JP2007521741A

JP2007521741A - トンネリングを用いたリモートｌａｎのコネクティビティを改善するための装置及び方法

Info

Publication number: JP2007521741A
Application number: JP2006517020A
Authority: JP
Inventors: ラルスウェストベルイ，; ラズロヘヴィジ，; ヴィックネサンアヤデュライ，
Original assignee: テレフオンアクチーボラゲットエルエムエリクソン（パブル）
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2004-06-04
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2024-06-04
Also published as: EP1639764A1; JP4527721B2; ATE416540T1; US9160714B2; DE602004018140D1; US20040267874A1; EP1639764B1; WO2005002153A1

Abstract

パケット交換移動体ネットワークのアドレス変換能力が十分に用いられてそこを通る双方向ＬＡＮ通信を達成する。マルチダッシュユーザＶＰＮが、パケット交換ネットワークを通過するためにマルチユーザＬＡＮ通信プロトコルをカプセル化することにより提供される。共通に利用可能なマルチユーザＬＡＮ通信プロトコル、例えば、イーサネットをカプセル化することにより、ホストの再構成を必要とせずにリモートＬＡＮのコネクティビティが拡張される。

Description

本発明は一般的にはローカルエリアネットワークに関し、特に、リモート接続されたローカルエリアネットワークに関するものである。

次の文書、即ち、非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３、及び非特許文献４は参照により、本願に組み込まれる。

仮想私設網（ＶＰＮ）により絶えず忙しく働いているユーザは、離れた場所から、固定ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）のようなそのユーザのホームネットワークのホストにアクセスすることが可能になる。ＶＰＮは通常、例えば、インターネットのような現存する公衆ネットワークのインフラストラクチュアを利用して、リモートアクセスを達成する。典型的なＶＰＮを構築するために、機密保護接続が、例えば、ユーザＰＣのソフトウェアのようなリモート側のエンティティと、ネットワークで対応するエンティティ（例えば、セキュリティゲートウェイ）との間で確立される。データはそのリモートホストと公衆に利用可能なネットワークインフラストラクチュアを用いたホームネットワークとの間で転送される。

ＶＰＮのリモートエンドとホームエンドとの間でのコネクティビティを達成する従来の多くの方法では、公衆ネットワークインフラストラクチュア内でのパケット交換ネットワークによる“仮想”ポイント−ツウ−ポイントのコネクティビティを利用する。このコネクティビティを達成する従来の１つの方法は、リモートエンドのホストとホストエンドのホストとの間に公衆ネットワークによりアイピーセック（ＩＰＳｅｃ）“トンネル”を構築することである。例えば、ＩＰＳｅｃトンネルは頻繁にプライベートな会社のイントラネット、それから公衆インターネットを横断し、それによって、会社のユーザが公衆インターネットを利用して会社のイントラネットにアクセスすることが可能になる。しかしながら、このＩＰｓｅｃトンネルの解決策は実現するには比較的複雑である。なぜなら、リモートエンドのホストが特別に構成され、特別なソフトウェアが備えられねばならないからである。また、ファイアウォールやセキュリティゲートウェイがホームネットワークには必要とされるからである。

ＶＰＮコネクティビティを達成するもう１つの知られた方法は、ＳＳＬを基本としたＶＰＮである。この方法は用いるのが簡単である。なぜなら、それはウェブ（ｗｅｂ）ブラウザを基本とするからである。しかしながら、このことはリモートエンドのホストからはウェブを基本としたアプリケーションだけが実行されるかもしれないことを意味する。これは、多くの理由により、特に、ウェブを基本とはしない旧来のアプリケーションを実行するリモートエンドのホストへのＶＰＮコネクティビティを確立することが望まれるときには、望ましいことではないかもしれない。

ＬＡＮへのコネクティビティをより柔軟なものとするために、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）がますます一般的なものになってきている。（これ以後、“ＬＡＮ”という用語は一般には有線ＬＡＮ或いは無線ＬＡＮに言及できるものとする。）ＷＬＡＮでは、ＷＬＡＮカバレッジ領域或いは“ホットスポット”内にあるＰＣ或いは他のホストはＲＦ接続を介してＬＡＮに接続することができる。しかしながら、前述のＷＬＡＮのホットスポットはカバレッジが限定される。例えば、典型的なＷＬＡＮのホットスポットは比較的短い距離の無線カバレッジ範囲をもつに過ぎず、それは通常は数１００メータのオーダに過ぎない。さらに、各ＷＬＡＮのホットスポットは、技術的にも財政的にもある種の運用者或いはプロバイダによりインストールされ、サポートされる必要がある。ＷＬＡＮのコネクティビティを利用することができるために、ユーザはこのプロバイダのサービスに加入する。もし、例えば、ユーザが頻繁に動き回るとするなら、このことは適切なホットスポットへのアクセスのために数多くの異なるプロバイダに加入することを必要とする。例えば、もし、ユーザが異なる都市或いはときには異なる国から接続する必要があるなら、そのユーザにとってこれら種々の加入を管理し扱うことがますます難しくなる。

