JP5103031B2 - Network communication method and system - Google Patents
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Description
本発明は、ネットワーク通信方法及びそのシステムに係り、特に、ネットワークアドレス変換装置(以下、NAT装置(Network Address Translator)という)によって接続された、異なるIPアドレス(Internet Protocol Address)体系を持つネットワーク間におけるNAT装置を越えたパケット通信を実現するトンネリング通信システム及びその方法、及びそのシステムに使用されるNAT-GW装置に関する。 The present invention relates to a network communication method and system thereof, and more particularly, between networks having different IP address (Internet Protocol Address) systems connected by a network address translation device (hereinafter referred to as a NAT device (Network Address Translator)). The present invention relates to a tunneling communication system and method for realizing packet communication beyond a NAT device, and a NAT-GW device used in the system.
一般に、企業が利用するネットワークは、企業内のローカルなネットワーク(以下、内部セグメントという)と、インターネットなどの外部のネットワーク(以下、外部セグメントという)と、外部セグメントに対して公開しているサーバ装置を設置しているDMZセグメント(Demilitarized Zone)の3つに大きく分けられ、各セグメント間はFW(Fire Wall)装置で区切られている。 Generally, a network used by a company is a local network within the company (hereinafter referred to as an internal segment), an external network such as the Internet (hereinafter referred to as an external segment), and a server device that is open to the external segment. The DMZ segment (Demilitarized Zone) is roughly divided into three, and each segment is separated by a FW (Fire Wall) device.
このようなネットワーク構成において、例えば外部セグメントと内部セグメント間でSIP(Session Initiation Protocol)を用いた通信を行う場合には、通常のNAT機能に加えてSIPメッセージ内のSDP(Session Description Protocol)を解析し、SDP内のIPアドレスを変換するSIP-NAT機能の技術が用いられている。
なお、NAT装置については非特許文献1に開示され、またSIPについては非特許文献2及び3に、SDPについては非特許文献4にそれぞれ詳しく開示されている。
In such a network configuration, for example, when communication using the SIP (Session Initiation Protocol) is performed between the external segment and the internal segment, the SDP (Session Description Protocol) in the SIP message is analyzed in addition to the normal NAT function. The SIP-NAT technology that converts the IP address in the SDP is used.
The NAT device is disclosed in
従来技術によれば、SIPセッションを使用したデータ通信システムにおいて、NAT装置によって接続された内部セグメントにあるSIPサーバを介した通信を行えないという問題がある。 According to the prior art, in a data communication system using an SIP session, there is a problem that communication via an SIP server in an internal segment connected by a NAT device cannot be performed.
また、NAT装置によって接続される内部セグメントの端末との間でSIPセッションを使用したデータ通信を行う場合に、SIPサーバにグローバルなIPアドレスを付加し、外部セグメントに公開する必要がある。しかも、通信で使用するポートが複数ある場合にはその全てのポートの通信を許可する必要があるため、ネットワークに対するセキュリティの設定を変更しなければならない。 In addition, when data communication using an SIP session is performed with a terminal in an internal segment connected by a NAT device, it is necessary to add a global IP address to the SIP server and disclose it to the external segment. In addition, when there are a plurality of ports used for communication, it is necessary to permit the communication of all the ports, so the security setting for the network must be changed.
本発明の目的は、上記従来技術の不具合を解決し、NAT−GW装置を介して接続される、異なるネットワーク体系における端末装置間の通信を実現するトンネリング通信方法、そのシステム、それに使用される通信用プログラム及びNAT-GW装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and to realize a communication between terminal devices in different network systems connected via a NAT-GW device, a tunneling communication method therefor, a system therefor, and a communication used therefor It is to provide a computer program and a NAT-GW apparatus.
本発明に係る通信方法は、好ましくは、データ通信のためのあるアドレス体系を持つ外部セグメントに属する外部端末装置と、外部セグメントとは異なるアドレス体系を持つ内部セグメントに属するトンネリング通信終端装置と内部端末装置とをNAT-GW装置を介して接続して、両端末装置間のセッション開始プロトコル(SIP)にて確立されたセッション(SIPセッション)を用いてパケット通信する通信方法であって、
内部セグメントにあるトンネリング通信を終端するトンネリング通信終端装置において、SIPパケットを解析すると共に、外部端末装置と内部端末装置間のパケットのルーティングを制御して、内部端末装置に対するパケットを送受信し、
NAT-GW装置において、トンネリングパケットを中継すると共に、1つTCPポートで接続を待受け、外部端末装置とNAT-GW装置間でTCPのコネクション(TCPコネクションという)を確立し、NAT-GW装置間とトンネリング通信終端装置間で別のTCPコネクションを確立し、外部端末装置と内部端末装置の各端末のIPアドレスとポート番号と各TCPコネクションとを対応付け、トンネリングパケットに含まれる宛先情報に対応するTCPコネクションを用いて、外部セグメントと内部セグメント間でパケット通信することを特徴とする通信方法である。
The communication method according to the present invention is preferably an external terminal device belonging to an external segment having a certain address system for data communication, and a tunneling communication terminal device and an internal terminal belonging to an internal segment having an address system different from the external segment. A communication method in which packet communication is performed using a session (SIP session) established by a session initiation protocol (SIP) between both terminal devices by connecting the device via a NAT-GW device,
In the tunneling communication termination device that terminates the tunneling communication in the internal segment, the SIP packet is analyzed, the routing of the packet between the external terminal device and the internal terminal device is controlled, and the packet to the internal terminal device is transmitted and received.
