JP7370066B2

JP7370066B2 - 通信方法

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Publication number: JP7370066B2
Application number: JP2020109339A
Authority: JP
Inventors: 晃渡邊
Original assignee: Meijo University
Current assignee: Meijo University
Priority date: 2020-06-25
Filing date: 2020-06-25
Publication date: 2023-10-27
Anticipated expiration: 2040-06-25
Also published as: JP2022006832A

Description

本発明は、通信方法に関するものである。

エンド端末同士が通信を行う現状のネットワークには、ＩＰｖ４グローバルアドレスとＩＰｖ４プライベートアドレスが存在している。これらアドレス空間の間にはＮＡＴ（ＮｅｔｗｏｒｋＡｄｄｒｅｓｓＴｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）装置が介在する。そこで、グローバルアドレス側からプライベートアドレス側に向けて通信の開始ができないという制約があり、ＮＡＴ越え問題と言われている。ＮＡＴ越え問題の解決方法は、様々存在している。

例えば、特許文献１に開示される通信装置は、ＷＡＮ（ＷｉｄｅＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）を経由して通信を行う相手装置との通信可能性を判定する通信テスト部を有する。通信可能性判定の動作として、ＳＴＵＮ(ＳｉｍｐｌｅＴｒａｖｅｒｓａｌＯｆＵｓｅｒＤａｔａｇｒａｍＰｒｏｔｏｃｏｌ (ＵＤＰ) ｔｈｒｏｕｇｈＮｅｔｗｏｒｋＡｄｄｒｅｓｓＴｒａｎｓｌａｔｏｒｓ (ＮＡＴｓ))サーバに対して予めテストパケットを送信する。ＳＴＵＮサーバは、これを受けて、当該端末に対応したＮＡＴのＩＰアドレスとポート番号を記憶しておく。通信開始端末は、通信開始時にＳＴＵＮサーバに対して、通信相手のＮＡＴのＩＰアドレスとポート番号を問い合わせ、そこに向かって最初のパケットを送る。このパケットが相手に届くと、直接通信に成功する。

特開２０１０－２８３５９４号公報

２台のエンド端末がいずれもＮＡＴ配下に存在すると、これらエンド端末間において、ＮＡＴの種類によって直接通信が可能な場合と、中継装置を経由しないと通信できない場合が生じる。このような場合、既存の方式では、中継装置を経由する経路を先に確立する場合と、直接通信経路を先に確立しようとする場合がある。例えば、前述のＳＴＵＮサーバの場合は、先に直接通信経路を確立しようとする。既存のＮＴＭｏｂｉｌｅ（ＮｅｔｗｏｒｋＴｒａｖｅｒｓａｌｗｉｔｈＭｏｂｉｌｉｔｙ）を適用した通信システムでは、中継装置を経由する経路を先に確立するようになっている。その後、エンド端末間で直接通信が可能か否か調べ、直接通信が可能である場合には直接通信に切り替えることになる。そのため、利用する経路が確定するまでに時間が浪費されることになってしまう。そこで、通信経路の最適化を効率良く行うことができる技術が求められている。

本発明は、通信経路の最適化を効率良く行い得る通信方法を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の通信方法は、
第１ＮＡＴの配下にありＩＰｖ４プライベートアドレスを保持する第１端末と、第２ＮＡＴの配下にありＩＰｖ４プライベートアドレスを保持する第２端末と、の間で行われる通信方法であって、
前記第１端末によるトンネル通信開始要求に基づいて、
トンネルスイッチに対して第１ホールパンチパケットを送信させる指示と、
前記第１ＮＡＴのアドレス／ポート番号に対して第２ホールパンチパケットを送信させる指示と、
を含む第１経路指示パケットを前記経路指示装置から前記第２端末に送信し、
前記第２端末は、
前記第１経路指示パケットの受信に基づいて、前記トンネルスイッチに対して前記第１ホールパンチパケットを送信し、
前記第１ＮＡＴのアドレス／ポート番号に対して前記第２ホールパンチパケットを送信するとともに、前記経路指示装置に確認パケットを送信し、
前記経路指示装置は、前記確認パケットの受信に基づいて、前記第１端末に対して前記第２ＮＡＴのアドレス／ポート番号を伝える第２経路指示パケットを送信し、
前記第１端末は、
前記経路指示装置から受信する前記第２経路指示パケットに基づいて前記第２ＮＡＴのアドレス／ポート番号に対してトンネル経路の生成を指示する直接トンネル要求パケットを送信し、
前記第１端末が前記第２ホールパンチパケットを受信した場合、または前記第２端末が前記直接トンネル要求パケットを受信した場合において、前記第１端末と前記第２端末との間で直接トンネル通信が行われることを特徴とする。