パケット交換移動ネットワーク、例えば、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）のようなセルラ無線ネットワークが従来から用いられ、固定ＩＰネットワーク（例えば、インターネット）でのホストに対するリモートユーザのコネクティビティを拡張してきた。もし、そのパケット交換移動ネットワークがその転送機構としてＩＰを利用するなら、リモートユーザからのパケットは、移動体ネットワークの転送機構のＩＰデータグラム内で転送される。
ＲＦＣ３３７８："イーサＩＰ：ＩＰデータグラムにおけるイーサネットフレームのトンネリング（EtherIP: Tunnelling Ethernet Frames in IP Datagrams）" ＲＦＣ２６６１："レイヤ２・トンネリング・プロトコル(Layer Two Tunnelling Protocol "L2TP")" ＲＦＣ２７８４："ジェネリック・ルーティング・カプセル化(Generic Routing Encapsulation (GRE))" ＲＦＣ３０２２："伝統的ＩＰネットワークアドレス変換器(Traditional IP Network Address Translator)"

しかしながら、移動体ネットワークは従来、移動体（リモート）ユーザのホストにプライベートＩＰアドレスを割当てている。それ故に、リモートユーザの移動体ホストから固定ＩＰネットワークのホストへの単方向の通信のみが可能である。例えば、従来のシステムでは、リモートユーザの移動体端末のブラウザが固定ＩＰネットワークのウェブのブラウザにアクセスできる。しかしながら、固定ＩＰネットワークのホストにおいて実行するブラウザはリモートユーザのホストにおけるウェブブラウザにアクセスすることができない。

以上の観点から、マルチユーザのＶＰＮコネクティビティに関し、ホストにおける実装の複雑さを小さくして無線ＬＡＮの範囲を拡張することを提供し、パケット交換移動体ネットワークを横断するＬＡＮ通信を提供することが望まれる。

本発明の代表的な実施例では、トンネリングを用いてパケット交換移動体ネットワークのアドレス変換能力を十分に用いてそこを通る双方向ＬＡＮ通信を達成する。本発明の代表的な実施例ではまた、パケット交換ネットワークを通過するためにマルチユーザＬＡＮ通信プロトコルをカプセル化することによりマルチユーザＶＰＮを提供することができる。いくつかの実施例では、共通に利用可能なマルチユーザＬＡＮ通信プロトコル、例えば、イーサネット（登録商標）をカプセル化し、これにより、ホストの再構成を必要とせずにリモートＬＡＮのコネクティビティを拡張する。

本発明の代表的な実施例はパケット交換移動体ネットワークを用いて、従来のパケット交換移動体ネットワークにおいて普通に行なわれているアドレス変換の特徴を十分に利用することを含めて、ＬＡＮのカバレッジ領域を拡張し、パケット交換移動体ネットワークを通過する双方向ＬＡＮ通信を可能にする。

例として、従来のＧＰＲＳネットワークは、そのネットワークの境界に常駐するネットワークアドレス変換器（ＮＡＴ）を含み、例えば、インターネットのような固定パケット交換ネットワークとのインタフェースとなることができる。ＵＤＰストリームがＧＰＲＳネットワークのホストから固定ネットワークのホストに対して開始されるとき、そのストリームはＮＡＴを通過する。ＮＡＴは以前に（ＧＰＲＳにより）送信ホストに割当てられたプライベートＩＰアドレスと、そのストリームを識別するＵＤＰポート番号との間の関係を維持する。ＮＡＴは（そのパケットのソースアドレスフィールドにおける）移動体ホストのプライベートＩＰアドレスをＮＡＴ自身の公開ＩＰアドレスで置換し、それから、結果として得られるパケットを固定ＬＡＮ／インターネットの宛先ホストに送信する。

宛先ホストが前述のＵＤＰストリームに応答するとき、その応答はＮＡＴの公開ＩＰアドレスに宛てられたものとなる。なぜなら、それが固定ＬＡＮ／インターネットのホストにより受信されたトラフィックストリームのソースアドレスであったからである。到来する応答パケットにおけるＵＤＰポート番号に基づいて、ＮＡＴはそのＵＤＰポート番号とプライベートＩＰアドレスの関係を用いて、（到来するパケットの宛先フィールドにおける）自分自身の公開ＩＰアドレスを、移動体ネットワークのホストのプライベートＩＰアドレスで置換し、それから、その結果得られたパケットを移動体ネットワークのホストに転送する。

それ故に、一旦、ＩＰ／ＵＤＰストリームが移動体ネットワークのホストからそのプライベートＩＰアドレスと共に送信されたなら、ＧＰＲＳネットワークのＮＡＴは、そのＵＤＰポート番号とプライベートＩＰアドレスの関係付け能力により、固定ＬＡＮ／インターネットのホストから移動体ネットワークのリモートＬＡＮセグメントの発信ホストに、応答のＩＰ／ＵＤＰトラフィックストリームを戻すことを実行を容易にできる。