In the NAT-GW device, the tunneling packet is relayed and a connection is awaited at one TCP port, a TCP connection (TCP connection) is established between the external terminal device and the NAT-GW device, and between the NAT-GW device A TCP connection corresponding to the destination information included in the tunneling packet is established by establishing another TCP connection between the tunneling communication terminating devices, associating the IP address and port number of each terminal of the external terminal device and the internal terminal device with each TCP connection. A communication method characterized in that packet communication is performed between an external segment and an internal segment using a connection.
好ましい例では、トンネリング通信終端装置と外部端末装置は、NAT-GW装置へ接続するTCPポート番号の問い合わせを行い、NAT-GW装置から返送されたTCPポートへ対しコネクションを確立し、確立したTCPコネクションを用いてトンネリング通信を行う。
また、好ましくは、NAT-GW装置におけるパケットの中継及びトンネリング通信終端装置におけるパケットの転送を許可する宛先IPアドレスとポート番号の組合せをSIPセッションが確立した宛先間でだけトンネリング通信を許可する。
また、好ましくは、外部端末装置と内部端末装置間で送受信されるパケットのアプリケーション層のプロトコルに依存しないでトンネリング通信を行う。
In a preferred example, the tunneling communication termination device and the external terminal device inquire about the TCP port number connected to the NAT-GW device, establish a connection to the TCP port returned from the NAT-GW device, and establish the established TCP connection. To perform tunneling communication.
Preferably, the tunneling communication is permitted only between the destinations where the SIP session has established the combination of the destination IP address and the port number that permits the packet relay in the NAT-GW device and the packet forwarding in the tunneling communication termination device.
Preferably, the tunneling communication is performed without depending on the protocol of the application layer of packets transmitted and received between the external terminal device and the internal terminal device.
本発明に係るネットワーク通信システムは、好ましくは、データ通信のためのあるアドレス体系を持つ外部セグメントに属する外部端末装置と、外部セグメントとは異なるアドレス体系を持つ内部セグメントに属するトンネリング通信終端装置及び内部端末装置とをNAT-GW装置によって接続して、両端末装置間のセッション開始プロトコル(SIP)にて確立されたセッション(SIPセッション)を用いてパケット通信するネットワーク通信システムであって、
内部セグメントにおいてトンネリング通信を終端するトンネリング通信終端装置は、トンネリングパケットに関する変換を行うパケット変換部と、トンネリングパケットを送受信するトンネリングパケット伝達部と、SIPパケットを解析するSIP解析部と、外部端末装置と内部端末装置間のパケットのルーティングを制御するパケットルーティング制御部と、内部端末装置から受信したパケットをパケットルーティング制御部へ通知し及びパケットルーティング制御部から通知されたパケットを内部端末装置へ送信する機能を有するパケット転送部とを有し、
NAT-GW装置は、トンネリングパケットの宛先を制御するトンネリング通信制御部と、外部端末装置とトンネリング通信終端装置間でトンネリングパケットの中継を行うトンネリングパケット中継部を有し、かつ、NAT−GW装置は、1つTCPポートで接続を待受け、外部端末装置とNAT-GW装置間でTCPのコネクション(TCPコネクション)を確立し、NAT-GW装置間とトンネリング通信終端装置間で別のTCPコネクションを確立し、外部端末装置と内部端末装置の各端末のIPアドレスとポート番号と各TCPコネクションとを対応付け、トンネリングパケットに含まれる宛先情報に対応するTCPコネクションを用いて、外部セグメントと内部セグメント間のパケット通信することを特徴とするネットワーク通信システムである。
The network communication system according to the present invention preferably includes an external terminal device belonging to an external segment having a certain address system for data communication, a tunneling communication terminator belonging to an internal segment having an address system different from the external segment, and an internal A network communication system in which a terminal device is connected by a NAT-GW device and packet communication is performed using a session (SIP session) established by a session start protocol (SIP) between both terminal devices,
A tunneling communication termination device that terminates tunneling communication in an internal segment includes a packet conversion unit that performs conversion related to a tunneling packet, a tunneling packet transmission unit that transmits and receives a tunneling packet, a SIP analysis unit that analyzes a SIP packet, and an external terminal device, A packet routing control unit that controls routing of packets between internal terminal devices, and a function that notifies packets received from the internal terminal devices to the packet routing control unit and transmits packets notified from the packet routing control unit to the internal terminal devices A packet transfer unit having
The NAT-GW device includes a tunneling communication control unit that controls a destination of a tunneling packet, a tunneling packet relay unit that relays a tunneling packet between an external terminal device and a tunneling communication termination device, and the NAT-GW device includes: Waits for connection at one TCP port, establishes a TCP connection (TCP connection) between the external terminal device and the NAT-GW device, and establishes another TCP connection between the NAT-GW device and the tunneling communication terminator. The packet between the external segment and the internal segment using the TCP connection corresponding to the destination information included in the tunneling packet by associating the IP address and port number of each terminal of the external terminal device and the internal terminal device with each TCP connection Network communication system characterized by communication It is a non.
