＳＳ４６）。これにより、端末１００は外部通信網７０へのデータ通信が可能になる。
　このように、本実施形態によれば、認証サーバ６０が復旧した場合、端末１０は、代替処理を実行した結果の情報を認証サーバ６０に通知する。これにより、認証サーバ６０は、障害発生中の情報を引き継ぐことができる。この結果、通信システム１は、認証サーバ６０での復旧前後の情報の食い違い（矛盾）がなく、障害発生や復旧の影響を受けることなくデータ通信を継続することができる。
　図８は、第２のゲートウェイ装置が復旧し、認証サーバが障害状態のままの場合の通信システム１の動作手順の流れを示す図であるである。
　端末１０は、第２のゲートウェイ装置４０及び認証サーバ６０に対して、問い合わせを行う。端末１０は、正常性を示す応答が返信されるまで、定期的に問い合わせを繰り返す（セッションＳＳ５１，ＳＳ５２）。
　図８の例では、端末１０は、第２のゲートウェイ装置４０からは正常性を示す応答が返信されたが（セッションＳＳ５３）、認証サーバ６０からは正常性を示す応答が返信されない（セッションＳＳ５４）。この場合、端末１０は、第２のゲートウェイ装置４０及び認証サーバ６０に故障が発生した状態と同じ処理を行う。
　すなわち、端末１００が通信システム１に新規に組み込まれると、図５のセッションＳＳ２８～ＳＳ２９と同様の処理が行われる。端末１００は、接続情報の割当て要求をして、その後、割り当てた接続情報の通知を受けることで（セッションＳＳ５５）、外部通信網７０へのデータ通信が可能になる。このように、第２のゲートウェイ装置４０が復旧した場合であっても、認証サーバ６０が障害状態のままである場合、端末１０は第２のゲートウェイ装置４０の代替処理を行う。
　以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
　上述した実施形態では、端末１０は、第２のゲートウェイ装置４０及び認証サーバ６０の代替装置として機能するが、これに限定されるものではない。例えば、端末１０が、認証サーバ６０の代替処理の実行中に、バッテリー電圧が低下する等の理由で認証サーバ６０の代替装置として適当ではなくなった場合に、他の端末２０が、端末１０の代わりに認証サーバ６０の代替装置となってもよい。また、最初から、端末１０が第２のゲートウェイ装置４０の代替装置になり、端末１０と同じ構成の端末２０が認証サーバ６０の代替装置になってもよい。
　また、端末１０は、第２のゲートウェイ装置４０の代替処理として、第１のゲートウェイ装置３０、迂回用中継装置５０を経由して、外部通信網７０に接続された認証サーバ６０に認証を依頼したが、このような経路に限定されるものではない。例えば、端末１０は、第１のゲートウェイ装置３０、迂回用中継装置５０、更に他の外部通信網を経由して、外部通信網７０に接続された認証サーバ６０に認証を依頼してもよい。
［基本構成］
　図９は、端末の基本構成を示す概略ブロック図である。
　端末１０は、ＣＰＵ１１、ストレージ１４、及び通信制御部１５を備える。
　ＣＰＵ１１は、通信制御部１５を介して、第２のゲートウェイ装置４０に問い合わせを行い、第２のゲートウェイ装置４０が正常に動作するか否かを判定する。ＣＰＵ１１は、第２のゲートウェイ装置４０が正常に動作しないと判定した場合には、次の処理を行う。
　ＣＰＵ１１は、複数の端末の中から、第２のゲートウェイ装置４０の代替処理を実行できる端末能力に関する情報を取得して、取得したデータをストレージ１４に格納する。ＣＰＵ１１は、端末１０を含む複数の通信端末の中から、第２のゲートウェイ装置４０の代替処理を実行する代替通信端末を選択する。
　代替通信端末として端末１０が選択された場合に、複数の通信端末からのデータの中継先である第１のゲートウェイ装置３０に対して、次の処理を指示する。すなわち、ＣＰＵ１１は、第１のゲートウェイ装置３０に対して、接続情報の割当て要求及び当該割当て要求に対する応答について、割当て要求をした端末（例えば端末１００）と端末１０との間を中継するように指示する。また、ＣＰＵ１１は、第１のゲートウェイ装置３０に対して、割当て要求をした端末１００の認証に関するデータについて、端末１０と認証サーバ６０との間を中継するように指示する。さらに、ＣＰＵ１１は、第１のゲートウェイ装置３０に対して、割当て要求をした端末１００の外部通信網用のデータについて、端末１０を経由して外部通信網７０との間を中継するように指示する。
　ＣＰＵ１１は、迂回用中継装置５０に対して、認証に関するデータについても、第１のゲートウェイ装置３０と認証サーバ６０との間を中継するように指示する。