従って、本発明の代表的な実施例では、ＬＡＮフレーム或いはデータグラムをカプセル化することにより、ＧＰＲＳネットワークのような従来の移動体ネットワークのアドレス変換能力を十分に用い、リモートＬＡＮのセグメントからパケット交換移動体ネットワークとパケット交換固定ネットワークとを介して固定ＬＡＮのセグメントまでのトンネル（例えば、ＩＰ／ＵＤＰトンネル）を構築する。従って、ＧＰＲＳネットワークとＩＰ／ＵＤＰトンネルの例では、ＵＤＰストリームをＩＰアドレスに関係付けするネットワークアドレス変換器の能力により、固定（ホーム）ＬＡＮセグメントでのホストからの応答トラフィックが、その応答トラフィックが宛てられた移動体（リモート）ＬＡＮセグメントのホストに正しく関係付けできる。その結果、リモートＬＡＮセグメントとホームＬＡＮセグメントのホスト間での双方向通信が達成される。

図１は本発明に従うリモートＬＡＮコネクティビティのアーキテクチュアの代表的な実施例を図式的に示している。図１に示されるように、ピアブリッジ１２、１４のペアが用いられて、例えば、ＩＰ／ＵＤＰトンネルのようなトンネルを実現している。このトンネルは図１のハッチが施された信号経路により図示されている。そのトンネルはリモート（移動体）ＬＡＮのセグメントからホーム（固定）ＬＡＮのセグメントにまで伸長しており、これにより、１つの論理セグメントを創成し、ホーム（固定）ＬＡＮセグメントのホストが双方向に地理的にも分離したリモートＬＡＮと、あたかも両方のホストが同じ物理的なＬＡＮセグメントで接続されているかのように、通信を行なうことができる。

図１に示されているように、ホームとリモートのＬＡＮセグメントは、ある実施例では、イーサネットプロトコルを利用する。そのような実施例では、ブリッジ１２、１４夫々はイーサネットインタフェースと、例えば、ＩＰ／ＵＤＰトンネルインタフェースのような“トンネルインタフェース”をもつ。例えば、ブリッジ１２はリモートＬＡＮセグメントから生のイーサネットフレームを受信することができ、これら生のイーサネットフレームをそこにＩＰ／ＵＤＰヘッダを付与することによりカプセル化してトンネルパケットを転送するＩＰ／ＵＤＰトンネルをセットアップすることができる。各トンネルパケットはトンネルヘッダ（例えば、ＩＰ／ＵＤＰ）とペイロード（例えば、生のイーサネットフレーム）とを含む。トンネルヘッダとしてＩＰ／ＵＤＰヘッダの例を用いると、各トンネルヘッダは、移動体ネットワーク１１によりブリッジ１２に割当てられたプライベートＩＰアドレスを搬送するＩＰソースアドレスフィールドと、宛先のブリッジ１４のＩＰアドレスを搬送するＩＰ宛先アドレスフィールドとを含む。ブリッジ１２により生成されるトンネルヘッダはまた、ＵＤＰポート番号を搬送するＵＤＰフィールドを含む。ブリッジ１２により生成される各ＩＰ／ＵＤＰトンネルヘッダのＩＰソースアドレスフィールドは、ＩＰ宛先アドレスフィールドがそうであるように、同一であろう。トンネルヘッダのＵＤＰフィールドにおいてブリッジ１２によって提供されるＵＤＰポート番号は夫々、リモートＬＡＮセグメントの各イーサネットユーザからの生のイーサネットフレームの各ストリームに関係付けされる。ブリッジ１２はユニークなＵＤＰポート番号を各イーサネットストリームに割当て、ＵＤＰポート番号とイーサネットストリームとの間の関係を格納する。

ブリッジ１２は、ある実施例では、カプセル化された生のイーサネットフレームをＰＰＰ／ＩＰ／ＵＤＰ／ｒａｗイーサネットパケットとして送信する。これらのパケットはそれから、シリアル通信リンク１０、無線通信機器（例えば、セルラ電話）１７、無線通信リンク１６、基地局１５、パケット交換移動体ネットワーク１１（例えば、ＧＰＲＳネットワーク、ＷＣＤＭＡネットワーク、ＥＤＧＥネットワーク、ＣＤＭＡ２０００ネットワークなど）、及びパケット交換固定ネットワーク（例えば、インターネット）を従来の方法で横断できる。固定ネットワーク１３はＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）／ＩＰ／ＵＤＰ／ｒａｗイーサネットパケットを、従来の技術を用いてそのパケットがホームＬＡＮセグメントに入れるかどうかを判断できるインターネットゲートウェイとファイアウォールに提供できる。それから、そのゲートウェイ／ファイアウォールを首尾よく横切るＥｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＰ／ＵＤＰ／ｒａｗイーサネットパケットがブリッジ１４のＩＰ／ＵＤＰ“トンネルインタフェース”に与えられる。ブリッジ１４はＥｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＰ／ＵＤＰヘッダを外し、リモートＬＡＮセグメントの移動体ホスト（例えば、ラップトップ１９）により出力されたオリジナルの生のイーサネットフレームである生のイーサネットフレームをホームＬＡＮセグメント上に置く。ブリッジ１４は従来の技術を用いて、リモートから発信されたＵＤＰポート番号夫々と発信元がリモートである対応するイーサネットフレームのストリーム夫々とのユニークな関係を格納する。

