JP3878538B2 - Ipアドレス変換装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、IPアドレス変換装置に係わり、特に、IPアドレス体系の異なるIP網間でのSIPメッセージの送受信における、SIPメッセージ内のIPアドレス変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
IPv4(Internet Protocol version 4)で割り当てられるIPアドレス数は2の32乗(約43億)個に限られてしまうため、私設IP網内だけで使用できるプライベートIPアドレスを付与し、外部の公衆IP網と通信を行う場合には、ネットワークレイヤのIPヘッダに設定されたプライベートIPアドレスをグローバルIPアドレスに変換するNAT(Network Address Translator)を導入している例がほとんどである。
また近年では、IPv4アドレス枯渇の問題解決の切り札として、IPv6(Internet Protocol version 6)が導入されはじめている。
一方、IP網の端末間の通信で使用するセッションの設定、変更、解放を制御するプロトコルとして、SIP(Session Initiation Protocol)が注目されている。
SIPはアプリケーションレイヤでセッションの設定に必要なIPアドレス情報や、発着端末間で使用するRTP(Real-time Transport Protocol)のIPアドレス情報を送受信する。
RTPはIPパケットで音声を送るVoIP(Voice over IP)サービス等で使用される実時間データ転送プロトコルで、IETF(Internet Engineering Task Force)で標準化されている。RTPの詳細はRFC 1889を参照されたい。
SIPについてもIETFで標準化が行われており、RFC 2543やRFC 3261等で規定されている。
【0003】
なお、本願発明に関連する先行技術文献情報としては以下のものがある。
【非特許文献1】
【非特許文献2】
【非特許文献3】
【非特許文献4】
【非特許文献5】
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
NATが導入されている私設IP網からSIPを使用して外部の公衆IP網または、他の私設IP網へ通信を行いたい場合には、以下の問題がある。
ネットワークレイヤのIPパケットのヘッダ部に記述されたIPアドレス情報はNATで変換される(例えば、プライベートIPアドレスからグローバルIPアドレスヘ)が、アプリケーションレイヤのSIPメッセージ内に記述されたRTP用のIPアドレス情報等はNATでは変換されないため、受信側から送信側にRTPパケットを送信することができない。
また、IPv6網とIPv4網との間でSIPを使用して通信を行う場合にも前記と同様に、IPパケットのIPアドレス情報はIPv6対応のNATで変換されるが、アプリケーションレイヤのSIPメッセージ内に記述されたRTP用のIPアドレス情報等は変換されないため、受信側から送信側にRTPパケットを送信することができない。
【0005】
この問題を解決する方法の1つとして、ALG(Application Level Gateway)によるSIPメッセージ内のIPアドレス変換がRFC 3303等に示されている。
ALGではSIPメッセージ内のIPアドレス情報を抽出し、送信元IP網と送信先IP網とのIPアドレス形式の差異を識別し、送信先IP網のIPアドレス形式の仮想IPアドレスと対応付けた上でSIPメッセージ内のIPアドレスを送信先IP網のIPアドレス形式に変換し、SIPメッセージを送信する。
SIPメッセージはヘッダ情報とボディ情報で構成される。ヘッダ情報にはIPアドレス情報が設定されるSIPヘッダがいくつかあり、それらのうち、Record-Routeヘッダのように、IPアドレス情報が複数設定されるSIPヘッダも存在するが、IPアドレス情報を送信先のネットワーク装置が参照する必要がないSIPヘッダも存在する。
このようなSIPヘッダに記述されたIPアドレスも仮想IPアドレスに変換してしまうと、有限である仮想IPアドレスを無駄に消費してしまい、多量のSIPメッセージを処理するALGを実現することができない。
