WO2022038771A1 - 通信システム、通信方法、中継サーバ及びプログラム - Google Patents

通信システム、通信方法、中継サーバ及びプログラム Download PDF

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WO2022038771A1
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mptcp
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service server
relay server
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智彦 池田
聖 成川
拓也 阿部
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日本電信電話株式会社
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04L69/163—In-band adaptation of TCP data exchange; In-band control procedures

Definitions

  • This disclosure relates to a communication system using MPTCP.
  • MPTCP cannot be used unless both the user terminal and the service server side (termination server) support MPTCP in MPTCP (MultiPath Transmission Control Protocol) (see, for example, Non-Patent Document 1). Since it is a technology associated with session establishment by 3way handshake of TCP, it was indispensable for the service server side to support MPTCP in order to use MPTCP.
  • MPTCP Transmission Control Protocol
  • the object of the present disclosure is to enable communication using MPTCP even when a user terminal that supports MPTCP is connected to a service server that does not support MP TCP.
  • this disclosure proposes that the implementation of MPTCP on the service server can be omitted via the relay server.
  • the relay server of the present disclosure is A relay server connected between a service server that does not support MPTCP (MultiPath Transmission Control Protocol) and a terminal device. It is determined whether or not the terminal device supports MPTCP, and it is determined. When the terminal device supports MPTCP, An MPTCP main session and a sub-session are established with the terminal device, and the MPTCP main session and sub-session are established. A TCP (Transmission Control Protocol) session is established with the service server, and a TCP (Transmission Control Protocol) session is established. Packets are sent and received with the service server using a TCP session. Packets are sent and received to and from the terminal device using the MPTCP main session and sub-session.
  • MPTCP MultiPath Transmission Control Protocol
  • the communication method of the present disclosure is: It is a communication method executed by a relay server connected between a service server that does not support MPTCP (MultiPath Transmission Control Protocol) and a terminal device. It is determined whether or not the terminal device supports MPTCP, and it is determined. When the terminal device supports MPTCP, An MPTCP main session and a sub-session are established with the terminal device, and the MPTCP main session and sub-session are established. A TCP (Transmission Control Protocol) session is established with the service server, and a TCP (Transmission Control Protocol) session is established. Packets are sent and received with the service server using a TCP session. Packets are sent and received to and from the terminal device using the MPTCP main session and sub-session.
  • MPTCP MultiPath Transmission Control Protocol
  • the program of the present disclosure is a program for realizing a computer as each functional unit provided in the communication device according to the present disclosure, and each step provided in the communication method executed by the communication device according to the present disclosure is performed by the computer. It is a program to be executed by.
  • An example of the system configuration of the present disclosure is shown.
  • An example of a relay server configuration is shown. It is a flowchart which shows an example of the flow until the service is started between a user terminal and a service server. It is a flowchart which shows an example of the flow until the service starts between a user terminal 93 and a service server 92.
  • An example of the sequence at the time of connection of the conventional user terminal is shown.
  • An example of the sequence when the user terminal is connected in the upstream direction according to the present disclosure is shown.
  • An example of the sequence when the user terminal is connected in the downlink direction according to the present disclosure is shown.
  • An example of the TCP option format is shown.
  • An example of the MPTCP format is shown.
  • An example of sequence management and option storage area is shown.
  • FIG. 1 shows an example of the system configuration of the present disclosure.
  • the communication system of the present disclosure includes a user terminal 93 that functions as a terminal device, carrier networks 81 to 83, a service server 92 that does not support MPTCP that provides Internet services, and a relay server 91.
  • the apparatus of the present disclosure can also be realized by a computer and a program, and the program can be recorded on a recording medium or provided through a network.
  • the user terminal 93 first establishes a main session with the service server 92 via the main flow, then confirms whether the user terminal 93 and the service server 92 support MPTCP, and then sub-flows. Establish a session.
  • the multipath connection is started.
  • the TCP option area is used, the service server 92 side confirms this TCP option area, and after confirming the MPTCP adaptation between the user terminal 93 and the service server 92, the multipath is used. Start the connection flow.
  • the relay server 91 monitors the packet and confirms the target data in the TCP option area, the destination address of the packet is rewritten from the service server 92 to the relay server 91. After that, the user terminal 93 establishes a connection with the relay server 91 by a three-way handshake, and starts a multipath connection. The relay server 91 transfers packets to the service server 92 after establishing a connection with the user terminal 93.
  • the communication system of the present disclosure can realize MPTCP without the service server 92 implementing MPTCP. Therefore, the present disclosure can improve fault tolerance and throughput by realizing multipath.
  • FIG. 2 shows a configuration example of the relay server.
  • the relay server 91 includes a TCP option area monitoring unit 14, an IP rewriting unit 13, an MPTCP function unit 12, and transfer units 11 and 15.