イーサネットホストとＩＰ／ＵＤＰトンネリングの例を用いて続けると、ホームＬＡＮセグメントからリモートＬＡＮセグメントへの通信において、ブリッジ１４はホームＬＡＮセグメントで生のイーサネットフレームを受信し、そこにＩＰ／ＵＤＰヘッダを付与してトンネルパケットでリモートＬＡＮセグメントへの送信のために生のイーサネットフレームをカプセル化する。従って、ホームＬＡＮセグメントでイーサネットホストが、リモートＬＡＮセグメントのイーサネットホストから受信したイーサネットトラフィックに応答して生のイーサネットフレームを出力するとき、ブリッジ１４はこの生のイーサネットフレームを（元々はブリッジ１２により割当てられた）正しいＵＤＰポート番号に関係付けできる。それ故に、ブリッジ１４が与えられた生のイーサネットフレームに付与するトンネルヘッダにおいて、そのＵＤＰフィールドは関連したイーサネットストリームに割当てられたＵＤＰポート番号を搬送し、そのソースアドレスフィールドはブリッジ１４のＩＰアドレスを搬送し、その宛先アドレスフィールドはパケット交換移動体ネットワーク１１内のアドレス変換器のＩＰアドレスを搬送する。上述のように、各ＬＡＮにあるリモートユーザ間での与えられたイーサネット通信セションの例については、両方のブリッジがそのセションを通じて、そのセションで最初に受信したイーサネットフレームに元々はブリッジ１２により割当てられたＵＤＰポート番号を保持する。

上述のように、パケット交換移動体ネットワーク１１のアドレス変換器はブリッジ１４により生成されたトンネルヘッダのＵＤＰポート番号を、元々そのＵＤＰポート番号を割当てたブリッジ１２のプライベートアドレスに関係付けできる。そのアドレス変換器はトンネルヘッダにおける宛先アドレス（即ち、自分自身のアドレス）をブリッジ１２のプライベートＩＰアドレスで置換する。その時、このようにして変形されたトンネルヘッダをもつ結果として得られたトンネルパケットは移動体ネットワーク１１によりブリッジ１２に送信される。シリアル接続１０からパケットを受信するとき、ブリッジ１２はＰＰＰ／ＩＰ／ＵＤＰヘッダを外し、それから、残った生のイーサネットフレームをリモートＬＡＮセグメントに出力する。

図２は本発明に従う、パケット交換移動体ネットワークにおいて用いられるアドレス変換器の代表的な実施例の関連する部分を図式的に示している。図２において、また、これ以降、“アップリンク”という用語はブリッジ１２からブリッジ１４に向かうトンネルパケットとトンネルヘッダに言及しており（図１を参照）、“ダウンリンク”という用語はブリッジ１４からブリッジ１２に向かうトンネルパケットとトンネルヘッダに言及している。図２に示されているように、アドレス変換器は公開アドレス格納部２３をもつアドレス関連付け論理部２１、格納論理部２５、取り出し論理部２７を含む。移動体ネットワーク１１がアップリンクパケットを受信するとき、アドレス関連付け論理部２１の格納論理部は、アップリンクトンネルヘッダにおけるストリーム識別子（ＩＤ）情報（例えば、ＵＤＰポート番号）を、アップリンクトンネルヘッダにもあるブリッジ１２のプライベートソースアドレス（例えば、プライベートＩＰアドレス）に関係付けする。アドレス変換器はアップリンクトンネルヘッダのソースアドレスフィールドを変形してブリッジ１２のプライベートソースアドレスを格納部２３からのアドレス変換器自身の公開アドレスで置換する。アドレス変換器の公開アドレスがアップリンクトンネルヘッダのソースアドレスフィールドに挿入された後、このようにして変形されたトンネルパケット全体がブリッジ１４に転送される。

パケット交換移動体ネットワーク１１がダウンリンクパケットを受信するとき、そのアドレス変換器はダウンリンクトンネルヘッダからのストリーム識別子を取り出し論理部２７に適用する。そのストリーム識別子に応答して、その取り出し論理部はブリッジ１２のプライベートソースアドレスを取り出す。このプライベートソースアドレスは、ブリッジ１２から以前に受信したアップリンクトンネルヘッダに応答して、格納論理部２５によりストリーム識別子に以前に関連付けられたものである。そのアドレス変換器はダウンリンクトンネルヘッダの宛先アドレスフィールドを変形して、その宛先アドレスを取り出し論理部２７から取り出されたプライベートソースアドレスで置換する。ダウンリンクトンネルヘッダにおける宛先アドレスとして今提供されたブリッジ１２のプライベートソースアドレスで、このように変形されたダウンリンクパケット全体はブリッジ１２に転送される。