また、本発明はトンネリング終端装置及びNAT−GW装置で上記動作又は機能を実現するプログラムとしても構成され得る。
また、本発明に係るNAT−GW装置は、データ通信のためのあるアドレス体系を持つ、外部端末装置を含む外部セグメントと、外部セグメントとは異なるアドレス体系を持ち、トンネリング終端装置及び内部端末装置を含む内部セグメントとの間に介在して、両端末装置間のセッション開始プロトコル(SIP)にて確立されたセッション(SIPセッション)を用いてパケット通信を管理するNAT-GW装置において、
トンネリングパケットの宛先を制御するトンネリング通信制御部と、外部端末装置とトンネリング通信終端装置間でトンネリングパケットの中継を行うトンネリングパケット中継部を有し、1つTCPポートで接続を待受け、外部端末装置とNAT-GW装置間でTCPのコネクション(TCPコネクション)を確立し、NAT-GW装置間とトンネリング通信終端装置間で別のTCPコネクションを確立し、外部端末装置と内部端末装置の各端末のIPアドレスとポート番号と各TCPコネクションとを対応付け、トンネリングパケットに含まれる宛先情報に対応するTCPコネクションを用いて、外部セグメントと内部セグメント間のパケット通信することを特徴とするNAT-GW装置である。
The present invention can also be configured as a program that realizes the above operation or function in the tunneling termination device and the NAT-GW device.
Further, the NAT-GW apparatus according to the present invention has an external segment including an external terminal apparatus having a certain address system for data communication, and an address system different from the external segment, and includes a tunneling termination apparatus and an internal terminal apparatus. In a NAT-GW device that manages packet communication using a session (SIP session) established by a session initiation protocol (SIP) between both terminal devices, intervening between internal segments including
A tunneling communication control unit that controls a destination of the tunneling packet; a tunneling packet relay unit that relays a tunneling packet between the external terminal device and the tunneling communication termination device; Establish a TCP connection (TCP connection) between the NAT-GW device, establish another TCP connection between the NAT-GW device and the tunneling communication terminator, and the IP address of each terminal of the external terminal device and the internal terminal device The NAT-GW apparatus is characterized in that the port number and each TCP connection are associated with each other, and packet communication is performed between the external segment and the internal segment using the TCP connection corresponding to the destination information included in the tunneling packet.
本発明によれば、NAT-GW装置を介して接続される、異なるネットワーク体系における端末装置間の通信を実現することができる。また、トンネリングパケットに送信元、宛先情報を付加することで1つのTCPポートで複数の端末装置を複数の接続で通信することができる。更にSIPメッセージによる通信経路の制御を行うことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the communication between the terminal devices in a different network system connected via a NAT-GW apparatus is realizable. Further, by adding transmission source and destination information to a tunneling packet, a plurality of terminal devices can communicate with each other through a plurality of connections using one TCP port. Furthermore, the communication path can be controlled by the SIP message.
以下、本発明の一実施形態について図を参照して詳細に説明する。
図1はネットワーク通信システムの構成例を示す。
この通信システムにおいて、それぞれ異なるアドレス体系を持つ外部セグメント10と内部セグメント12との間には、両者を接続するDMZセグメント(Demilitarized Zone)11が介在する。外部セグメント10には種々の端末装置が存在するが、この例では、NAT−GW装置113を経由しない端末102や、NAT−GW装置113を経由する外部端末装置103が含まれる。外部端末装置103はインターネット104を介してDMZセグメント113を介して内部端末装置13に接続され得る。これをNAT越え通信という。なお、NAT−GW装置113を経由する外部端末装置103の構成については後述する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration example of a network communication system.
In this communication system, a DMZ segment (Demilitarized Zone) 11 connecting the
DMZセグメント113はファイアウォール112及びNAT−GW装置113を有する。NAT−GW装置113は、外部セグメント10にある外部端末装置(NAT−GW装置を経由する)103に対するアドレス変換を行い、トンネリング終端装置105との通信(トンネリング通信)によりNAT越し通信を中継する。一方、NAT−GW装置113を経由しない端末102からのアクセスはファイアウォール112によって遮断される。なお、NAT−GW装置113は、本発明に特徴的な機能を有し、その構成については後述する。
The
内部セグメント12には、複数の内部端末装置131、132(総称して13ということがある)、トンネリング通信を終端して内部端末装置13にパケットを転送するトンネリング通信終端装置14、SIPメッセージの中継を行うSIPサーバ15が含まれる。
なお、トンネリング終端装置105の構成については後述する。
The
The configuration of the tunneling termination device 105 will be described later.