  • the user terminal 93 is connected to the relay server 91 via the carrier networks 81 and 82.
  • the TCP option area monitoring unit 14 is connected to the IP rewriting unit 13, the IP rewriting unit 13 is connected to the MPTCP function unit 12, and the MPTCP function unit 12 is connected to the service server 92 via the carrier network 83.
  • MP_CAPABLE data is used between the user terminal 93 and the service server 92 in order to confirm that each user terminal 93 supports MPTCP. This is an option included in the first synchronization packet (SYN), and MPTCP compatibility is confirmed by detecting this data.
  • the TCP option area monitoring unit 14 monitors MP_CAPABLE included in this synchronization packet. When the MP_CAPABLE data is included, the IP rewriting unit 13 rewrites the destination IP address, and the MPTCP function unit 12 establishes a session between the user terminal 93 and the relay server 92.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a flow until the service is started between the user terminal and the service server.
  • the TCP option area monitoring unit 14 of the relay server 91 acquires the packet (S111)
  • the MPTCP scheme is started.
  • the TCP option area monitoring unit 14 of the relay server 91 detects MP_CAPABLE included in the MPTCP synchronization packet (SYS) (Yes in S112), it starts the MPTCP scheme (S113).
  • the IP rewriting unit 13 of the relay server 91 rewrites the destination IP address of the service server 92 to the relay server 91 (S114).
  • the MPTCP functional unit 12 performs a 3-way handshake between the user terminal 93 and the relay server 91 for a packet whose destination address is 91 as the relay server, and establishes a main session (S115). After establishing the main session, the MPTCP functional unit 12 establishes a subsession with the user terminal 93 (S116), and the multipath connection is completed. After establishing the session between the user terminal 93 and the relay server 91 (S117), the transfer unit 11 of the relay server 91 transfers all the packets addressed to the service server 92 to the service server 92 (S118).
  • step S118 after the session of step S117 is established, the relay server 91 forwards the packet of the service server 92 whose destination IP does not change the IP address to the service server 92. Further, when the service server 92 receives the packet, the relay server 91 rewrites the source IP address to the IP address of the user terminal in order to make it appear that the service server 92 and the user terminal 93 are directly connected. Packet transfer is performed with. This completes the processing of the flowchart shown in the drawing.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a flow until the service is started between the user terminal 93 and the service server 92.
  • the service server 92 transmits a packet addressed to the user terminal 93, and the flow starts when the relay server 91 receives the packet (S121).
  • the IP rewriting unit 13 of the relay server 91 changes the destination IP of the received packet from the user terminal 93 to the relay server 91 (S122), and establishes a session between the service server 92 and the relay server 91 (S123). ..
  • the MPTCP function unit 12 of the relay server 91 establishes a main session with the user terminal 93 (S133), then establishes a subsession (S134), and then the multipath connection is completed.
  • the transfer unit 15 of the relay server 91 transfers all the packets addressed to the user terminal 93 to the user terminal 93 (S135). This completes the processing of the flowchart shown in the drawing.
  • the session reconstruction scheme is started (S141). .. In this case, the transfer unit 15 discards the session between the relay server 91 and the service server 92 (S142). Then, the transfer unit 15 establishes a session between the service server 92 and the user terminal 93 (S143).
  • the destination IP rewriting operation will be described with reference to FIG.
  • the relay server 91 replaces the destination IP address with the IP address of the relay server 91 from the service server 92. At that time, the IP address of the service server 92 is held by the conversion table. After establishing a session with the service server 92 and the user terminal 93, the relay server 91 transfers packets by using the conversion table.
  • the relay server 91 gives the user terminal 93 the illusion that it has a direct session with the service server 92. Further, the relay server 91 makes the service server 92 give the illusion that the user terminal 93 has a direct session.
  • IP rewriting unit 13 of the relay server 91 reads the transmission / reception port number described in the TCP header and stores it in the conversion table.
  • the IP rewriting unit 13 of the relay server 91 matches the connection port based on the conversion table and connects to the user terminal 93.
  • FIG. 7 shows an example of a sequence when a conventional user terminal is connected.
  • MPTCP compatibility is confirmed in parallel with the TCP session operation, and if the user terminal and the service server 92 support MPTCP, the MPTCP session is established.
  • FIG. 8 shows an example of the sequence when the user terminal is connected in the upstream direction according to the present disclosure.
  • the relay server 91 behaves as if it is communicating directly with the service server 92 and the user terminal 93 when viewed from the user terminal 93 and the service server 92 side.
  • the MPTCP connection can be made between the user terminal 93 and the relay server 91, and the TCP connection can be made between the relay server 91 and the service server 92.
  • the relay server 91 establishes a session with the user terminal 93 using the IP address of the service server 92 (S212, S213, S221, S222, S223).