　したがって、端末１０は、通信システム１内の第２のゲートウェイ装置４０に障害が発生した場合でも、第２のゲートウェイ装置４０の代替処理として、認証サーバ６０に端末１００の認証を依頼できる。これにより、通信システム１内に端末１００が新規に組み込まれた場合でも、端末１００の認証が行われるので、端末１００はデータ通信を行うことができる。
　この出願は、２０１７年３月２３日に日本出願された特願２０１７－０５６９２９号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　上記態様のうち少なくとも１つの態様によれば、通信端末は、障害が発生して認証装置が認証できない場合でも、新規の端末を認証してデータ通信を行うことができる。
１　通信システム
１０，２０，１００　端末
１１　ＣＰＵ
１２　ＲＡＭ
１３　ＲＯＭ
１４　ストレージ
１５　通信制御部
１６　入出力部
３０　第１のゲートウェイ装置
４０　第２のゲートウェイ装置
５０　迂回用中継装置
６０　認証サーバ
７０　外部通信網

Claims (10)

  1. 　通信端末の認証を認証装置に依頼する外部通信網中継装置が、正常に動作するか否かを判定する第１の正常動作判定部と、
    　前記第１の正常動作判定部により正常に動作しないと判定された場合に、自通信端末を含む複数の通信端末の中から、前記外部通信網中継装置の第１の代替処理を実行する代替通信端末を選択する端末選択部と、
    　前記代替通信端末として前記自通信端末が選択された場合に、前記複数の通信端末からのデータの中継先である内部無線通信網中継装置に対して、
    　　要求元通信端末からの接続情報の割当て要求、及び当該割当て要求に対する応答について、前記要求元通信端末と前記自通信端末との間を中継し、
    　　前記要求元通信端末の認証に関するデータについて、前記自通信端末と前記認証装置との間を中継し、
    　　前記要求元通信端末の外部通信網用のデータについて、前記自通信端末を経由して外部通信網との間を中継する
    　処理を指示する第１の指示部と、
    　前記外部通信網用のデータについて前記内部無線通信網中継装置と前記外部通信網との間を中継する迂回用中継装置に対して、さらに前記認証に関するデータを前記内部無線通信網中継装置と前記認証装置との間を中継する処理を指示する第２の指示部と、
    　を備える通信端末。
  2. 　前記要求元通信端末から前記内部無線通信網中継装置を経由して前記接続情報の前記割当て要求を受信した場合に、前記第１の代替処理として、前記要求元通信端末の認証を、前記外部通信網を経由して前記認証装置に依頼して、当該認証装置により認証された前記要求元通信端末に前記接続情報を割り当てて、割り当てた前記接続情報を、前記内部無線通信網中継装置を経由して前記要求元通信端末へ送信する第１の代替処理部
    　を更に備える請求項１に記載の通信端末。
  3. 　前記外部通信網を経由して、前記認証装置が正常に動作するか否かを判定する第２の正常動作判定部と、
    　前記第２の正常動作判定部により正常に動作しないと判定された場合に、前記複数の通信端末から前記認証に用いる認証情報を収集する認証情報収集部と、
    　を更に備える請求項１に記載の通信端末。
  4. 　前記要求元通信端末から前記内部無線通信網中継装置を経由して前記接続情報の前記割当て要求を受信した場合に、前記認証装置の第２の代替処理として、前記認証情報収集部により収集された前記認証情報を用いて前記要求元通信端末の認証を行う第２の代替処理部と、
    　前記第１の代替処理として、前記第２の代替処理部により認証された前記要求元通信端末に前記接続情報を割り当てて、割り当てた前記接続情報を、前記内部無線通信網中継装置を経由して前記要求元通信端末へ送信する第３の代替処理部と、
    　を更に備える請求項３に記載の通信端末。
  5. 　前記外部通信網中継装置及び前記認証装置が正常に動作すると判定された場合に、前記外部通信網中継装置に対して前記第１の代替処理の実行結果情報を通知し、前記認証装置に対して前記第２の代替処理の実行結果情報を通知する実行結果情報通知部と、
    　前記内部無線通信網中継装置に対して、
    　　前記要求元通信端末からの前記接続情報の割当て要求、及び当該割当て要求に対する前記応答について、前記要求元通信端末と前記外部通信網中継装置との間を中継し、
    　　前記要求元通信端末の前記外部通信網用のデータについて、前記外部通信網中継装置を経由して前記外部通信網との間を中継する