一般にブリッジ１２と１４において、これらブリッジの機能性は一般には、これらのブリッジが２つのインタフェース間でパケットを転送するので、従来のブリッジのそれに類似している。しかしながら、ブリッジ１４は実際には、物理レイヤ２（例えば、イーサネット）インタフェースと論理レイヤ３（例えば、ＩＰ／ＵＤＰ）“インタフェース”との間をブリッジする。物理的なイーサネットインタフェースで観測されるイーサネットフレームはＩＰ／ＵＤＰ“トンネルインタフェース”に転送される。従って、イーサネットインタフェースでの生のイーサネットフレームはＩＰ／ＵＤＰパケット内ではカプセル化されて“トンネルインタフェース”に送り出される。その“トンネルインタフェース”はまたここで、ＩＰ／ＵＤＰがレイヤ２プロトコルではないので、“論理インタフェース”として言及される。

ブリッジ１２、１４はまた異なる物理的なリンク構成をもつ。ブリッジ１２は２つの物理インタフェース、即ち、１つのイーサネットインタフェースと、無線移動体通信機器１７に接続された１つのシリアルインタフェース１０とをもつ。ブリッジ１４はただ１つの物理インタフェース、即ち、イーサネットインタフェースをもつ。

ある代表的な実施例では、ブリッジ１２、１４は、それらが関係するＬＡＮセグメントに接続された別々の物理的なエンティティであって良い。ブリッジ１２、１４は、パーソナルコンピュータ、或いは、ちょうど他のホストがそれらＬＡＮセグメントに接続されるように、関係するＬＡＮセグメントに接続された他の特別に設計されたボックスにより提供されても良い。ある実施例では、ブリッジ１２はイーサネットインタフェースをもち、さらに参照番号１７で一般的に図示されているような移動体電話に接続されるように適合された移動体電話のアクセサリでも良い。

ある実施例では、ブリッジ１４はインターネットゲートウェイ／ファイアウォールで実行するソフトウェアプログラムとして実現されても良い。ある実施例では、ブリッジ１２は移動体ＰＤＡ／電話のようなタイプの機器で実行するソフトウェアプログラムとして実現されても良い。

ＩＰ／ＵＤＰの実施例に関し、前述の説明では、ブリッジ１２、１４が何かの機器、通常は、ＩＰスタックを実現するコンピュータ機器に備えられると説明した。トンネリングプロトコルの種々のオープンソースの実施形が従来よりインターネット上で利用可能であり、ブリッジの機能は従来より種々のオープンソースのオペレーティングシステムで利用可能である。従って、ＩＰ／ＵＤＰの実施例において、ブリッジ１２、１４は、例えば、従来より利用可能なブリッジ機能を従来より利用可能なトンネリングプロトコルの実施形とを組み合わせて論理的ＩＰ／ＵＤＰインタフェースを備えるブリッジを生成することにより生産されても良い。

図１に例示されたような実施例において、マルチユーザＶＰＮは、イーサネットのようなマルチユーザ／マルチホストプロトコルとトンネリングカプセル化技術を組み合わせることによって創成される。即ち、ブリッジ１２、１４により創成されたトンネルを用いて、リモートＬＡＮセグメントでの複数の第１のユーザ／ホストのいずれか或いは全ては、双方向的にホームＬＡＮセグメントでの複数の第２のユーザ／ホストのいずれか或いは全てと通信することができる。更にその上、イーサネット技術の広範な使用のために（例えば、事実上、今日販売されている各ＰＣにはイーサネットカードが含まれている）、本発明のＬＡＮアーキテクチュアは、基本的にその機器のいずれも部分も再構成したり、或いは何らかの種類の特別なソフトウェアをローディングする必要なく、事実上、何らかの種類のデータ通信機器にアクセス可能である。

図１の破線で例示されているように、本発明に従う他の代表的なＶＰＮアーキテクチュアはブリッジ１２Ａに、１つ以上のパケット交換固定ネットワークを横切って、ブリッジ１４との通信を、何らかの無線ネットワークを関与させることなく提供しており、これにより、固定ネットワーク、マルチユーザ／マルチホストＶＰＮの実現を可能にしている。そのような実施例において、もし、ＬＡＮインタフェースがイーサネットインタフェースであるなら、その固定ネットワーク、マルチユーザ／マルチホストＶＰＮが、ブリッジ１２Ａ、１４との関係があるイーサネットホストに関して構成上の問題がほとんどなく、或いは全くなく実現される。ブリッジ１２Ａはある実施例では、そのピアブリッジ１４と同じことを動作させることができる。

