WO2009123264A1

WO2009123264A1 - データ通信端末、プロキシ装置、データ通信システム、及びデータ通信方法

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Publication number: WO2009123264A1
Application number: PCT/JP2009/056819
Authority: WO
Inventors: 信人奥; 紀子水口; 津田　雅之
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2008-04-02
Filing date: 2009-04-01
Publication date: 2009-10-08
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Abstract

　プロキシ機能を維持しつつデータ通信時のアプリケーション層プロトコルを限定しないデータ通信を容易に実現することを課題とする。この移動通信端末２は、プロキシ装置５との間で予め使用可能に設定されたＨＴＴＰを用いて、プロキシ装置５に対してアドレス要求を送信することによりグローバルアドレス情報を取得する制御用プロトコル処理部２０３と、プロキシ装置５との間の接続を確立するＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部２０５と、プロキシ装置５とサーバ装置６との間の通信路を経由して、グローバルアドレス情報を送信元アドレスとして利用してデータを送信するアプリケーション部２０１とを備え、制御用プロトコル処理部２０３は、プロキシ装置５に対して、ＨＴＴＰを用いてサーバ装置６の接続先情報を送信し、プロキシ装置５とサーバ装置６との所定のトランスポート層プロトコルによる接続を要求する。

Description

データ通信端末、プロキシ装置、データ通信システム、及びデータ通信方法

　本発明は、データ通信端末、プロキシ装置、データ通信システム、及びデータ通信方法に関するものである。

　従来から、インターネット等を利用したデータ通信において特定の通信キャリアのデータ通信網や企業内通信網等の内部ネットワークとインターネットとを接続する際には、高速なアクセスや通信の安全性を確保するためにプロキシサーバ（代理サーバ）が用いられている。このようなプロキシサーバとしては、端末とその通信先との間で使用可能なアプリケーション層プロトコルが限定されたＨＴＴＰ（Hypertext Transfer Protocol）プロキシや、ＦＴＰ（File Transfer Protocol）プロキシ等が広く用いられている。

　これに対して、複数のアプリケーション層プロトコルを利用したデータ通信を実現するようなデータ通信装置が知られている（下記特許文献１参照）。このデータ通信装置は、クライアントからのＳＩＰ（Session Initiation Protocol）メッセージにプロトコル情報を含んで受信した場合に、そのクライアントに対して該当するプロトコルによるデータ通信を許可する機能を有している。

特開２００７－２０１６８８号公報

　しかしながら、上記従来のプロキシ装置においては、端末で使用可能なアプリケーション層プロトコルが限定される傾向にあり、複数のアプリケーション層プロトコルに対応しようとするとプロキシ装置の置換や大幅な機能追加が必要になってしまう。一方、プロキシ装置を経由しないで端末とその通信先との間で直接データ通信を行うことも考えられるが、プロキシ装置はプライベートアドレスとグローバルアドレスとの変換機能も有しているので、グローバルアドレスの枯渇等の不都合が生じる場合があり、通信の安全性が低下してしまうという問題も生じる。

　そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、プロキシ機能を維持しつつデータ通信時のアプリケーション層プロトコルを限定しないデータ通信を容易に実現することが可能なデータ通信端末、プロキシ装置、データ通信システム、及びデータ通信方法を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するため、本発明のデータ通信端末は、データ通信網内でプロキシ装置を経由して、所定のトランスポート層プロトコルを用いて通信先装置との間でデータ通信を行うデータ通信端末であって、プロキシ装置との間で予め使用可能に設定されたアプリケーション層プロトコルを用いて、プロキシ装置に対してアドレス要求を送信し、通信先装置との間を所定のトランスポート層プロトコルによって接続する際に用いるグローバルアドレス情報を取得するアドレス取得手段と、プロキシ装置との間の接続を、所定のトランスポート層プロトコルによって確立する接続確立手段と、プロキシ装置に対してアプリケーション層プロトコルを用いて通信先装置の接続先情報を送信し、プロキシ装置と通信先装置との所定のトランスポート層プロトコルによる接続を要求する接続要求手段と、接続確立手段及び接続要求手段によって接続された通信路上で、グローバルアドレス情報をアプリケーション層のデータ中で送信元アドレスとして利用してプロキシ装置を経由してデータを送信するデータ通信手段とを備えることを特徴とする。