本発明の通信方法は、第１端末によるトンネル通信開始要求に基づいて、経路指示装置から第２端末に第１経路指示パケットを送信する。この第１経路指示パケット内には、トンネルスイッチに対して第１ホールパンチパケットを送信させる指示と、第１ＮＡＴのアドレス／ポート番号に対して第２ホールパンチパケットを送信させる指示と、が含まれている。そのため、トンネルスイッチを介してトンネル通信を行う通信経路の確立と、トンネルスイッチを介さず直接的に第１端末と第２端末との間でトンネル通信を行う通信経路の確立と、をともに試行することができる。そして、本発明の通信方法は、第１端末が第２ホールパンチパケットを受信した場合、または第２端末が直接トンネル要求パケット（経路指示装置から受信する第２経路指示パケットに基づいて第２端末に対して送信されるパケット）を受信した場合において、第１端末と第２端末との間で直接トンネル通信が行われる。そのため、トンネルスイッチを介した通信経路の確立の試行によって通信経路の確保を担保しつつ、直接通信の確立を試行することができる。したがって、通信経路の最適化を効率良く行い得る通信方法を実現することができる。

本発明の通信方法において、
前記第１端末は、前記第２端末から前記第２ホールパンチパケットを受信しない場合に、前記トンネルスイッチに対してトンネル経路の生成を指示する間接トンネル要求パケットを送信し、
前記第１端末が前記第２ホールパンチパケットを受信しない場合、及び前記第２端末が前記直接トンネル要求パケットを受信しない場合において、前記トンネルスイッチを介して前記第１端末と前記第２端末との間でトンネル通信が行われる。

このような構成によって、第１端末と第２端末との間の直接通信経路の確立が不成立（第１端末が第２ホールパンチパケットを受信しない場合、及び第２端末が直接トンネル要求パケットを受信しない場合）となっても、トンネルスイッチを介した通信経路の確立が可能となる。

図１は、本発明の実施例１の通信システムの構成を概略的に例示する説明図である。図２は、図１の通信システムにおいて、第１端末が第２ホールパンチパケットを受信し、第２端末が直接トンネル要求パケットを受信した場合における、経路最適化処理の制御シーケンスを概略的に説明する説明図である。図３は、図１の通信システムにおいて、第１端末が第２ホールパンチパケットを受信せず、第２端末が直接トンネル要求パケットを受信した場合における、経路最適化処理の制御シーケンスを概略的に説明する説明図である。図４は、図１の通信システムにおいて、第１端末が第２ホールパンチパケットを受信せず、第２端末が直接トンネル要求パケットを受信しない場合における、経路最適化処理の制御シーケンスを概略的に説明する説明図である。

次に、本発明の通信方法を具体化した実施例１について、図面を参照しつつ説明する。

＜実施例１＞
（通信システム）
図１に示す通信システム１は、仮想ネットワーク通信を行うシステムである。本発明の通信方法は、通信システム１に適用される。通信システム１は、図１に示すように、第１端末１０と、第２端末２０と、第１ＮＡＴ１１と、第２ＮＡＴ２１と、経路指示装置３０と、トンネルスイッチ４０と、を備えている。通信システム１は、例えば、ＮＴＭｏｂｉｌｅ（ＮｅｔｗｏｒｋＴｒａｖｅｒｓａｌｗｉｔｈＭｏｂｉｌｉｔｙ）を実現するシステムに適用される。ＮＴＭｏｂｉｌｅは、実ネットワーク上に仮想のＩＰネットワークを構築し、相互の通信接続性（ＮＡＴ越え）および移動透過性（移動しながらの通信の開始・継続）を実現する技術である。