【0006】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、SIPメッセージ内のIPアドレス変換用に予め用意しておく有限の仮想IPアドレス情報の使用数を少なくすることが可能なIPアドレス変換装置を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
前記目的を達成するために、本発明では、送信先のネットワーク装置が参照する必要がないSIPヘッダのIPアドレス情報を仮想IPアドレスに変換せずに、元のIPアドレスと一意に対応付けられた文字列であるIPアドレス識別情報で置き換えることで、仮想IPアドレスを節約することに特徴がある。
IPアドレス識別情報の記述形式としては、IP網で一般的に使用されているFQDN(Fully Qualified Domain Name)形式を使用する。FQDNの詳細はRFC 1035を参照されたい。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
また、以下の実施の形態では、IPv4網からIPv6網へのSIP通信を例に挙げて説明する。
図1は、本発明の実施の形態のIPアドレス変換装置の全体構成を示す機能ブロック図である。
図1に示すように、本実施の形態のIPアドレス変換装置は、SIPメッセージ受信部101、SIPメッセージ送信部107、SIPメッセージ内のIPアドレス抽出機能102、アドレス変換要否の判別機能103、IPアドレス識別情報付与機能104、IPアドレスとIPアドレス識別情報の対応管理表105、IPアドレスを仮想IPアドレスへ、あるいは、仮想IPアドレスをIPアドレスへ置換える置換え機能108、IPアドレスをIPアドレス識別情報へ、あるいは、IPアドレス識別情報をIPアドレスへ置換える置換え機能106とで構成される。
ここで、SIPメッセージ受信部101が本発明の受信手段を、SIPメッセージ送信部107が本発明の送信手段を、IPアドレス抽出機能102が本発明の抽出手段を、判別機能103が本発明の判別手段を、置換え機能108が本発明の変換手段を、それぞれ構成する。
また、IPアドレス識別情報付与機能104、および、置換え機能106が本発明の置換手段を構成する。
【0009】
図2は、本実施の形態のIPアドレス変換装置の動作を説明するための図であり、SIPメッセージ送信時のシステム構成例を説明する図である。
同図において、端末T1(211)はIPv4網(21)側のSIP端末で、端末T2(223)はIPv6網(22)側のSIP端末である。
プロキシサーバP1(212)、およびプロキシサーバP2(213)はIPv4網(21)内のプロキシサーバ(SIP Proxy)で、プロキシサーバP3(221)、およびプロキシサーバP4(222)はIPv6網(22)内のプロキシサーバである。
なお、プロキシサーバ(212,213,221,222)はSIPメッセージの送信先を決定するSIPメッセージ転送装置である。
ALG(23)は、図1の装置構成を持つSIPメッセージのIPアドレスのv4−v6変換を行うIPアドレス変換装置である。
【0010】
図2において、IPv4網のSIP端末T1(211)から送信されるSIPメッセージ内のIPアドレスはIPv4形式であり、受信するSIPメッセージ内のIPアドレス情報もIPv4形式である必要がある。
また、IPv6網のSIP端末T2(223)から送信されるSIPメッセージ内のIPアドレスはIPv6形式であり、受信するSIPメッセージ内のIPアドレス情報もIPv6形式である必要がある。
従来技術では、SIP端末T1(211)から送信されるSIPメッセージ内にIPv4形式で記述された全てのIPアドレス情報をALG(23)において、IPv6形式の仮想IPアドレス情報に置換えて、SIP端末T2(223)に送信している。
しかしながら、ALG(23)に予め登録しておく仮想IPアドレス情報は有限であるため、多数のSIPメッセージのIPアドレス変換を実施すると、割り当て可能な仮想IPアドレスが枯渇してしまい、アドレス変換サービスを提供することがきでない。
【0011】
本実施の形態のIPアドレス変換装置は、このような状況を解決するものであり、図2〜図7を用いて詳細に説明する。
図3は、SIP端末T1(211)から、プロキシサーバP1(212)→プロキシサーバP2(213)→ALG(23)→プロキシサーバP3(221)→プロキシサーバP4(222)を経由してSIP端末T2(223)にSIPメッセージを送信し、その応答を、SIP端末T2(223)から、プロキシサーバP4(222)→プロキシサーバP3(221)→ALG(23)→プロキシサーバP2(213)→プロキシサーバP1(212)を経由してSIP端末T1(211)に返信するときのSIPメッセージの信号シーケンス例を示したものである。