図2は外部端末装置103の構成を示す。
外部端末装置103はNAT越え通信が行える端末であり、パケット通信を実現するSIPアプリケーション210を有する。このSIPアプリケーション201は、SIPプロトコルを処理して、SIPサーバ15と通信を行いSIPセッションの確立を行うSIP部202と、SIP部202によって確立されたSIPセッション上で、音声や映像等のメディアデータの送受信を行うメディア部203と、トンネリングパケットの生成を行うパケット変換部204と、NAT-GW装置113との間でトンネリング通信を行うトンネリングパケット伝達部205と、IPパケットの送信を行うソケット部206を有する。通常の通信パケットがヘッダ部とデータ部から成るのに対して、パケット変換部204で生成されるトンネリングパケットは、これらの各部に加えて、トンネル通信用のアドレスを保持するトンネルパケットヘッダ部を有する。
なお、このSIPアプリケーション210における上記諸機能はハードウェア資源である処理装置(CPU)で所定のアプリケーションが実行されることで実現する。
FIG. 2 shows the configuration of the
The
Note that the various functions in the SIP application 210 are realized by executing predetermined applications on a processing device (CPU) that is a hardware resource.
図3はNAT-GW装置113の構成を示す。
NAT-GW装置113は、外部端末装置103または内部端末装置13のトンネリング通信終端装置14から受信したトンネリングパケットから宛先を取得し、その宛先のIPアドレスに対してトンネリングパケットを中継するトンネリングパケット中継部302と、宛先のIPアドレスとポート番号とTCPコネクションとを対応づけトンネリング通信の宛先を管理するトンネリング通信制御部301と、トンネリングパケットの送信を行うソケット部303、及び送受信データ及び通信のための管理情報を格納するメモリ304を有する。特徴的なことは、メモリ304内に、トンネリングパケットの中継を管理するためのパケット中継テーブル40(図4)を格納し、この中継テーブル40を参照して外部端末装置103とトンネリング通信終端装置14との間でパケットを中継する。
FIG. 3 shows the configuration of the NAT-
The NAT-
図4に示すように、パケット中継テーブル40は、内部端末装置13のIPアドレスとポート番号から成る宛先401と、それに対応して形成されたコネクション402を登録して管理する。
As shown in FIG. 4, the packet relay table 40 registers and manages a
図5はトンネリング通信終端装置14の構成を示す。
トンネリング通信終端装置14は、受信したSIPメッセージ内のIPアドレスとポート番号を取得または設定するSIP解析部501と、トンネリングパケットの生成を行うパケット変換部502と、NAT-GW装置113との間でトンネリング通信を行うトンネリングパケット伝達部503と、外部端末装置103のIPアドレス及びポート番号とトンネリング通信終端装置14のポート番号と、内部端末装置13またはSIPサーバ15のIPアドレスとポート番号の対応付けを行い、トンネリング通信終端装置14が受信したパケットの宛先を管理するパケットルーティング制御部505と、内部端末装置13またはSIPサーバ15へのパケットの送受信を行うパケット転送部506、及びメモリ507を有して構成される。
特徴的なことは、メモリ507内に、トンネリングパケットの中継を管理するためのパケット転送テーブル60(図6)を格納し、この転送テーブル60を参照することでNAT−GW113と内部端末装置13との間のパケットの転送を管理する。
FIG. 5 shows the configuration of the
The tunneling
Characteristically, the packet transfer table 60 (FIG. 6) for managing the relay of tunneling packets is stored in the
図6に示すように、パケット転送テーブル60は、コネクション61に対応して、外部端末装置のIPアドレス及びポート番号62、トンネリング終端装置14の開設ポート番号63、内部端末装置のIPアドレス及びポート番号64の対を登録して管理する。パケットルーティング制御部505はこのパケット転送テーブル60を参照することで、外部端末装置のIPアドレス及びポート番号と、トンネリング通信終端装置14のポート番号と、内部端末装置13またはSIPサーバ15のIPアドレスとポート番号の対応付けを行ってそのルートを設定する。
As shown in FIG. 6, the packet forwarding table 60 corresponds to the
次に、図7以降の図を参照して、NAT越えトンネリング通信の動作を説明する。
図7は外部端末装置103から起動で通信を開始し、内部端末装置13とのNAT越え通信終了後に経路を切断するまでの手順を示す。
外部端末装置103と内部端末装置13と間の通信手順として、まず、NAT−GW装置113を中継して外部端末装置103とトンネリング通信終端装置14との間でTCPコネクション(connection)を確立する工程701(詳細は図8参照)、次に外部端末装置103と、NAT−GW装置113、トンネリング通信終端装置14、SIPサーバ15、内部端末装置13との間でトンネリング通信経路を確立する工程702(詳細は図9,10参照)、次に確立された通信経路を用いて、NAT−GW装置113等を介して外部端末装置103と内部端末装置13との間でメディアデータなどのデータパケットの送受信を行う工程703(詳細は図13,14参照)、データの通信が終わると、最後にトンネリング通信経路を切断する工程704(詳細は図11,12参照)、の各工程の処理を行う。
Next, the operation of the NAT crossing tunneling communication will be described with reference to FIG.