第１端末１０および第２端末２０は、トンネルスイッチ４０を経由して通信する場合と、トンネルスイッチ４０を経由せず直接通信を行う場合がある。各端末１０，２０は、ネットワーク接続時に経路指示装置３０に対して位置情報の登録を行う。このとき、各端末１０，２０には経路指示装置３０から仮想ＩＰアドレスが割り当てられ、各端末１０，２０のアプリケーションは仮想ＩＰアドレスで通信を識別する。各端末１０，２０は、通信開始時に経路指示装置３０の指示にしたがって相手端末との間にトンネル経路を構築する。

第１端末１０は、例えばＭＮ（ＭｏｂｉｌｅＮｏｄｅ）、ＮＴＭＮｏｄｅとも称される。第１端末１０は、スマートフォン等の情報処理装置であり、ＯＳ（オペレーティングシステム）上でアプリケーションを起動して情報処理を行う。第１端末１０は、ＮＴＭｏｂｉｌｅを実現するネットワークアプリケーションソフトウェアをダウンロード可能に構成されている。第１端末１０は、後述する第１ＮＡＴ１１の配下にあり、ＩＰｖ４プライベートアドレスを保持している。

第１ＮＡＴ１１は、例えばＮＡＴｍｎとも称される。第１ＮＡＴ１１は、第１端末１０と経路指示装置３０との間の通信経路上に設けられるアドレス変換装置として構成されている。第１ＮＡＴ１１は、第１端末１０を含む複数の端末を配下に備え、これらの端末で構成されるローカルネットワークと広域通信ネットワークとの間でデータを中継し、両ネットワーク間でアドレスおよびポート番号を変換するように機能する。第１ＮＡＴ１１は、適当に割り振られた各ローカルネットワークでのみ適用するローカルなアドレスおよびポート番号と、広域通信ネットワーク上のグローバルなアドレスおよびポート番号とを自動的に相互変換する。

第２端末２０は、例えばＣＮ（ＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｔＮｏｄｅ）とも称される。第２端末２０は、スマートフォン等の情報処理装置であり、ＯＳ（オペレーティングシステム）上でアプリケーションを起動して情報処理を行う。第２端末２０は、ＮＴＭｏｂｉｌｅを実現するネットワークアプリケーションソフトウェアをダウンロード可能に構成されている。第２端末２０は、後述する第２ＮＡＴ２１の配下にあり、ＩＰｖ４プライベートアドレスを保持している。

第２ＮＡＴ２１は、例えばＮＡＴｃｎとも称される。第２ＮＡＴ２１は、第２端末２０と経路指示装置３０との間の通信経路上に設けられるアドレス変換装置として構成されている。第２ＮＡＴ２１は、第２端末２０を含む複数の端末を配下に備え、これらの端末で構成されるローカルネットワークと広域通信ネットワークとの間でデータを中継し、両ネットワーク間でアドレスおよびポート番号を変換するように機能する。第２ＮＡＴ２１は、適当に割り振られた各ローカルネットワークでのみ適用するローカルなアドレスおよびポート番号と、広域通信ネットワーク上のグローバルなアドレスおよびポート番号とを自動的に相互変換する。

経路指示装置３０は、ＤＣ（ＤｉｒｅｃｔｉｏｎＣｏｏｒｄｉｎａｔｏｒ）とも称される。経路指示装置３０は、各端末１０，２０からのアクセスが可能なネットワーク上に接続されるコンピュータである。経路指示装置３０は、端末１０，２０を含む各端末の位置情報などを管理し、各端末にトンネル構築に関わる各種処理の指示を出す装置である。経路指示装置３０は、通信を行う２台の端末（端末１０，２０）の関係から、どの経路を取れば直接通信の経路となるのか、またどの経路を取ればトンネルスイッチ４０経由の経路となるのか把握している。経路指示装置３０は、自身に割り当てられた仮想ＩＰアドレス空間を管理し、各端末に対して仮想ＩＰアドレスを割り当てる。経路指示装置３０は、自身のデータベースに各端末のＦＱＤＮ（ＦｕｌｌｙＱｕａｌｉｆｉｅｄＤｏｍａｉｎＮａｍｅ）、実ＩＰアドレス、仮想ＩＰアドレス、ＮＡＴの外側の実ＩＰアドレスおよびポート番号を記録している。