    　処理を指示する第３の指示部と、
    　前記迂回用中継装置に対して、前記認証に関するデータの、前記内部無線通信網中継装置と前記認証装置との間の前記中継の停止を指示する第４の指示部と、
    　を更に備える請求項３に記載の通信端末。
  6. 　前記認証装置が正常に動作すると判定された場合に、前記認証装置に対して前記第２の代替処理の実行結果情報を通知する実行結果情報通知部
    　を更に備えた請求項３に記載の通信端末。
  7. 　前記要求元通信端末から前記内部無線通信網中継装置を経由して前記接続情報の前記割当て要求を受信した場合に、前記第１の代替処理として、前記要求元通信端末の認証を、前記外部通信網を経由して前記実行結果情報の通知を受けた前記認証装置に依頼して、当該認証装置により認証された前記要求元通信端末に前記接続情報を割り当てて、割り当てた前記接続情報を、前記内部無線通信網中継装置を経由して前記要求元通信端末へ送信する第４の代替処理部
    　を備えた請求項６に記載の通信端末。
  8. 　複数の通信端末と、
    　前記複数の通信端末からのデータの中継先である内部無線通信網中継装置と、
    　前記内部無線通信網中継装置を経由して、要求元通信端末の接続情報の割当て要求を受けた場合に、認証装置に対して前記要求元通信端末の認証を依頼し、認証された要求元通信端末に前記接続情報を割り当て、割り当てた前記接続情報を、前記内部無線通信網中継装置を経由して前記認証された前記要求元通信端末へ送信する外部通信網中継装置と、
    　前記割り当てられた前記接続情報を用いた前記要求元通信端末からの外部通信網用のデータについて、前記内部無線通信網中継装置と前記外部通信網との間を中継する迂回用中継装置と、を備え、
    　前記複数の通信端末の少なくとも１つは、請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の通信端末である
    　通信システム。
  9. 　通信端末の認証を認証装置に依頼する外部通信網中継装置が、正常に動作するか否かを判定し、
    　正常に動作しないと判定された場合に、自通信端末を含む複数の通信端末の中から、前記外部通信網中継装置の第１の代替処理を実行する代替通信端末を選択し、
    　前記代替通信端末として前記自通信端末が選択された場合に、前記複数の通信端末の中継先である内部無線通信網中継装置に対して、
    　　要求元通信端末からの接続情報の割当て要求、及び当該割当て要求に対する応答について、前記要求元通信端末と前記自通信端末との間を中継し、
    　　前記要求元通信端末の認証に関するデータについて、前記自通信端末と前記認証装置との間を中継し、
    　　前記要求元通信端末の外部通信網用のデータについて、前記自通信端末を経由して外部通信網との間を中継する
    　処理を指示し、
    　前記外部通信網用のデータについて前記内部無線通信網中継装置と前記外部通信網との間を中継する迂回用中継装置に対して、さらに前記認証に関するデータを前記内部無線通信網中継装置と前記認証装置との間を中継する処理を指示する、
    　通信端末の制御方法。
  10. 　コンピュータを、
    　通信端末の認証を認証装置に依頼する外部通信網中継装置が、正常に動作するか否かを判定し、
    　正常に動作しないと判定された場合に、自通信端末を含む複数の通信端末の中から、前記外部通信網中継装置の第１の代替処理を実行する代替通信端末を選択し、
    　前記代替通信端末として前記自通信端末が選択された場合に、前記複数の通信端末の中継先である内部無線通信網中継装置に対して、
    　　要求元通信端末からの接続情報の割当て要求、及び当該割当て要求に対する応答について、前記要求元通信端末と前記自通信端末との間を中継し、
    　　前記要求元通信端末の認証に関するデータについて、前記自通信端末と前記認証装置との間を中継し、
    　　前記要求元通信端末の外部通信網用のデータについて、前記自通信端末を経由して外部通信網との間を中継する
    　処理を指示し、
    　前記外部通信網用のデータについて前記内部無線通信網中継装置と前記外部通信網との間を中継する迂回用中継装置に対して、さらに前記認証に関するデータを前記内部無線通信網中継装置と前記認証装置との間を中継する処理を指示する
    　処理を実行させるプログラム。
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