FIG. 7 shows a procedure from the start of communication from the external
As a communication procedure between the external
次に、図8以降を参照して、各処理工程701〜704について詳細に説明する。
図8を参照してコネクション(connection)の確立動作701について説明する。
まず、トンネリング通信終端装置14から、NAT-GW装置113へトンネリング通信にて接続するTCPポート番号の問い合わせを行う(S801)。NAT-GW装置113は使用されていないTCPポート“5080”を開設して、その開設したポート番号“5080”を問い合わせ元のトンネリング通信終端装置14へ返送する(S802)。ポート番号を受信したトンネリング終端装置はそのポート番号“5080”に対してSIPサーバ15への通信用TCPコネクション(Connection1)を確立する(S803)。
Next, the processing steps 701 to 704 will be described in detail with reference to FIG.
The
First, the tunneling
同様にして、外部端末装置103からNAT−GW装置113に対してもトンネリング通信で接続するTCPポート番号の問い合わせを行う(S811)。NAT-GW装置113は使用されていないTCPポート“5081”を開設して、その開設したポート番号“5081”を問い合わせ元の外部端末装置103へ返送する(S812)。ポート番号を受信した外部端末装置103はそのポート番号“5081”に対して通信用TCPコネクション(Connection2)を確立する(S813)。外部端末装置103とNAT−GW装置113との間の通信用TCPコネクション(Connection2)が確立した時点で、宛先のアドレス、ポート番号及びTCPコネクションの対がパケット中継テーブル40に登録される。
Similarly, the external
次に、図9及び10を参照して、トンネンリング通信経路確立動作702について説明する。図9は外部端末装置103から通信を開始する場合の動作を示し、図10は内部端末装置13から通信を開始する場合の動作を示す。
図9において、まず、外部端末装置103は、INVITEリクエスト(SIPセッション確立要求)を送信元に外部端末装置自身のIPアドレスとポート番号を設定し、宛先にSIPサーバのIPアドレスとポート番号を設定したトンネリングパケットとして、NAT-GW装置113へ送信する(S901)。
Next, the tunneling ring communication path establishment operation 702 will be described with reference to FIGS. FIG. 9 shows an operation when communication is started from the external
In FIG. 9, first, the external
トンネリングパケットを受信したNAT-GW装置113は、宛先に設定されているIPアドレスとポート番号を認識して、そのパケットをトンネリング通信終端装置14へ中継する(S902)。トンネリングパケットを受信したトンネリング通信終端装置14は、そのトンネリングパケットを通常のパケットに変換し、SIPメッセージ内の外部端末装置103のIPアドレスとポート番号をトンネリング通信終端装置14のIPアドレスとポート番号に書換え、宛先に設定されているSIPサーバ15へそのパケットを転送する(S903)。INVITEリクエストを受信したSIPサーバ15は、SIPメッセージの宛先に設定されているSIP-URIから内部端末装置13へINVITEリクエストを送信する(S904)。また、SIPサーバ15は、INVITEリクエストを受信すると、SIPセッション確立の処理を継続していることを意味する100TRYINGをトンネリング通信終端装置14へ返送する(S905)。この100TRYINGはNAT−GW装置113を介して外部端末装置103へ送信される(S906,907)。
The NAT-
INVITEリクエストを受信した内部端末装置13は、180RINGINGレスポンス(SIPセッション確立処理中)と200OK(SIPセッション確立許可)レスポンスをSIPサーバ15へ送信する(S911,S921)。
SIPサーバ15は、受信した180RINGINGレスポンスを、INVITEリクエスト送信経路を逆に辿って、トンネリング通信終端装置14、NAT-GW装置113を経由して外部端末装置103へ送信する(S912〜S914)。
The internal
The
同様にして、200OKレスポンスを受信したSIPサーバ15は、トンネリング通信終端装置14へレスポンスパケットを送信する(S922)。200OKレスポンスのレスポンスパケットを受信したトンネリング通信終端装置14は、そのパケットから内部端末装置13のIPアドレスとポート番号を取得し、また、先のINVITEリクエストから取得した外部端末装置103のIPアドレスと、ポート番号と、トンネリング通信終端装置がメディア転送用に開設したポート番号と、200OKレスポンスから取得した内部端末装置13のIPアドレスとポート番号を対応付けて、パケット転送テーブル60に登録する。そして、200OKレスポンスを、送信元に内部端末装置13のIPアドレスとポート番号を設定し、宛先に外部端末装置103のIPアドレスとポート番号を設定したトンネリングパケットに変換して、NAT-GW装置113へ送信する(S923)。トンネリングパケットに変換された200OKレスポンスを受信したNAT-GW装置113は、宛先となる外部端末装置103へそのパケットを送信する(S924)。これによってTCPコネクション3とTCPコネクション4が確立した(S931、932)。そして、外部端末装置103からACKレスポンスが同様の経路(先のコネクション1,2含む)を経由して内部端末装置13へ送信される(S941〜944)。
Similarly, the
図10は、内部端末装置13から通信を開始する場合の動作を示す。
この動作は、図9に示した手順とは逆であるが、基本的な動作原理は図9の動作と変わらない。その動作手順は、図9の動作手順から容易に理解されるであろうから、詳細な説明は省略する。
FIG. 10 shows an operation when communication is started from the internal
This operation is the reverse of the procedure shown in FIG. 9, but the basic operation principle is the same as the operation of FIG. The operation procedure will be easily understood from the operation procedure of FIG.