ここでは、SIPメッセージとして、INVITEとその応答である”200 OK”で説明するが、その他のSIPメッセージに対しても当てはまることは言うまでもない。
【0012】
(1)301:SIP端末T1(211)からプロキシサーバP1(212)にSIPメッセージ(INVITE)が送信され、プロキシサーバP1(212)はプロキシサーバP2(213)に転送すればよいことをSIPメッセージ内の情報から識別して、プロキシサーバP2(213)に転送する。
(2)302:プロキシサーバP2(213)でもプロキシサーバP1(212)と同様にSIPメッセージ内の情報からALG(23)に転送すればよいことを識別し、ALG(23)に転送する。
以下、ALG(23)、プロキシサーバP3(221)、プロキシサーバP4(222)でも同様の手順でSIPメッセージの転送先が決定され、SIP端末T2(223)にはプロキシサーバP4(222)からSIPメッセージが転送される。
(3)303:ALG(23)ではプロキシサーバP2(213)から送信されたSIPメッセージ内のIPアドレス情報の変換処理を行う。
【0013】
(4)304:INVITEに対する応答(200 OK)の返信先は、INVITEメッセージのViaヘッダに記述された情報に基づいて行われ、INVITEメッセージの送信経路を逆方向に送信される。
SIP端末T2(223)では、Viaヘッダの記述情報から”200 OK”をプロキシサーバP4(222)に送信すればよいことを識別し、プロキシサーバP4(222)に送信する。
(5)305:プロキシサーバP4(222)でも同様にSIPメッセージ内のViaヘッダ情報からプロキシサーバP3(221)に転送すればよいことを識別し、プロキシサーバP3(221)に転送する。
以下、ALG(23)、プロキシサーバP2(213)、プロキシサーバP1(212)でも同様の手順で”200 OK”の転送先が決定され、SIP端末T1(211)にはプロキシサーバP1(212)から”200 OK”が転送される。
(6)306:ALG(23)ではプロキシサーバP3(221)から送信されたSIPメッセージ内のIPアドレス情報の変換処理を行う。
【0014】
図3の信号シーケンスにおけるALG(23)で送受信されるSIPメッセージの一例を図4〜図7に示す。
図4は、プロキシサーバP2(213)からALG(23)に送信されたSIPメッセージ(INVITE)の例である(メッセージ1)。
図4の楕円411で囲まれたIPv4形式のIPアドレスがIPv6形式へのアドレス変換対象となり、この例では、4つのIPアドレスが変換対象となる。
図5は、メッセージ1のIPアドレス情報(IPv4形式)をALG(23)でIPv6形式に変換したSIPメッセージ(INVITE)の例である(メッセージ2)。
なお、このメッセージ2は、従来技術での変換方法を表すもので、このメッセージ2では、メッセージ1の4つの変換対象IPアドレスに対応したIPv6形式の仮想IPアドレスが4種類、払い出されている。
メッセージ2をALG(23)からプロキシサーバP3(221)に送信すると、前述のようにSIP端末T2(223)まで到達し、SIP端末T2(223)からSIPメッセージ(INVITEの応答”200 OK”)が返信される。
【0015】
図6は、プロキシサーバP3(221)からALG(23)に送信されたSIPメッセージ(INVITEへの応答”200 OK”)の例である(メッセージ3)。
図6の楕円431で囲まれたIPv6形式のIPアドレスは、メッセージ2で設定した仮想IPアドレスと同じであり、メッセージ2に設定した仮想IPアドレス情報がそのまま返却されていることがわかる。
図7は、メッセージ1のIPアドレス(IPv4)でIPv6形式に変換が不要なIPアドレス情報を、IPアドレス識別情報に変換した例である(メッセージ4)。
図7の楕円441で囲まれた部分が、IPアドレス識別情報の例であり、これは、プロキシサーバP3(221)からSIP端末T2(223)までの間参照されることがない。
なお、このメッセージ4は、本実施の形態での変換方法を表すもので、このメッセージ4では、Recoed−RouteヘッダやViaヘッダに記述されたIPアドレス情報が、IPアドレス識別情報に置き換えられており、払い出された仮想IPアドレスは1種類となり、メッセージ2に比べて払い出された仮想IPアドレスの数が1/4になっていることが分かる。