　或いは、本発明のプロキシ装置は、データ通信網内に設置され、所定のトランスポート層プロトコルを用いたデータ通信端末と通信先装置との間のデータ通信を中継するプロキシ装置であって、データ通信端末との間で予め使用可能に設定されたアプリケーション層プロトコルを用いたアドレス要求を、データ通信端末から受信し、データ通信端末に対して通信先装置との間を所定のトランスポート層プロトコルによって接続する際に用いるグローバルアドレス情報を割り当てて送信するアドレス割当手段と、データ通信端末からアプリケーション層プロトコルを用いて通信先装置の接続先情報を受信し、通信先装置との間を所定のトランスポート層プロトコルによって接続する接続確立手段と、データ通信端末から所定のトランスポート層プロトコル上で受信されたデータを、グローバルアドレス情報を送信元として設定した後、接続確立手段によって接続された通信路を用いて通信先装置に向けて転送するデータ転送手段と、を備えることを特徴とする。

　また、本発明のデータ通信システムは、上述したデータ通信端末とプロキシ装置とを備えることを特徴とする。

　また、本発明のデータ通信方法は、データ通信網内でプロキシ装置を経由して、データ通信端末から通信先装置に対して、所定のトランスポート層プロトコルを用いてデータ通信を行うデータ通信方法であって、データ通信端末が、プロキシ装置との間で予め使用可能に設定されたアプリケーション層プロトコルを用いて、プロキシ装置に対してアドレス要求を送信し、通信先装置との間を所定のトランスポート層プロトコルによって接続する際に用いるグローバルアドレス情報を、プロキシ装置から取得するアドレス取得ステップと、データ通信端末が、プロキシ装置との間の接続を、所定のトランスポート層プロトコルによって確立する第１の接続確立ステップと、プロキシ装置が、データ通信端末から通信先装置の接続先情報を受信し、通信先装置との間を所定のトランスポート層プロトコルによって接続する第２の接続確立ステップと、データ通信端末が、第１の接続確立ステップによって接続された通信路上で、グローバルアドレス情報をアプリケーション層のデータ中で送信元アドレスとして利用してプロキシ装置を経由してデータを送信するデータ通信ステップと、プロキシ装置が、データ通信端末からデータ通信ステップによって受信されたデータを、グローバルアドレス情報を送信元として設定した後、第２の接続確立ステップによって接続された通信路を用いて通信先装置に向けて転送するデータ転送ステップとを備えることを特徴とする。

　このようなデータ通信端末、プロキシ装置、データ通信システム、及びデータ通信方法によれば、データ通信端末により、ＨＴＴＰ等の予め使用可能なアプリケーション層プロトコルを用いてプロキシ装置から外部ネットワークと接続する際に使用するグローバルアドレス情報が取得され、プロキシ装置との間がＴＣＰ（Transmission Control Protocol）やＵＤＰ（User Datagram Protocol）等の所定のトランスポート層プロトコルによって接続される。なお、ここでいうプロキシ装置は、データ通信端末とその通信先との間のデータを転送する際に、両者との間でトランスポートレイヤを終端する役割を有する装置である。そして、データ通信端末からプロキシ装置に対して、アプリケーション層プロトコルを用いて通信先装置の接続情報が渡され、プロキシ装置と通信先装置との間が所定のトランスポート層プロトコルによって接続され、データ通信端末からプロキシ装置に向けて送信されたデータは、そのデータ通信端末に割り振られたグローバルアドレス情報が送信元として設定されて、プロキシ装置を経由して通信先装置に送信される。これにより、データ通信網内で予め使用できるアプリケーション層プロトコルが限定されていたとしても、プロキシ装置を経由して任意のアプリケーション層プロトコルを用いたデータ転送が容易に実現される。すなわち、単にＩＰアドレス及びポート番号を予め設定されたものに変換してパケットを透過転送するＮＡＴ（Network Address Translation）技術とは異なり、データ通信端末側のアプリケーションプログラムが、プロキシ装置より外側のネットワークにおいて自端末に割り振られるグローバルアドレス情報を取得可能となるので、所定のトランスポート層プロトコル上で任意のアプリケーションプログラムがデータ通信を実行することができる。さらには、既存のプロキシ機能も維持されるので、グローバルアドレスを節約することができるとともに、通信の安全性も維持することができる。