上述のトンネル技術は公衆ネットワークを横切ることが関与するので、ある実施例は、リモートとホームＬＡＮセグメントとの間を往復するＬＡＮフレームの転送のために機密保護を提供することができる。例えば、ある実施例では、ブリッジ１２、１４は“夫婦のようなペア（matched pair）”として作用し、共通鍵を共用する。トンネル構築段階では、従来のチャレンジ・レスポンス機構が用いられてピアブリッジを認証する。それがうまくゆくと、トンネルがセットアップされる度ごとにユニークなセション鍵が生成されて、そのトンネル内でＬＡＮ（例えば、イーサネット）フレームを暗号化するために用いられ、これにより機密保護されたトンネルを提供する。

上述のように、本発明の代表的な実施例は、データリンクレイヤ（例えば、イーサネットレイヤ）でのコネクティビティを提供する。これは、ホームとリモートのＬＡＮセグメントのホストに対して、単一の物理的なＬＡＮ（例えば、イーサネットＬＡＮ）の知覚力を創成する一方、現実には、そのアーキテクチュアは広大な地理上の距離を拡げ２つの物理的には分離したＬＡＮセグメントを１つの論理的なＬＡＮセグメントに相互接続することができる。セルラ移動体ネットワークのようなパケット交換移動体ネットワークは通常、国全体に拡がるカバレッジと世界全体に拡がるコネクティビティをもつので、本発明に従うＬＡＮアーキテクチュアは、互いから見ると文字通りには地球のどこかにある２つのＬＡＮセグメント間でのＬＡＮフレームをブリッジすることができる。

前述の説明から明瞭になるように、本発明に従うリモートＬＡＮコネクティビティのアーキテクチュアの代表的な実施例は、途方もない利点を提供する。その多くは上述した通りであるが、その幾つかの例を次に示す。

ＬＡＮセグメントのホストは、それらは通常のように、普通のＬＡＮフレーム（例えば、イーサネットフレーム）を生成することができる。従って、イーサネットの実施例では、ＬＡＮアーキテクチュアは、ＤＨＣＰ、ＤＮＳ、ＡＲＰ、伝統的なアプリケーションなど全てを収容する。

そのアーキテクチュアはレイヤ３の独立性を提供する。ＬＡＮセグメントは、例えば、ＩＰｖ４、ＩＰｖ６、ＩＰＸ、イーサトーク（ＥｔｈｅｒＴａｌｋ）、ＯＳＩなどを実行することができる。イーサネットの例では、これらのレイヤ３のデータグラムはイーサネットではカプセル化される。それから、ネットワーク（レイヤ３）プロトコルに係りなく、他のＬＡＮセグメントへのトンネル転送のためにカプセル化される。

そのアーキテクチュアは回路交換と比較してパケット交換の利点全てを提供している。ＩＰネットワークの例では、トンネルは１つ以上のパケット交換ＩＰネットワークにわたって拡がるため、課金と資源利用とが十分に利用される。

また、本発明の代表的な実施例に従えば、ＬＡＮセグメントのホストにより利用されるレイヤ３のプロトコルは、ＬＡＮセグメント間でのパケット交換ネットワークにより用いられるレイヤ３プロトコルにマッチさせる必要はない。例えば、ＬＡＮセグメントの１つにあるホストがレイヤ３でＩＰｖ６を用い、例えば、そのパケット交換固定ネットワークがインターネットであると仮定すると、ＩＰｖ６からイーサネットへのフレームは、インターネットのＩＰｖ４／ＵＤＰトンネル内でインターネットによりエンド−ツウ−エンドで転送される。

本発明の代表的な実施例について上記のように詳細に説明したが、これにより本発明の範囲が限定されるものではない。本発明は種々の実施例において実現されるものである。

本発明の代表的な実施例に従う、リモートＬＡＮコネクティビティのアーキテクチュアを図式的に示す図である。本発明に従うトンネルヘッダにおけるアドレスを変換するアドレス変換器の代表的な実施例を図式的に示す図である。