【0016】
図8は、本発明の実施の形態のIPアドレス変換装置における、SIPメッセージ内のIPアドレス情報の変換処理の処理手順を示すフローチャートである。
図8を用いて、IPアドレス変換装置における、SIPメッセージ内のIPアドレス情報の変換処理について説明する。
IPアドレス抽出機能102が、受信部101で受信されたIPメッセージに、受信したSIPメッセージにIPアドレス情報が含まれているかを1行ずつ確認するために、行数カウンタNを1に設定し(ステップST1)、受信したSIPメッセージのN行目(この段階ではN=1)にIPアドレス情報(IPアドレス、または、仮想IPアドレス、あるいはIPアドレス識別情報)を抽出する。
判別機能103が、当該抽出したIPアドレス情報に、IPアドレスが含まれるか否かを判断し(ステップST2)、IPアドレス情報にIPアドレスが含まれていた場合、仮想IPアドレスへの変換が必要か否かを判別する(ステップST3)。
この場合に、図6に示すように、SIPのViaヘッダとRecord-Routeヘッダに記述されたIPアドレス情報は、SIPメッセージの受信側からそのまま返却されるので、SIPのViaヘッダとRecord-Routeヘッダに記述されたIPアドレス情報は仮想IPアドレスへの変換は不要と判断し、それ以外のIPアドレス情報は仮想IPアドレスへの変換が必要であると判断する。
【0017】
ステップST3において、仮想IPアドレスヘの変換が不要と判断された場合、IPアドレス識別情報付与機能104が、IPアドレス識別情報の払い出しを行い(ステップST4)、さらに、IPアドレスとIPアドレス識別情報の対応関係を管理表に登録する(ステップST5)。
例えば、図3の処理303では、図4に示すIPアドレスの中で、図7の楕円で囲まれた部分のIPアドレスが、IPアドレス識別情報411に変換される。
次に、置換え機能106が、SIPメッセージ内のIPアドレスをIPアドレス識別情報に置換える(ステップST6)。
ステップST3において、仮想IPアドレスヘの変換が必要と判断された場合、置換え機能108が、SIPメッセージ内のIPアドレスを仮想IPアドレスに変換する(ステップST7)。
例えば、図3の処理303では、図4に示すIPアドレスの中で、図7の楕円で囲まれた部分以外のIPアドレスが、仮想IPアドレスに変換される。
【0018】
また、ステップST2において、判別機能103は、当該抽出したIPアドレス情報に、仮想IPアドレスが含まれるか否かも判断し、IPアドレス情報に仮想IPアドレスが含まれていた場合、ステップST3において、IPアドレスへの変換が必要と判別する。
そして、ステップST7において、置換え機能108が、SIPメッセージ内の仮想IPアドレスをIPアドレスに変換する。
例えば、図3の処理306では、変換された仮想IPアドレスがIPアドレスに変換される。
なお、図1に図示していないが、IPアドレスと、変換された仮想IPアドレスとは、IPアドレスと仮想IPアドレスの対応関係を登録する管理表に登録される。
また、ステップST2において、抽出したIPアドレス情報に、IPアドレスあるいは仮想IPアドレスが含まれていない場合、判別機能103は、IPアドレス識別情報が含まれているか否かを判断する(ステップST8)。
【0019】
ステップST8において、IPアドレス識別情報が含まれている場合、IPアドレス識別情報付与機能104が、IPアドレスとIPアドレス識別情報の対応管理表を検索し、IPアドレスを取得し(ステップST9)、SIPメッセージ内のIPアドレス識別情報をIPアドレスに置換える(ステップST10)。
例えば、図3の処理306では、図7に示すIPアドレス識別情報441が、IPアドレスに変換される。
ステップST6、または、ステップST7、あるいは、ステップST10を実施後、行数カウンタを1つ増やす。(ステップST11)
次に、SIPメッセージの終端であるか判別し(ステップST12)、SIPメッセージの終端であれば処理を終了し、SIPメッセージの終端でなければ、ステップST2に戻って処理を続ける。
処理終了後、SIPメッセージ送信部107が、IPアドレス情報が変更されたSIPメッセージを送信する。