　本発明によれば、プロキシ機能を維持しつつデータ通信時のアプリケーション層プロトコルを限定しないデータ通信を容易に実現することができる。

本発明の第１実施形態にかかるデータ通信システムの概略構成図である。図１の移動通信端末のハードウェア構成図である。図１のプロキシ装置のハードウェア構成図である。図１の移動通信端末及びプロキシ装置の機能構成を示す機能ブロック図である。図４のポート管理テーブルのデータ構成を示す図である。図４のＴＣＰ／ＵＤＰデータ中継部によって転送されるトランスポート層プロトコルレベルでのデータの概略構成を示す図である。図１のデータ通信システムの動作を示すシーケンス図である。図７の動作に対応してデータ通信システム内において接続される通信路のイメージを示す図である。図１のデータ通信システム内のプロトコルスタックを示す図である。本発明の第２実施形態にかかるデータ通信システムの概略構成図である。図１０の移動通信端末及びプロキシ装置の機能構成を示す機能ブロック図である。図１１のマッチング用アドレス管理テーブルのデータ構成を示す図である。図１０のデータ通信システムの動作を示すシーケンス図である。図１３の動作に対応してデータ通信システム内において接続される通信路のイメージを示す図である。

　以下、図面とともに本発明によるデータ通信端末、プロキシ装置、データ通信システム、及びデータ通信方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

　［第１実施形態］
　図１は、本発明の第１実施形態にかかるデータ通信システム１の概略構成図である。図１に示すように、本実施形態にかかるデータ通信システム１は、データを送受信しようとするユーザが使用する移動通信端末（データ通信端末）２と、移動体通信網ＮＷ１内に設けられた交換機４及びプロキシ装置５と、インターネット網ＮＷ２に接続されたコンテンツプロバイダ等が管理するサーバ装置（通信先装置）６とを含んで構成されており、移動体通信網ＮＷ１及びインターネット網ＮＷ２を含むデータ通信網内において、移動通信端末２とサーバ装置６との間でのデータ通信を実現する通信システムである。

　このデータ通信システム１に含まれる移動通信端末２は、無線通信を利用することにより、無線基地局３及び交換機４を介して移動体通信網ＮＷ１内のプロキシ装置５にトランスポート層のプロトコルレベルで接続される。ここで、移動通信端末２は、プロキシ装置５とトランスポート層のプロトコルレベルで通信する際には予め割り当てられたローカルＩＰアドレス及びポート番号を使用する。

　プロキシ装置５は、移動体通信網ＮＷ１及びインターネット網ＮＷ２に対してトランスポート層のプロトコルレベルで同時に接続可能にされ、移動通信端末２から送信されたデータを、インターネット網ＮＷ２を経由してサーバ装置６に向けて中継し、サーバ装置６からインターネット網ＮＷ２を経由して受信されたデータを、移動通信端末２に向けて中継する。すなわち、プロキシ装置５は、移動通信端末２及びサーバ装置６との接続を、トランスポート層のプロトコルレベルで終端する。このプロキシ装置５は、データ通信の安全性を確保し、グローバルＩＰアドレスの不足を防止するためのプロキシ機能を有し、移動体通信網ＮＷ１側で移動通信端末２と通信する際には相互にプライベートＩＰアドレス及びポート番号を使用し、インターネット網ＮＷ２側でサーバ装置６と通信する際には相互にグローバルＩＰアドレス及びポート番号を使用する。なお、プロキシ装置５は、移動通信端末２との間で直接制御信号を送受信する際には、予めＨＴＴＰ等の特定のアプリケーション層プロトコルのみを使用可能にするように設定されている。