トンネルスイッチ（ＴＳ）４０は、各端末１０，２０からのアクセスが可能なネットワーク上に接続されるコンピュータである。トンネルスイッチ４０は、各端末１０，２０がＮＡＴ越え問題やＩＰｖ４／ＩＰｖ６ネットワークの混在により、直接通信を行うことができない場合に、通信の中継を行う。

（仮想ネットワーク通信制御）
次に、通信システム１において、仮想ネットワーク通信を行う際の制御について説明する。なお、以下の説明では、第１端末１０から第２端末２０に向けて通信要求を行う例を示すが、第２端末２０から第１端末１０に向けて通信要求を行う場合も同様である。

各端末１０，２０は、端末起動時及びネットワーク切り替え時に、登録要求パケット（ＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ）を経路指示装置３０に送信する。経路指示装置３０は、登録要求パケットによって各端末１０，２０の実ＩＰアドレス、ＮＡＴの外側ＩＰアドレス／ポート番号を取得し、仮想ＩＰアドレスを割り当てる。割り当てた仮想ＩＰアドレスは、登録応答パケット（ＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎＲｅｓｐｏｎｓｅ）によって各端末１０，２０に通知される。各端末１０，２０は、登録応答パケットを受信した後、経路指示装置３０との通信経路を確保するために、経路指示装置３０に対して定期的にキープアライブパケットを送信する。

各端末１０，２０は、通信中に実ＩＰアドレスが変化した場合に、経路指示装置３０へ新しい実ＩＰアドレス、ＮＡＴの外側ＩＰアドレス／ポート番号を登録するとともに、シグナリング処理によりトンネル経路を再構築する。通信パケットは全てカプセル化されているため、各端末１０，２０のアプリケーションは、通信経路が切り替わったことに気付くことなく通信を継続することができる。

各端末１０，２０がともにＩＰｖ４プライベートアドレスを保持している場合には、経路最適化処理が行われる。各端末１０，２０がパケット（後述する直接トンネル要求パケット、第２ホールパンチパケット）を送り合った結果、どちらかが相手側に到達すると、経路最適化（各端末１０，２０の直接通信）が成功する。経路最適化ができない場合は、トンネルスイッチ４０経由の経路が生成される。

以下では、経路最適化処理を行う３つのケースについて説明する。ケース１は、後述する第２ホールパンチパケット（第２ＮＡＴ２１の外側のアドレス／ポート番号を伝達する情報を含むパケット）が端末１０に到達したケースである。ケース２は、後述する直接トンネル要求パケット（第２ＮＡＴ２１の外側のアドレス／ポート番号を伝達する情報を含む）が端末２０に到達したケースである。ケース３は、第２ホールパンチパケットが端末１０に到達せず、かつ直接トンネル要求パケットが端末２０に到達しないケースである。

（ケース１の経路最適化処理）
ケース１について、図２を参照して説明する。第１端末１０は、第２端末２０と通信するために、第２端末２０のＦＱＤＮを用いて経路指示装置３０にトンネル通信開始要求（ＤｉｒｅｃｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ）を送信する。経路指示装置３０は、ＦＱＤＮから第２端末２０の端末情報を取得する。

経路指示装置３０は、トンネル通信開始要求を受信すると、第２端末２０およびトンネルスイッチ４０に指示パケットを送信する。経路指示装置３０は、第２端末２０に対して、第２端末２０から第１端末１０にトンネル構築を行うように第１経路指示パケット（ＲｏｕｔｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎｃｎ）で指示を出す。第１経路指示パケットによって、第２端末２０に第１ＮＡＴ１１のアドレス／ポート番号が伝達される。経路指示装置３０は、トンネルスイッチ４０に対して、トンネルスイッチ４０を介して第２端末２０と第１端末１０との間にトンネル構築を行うように中継指示パケット（ＲｅｌａｙＤｉｒｅｃｔｉｏｎｃｎ）で指示を出す。第１経路指示パケットは、トンネルスイッチ４０に対して第１ホールパンチパケットを送信させる指示と、第１ＮＡＴ１１のアドレス／ポート番号に対して第２ホールパンチパケットを送信させる指示と、を含んでいる。