  • the relay server 91 establishes a session with the service server 92 using the IP address of the user terminal 93 (S231, S232, S233). After that, the relay server 91 transmits data to the MPTCP session (S241).
  • FIG. 9 shows an example of the sequence when the user terminal is connected in the downlink direction according to the present disclosure.
  • the relay server 91 behaves as if it is directly communicating with the service server 92 and the user terminal 93 when viewed from the user terminal 93 and the service server 92 side.
  • the MPTCP connection can be made between the user terminal 93 and the relay server 91, and the TCP connection can be made between the relay server 91 and the service server 92.
  • the relay server 91 establishes a session with the service server 92 using the IP address of the user terminal 93 (S312, S313).
  • the relay server 91 establishes a session with the user terminal 93 using the IP address of the service server 92 (S321, S322, S323, S331, S332, S333).
  • the relay server 91 transmits the data transmitted from the service server 92 (S341) to the MPTCP session with the user terminal 93 (S343).
  • the relay server 91 reads and rewrites the IP header and TCP header information from the SYN packet transmitted by the user terminal 93.
  • the IP header whose destination IP address is the IP addressed to the service server is rewritten to the IP of the relay server 91.
  • For the port specify the port of the relay server 91 according to the port number of the read TCP header, and connect.
  • TCP option area monitoring unit 14 10 and 11 show examples of TCP options and MPTCP formats.
  • the TCP option format is defined by an option number, a length, and an option value. Both the option number and the length are 1 BYte.
  • the option value any value of 2 to 38Bite can be adopted.
  • MPTCP it is defined in RFC8684 that it is an option value defined in FIG.
  • the MPTCP format is defined by the option number, length, and option value of 1Byte. Therefore, the TCP option area monitoring unit 14 monitors the TCP option number and determines whether this number is 30 or not.
  • FIG. 12 shows an example of sequence management and option storage area.
  • the MPTCP kernel of the user terminal 93 and the relay server 91 stores the sequence number in the TCP option area before data transmission. This is a centralized sequence number between multipaths, and the receiving side can consolidate packets between multipaths by confirming this.