次に、図13及び14を参照してメディアデータ等のパケットの送受信動作703について説明する。ここで、図13は外部端末装置103から内部端末装置13へのパケットの送信手順を示し、図14は逆に、内部端末装置13から外部端末装置103へのパケットの送信手順を示す。
Next, a transmission /
図13において、まず、外部端末装置103にて、送信元に外部端末装置103のIPアドレスとポート番号を設定し、宛先に内部端末装置(例えば131)のIPアドレスとポート番号を設定したトンネリングパケットを生成して(S1300)、そのトンネリングパケットをNAT-GW装置113へ送信する(S1301)。
NAT-GW装置113は、外部端末装置103から送信されたトンネリングパケットを受信すると(1302)、トンネリングパケットの宛先IPアドレスとポート番号から対応するTCPコネクションをパケット中継テーブル40から取得して(S1303)、中継すべき宛先がこの中継テーブル40に登録されているか否かを判断する(S1304)。その結果、中継すべき宛先が中継テーブル40に未登録の場合は、パケットを破棄して次の受信を待つ(S1304)。一方、宛先が登録済みの場合は対応するTCPコネクションによりトンネリング通信終端装置14へトンネリングパケットを中継する(S1305)。
In FIG. 13, the external
When receiving the tunneling packet transmitted from the external terminal device 103 (1302), the NAT-
トンネリング通信終端装置14は、NAT-GW装置113から送信されたトンネリングパケットを受信すると(S1306)、トンネリングパケットから送信データと宛先IPアドレスとポート番号を取得して(S1307)、パケット転送テーブル10を参照して内部端末装置131のIPアドレスとポート番号と一致する登録情報があるか否かを判定する(S1309)。その結果、一致する登録情報が無かった場合はパケットを破棄して次の受信を待つ。一方、一致する情報があった場合には、トンネリングパケットを通常のパケットに変換して、そのパケットを該当する内部端末装置131へ送信する(S1309)。
When the tunneling
次に、図14を参照して、内部端末装置13から外部端末装置103へパケットを送信する動作について説明する。
例えば、内部端末装置132は、図10におけるINVITEリクエストから取得したトンネリング通信終端装置14のIPアドレスとポート番号宛てに、メディアデータなどのデータパケットを送信する(S1400)。トンネリング通信終端装置14は、内部端末装置132から送信されたデータパケットを受信すると(S1401)、パケット転送テーブル60を参照してから送信元のIPアドレスとポート番号に対応して登録された外部端末装置103のIPアドレスとポート番号を取得して、トンネリングパケットを生成し(S1402)、そのトンネリングパケットをNAT-GW装置113へ送信する(S1404)。
なお、パケット転送テーブル60を検索した結果、対応する外部端末装置103に関するアドレス情報等が無い場合には、トンネリングパケットは破棄され、次の受信を待つことになる(S1403)。
Next, with reference to FIG. 14, an operation for transmitting a packet from the internal
For example, the internal
As a result of searching the packet transfer table 60, if there is no address information related to the corresponding external
NAT-GW装置113は、トンネリング通信終端装置14からトンネリングパケットを受信すると(S1405)、トンネリングパケットの宛先IPアドレスとポート番号を取得し(S1406)、パケット中継テーブル40に外部端末装置103のIPアドレスとポート番号が登録されているか否かを判定する(S1407)。判定の結果、そのIPアドレス等が登録されていれば、その対応するTCPコネクションを介して外部端末装置103へトンネリングパケットを送信する(S1409)。一方、それが登録されていなければ、パケットを破棄して、次の受信を待つ。
外部端末装置103は、NAT-GW装置113から送信されたトンネリングパケットを受信して、そのトンネリングパケットから内部端末装置132が送信したデータを取得する(S1409)。
When receiving the tunneling packet from the tunneling communication termination device 14 (S1405), the NAT-
The external
次に、図11及び12を参照して、外部端末装置と内部端末装置間の通信経路を切断する動作704について説明する。
図11は内部端末装置から切断する場合を示し、図12は外部端末装置103から切断する場合を示す。
内部端末装置13から通信を切断する場合、図11のように、内部端末装置13からBYEリクエスト(SIPセッション終了要求)をSIPサーバ14へ送信する(S1101)。SIPサーバ14は、受信したBYEリクエストを、確立済みの通信経路を通して外部端末装置103へ送信する(S1102〜S1104)。
BYEリクエストを受信した外部端末装置103は、200OK(SIPセッション正常終了)レスポンスを、当該通信経路を通してNAT−GW装置113、トンネリング通信終端装置15、SIPサーバ14へ返送する(S1201〜S1203)。
Next, the
FIG. 11 shows a case of disconnecting from the internal terminal device, and FIG. 12 shows a case of disconnecting from the external
When the communication is disconnected from the internal
The external
ここで、トンネリング通信終端装置15は200 OK(SIPセッション正常終了)を受信すると、SIPサーバ14へ200OK(SIPセッション正常終了)レスポンスを送信した後、パケット転送テーブル60に登録されている外部端末装置103のIPアドレスとポート番号と、トンネリング通信終端装置14のポート番号と、内部端末装置13のIPアドレスとポート番号を削除する。そして、内部端末装置13に対するメディアデータ転送用TCPコネクションを切断し、かつその転送用に開設したポートを閉じて、通信経路の切断を終了する。
なお、図12に示す、外部端末装置103から切断する動作は、図11とは逆であるが、実質的な原理は同様であるので、その説明を省略する。
Here, when the tunneling
The operation of disconnecting from the external
以上のように、本実施例によれば、NAT−GW装置113が外部端末装置103のIPアドレス、ポート番号、TCPコネクションを対応付けて、中継テーブル40に登録しておくことで、1つのTCPポートで複数種(複数ポート相当)のデータ通信を処理することができる。すなわち、従来のファイアウォール112のように、使用する数分のポートを開設する必要がなく、1つのTCPポートを開設して、トンネリングパケットに送信元、宛先情報を付加することにより、1つのTCPポートで複数の端末装置を複数の接続で通信することができる。1つのTCPポートのみで実現できるので、開設ポート数の低減に寄与する。
As described above, according to the present embodiment, the NAT-
10:外部セグメント、 11:DMZセグメント、 12:内部セグメント、 102、103:外部端末装置、113:NAT−GW装置、 13、131、132、:内部端末装置、 14:トンネリング通信終端装置、 15:SIPサーバ、 112:ファイアウォール、 201:SIPアプリケーション、 202:SIP部、 203:メディア部、 204:パケット変換部、 205:トンネリングパケット伝達部、 206:ソケット部、 301:トンネリング通信制御部、 302:トンネリングパケット中継部、
400:パケット中継テーブル、 501:SIP解析部、 502:パケット変換部、 503:トンネリングパケット伝達部、 504:ソケット部、 505:パケットルーティング制御部、 506:パケット転送部、 600:パケット転送テーブル
10: external segment, 11: DMZ segment, 12: internal segment, 102, 103: external terminal device, 113: NAT-GW device, 13, 131, 132, internal terminal device, 14: tunneling communication terminator, 15: SIP server 112: Firewall 201: SIP application 202: SIP unit 203: Media unit 204: Packet conversion unit 205: Tunneling packet transmission unit 206: Socket unit 301: Tunneling communication control unit 302: Tunneling Packet relay part,