第２端末２０は、第１経路指示パケットを受信すると、第１ホールパンチパケットと第２ホールパンチパケットを送信する。また、第２端末２０は、第１経路指示パケットを受信すると、経路指示装置３０に対して確認パケット（ＲｏｕｔｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎＣｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎ）を送信する。経路指示装置３０は、確認パケットを受信すると、第１端末１０に対して第２経路指示パケット（ＲＤｍｎ（ＲｏｕｔｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎｍｎ））を送信する。第２経路指示パケットによって、第１端末１０に第２ＮＡＴ２１のアドレス／ポート番号が伝達される。

第２端末２０は、第１ホールパンチパケットをトンネルスイッチ４０に対して送信する。これにより、トンネルスイッチ４０は、第２ＮＡＴ２１の外側のアドレス／ポート番号を取得することができるため、第１端末１０から受信する後述する間接トンネル要求パケット（ＴｕｎｎｅｌＲｅｑｕｅｓｔ）を中継して第２端末２０に届けることができる。

第２端末２０は、第２ホールパンチパケットを第１ＮＡＴ１１のアドレス／ポート番号に対して送信する。ケース１では、第１ＮＡＴ１１が例えばｃｏｎｅ型であり、第２ホールパンチパケットが第１ＮＡＴ１１を通過して第１端末１０に届く。第２ホールパンチパケットが第１端末１０に届くと、第１端末１０は第２ＮＡＴ２１の外側のアドレス／ポート番号を取得するため、第１端末１０から第２ＮＡＴ２１に向けて、後述する直接トンネル要求パケット（ＴｕｎｎｅｌＲｅｑｕｅｓｔＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）を送信することができる。なお、第２ホールパンチパケットは、第１ＮＡＴ１１を構成するＮＡＴの種類によって第１端末１０に届かない場合がある。

第１端末１０は、第２ホールパンチパケットに含まれる第２ＮＡＴ２１のＩＰアドレスおよびポート番号をトンネルテーブル（ＴＴ）に登録する。第１端末１０は、経路指示装置３０から第２経路指示パケットを受信することに基づいて、第２端末２０に対して、トンネル経路の生成を指示する直接トンネル要求パケット（ＴｕｎｎｅｌＲｅｑｕｅｓｔＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）を送信する。このとき、直接トンネル要求パケットの宛先は、トンネルテーブルに登録された第２ＮＡＴ２１のＩＰアドレスおよびポート番号である。第２ホールパンチパケットが第１端末１０に到達しているため、直接トンネル要求パケットが必ず第２端末２０に届くことになる。第２端末２０は、直接トンネル要求パケットを受信することに応じて、直接トンネル応答パケット（ＡＣＫｔｒｏ）を第１ＮＡＴ１１のＩＰアドレス／ポートに送信する。第１端末１０は、直接トンネル応答パケットを受信し、トンネル生成処理を終了する。これにより、第１端末１０と第２端末２０は、実ＩＰアドレスでデータをカプセル化し、仮想ＩＰアドレスを用いたトンネル通信を行う。

（ケース２の経路最適化処理）
ケース２について、図３を参照して説明する。ケース２でも、ケース１と同様に、第１端末１０は、経路指示装置３０にトンネル通信開始要求（ＤｉｒｅｃｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ）を送信する。第２端末２０は、経路指示装置３０から第１経路指示パケット（ＲｏｕｔｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎｃｎ）を受信すると、第１ホールパンチパケットおよび第２ホールパンチパケットを送信する。また、第２端末２０は、経路指示装置３０に対して確認パケット（ＲｏｕｔｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎＣｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎ）を送信する。経路指示装置３０は、確認パケットを受信すると、第２経路指示パケット（ＲＤｍｎ（ＲｏｕｔｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎｍｎ））を第１端末１０に向けて送信する。指示パケットによって、第１端末１０に第２ＮＡＴ２１のアドレス／ポート番号が伝達される。