  • This disclosure can be applied to the information and communication industry.
  • Transfer unit 12 MPTCP function unit 13: IP rewrite unit 14: TCP option area monitoring unit 81, 82, 83: Carrier network 91: Relay server 92: Service server 93: User terminal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer And Data Communications (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

本開示は、ＭＰＴＣＰに対応した端末装置が、ＭＰＴＣＰ未対応のサービスサーバとの間であっても、ＭＰＴＣＰを利用した通信を可能にすることを目的とする。　ＭＰＴＣＰ未対応のサービスサーバと端末装置がパケットを送受信する通信システムであって、前記サービスサーバと前記端末装置との間に接続される中継サーバを備え、前記中継サーバは、前記端末装置がＭＰＴＣＰ（ＭｕｌｔｉＰａｔｈ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に対応しているか否かを判定し、前記端末装置がＭＰＴＣＰに対応している場合、前記端末装置との間ではＭＰＴＣＰメインセッションおよびサブセッションを確立し、前記サービスサーバとの間ではＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）セッションを確立し、前記サービスサーバとはＴＣＰセッションを用いてパケットを送受信し、前記端末装置とはＭＰＴＣＰメインセッションおよびサブセッションを用いてパケットを送受信する。

Description

通信システム、通信方法、中継サーバ及びプログラム
　本開示は、ＭＰＴＣＰを利用した通信システムに関する。
　従来ＭＰＴＣＰ（ＭｕｌｔｉＰａｔｈ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）において利用者端末、サービスサーバ側（終端サーバ）両方がＭＰＴＣＰに対応していなければ、ＭＰＴＣＰを利用できない（例えば、非特許文献１参照。）。ＴＣＰの３ｗａｙ　ｈａｎｄｓｈａｋｅによるセッション確立に付随した技術であるためＭＰＴＣＰを利用するためにはサービスサーバ側にＭＰＴＣＰに対応していることが必須だった。
　現在普及している利用者端末はほぼＭＰＴＣＰに対応している（ｉＯＳ７以降、ａｎｄｒｏｉｄ，ｌｉｎｕｘはパッチ配布済み）ものの、サービスサーバ側がＭＰＴＣＰに対応していないため、ＭＰＴＣＰが普及しない原因となっている。ＭＰＴＣＰはＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコルオプション領域を利用し、利用者端末とサービスサーバ両方がＭＰＴＣＰを導入していることを確認したのち、マルチパス接続を行う。よって、利用者端末、サービスサーバ側のＭＰＴＣＰ導入が不可欠であった。
ＲＦＣ８６８４－ＴＣＰ　Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ　ｆｏｒ　Ｍｕｌｔｉｐａｔｈ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｄｄｒｅｓｓｅｓ
　本開示は、ＭＰＴＣＰに対応した利用者端末が、ＭＰＴＣＰ未対応のサービスサーバとの間であっても、ＭＰＴＣＰを利用した通信を可能にすることを目的とする。
　そこで、本開示は、中継サーバを介することでサービスサーバへのＭＰＴＣＰ実装を省略可能にすることを提案する。
　具体的には、本開示の通信システムは、
　ＭＰＴＣＰ（ＭｕｌｔｉＰａｔｈ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）未対応のサービスサーバと端末装置がパケットを送受信する通信システムであって、
　前記サービスサーバと前記端末装置との間に接続される中継サーバを備え、
　前記中継サーバは、
　前記端末装置がＭＰＴＣＰに対応しているか否かを判定し、
　前記端末装置がＭＰＴＣＰに対応している場合、
　前記端末装置との間ではＭＰＴＣＰメインセッションおよびサブセッションを確立し、
　前記サービスサーバとの間ではＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）セッションを確立し、
　前記サービスサーバとはＴＣＰセッションを用いてパケットを送受信し、
　前記端末装置とはＭＰＴＣＰメインセッションおよびサブセッションを用いてパケットを送受信する。
　具体的には、本開示の中継サーバは、
　ＭＰＴＣＰ（ＭｕｌｔｉＰａｔｈ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）未対応のサービスサーバと端末装置との間に接続される中継サーバであって、
　前記端末装置がＭＰＴＣＰに対応しているか否かを判定し、
　前記端末装置がＭＰＴＣＰに対応している場合、
　前記端末装置との間ではＭＰＴＣＰメインセッションおよびサブセッションを確立し、
　前記サービスサーバとの間ではＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）セッションを確立し、
　前記サービスサーバとはＴＣＰセッションを用いてパケットを送受信し、
　前記端末装置とはＭＰＴＣＰメインセッションおよびサブセッションを用いてパケットを送受信する。