400: Packet relay table, 501: SIP analysis unit, 502: Packet conversion unit, 503: Tunneling packet transfer unit, 504: Socket unit, 505: Packet routing control unit, 506: Packet transfer unit, 600: Packet transfer table
Claims (5)
該NAT-GW装置は、使用されていないTCPポートを用いて該NAT-GW装置と該トンネリング通信終端装置との間で第1のTCPコネクションを確立し、かつ使用されていないTCPポートを用いて該外部端末装置と該NAT-GW装置間で第2のTCPコネクションを確立し、
該NAT-GW装置は、該第2のTCPコネクション及び該第1のTCPコネクションを介して、該外部端末装置から送信される、宛先のIPアドレスとポート番号を含む通常のパケットにトンネル用アドレスを含むトンネルパケットヘッダが付加されたトンネリングパケットを受信して、該トンネリング通信終端装置へ送信し、
該トンネリング通信終端装置は、受信した該トンネリングパケットを通常のパケットに変換し、該通常のパケットは宛先のIPアドレスの該内部端末装置へ送信され、
該トンネリング通信終端装置は、更に、SIPセッションを確立しようとする該内部端末装置のIPアドレスとポート番号を取得し、
かつ、取得した該外部端末装置のIPアドレスとポート番号と、取得した該内部端末装置のIPアドレスとポート番号とを対応付けて保持し、
該トンネリング通信終端装置は、送信元に該内部端末装置の該IPアドレスとポート番号を設定し、宛先に該外部端末装置のIPアドレスとポート番号を設定したトンネリングパケットを生成して該NAT-GW装置へ送信し、
該NAT-GW装置は、該トンネリング通信終端装置から送信されて取得した該トンネリングパケットに含まれる該IPアドレスと該ポート番号を該外部端末装置へ送信し、かつ該外部端末装置と該NAT-GW装置との間で第3のTCPコネクションを確立し、かつ該NAT-GW装置と該トンネリング通信終端装置との間で第4のTCPコネクションを確立し、
確立した該第3のTCPコネクションと該第4のTCPコネクションを用いて、該外部端末装置と該NAT-GW装置と該トンネリング装置との間でトンネリング通信することを特徴とする通信方法。 An external terminal device belonging to an external segment having an address system for data communication, and a tunneling communication terminating device and an internal terminal device for terminating tunneling communication belonging to an internal segment having an address system different from the external segment are connected to the NAT- A SIP session is established using a SIP packet for establishing a Session Initiation Protocol (SIP) session between the external terminal device and the internal terminal device by connecting via a GW device, and the external terminal device A communication method for performing tunneling communication with the internal terminal device,
The NAT-GW apparatus establishes a first TCP connection between the NAT-GW apparatus and the tunneling communication termination apparatus using an unused TCP port , and uses an unused TCP port. Establishing a second TCP connection between the external terminal device and the NAT-GW device;
The NAT-GW apparatus adds a tunnel address to a normal packet including the destination IP address and port number transmitted from the external terminal apparatus via the second TCP connection and the first TCP connection. Receiving a tunneling packet to which a tunnel packet header is added, and transmitting the tunneling packet to the tunneling communication terminating device;
The tunneling communication termination device converts the received tunneling packet into a normal packet, and the normal packet is transmitted to the internal terminal device of the destination IP address,
The tunneling communication terminator further obtains the IP address and port number of the internal terminal device to establish a SIP session,
And, the acquired IP address and port number of the external terminal device and the acquired IP address and port number of the internal terminal device are held in association with each other,
The tunneling communication termination device generates a tunneling packet in which the IP address and port number of the internal terminal device are set as a transmission source and the IP address and port number of the external terminal device are set as a destination, and the NAT-GW To the device,
The NAT-GW device transmits the IP address and the port number included in the tunneling packet acquired is transmitted from the tunneling communication terminating device to the external terminal, and said external terminal and said NAT-GW Establishing a third TCP connection with the device, and establishing a fourth TCP connection between the NAT-GW device and the tunneling communication terminator,
A communication method comprising performing tunneling communication between the external terminal device, the NAT-GW device, and the tunneling device using the established third TCP connection and the fourth TCP connection .