ケース２では、第１ＮＡＴ１１が例えばＳｙｍｍｅｔｒｉｃ型であり、第２ホールパンチパケットが第１ＮＡＴ１１を通過せず、第１端末１０に届かない。第１端末１０は、第２経路指示パケットを受信した後、経路指示装置３０から第２経路指示パケットによって指示された第２ＮＡＴ２１のアドレスとポートに対して、直接トンネル要求パケット（ＴｕｎｎｅｌＲｅｑｕｅｓｔＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）を送信する。同時に、第１端末１０は、間接トンネル要求パケット（ＴｕｎｎｅｌＲｅｑｕｅｓｔ）をトンネルスイッチ４０宛に送信する。

ケース２では、第２ＮＡＴ２１が例えばｃｏｎｅ型であり、直接トンネル要求パケットが第２ＮＡＴ２１を通過して第２端末２０に到達する。第２端末２０は、直接トンネル要求パケットを受信することに応じて、直接トンネル応答パケット（ＡＣＫｔｒｏ）を第１ＮＡＴ１１のＩＰアドレス／ポートに向けて送信する。その後、間接トンネル要求パケットがトンネルスイッチ４０を経由して第２端末２０に到達しても応答しない。第１端末１０は、直接トンネル応答パケットを受信し、トンネル生成処理を終了する。これにより、第１端末１０と第２端末２０は、実ＩＰアドレスでデータをカプセル化し、仮想ＩＰアドレスを用いたトンネル通信を行う。

（ケース３の経路最適化処理）
ケース３について、図４を参照して説明する。ケース３でも、ケース１と同様に、第１端末１０は、経路指示装置３０にトンネル通信開始要求（ＤｉｒｅｃｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ）を送信する。第２端末２０は、経路指示装置３０から第１経路指示パケット（ＲｏｕｔｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎｃｎ）を受信すると、第１ホールパンチパケットおよび第２ホールパンチパケットを送信する。また、第２端末２０は、経路指示装置３０に対して確認パケット（ＲｏｕｔｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎ（ＲＤ）Ｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎ）を送信する。経路指示装置３０は、確認パケットを受信すると、第２経路指示パケット（ＲＤｍｎ（ＲｏｕｔｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎｍｎ））を第１端末１０に向けて送信する。指示パケットによって、第１端末１０に第２ＮＡＴ２１のＩＰアドレス／ポート番号が伝達される。

ケース３では、第１ＮＡＴ１１が例えばＳｙｍｍｅｔｒｉｃ型であり、第２ホールパンチパケットが第１ＮＡＴ１１を通過せず、第１端末１０に届かない。第１端末１０は、第２経路指示パケットを受信した後、経路指示装置３０から第２経路指示パケットによって指示された第２ＮＡＴ２１のアドレスとポートに対して、直接トンネル要求パケット（ＴｕｎｎｅｌＲｅｑｕｅｓｔＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）を送信する。同時に、第１端末１０は、間接トンネル要求パケット（ＴｕｎｎｅｌＲｅｑｕｅｓｔ）をトンネルスイッチ４０宛に送信する。

ケース３では、第２ＮＡＴ２１が例えばＳｙｍｍｅｔｒｉｃ型であり、直接トンネル要求パケットが第２ＮＡＴ２１を通過せず、第２端末２０に届かない。第２端末２０には、トンネルスイッチ４０経由の間接トンネル要求パケットのみが到達するため、間接トンネル応答パケット（ＡＣＫｔｒ）をトンネルスイッチ４０経由で第１端末１０に送信する。第１端末１０は、間接トンネル応答パケットを受信し、トンネル生成処理を終了する。これにより、第１端末１０と第２端末２０は、実ＩＰアドレスでデータをカプセル化し、仮想ＩＰアドレスを用いたトンネル通信を行う。