　また、図２は、移動通信端末２のハードウェア構成図である。移動通信端末２は、物理的には、同図に示すように、ＣＰＵ２１、主記憶装置であるＲＡＭ２２及びＲＯＭ２３、ハードディスク装置等の補助記憶装置２５、入力デバイスである入力キー等の入力装置２６、ディスプレイ等の出力装置２７、無線送受信機等を含む無線通信モジュール２４などを有する端末装置として構成されている。この無線通信モジュール２４は、移動体通信方式による無線通信を実行するモジュールであり、ＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２、ＲＯＭ２３等との協働により任意の端末装置やサーバ装置との間でのデータ通信機能を実現する。後述する移動通信端末２の各機能は、ＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２等のハードウェア上に所定のソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ２１の制御のもとで無線通信モジュール２４、入力装置２６、出力装置２７を動作させるとともに、ＲＡＭ２２や補助記憶装置２５におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。

　また、図３は、プロキシ装置５のハードウェア構成図である。プロキシ装置５は、物理的には、同図に示すように、ＣＰＵ５１、主記憶装置であるＲＡＭ５２及びＲＯＭ５３、ハードディスク装置等の補助記憶装置５５、入力デバイスである入力キー等の入力装置５６、ディスプレイ等の出力装置５７、ネットワークカード等を含む通信モジュール５４などを有するサーバ装置として構成されている。この通信モジュール５４は、移動体通信網ＮＷ１及びインターネット網ＮＷ２との間でデータ通信を実行するモジュールであり、ＣＰＵ５１、ＲＡＭ５２、ＲＯＭ５３等との協働により任意の端末装置やサーバ装置との間でのデータ通信機能を実現する。後述するプロキシ装置５の各機能は、ＣＰＵ５１、ＲＡＭ５２等のハードウェア上に所定のソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ５１の制御のもとで無線通信モジュール５４、入力装置５６、出力装置５７を動作させるとともに、ＲＡＭ５２や補助記憶装置５５におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。

　以下、移動通信端末２及びプロキシ装置５の機能構成について詳細に説明する。

　図４に示すように、移動通信端末２は、アプリケーション部（データ通信手段）２０１、通信インタフェース部２０２、制御用プロトコル処理部（アドレス取得手段、接続要求手段）２０３、ポート／コネクション管理部２０４、ＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部（接続確立手段）２０５を有している。

　アプリケーション部２０１は、ＨＴＴＰ、ＦＴＰ、ＳＩＰ等のアプリケーション層プロトコルを用いてサーバ装置６や他の移動通信端末との間でデータを送受信する。このアプリケーション部２０１としては、例えば、ＷｅｂブラウザやＩＰ電話用アプリケーションプログラム等が該当する。さらに、アプリケーション部２０１は、ユーザからの要求に応じてＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰ等の所定のトランスポート層プロトコルでのサーバ装置６との接続を要求することもできる。その場合に、アプリケーション部２０１は、サーバ装置６との間で接続されたＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰによる通信路上で、プロキシ装置５から割り当てられたグローバルＩＰアドレス及びポート番号を送信元アドレスとして利用して、任意のアプリケーション層プロトコルを用いて、プロキシ装置５を経由してデータを送受信する。

　通信インタフェース部２０２は、アプリケーション部２０１とＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部２０５との間のインタフェース機能を司る部分である。すなわち、アプリケーション部２０１からのアプリケーション層プロトコルレベルのデータに、トランスポート層プロトコルで使用するデータヘッダを追加してＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部２０５に渡し、ＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部２０５によって受信されたトランスポート層プロトコルレベルのデータから、アプリケーション層プロトコルレベルのデータを取り出してアプリケーション部２０１に渡す。

　制御用プロトコル処理部２０３は、アプリケーション部２０１からＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰ等の所定のトランスポート層プロトコルでの接続を要求された場合に、予めプロキシ装置５に対して使用可能なアプリケーション層プロトコルであるＨＴＴＰを用いて、プロキシ装置５との間で各種制御信号を送受信する。具体的には、プロキシ装置５に対して、ＨＴＴＰを用いたアドレス要求信号を送信し、これに対してプロキシ装置５から割り当てられたグローバルＩＰアドレス及びポート番号（グローバルアドレス情報）とコネクションＩＤとを取得し、ポート／コネクション管理部２０４に登録するとともに、アプリケーション部２０１に引き渡す。このグローバルＩＰアドレス及びポート番号は、サーバ装置６との間をＴＣＰ／ＩＰ又はＵＤＰ／ＩＰによって接続する際に用いられるアドレスであり、予めプロキシ装置５によって管理されている。