Claims

パケット通信のための装置であって、
ローカルエリアネットワークから通信プロトコルを実行するオリジナルデータパケットを受信する第１の入力部と、
前記第１の入力部に結合され、前記オリジナルデータパケットをカプセル化して、対応したカプセル化データパケット夫々を生成するトンネリング装置と、
前記トンネリング装置に結合され、パケット交換ネットワークを介して前記カプセル化データパケットを出力して転送する出力部とを有し、
前記通信プロトコルにより複数のユーザが前記ローカルエリアネットワークにおいて同時に複数の対応する通信セション夫々を実行できることを特徴とする装置。
前記パケット交換ネットワークから更なるカプセル化データパケットを受信する更なる入力部をさらに有し、
前記トンネリング装置は前記更なる入力部に結合され、前記更なるカプセル化データパケットのカプセルを外し、そこから前記通信プロトコルを実行する更なるオリジナルデータパケットを取得し、
前記トンネリング装置に結合され、前記更なるオリジナルデータパケットを前記ローカルエリアネットワークに出力する更なる出力部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記通信プロトコルは、レイヤ２プロトコルであることを特徴とする請求項２に記載の装置。
前記レイヤ２プロトコルは、イーサネットであることを特徴とする請求項３に記載の装置。
前記カプセル化は、ＩＰ／ＵＤＰカプセル化であることを特徴とする請求項４に記載の装置。
前記カプセル化は、ＩＰ／ＵＤＰカプセル化であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記パケット交換ネットワークは、固定パケット交換ネットワークであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記パケット交換ネットワークは、前記固定パケット交換ネットワークに結合された更なるパケット交換ネットワークを含み、
前記更なるパケット交換ネットワークは、前記更なるパケット交換ネットワークへの無線アクセスを可能にするインタフェースを含むことを特徴とする請求項７に記載の装置。
前記通信プロトコルは、レイヤ２プロトコルであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記レイヤ２プロトコルは、イーサネットであることを特徴とする請求項９に記載の装置。
前記パケット交換ネットワークは、前記パケット交換ネットワークへの無線アクセスを可能にするインタフェースを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
パケット通信のための装置であって、
無線アクセスを可能にするインタフェースを含む第１のパケット交換ネットワークと、
前記第１のパケット交換ネットワークに結合した第２のパケット交換ネットワークと、
前記第１及び第２のパケット交換ネットワークに結合され、オリジナルデータパケットをカプセル化して、カプセル化データパケットを生成するとともに、カプセル化データパケットのカプセルを外し、オリジナルデータパケットを生成するトンネリング装置とを有し、
前記オリジナルデータパケットは前記第１及び第２の通信装置との間の通信をサポートし、
前記第１及び第２のパケット交換ネットワークは前記トンネリング装置と協働し、前記第１及び第２のパケット交換ネットワークを介して前記カプセル化データパケットを転送することを特徴とする装置。
前記オリジナルデータパケットはローカルエリアネットワークにより利用される通信プロトコルを実行し、前記ローカルエリアネットワークに接続された多数のユーザ間での通信をサポートすることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
前記オリジナルデータパケットは、イーサネットフレームであることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
前記第１のパケット交換ネットワークは、セルラパケット交換ネットワークを含むことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
前記第２のパケット交換ネットワークは、ＩＰネットワークを含むことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
前記トンネリング装置は、ＩＰ／ＵＤＰトンネリングヘッダを前記イーサネットフレームに付けるためのものであることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
前記トンネリング装置は、ＩＰ／ＵＤＰトンネリングヘッダを前記オリジナルデータパケットに付けるためのものであることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
パケット交換通信のための装置であって、
パケット交換ネットワークから、前記パケット交換ネットワークを介して、通信プロトコルを実行するオリジナルデータパケットを転送するために用いられたカプセル化データパケットを受信する入力部と、
前記入力部に結合され、前記カプセル化データパケットのカプセルを外して、対応したオリジナルデータパケット夫々を生成するトンネリング装置と、
前記トンネリング装置に結合され、ローカルエリアネットワークに前記オリジナルデータパケットを出力する出力部とを有し、
前記通信プロトコルにより複数のユーザが前記ローカルエリアネットワークにおいて同時に複数の対応する通信セション夫々を実行できることを特徴とする装置。
前記通信プロトコルは、レイヤ２プロトコルであることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
前記レイヤ２プロトコルは、イーサネットであることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
前記カプセル化は、ＩＰ／ＵＤＰカプセル化であることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
前記カプセル化は、ＩＰ／ＵＤＰカプセル化であることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
前記パケット交換ネットワークは、固定パケット交換ネットワークを含むことを特徴とする請求項１９に記載の装置。