　具体的には、本開示の通信方法は、
　ＭＰＴＣＰ（ＭｕｌｔｉＰａｔｈ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）未対応のサービスサーバと端末装置との間に接続される中継サーバが実行する通信方法であって、
　前記端末装置がＭＰＴＣＰに対応しているか否かを判定し、
　前記端末装置がＭＰＴＣＰに対応している場合、
　前記端末装置との間ではＭＰＴＣＰメインセッションおよびサブセッションを確立し、
　前記サービスサーバとの間ではＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）セッションを確立し、
　前記サービスサーバとはＴＣＰセッションを用いてパケットを送受信し、
　前記端末装置とはＭＰＴＣＰメインセッションおよびサブセッションを用いてパケットを送受信する。
　具体的には、本開示のプログラムは、本開示に係る通信装置に備わる各機能部としてコンピュータを実現させるためのプログラムであり、本開示に係る通信装置が実行する通信方法に備わる各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
　本開示によれば、ＭＰＴＣＰに対応した端末装置が、ＭＰＴＣＰ未対応のサービスサーバとの間であっても、ＭＰＴＣＰを利用した通信を行うことができる。
本開示のシステム構成の一例を示す。 中継サーバの構成例を示す。 利用者端末－サービスサーバ間でサービスを開始するまでの流れの一例を示すフローチャートである。 利用者端末９３とサービスサーバ９２間でサービス開始するまでの流れの一例を示すフローチャートである。 ＩＰ書き換え動作の一例を示す説明図である。 ＴＣＰポート番号統一によるセッション確立プロセスの一例を示す説明図である。 従来の利用者端末の接続時のシーケンスの一例を示す。 本開示に係る上り方向での利用者端末の接続時のシーケンスの一例を示す。 本開示に係る下り方向での利用者端末の接続時のシーケンスの一例を示す。 ＴＣＰオプションフォーマットの一例を示す。 ＭＰＴＣＰフォーマットの一例を示す。 シーケンス管理とオプション格納領域の一例を示す。
　以下、本開示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。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
（発明のポイント）
　図１に本開示のシステム構成の一例を示す。本開示の通信システムは、端末装置として機能する利用者端末９３、キャリアネットワーク８１～８３、インターネット・サービスを提供するＭＰＴＣＰ未対応のサービスサーバ９２、中継サーバ９１を備える。本開示の装置はコンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
　利用者端末９３はまず、メインフローを介してサービスサーバ９２とメインセッションを確立し、その後利用者端末９３及びサービスサーバ９２間でＭＰＴＣＰに対応しているか否かの対応確認を行い、サブフローによりサブセッション確立を行う。
　従来のＭＰＴＣＰでは、３ｗａｙ　ｈａｎｄｓｈａｋｅにより、利用者端末９３とサービスサーバ９２間のコネクション確立後、マルチパスの接続を開始する。従来のＭＰＴＣＰ技術では、ＴＣＰオプション領域を利用し、サービスサーバ９２側はこのＴＣＰオプション領域を確認し、利用者端末９３及びサービスサーバ９２間の両方のＭＰＴＣＰ適応確認を行った後、マルチパスでの接続フローを開始する。
　一方の本開示では、中継サーバ９１がパケット監視を行い、ＴＣＰオプション領域に対象データを確認したら、パケットの宛先アドレスをサービスサーバ９２から中継サーバ９１に書き換える。その後、利用者端末９３は、中継サーバ９１と３ウェイハンドシェイクによるコネクション確立を行い、マルチパスの接続を開始する。なお、中継サーバ９１は、利用者端末９３とのコネクションを確立後、サービスサーバ９２にパケット転送を行う。
　本開示の通信システムは、サービスサーバ９２がＭＰＴＣＰを実装することなくＭＰＴＣＰを実現することができる。このため、本開示は、マルチパス実現により耐障害性、スループットの向上を図ることができる。
　図２に、中継サーバの構成例を示す。中継サーバ９１は、ＴＣＰオプション領域監視部１４、ＩＰ書き換え部１３、ＭＰＴＣＰ機能部１２、転送部１１、１５を備える。
　利用者端末９３は、キャリアネットワーク８１及び８２を介して中継サーバ９１に接続される。ＴＣＰオプション領域監視部１４はＩＰ書き換え部１３と接続され、ＩＰ書き換え部１３はＭＰＴＣＰ機能部１２と接続され、ＭＰＴＣＰ機能部１２はキャリアネットワーク８３を介してサービスサーバ９２と接続される。
　利用者端末９３及びサービスサーバ９２間はそれぞれの利用者端末９３がＭＰＴＣＰに対応していることを確認するためにＭＰ＿ＣＡＰＡＢＬＥデータを利用する。これは最初の同期パケット（ＳＹＮ）に含まれているオプションで、このデータを検知することによりＭＰＴＣＰ対応確認を行う。ＴＣＰオプション領域監視部１４は、この同期パケットに含まれているＭＰ＿ＣＡＰＡＢＬＥを監視する。ＭＰ＿ＣＡＰＡＢＬＥデータが含まれている場合は、ＩＰ書き換え部１３が宛先ＩＰアドレスを書き換え、ＭＰＴＣＰ機能部１２が、利用者端末９３及び中継サーバ９２間でセッションの確立を行う。
（上りの基本フロー）
　図３は、利用者端末－サービスサーバ間でサービスを開始するまでの流れを示すフローチャートである。中継サーバ９１のＴＣＰオプション領域監視部１４がパケットを取得すると（Ｓ１１１）、ＭＰＴＣＰスキームが開始される。