なお、前述の説明は一例に過ぎず、IPv4プライベートアドレス、IPv4グローバルアドレスおよび、IPv6アドレスの組み合わせであるすべての変換パターンについて該当することは言うまでもない。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【0020】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明のIPアドレス変換装置によれば、有限である変換用の仮想IPアドレスの無駄な消費を回避し、多量のSIPメッセージを処理することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のIPアドレス変換装置の全体構成を示す機能ブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態のIPアドレス変換装置の動作を説明するための図であり、SIPメッセージ送信時のシステム接続例を説明する図である。
【図3】図2に示すシステム構成において、SIP端末T1からSIP端末T2にSIPメッセージを送信し、その応答を、SIP端末T2からSIP端末T1に返信するときのSIPメッセージの信号シーケンス例を示したものである。
【図4】図3の信号シーケンス例において、ALGで送受信されるSIPメッセージの一例を示す図である。
【図5】図3の信号シーケンス例において、ALGで送受信されるSIPメッセージの一例を示す図である。
【図6】図3の信号シーケンス例において、ALGで送受信されるSIPメッセージの一例を示す図である。
【図7】図3の信号シーケンス例において、ALGで送受信されるSIPメッセージの一例を示す図である。
【図8】本発明の実施の形態のIPアドレス変換装置における、SIPメッセージ内のIPアドレス情報の変換処理の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
21…IPv4、22…IPv6網、23…ALG、101…SIPメッセージ受信部、102…IPアドレス抽出機能、103…判別機能、104…IPアドレス識別情報付与機能、105…対応管理表、106…IPアドレスをIPアドレス識別情報へ、あるいは、IPアドレス識別情報をIPアドレスへ置換える置換え機能、107…SIPメッセージ送信部、108…IPアドレスを仮想IPアドレスへ、あるいは、仮想IPアドレスをIPアドレスへ置換える置換え機能、211…SIP端末T1、212…プロキシサーバP1、213…プロキシサーバP2、221…プロキシサーバP3、222…プロキシサーバP4、223…SIP端末T2。
Claims (3)
- SIPメッセージを受信する受信手段と、
前記受信手段で受信したSIPメッセージ内のIPアドレス情報を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段で抽出されたIPアドレス情報にIPアドレスが含まれるか否かを判断し、前記抽出されたIPアドレス情報にIPアドレスが含まれる場合に、前記抽出されたIPアドレスの仮想IPアドレスへの変換の要否を判別する判別手段と、
前記判別手段で、仮想IPアドレスへ変換する必要がないと判別されたIPアドレスを、IPアドレス識別情報に置き換える置換手段と、
前記置換手段で置き換えられたIPアドレス識別情報と、IPアドレスとの対応関係を登録する対応管理表と、
前記判別手段で、仮想IPアドレスへ変換する必要があると判別されたIPアドレスを、仮想IPアドレスに変換する変換手段と、
IPアドレス情報が変更されたSIPメッセージを送信する送信手段とを備えることを特徴とするIPアドレス変換装置。 - 前記判別手段は、前記抽出手段で抽出されたIPアドレス情報にIPアドレス識別情報が含まれるか否かを判断し、
前記抽出されたIPアドレス情報にIPアドレス識別情報が含まれる場合に、前記置換手段は、前記対応管理表を検索して、前記抽出されたIPアドレス識別情報を、IPアドレスに変換することを特徴とする請求項1に記載のIPアドレス変換装置。 - 前記判別手段は、前記抽出手段で抽出されたIPアドレス情報に仮想IPアドレスが含まれるか否かを判断し、前記抽出されたIPアドレス情報に仮想IPアドレスが含まれる場合に、前記抽出された仮想IPアドレスをIPアドレスに変換する必要があると判別し、
前記変換手段は、当該抽出された仮想IPアドレスを、IPアドレスに変換することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のIPアドレス変換装置。
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