前記パケット交換ネットワークは、前記固定パケット交換ネットワークに結合された更なるパケット交換ネットワークを含み、
前記更なるパケット交換ネットワークは、前記更なるパケット交換ネットワークへの無線アクセスを可能にするインタフェースを含むことを特徴とする請求項２４に記載の装置。
前記パケット交換ネットワークは、前記パケット交換ネットワークへの無線アクセスを可能にするインタフェースを含むことを特徴とする請求項１９に記載の装置。
パケット交換通信のための装置であって、
無線インタフェースを含み、第１のローカルエリアネットワークがアクセス可能な第１のパケット交換ネットワークと、
前記第１のローカルエリアネットワークに結合され、第２のローカルエリアネットワークとの通信が可能なインタフェースを有した第２のパケット交換ネットワークと、
前記第１及び第２のローカルエリアネットワークが前記第１及び第２のパケット交換ネットワークを介して互いに通信することを可能にするデータ転送経路とを有し、
前記データ転送経路は、前記第１のパケット交換ネットワークの一部と、前記第２のパケット交換ネットワークの一部とを含むことを特徴とする装置。
前記データ転送経路は、カプセル化パケットを転送するトンネルを実現し、
各カプセル化パケットはトンネルヘッダとペイロードとを含み、
各前記ペイロードは前記第１及び第２のローカルエリアネットワークでの通信をサポートするデータパケットを含むことを特徴とする請求項２７に記載の装置。
パケット交換通信のための方法であって、
ローカルエリアネットワークから通信プロトコルを実行するオリジナルデータパケットを受信する工程と、
前記オリジナルデータパケットをカプセル化して、対応したカプセル化データパケット夫々を生成する工程と、
パケット交換ネットワークを介して前記カプセル化データパケットを出力して転送する工程とを有し、
前記通信プロトコルにより複数のユーザが前記ローカルエリアネットワークにおいて同時に複数の対応する通信セション夫々を実行できることを特徴とする方法。
パケット交換通信のための装置であって、
第１のパケット交換ネットワークから、夫々がトンネルヘッダとペイロードとを含み、前記トンネルヘッダ夫々が前記ペイロードが転送されるトンネルを規定するとともに、前記ペイロード夫々が発信元の通信機器から宛先の通信機器への通信のための実質的な情報を含み、前記ペイロード夫々はさらに前記発信元の通信機器と前記宛先の通信機器とを識別する識別情報とを含み、前記トンネルヘッダ各々は前記トンネルヘッダを生成した第１のトンネル装置のアイデンティティを示す第１の情報と対応するトンネルパケットを受信することになる第２のトンネル装置のアイデンティティを示す第２の情報とを含んでいる、複数のトンネルパケットを受信する入力部と、
前記入力部に結合され、前記トンネルヘッダにおける前記第１及び第２の情報の内の１つを変形して対応する変形トンネルパケット夫々を生成する変換器と、
前記変換器に結合され、第２のパケット交換ネットワークを介して、前記変形トンネルパケットを出力して転送する出力部とを有することを特徴とする装置。
前記第１の情報は、プライベートアドレスを含み、
前記変換器は、前記プライベートアドレスを前記変換器を識別する公開アドレスで置換することを特徴とする請求項３０に記載の装置。
前記プライベートアドレスは、前記第１のパケット交換ネットワークにより割当てられることを特徴とする請求項３１に記載の装置。
前記第１のパケット交換ネットワークは、そこへの無線アクセスを可能にするインタフェースを含むことを特徴とする請求項３２に記載の装置。
前記各トンネルヘッダは、前記対応するペイロードの実質的な情報が属する通信セションを識別する第３の情報を含み、
前記変換器は、前記入力部に結合され、前記第３の情報を前記プライベートアドレスに関係付けるロジック回路を含むことを特徴とする請求項３１に記載の装置。
前記プライベートアドレスは、プライベートＩＰアドレスであり、
前記第３の情報は、ＵＤＰポート番号を含むことを特徴とする請求項３４に記載の装置。
前記第２の情報は、前記変換器を識別する公開アドレスを含み、
前記変換器は、前記公開アドレスを前記第２のトンネル装置を識別するプライベートアドレスで置換することを特徴とする請求項３０に記載の装置。
前記各トンネルヘッダは、前記対応するペイロードの実質的な情報が属する通信セションを識別する第３の情報を含み、
前記変換器は、前記入力部に結合され、前記第３の情報に基づいて前記プライベートアドレスを生成するロジック回路を含むことを特徴とする請求項３６に記載の装置。
前記プライベートアドレスは、プライベートＩＰアドレスであり、
前記第３の情報は、ＵＤＰポート番号を含むことを特徴とする請求項３７に記載の装置。
前記プライベートアドレスは、前記第２のパケット交換ネットワークにより割当てられることを特徴とする請求項３６に記載の装置。
前記第２のパケット交換ネットワークは、そこへの無線アクセスを可能にするインタフェースを含むことを特徴とする請求項３９に記載の装置。
前記第１及び第２のパケット交換ネットワークの内の１つは、そこへの無線アクセスを可能にするインタフェースを含むことを特徴とする請求項３０に記載の装置。
前記１つのパケット交換ネットワークは、ＧＰＲＳネットワークであり、
前記変換器は、前記ＧＰＲＳネットワークに備えられたネットワークアドレス変換器（ＮＡＴ）であることを特徴とする請求項４１に記載の装置。
前記各ペイロードは、イーサネットフレームを含むことを特徴とする請求項３０に記載の装置。
パケット交換通信のための方法であって、
第１のパケット交換ネットワークから、夫々がトンネルヘッダとペイロードとを含み、前記トンネルヘッダ夫々が前記ペイロードが転送されるトンネルを規定するとともに、前記ペイロード夫々が発信元の通信機器から宛先の通信機器への通信のための実質的な情報を含み、前記ペイロード夫々はさらに前記発信元の通信機器と前記宛先の通信機器とを識別する識別情報とを含み、前記トンネルヘッダ各々は前記トンネルヘッダを生成した第１のトンネル装置のアイデンティティを示す第１の情報と対応するトンネルパケットを受信することになる第２のトンネル装置のアイデンティティを示す第２の情報とを含んでいる、複数のトンネルパケットを受信する工程と、
前記トンネルヘッダにおける前記第１及び第２の情報の内の１つを変形して、対応する変形トンネルパケット夫々を生成する工程と、
第２のパケット交換ネットワークを介して、前記変形トンネルパケットを転送する工程とを有することを特徴とする方法。