　中継サーバ９１のＴＣＰオプション領域監視部１４はＭＰＴＣＰの同期パケット（ＳＹＳ）に含まれるＭＰ＿ＣＡＰＡＢＬＥを検知すると（Ｓ１１２においてＹｅｓ）、ＭＰＴＣＰスキームを開始する（Ｓ１１３）。
　中継サーバ９１のＩＰ書き換え部１３は、サービスサーバ９２となっている宛先ＩＰアドレスを中継サーバ９１宛に書き換える（Ｓ１１４）。ＭＰＴＣＰ機能部１２は宛先アドレスが中継サーバと９１なっているパケットに対して、利用者端末９３及び中継サーバ９１間で３ウェイハンドシャイクを行い、メインセッションを確立する（Ｓ１１５）。
　メインセッションを確立した後、ＭＰＴＣＰ機能部１２は利用者端末９３とサブセッションを確立して（Ｓ１１６）、マルチパス接続が完了する。
　利用者端末９３と中継サーバ９１間のセッションを確立後（Ｓ１１７）、中継サーバ９１の転送部１１はサービスサーバ９２宛てのパケットを全てサービスサーバ９２に転送する（Ｓ１１８）。
　ステップＳ１１７のセッションを確立後のステップＳ１１８では、中継サーバ９１は、宛先ＩＰがサービスサーバ９２のパケットを、ＩＰアドレスを変更せずにサービスサーバ９２に転送する。また、サービスサーバ９２がパケットを受け取ったとき、サービスサーバ９２と利用者端末９３が直接接続しているように見せかけるため、中継サーバ９１は送信元ＩＰアドレスを利用者端末のＩＰアドレスに書き換えた上でパケット転送を行う。
　以上で、図面に示すフローチャートの処理が終了する。
（下りの基本フロー）
　図４は利用者端末９３とサービスサーバ９２間でサービス開始するまでの流れを示すフローチャートである。サービスサーバ９２が利用者端末９３宛てのパケットを送信し、中継サーバ９１がそのパケットを受信したところでフローが開始する（Ｓ１２１）。
　中継サーバ９１のＩＰ書き換え部１３は、受信したパケットの宛先ＩＰを利用者端末９３宛てから中継サーバ９１宛てに変更し（Ｓ１２２）、サービスサーバ９２及び中継サーバ９１間のセッションを確立する（Ｓ１２３）。
　中継サーバ９１のＴＣＰオプション領域監視部１４は、利用者端末９３から受け取ったＭＰＴＣＰの同期パケット（ＳＹＳ）に含まれるＭＰ＿ＣＡＰＡＢＬＥを検知すると（Ｓ１２５においてＹｅｓ）、ＭＰＴＣＰスキームを開始する（Ｓ１３１）。
　中継サーバ９１のＩＰ書き換え部１３は、利用者端末９３から受け取ったパケットの宛先ＩＰアドレスを、サービスサーバ９２宛てから中継サーバ９１宛に書き換える（Ｓ１３２）。ＭＰＴＣＰ機能部１２は利用者端末９３から受け取った宛先アドレスがサービスサーバ９２となっているパケットに対して、宛先ＩＰアドレスを中継サーバ９１に書き換えた後（Ｓ１３２）、利用者端末９３、中継サーバ９２間で３ウェイハンドシャイクを行い、セッションを確立する（Ｓ１３３）。
　その後、中継サーバ９１のＭＰＴＣＰ機能部１２が利用者端末９３との間でメインセッションを確立した後（Ｓ１３３）、サブセッションを確立して（Ｓ１３４）、マルチパス接続が完了する。
　利用者端末９３と中継サーバ９１間のセッション確立後、中継サーバ９１の転送部１５は利用者端末９３宛てのパケットを全て利用者端末９３に転送する（Ｓ１３５）。
　以上で、図面に示すフローチャートの処理が終了する。
　中継サーバ９１のＴＣＰオプション領域監視部１４は、利用者端末９３から受け取ったＭＰＴＣＰの同期パケット（ＳＹＳ）に含まれるＭＰ＿ＣＡＰＡＢＬＥを検知しない場合（Ｓ１２５においてＮｏ）、セッション再構成スキームを開始する（Ｓ１４１）。この場合、転送部１５は、中継サーバ９１及びサービスサーバ９２間のセッションを破棄する（Ｓ１４２）。そして、転送部１５は、サービスサーバ９２及び利用者端末９３間のセッションを確立する（Ｓ１４３）。
（中継サーバ９１の宛先ＩＰ書き換え動作）
　図５を参照しながら宛先ＩＰ書き換え動作について説明する。中継サーバ９１は、宛先ＩＰアドレスを、サービスサーバ９２から中継サーバ９１のＩＰアドレスに付け替える。その際、変換テーブルによりサービスサーバ９２のＩＰアドレスを保持しておく。中継サーバ９１は、サービスサーバ９２及び利用者端末９３とのセッションを確立後、その変換テーブルを利用してパケットの転送を行う。
　具体的には、中継サーバ９１のＭＰＴＣＰ機能部１２は、受け取った同期パケットに対してＡＣＫを返す。その際、ＭＰＴＣＰ機能部１２は、変換テーブルを参照し、送信元アドレスを中継サーバ９１のＩＰアドレスからサービスサーバ９２のＩＰアドレスに書き換えて、利用者端末９３にはあたかもサービスサーバ９２とセッションを張る動作をしているように見せかける。
　このように、本開示では、中継サーバ９１は、サービスサーバ９２と直接セッションをはっているように、利用者端末９３に錯覚させる。また中継サーバ９１は、利用者端末９３と直接セッションをはっているように、サービスサーバ９２に錯覚させる。
（ＴＣＰポート番号統一によるセッション確立プロセス）
　図６を参照しながらＴＣＰポート番号を統一する動作について説明する。ＴＣＰでは、ＩＰとポート番号の組み合わせを用いてセッションの確立を行っている。そこで、本開示では、ＩＰだけではなく、ポート番号を中継サーバ９１が伝達する仕組みを備える。具体的には、中継サーバ９１のＩＰ書き換え部１３は、ＴＣＰヘッダに記載されている送受信ポート番号を読み取り、変換テーブルに格納する。中継サーバ９１のＩＰ書き換え部１３は、変換テーブルに基づいて接続ポートを一致させ利用者端末９３と接続する。中継サーバ９１から利用者端末９３へＳＹＮ＋ＡＣＫパケットを送る際は、変換テーブルから読み取ったポート番号に一致させる。
　図７に、従来の利用者端末の接続時のシーケンスの一例を示す。ＴＣＰオプション領域を利用することでＴＣＰセッション動作に並行して、ＭＰＴＣＰ対応確認を行い、利用者端末及びサービスサーバ９２間がＭＰＴＣＰ対応しているならば、ＭＰＴＣＰセッションを確立する。