該NAT-GW装置は、使用されていないTCPポートを用いて該NAT-GW装置と該トンネリング通信終端装置との間で第1のTCPコネクションを確立し、かつ使用されていないTCPポートを用いて該外部端末装置と該NAT-GW装置間で第2のTCPコネクションを確立し、
該NAT-GW装置は、該第2のTCPコネクション及び該第1のTCPコネクションを介して、該外部端末装置から送信される、宛先のIPアドレスとポート番号を含む通常のパケットにトンネル用アドレスを含むトンネルパケットヘッダが付加されたトンネリングパケットを受信して、該トンネリング通信終端装置へ送信し、
該トンネリング通信終端装置は、受信した該トンネリングパケットを通常のパケットに変換し、該通常のパケットは宛先のIPアドレスの該内部端末装置へ送信され、
該トンネリング通信終端装置は、更に、SIPセッションを確立しようとする該内部端末装置のIPアドレスとポート番号を取得し、
かつ、取得した該外部端末装置のIPアドレスとポート番号と、取得した該内部端末装置のIPアドレスとポート番号とを対応付けて保持し、
該トンネリング通信終端装置は、送信元に該内部端末装置の該IPアドレスとポート番号を設定し、宛先に該外部端末装置のIPアドレスとポート番号を設定したトンネリングパケットを生成して該NAT-GW装置へ送信し、
該NAT-GW装置は、該トンネリング通信終端装置から送信されて取得した該トンネリングパケットに含まれる該IPアドレスと該ポート番号を該外部端末装置へ送信し、かつ該外部端末装置と該NAT-GW装置との間で第3のTCPコネクションを確立し、かつ該NAT-GW装置と該トンネリング通信終端装置との間で第4のTCPコネクションを確立し、
確立した該第3のTCPコネクションと該第4のTCPコネクションを用いて、該外部端末装置と該NAT-GW装置と該トンネリング装置との間でトンネリング通信することを特徴とするネットワーク通信システム。 An external terminal device belonging to an external segment having an address system for data communication, and a tunneling communication terminating device and an internal terminal device for terminating tunneling communication belonging to an internal segment having an address system different from the external segment are connected to the NAT- A SIP session is established using a SIP packet for establishing a Session Initiation Protocol (SIP) session between the external terminal device and the internal terminal device by connecting via a GW device, and the external terminal device A network communication system for performing tunneling communication with the internal terminal device,
The NAT-GW apparatus establishes a first TCP connection between the NAT-GW apparatus and the tunneling communication termination apparatus using an unused TCP port , and uses an unused TCP port. Establishing a second TCP connection between the external terminal device and the NAT-GW device;
The NAT-GW apparatus adds a tunnel address to a normal packet including the destination IP address and port number transmitted from the external terminal apparatus via the second TCP connection and the first TCP connection. Receiving a tunneling packet to which a tunnel packet header is added, and transmitting the tunneling packet to the tunneling communication terminating device;
The tunneling communication termination device converts the received tunneling packet into a normal packet, and the normal packet is transmitted to the internal terminal device of the destination IP address,
The tunneling communication terminator further obtains the IP address and port number of the internal terminal device to establish a SIP session,
And, the acquired IP address and port number of the external terminal device and the acquired IP address and port number of the internal terminal device are held in association with each other,
The tunneling communication termination device generates a tunneling packet in which the IP address and port number of the internal terminal device are set as a transmission source and the IP address and port number of the external terminal device are set as a destination, and the NAT-GW To the device,
The NAT-GW device transmits the IP address and the port number included in the tunneling packet acquired is transmitted from the tunneling communication terminating device to the external terminal, and said external terminal and said NAT-GW Establishing a third TCP connection with the device, and establishing a fourth TCP connection between the NAT-GW device and the tunneling communication terminator,
A network communication system characterized by performing tunneling communication between the external terminal device, the NAT-GW device, and the tunneling device using the established third TCP connection and the fourth TCP connection .
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