以上のように、実施例１の通信方法は、第１端末１０によるトンネル通信開始要求（ＤｉｒｅｃｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ）に基づいて、経路指示装置３０から第２端末２０に第１経路指示パケット（ＲｏｕｔｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎｃｎ）を送信する。この第１経路指示パケット内には、トンネルスイッチ４０に対して第１ホールパンチパケットを送信させる指示と、第１ＮＡＴ１１のアドレス／ポート番号に対して第２ホールパンチパケットを送信させる指示と、が含まれている。そのため、トンネルスイッチ４０を介してトンネル通信を行う通信経路の確立と、トンネルスイッチ４０を介さず直接的に第１端末１０と第２端末２０との間でトンネル通信を行う通信経路の確立と、をともに試行することができる。そして、実施例１の通信方法は、第１端末１０が第２ホールパンチパケットを受信した場合、または第２端末２０が直接トンネル要求パケット（経路指示装置３０から受信する第２経路指示パケットに基づいて第２端末２０に対して送信されるパケット）を受信した場合において、第１端末１０と第２端末２０との間で直接トンネル通信が行われる。そのため、トンネルスイッチ４０を介した通信経路の確立の試行によって通信経路の確保を担保しつつ、直接通信の確立を試行することができる。したがって、通信経路の最適化を効率良く行い得る通信方法を実現することができる。
実施例１の通信方法は、どのような経路が確立される場合でも、即座に経路が決まるため、通信開始にかかる時間を短縮することができる。そのため、ウェブアクセスにおいて通信開始にかかる時間を短縮して、利便性を向上させることができる。

本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例１に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
実施例１では、通信システム１を構成する端末として、第１端末１０および第２端末２０を例示した。しかしながら、通信システム１を構成する端末は、３つ以上の端末であってもよい。例えば、通信システム１において、第１端末１０は、異なる仮想ＩＰアドレスが割り当てられた複数の第２端末と仮想ネットワーク通信を行う構成であってもよい。

１…通信システム
１０…第１端末（ＭｏｂｉｌｅＮｏｄｅ、ＭＮ）
１１…第１ＮＡＴ
２０…第２端末（ＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｔＮｏｄｅ、ＣＮ）
２１…第２ＮＡＴ
３０…経路指示装置（ＤｉｒｅｃｔｉｏｎＣｏｏｒｄｉｎａｔｏｒ、ＤＣ）
４０…トンネルスイッチ（ＴＳ）

Claims

第１ＮＡＴの配下にありＩＰｖ４プライベートアドレスを保持する第１端末と、第２ＮＡＴの配下にありＩＰｖ４プライベートアドレスを保持する第２端末と、の間で行われる通信方法であって、
前記第１端末による経路指示装置宛てのトンネル通信開始要求に基づいて、
トンネルスイッチに対して第１ホールパンチパケットを送信させる指示と、
前記第１ＮＡＴのアドレス／ポート番号に対して第２ホールパンチパケットを送信させる指示と、
を含む第１経路指示パケットを前記経路指示装置から前記第２端末に送信し、
前記第２端末は、
前記第１経路指示パケットの受信に基づいて、前記トンネルスイッチに対して前記第１ホールパンチパケットを送信し、
前記第１ＮＡＴのアドレス／ポート番号に対して前記第２ホールパンチパケットを送信するとともに、前記経路指示装置に対して、前記第１ホールパンチパケット及び前記第２ホールパンチパケットの送信が完了したことを伝えるための確認パケットを送信し、
前記経路指示装置は、前記確認パケットの受信に基づいて、前記第１端末に対して前記第２ＮＡＴのアドレス／ポート番号を伝える第２経路指示パケットを送信し、
前記第１端末は、
前記経路指示装置から受信する前記第２経路指示パケットに基づいて前記第２ＮＡＴのアドレス／ポート番号に対してトンネル経路の生成を指示する直接トンネル要求パケットを送信し、
前記第１端末が前記第２ホールパンチパケットを受信した場合、または前記第２端末が前記直接トンネル要求パケットを受信した場合において、前記第１端末と前記第２端末との間で直接トンネル通信が行われることを特徴とする通信方法。
前記第１端末は、前記第２端末から前記第２ホールパンチパケットを受信しない場合に、前記トンネルスイッチに対してトンネル経路の生成を指示する間接トンネル要求パケットを送信し、
前記第１端末が前記第２ホールパンチパケットを受信しない場合、及び前記第２端末が前記直接トンネル要求パケットを受信しない場合において、前記トンネルスイッチを介して前記第１端末と前記第２端末との間でトンネル通信が行われることを特徴とする請求項１に記載の通信方法。