　図８に、本開示に係る上り方向での利用者端末の接続時のシーケンスの一例を示す。中継サーバ９１はＩＰアドレスを偽装することで、利用者端末９３及びサービスサーバ９２側から見て直接サービスサーバ９２及び利用者端末９３と通信しているかのようにふるまう。これにより、利用者端末９３及び中継サーバ９１間はＭＰＴＣＰ接続を行い、中継サーバ９１及びサービスサーバ９２間はＴＣＰ接続を行うことが可能になる。
　例えば、中継サーバ９１は、サービスサーバ９２のＩＰアドレスを用いて、利用者端末９３とセッションを確立する（Ｓ２１２、Ｓ２１３、Ｓ２２１、Ｓ２２２、Ｓ２２３）。中継サーバ９１は、利用者端末９３のＩＰアドレスを用いて、サービスサーバ９２とセッションを確立する（Ｓ２３１、Ｓ２３２、Ｓ２３３）。その後、中継サーバ９１は、ＭＰＴＣＰセッションに対してデータ送信する（Ｓ２４１）。
　図９に、本開示に係る下り方向での利用者端末の接続時のシーケンスの一例を示す。中継サーバ９１は、ＩＰアドレスを偽装することで、利用者端末９３及びサービスサーバ９２側から見て、直接サービスサーバ９２及び利用者端末９３と通信しているかのようにふるまう。これにより、利用者端末９３及び中継サーバ９１間はＭＰＴＣＰ接続を行い、中継サーバ９１及びサービスサーバ９２間はＴＣＰ接続を行うことが可能になる。
　例えば、中継サーバ９１は、利用者端末９３のＩＰアドレスを用いて、サービスサーバ９２とセッションを確立する（Ｓ３１２、Ｓ３１３）。中継サーバ９１は、サービスサーバ９２のＩＰアドレスを用いて、利用者端末９３とセッションを確立する（Ｓ３２１、Ｓ３２２、Ｓ３２３、Ｓ３３１、Ｓ３３２、Ｓ３３３）。その後、中継サーバ９１は、サービスサーバ９２から送信されたデータを（Ｓ３４１）、利用者端末９３とのＭＰＴＣＰセッションに対してデータ送信する（Ｓ３４３）。
　前述の実施形態では変換テーブルを参照して宛先ＩＰの書き換え及びポート番号の書き換えを行う例を示したが、宛先ＩＰの書き換え及びポート番号の書き換えは、ＮＡＰＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ａｄｄｒｅｓｓ　ａｎｄ　Ｐｏｒｔ　Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）のＩＰアドレス、ＴＣＰポート変換機能を利用し、ＩＰアドレス、ポート番号のマッピングを行うことで実現可能である。具体的には、ＮＡＰＴに備わる以下の機能を用いる。
・ＩＰヘッダにあるＩＰアドレスを変換
・ＴＣＰヘッダのポート番号を交換
・ＮＡＴトラバーサル（ＮＡＴ越）
　中継サーバ９１は、利用者端末９３の送信したＳＹＮパケットから、ＩＰヘッダ、ＴＣＰヘッダ情報を読み取り、書き換える。
　ＩＰヘッダについては、宛先ＩＰアドレスがサービスサーバ宛ＩＰとなっているＩＰヘッダを中継サーバ９１のＩＰに書き換える。
　ポートについては、読み取ったＴＣＰヘッダのポート番号に合わせて、中継サーバ９１のポートを指定し、接続する。
（ＴＣＰオプション領域監視部１４の動作）
　図１０及び図１１に、ＴＣＰオプションとＭＰＴＣＰフォーマットの一例を示す。
　ＴＣＰオプションフォーマットは図１０に示すように、オプション番号、長さ、オプション値で定義される。オプション番号及び長さはいずれも１Ｂｙｔｅである。オプション値は２～３８Ｂｙｔｅの任意の値を採用することができる。
　ＭＰＴＣＰを利用する場合は図１１で定義されるオプション値であることがＲＦＣ８６８４にて定義されている。ＭＰＴＣＰフォーマットは、図１１に示すように、１Ｂｙｔｅのオプション番号、長さ、オプション値で定義される。よって、ＴＣＰオプション領域監視部１４はＴＣＰオプション番号を監視し、この番号が３０であるかそうでないかの判定を行う。
（シーケンス番号格納と提案技術）
　図１２に、シーケンス管理とオプション格納領域の一例を示す。利用者端末９３及び中継サーバ９１のＭＰＴＣＰカーネルは、データ送信前にＴＣＰオプション領域にシーケンス番号を格納する。これはマルチパス間で一元化されたシーケンス番号であり、受信側はこれを確認することでマルチパス間でのパケットを統合することができる。
　本開示は情報通信産業に適用することができる。
１１、１５：転送部
１２：ＭＰＴＣＰ機能部
１３：ＩＰ書き換え部
１４：ＴＣＰオプション領域監視部
８１、８２、８３：キャリアネットワーク
９１：中継サーバ
９２：サービスサーバ
９３：利用者端末

Claims (4)

  1. 　ＭＰＴＣＰ（ＭｕｌｔｉＰａｔｈ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）未対応のサービスサーバと端末装置がパケットを送受信する通信システムであって、
    　前記サービスサーバと前記端末装置との間に接続される中継サーバを備え、
    　前記中継サーバは、
    　前記端末装置がＭＰＴＣＰに対応しているか否かを判定し、
    　前記端末装置がＭＰＴＣＰに対応している場合、
    　前記端末装置との間ではＭＰＴＣＰメインセッションおよびサブセッションを確立し、
    　前記サービスサーバとの間ではＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）セッションを確立し、
    　前記サービスサーバとはＴＣＰセッションを用いてパケットを送受信し、
    　前記端末装置とはＭＰＴＣＰメインセッションおよびサブセッションを用いてパケットを送受信する、
    　通信システム。
  2. 　ＭＰＴＣＰ（ＭｕｌｔｉＰａｔｈ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）未対応のサービスサーバと端末装置との間に接続される中継サーバであって、
    　前記端末装置がＭＰＴＣＰに対応しているか否かを判定し、
    　前記端末装置がＭＰＴＣＰに対応している場合、
    　前記端末装置との間ではＭＰＴＣＰメインセッションおよびサブセッションを確立し、
    　前記サービスサーバとの間ではＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）セッションを確立し、
    　前記サービスサーバとはＴＣＰセッションを用いてパケットを送受信し、
    　前記端末装置とはＭＰＴＣＰメインセッションおよびサブセッションを用いてパケットを送受信する、
    　中継サーバ。
  3. 　ＭＰＴＣＰ（ＭｕｌｔｉＰａｔｈ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）未対応のサービスサーバと端末装置との間に接続される中継サーバが実行する通信方法であって、
    　前記端末装置がＭＰＴＣＰに対応しているか否かを判定し、
    　前記端末装置がＭＰＴＣＰに対応している場合、
    　前記端末装置との間ではＭＰＴＣＰメインセッションおよびサブセッションを確立し、
    　前記サービスサーバとの間ではＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）セッションを確立し、
    　前記サービスサーバとはＴＣＰセッションを用いてパケットを送受信し、
    　前記端末装置とはＭＰＴＣＰメインセッションおよびサブセッションを用いてパケットを送受信する、
    　通信方法。
  4. 　請求項２に記載の中継サーバに備わる各機能部としてコンピュータを実現させるためのプログラム。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015070616A (ja) * 2013-09-30 2015-04-13 トムソン ライセンシングＴｈｏｍｓｏｎ Ｌｉｃｅｎｓｉｎｇ 接続方法及び中継モジュール

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10412159B1 (en) * 2014-02-07 2019-09-10 Amazon Technologies, Inc. Direct load balancing using a multipath protocol
WO2016049933A1 (zh) * 2014-09-30 2016-04-07 华为技术有限公司 多路径传输控制协议通信的地址管理装置、系统及方法
US10587498B2 (en) * 2015-03-12 2020-03-10 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Methods and arrangements for multipath traffic aggregation
US11191121B2 (en) * 2018-07-23 2021-11-30 Parallel Wireless, Inc. Multipath TCP with mesh access
US20220021600A1 (en) * 2019-05-13 2022-01-20 Juniper Networks, Inc. Metric-based multi-hop path selection
EP4140106A1 (en) * 2020-04-23 2023-03-01 Juniper Networks, Inc. Session monitoring using metrics of session establishment

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015070616A (ja) * 2013-09-30 2015-04-13 トムソン ライセンシングＴｈｏｍｓｏｎ Ｌｉｃｅｎｓｉｎｇ 接続方法及び中継モジュール

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
L. DENG D. LIU T. SUN CHINA MOBILE M. BOUCADAIR FRANCE TELECOM G. CAUCHIE BOUYGUES TELECOM: "Use-cases and Requirements for MPTCP Proxy in ISP Networks; draft-deng-mptcp-proxy-01.txt", USE-CASES AND REQUIREMENTS FOR MPTCP PROXY IN ISP NETWORKS; DRAFT-DENG-MPTCP-PROXY-01.TXT, 27 October 2014 (2014-10-27), pages 1 - 18, XP015102633 *
YUJI KOJIMA; TAKESHI KAWASAKI; JUNICHI SUGA; RYUICHI TAKECHI: "An introduction method of Multipath TCP to mobile core networks and its evaluations", IEICE TECHNICAL REPORT, NS, vol. 114, no. 297 (NS2014-146), 6 November 2014 (2014-11-06), JP, pages 105 - 110, XP009534780 *

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