　また、制御用プロトコル処理部２０３は、グローバルＩＰアドレス及びポート番号を取得した後に、プロキシ装置５に対して、サーバ装置６との間におけるＴＣＰ／ＩＰ又はＵＤＰ／ＩＰによる接続を要求する接続要求信号を、ＨＴＴＰを用いて送信する。このとき、制御用プロトコル処理部２０３は、アプリケーション部２０１の通信先であるサーバ装置６のグローバルＩＰアドレス及びポート番号（接続先情報）を、ＨＴＴＰを用いてプロキシ装置５に送信する。このサーバ装置６の接続先情報は、予めユーザから入力又は選択されることによりポート／コネクション管理部２０４に記憶されている。

　ＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部２０５は、プロキシ装置５との間でＴＣＰ／ＩＰ又はＵＤＰ／ＩＰのトランスポート層プロトコルレベルでのデータ通信を終端する部分である。また、ＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部２０５は、制御用プロトコル処理部２０３によってプロキシ装置５からグローバルＩＰアドレス及びポート番号が取得された後に、プロキシ装置５との間のＴＣＰ／ＩＰ又はＵＤＰ／ＩＰによる通信セッションの接続を確立する処理も実行する。このとき、ＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部２０５は、プロキシ装置５との間で予め割り当てられたプライベートＩＰアドレス及びポート番号を使用する。さらに、ＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部２０５は、アプリケーション部２０１によるデータ通信が終了した場合に、プロキシ装置５との間の通信セッションを解放する。

　また、プロキシ装置５は、ＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部（接続確立手段）５０１、ポート／コネクション管理部（アドレス割当手段）５０２、制御用プロトコル処理部５０３、ＴＣＰ／ＵＤＰデータ中継部（データ転送手段）５０４、課金対象パケットカウント処理部５０５、及びポート管理テーブル（ルーティング情報格納手段）５０６を有している。

　ＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部５０１は、移動通信端末２及びサーバ装置６の双方との間でＴＣＰ／ＩＰ又はＵＤＰ／ＩＰのトランスポート層プロトコルレベルでのデータ通信を終端する。また、ＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部５０１は、移動通信端末２からサーバ装置６の接続先情報を含む接続要求信号を受信した場合に、サーバ装置６との間のＴＣＰ／ＩＰ又はＵＤＰ／ＩＰによる通信セッションの接続を確立する。このとき、ＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部５０１は、移動通信端末２との間の通信においては、予め割り当てられたプライベートＩＰアドレス及びポート番号を使用し、サーバ装置６との間の通信においては、ポート／コネクション管理部５０２が移動通信端末２に割り当てたグローバルＩＰアドレス及びポート番号を使用する。さらに、ＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部２０５は、移動通信端末２によって通信セッションが解放された場合に、サーバ装置６との間の通信セッションを解放する。

　ポート／コネクション管理部５０２は、移動通信端末２からグローバルアドレス情報を要求するアドレス要求信号を受信した場合に、移動通信端末２に対してグローバルＩＰアドレス及びポート番号を割り当てて、制御用プロトコル処理部５０３を経由して、割り当てたグローバルＩＰアドレス及びポート番号を移動通信端末２に返送する。このとき、ポート／コネクション管理部５０２は、割り当てたグローバルＩＰアドレス及びポート番号を対応付けて管理するためのコネクションＩＤを払い出して移動通信端末２に返送するとともに、グローバルＩＰアドレス、ポート番号、及びコネクションＩＤを対応付けてポート管理テーブル５０６に記憶する。

　図５は、このようにしてポート管理テーブル５０６に記憶されたルーティングテーブル情報を示している。同図に示すように、移動通信端末２側の接続先通信ポートに対応するローカル（プライベート）ＩＰアドレス“１０．ＸＸＸ．ＸＸ．１”及びポート番号“１１００”と、利用プロトコル“ＴＣＰ”と、割り当てられたグローバルＩＰアドレス“１５．ＸＸＸ．ＸＸ．１”及びポート番号“２００４”とが、コネクションＩＤ“２５”に関連付けて格納されている。このルーティングテーブル情報によって移動通信端末２とサーバ装置６との間のトランスポート層レベルでの通信セッションが管理される。また、ルーティングテーブル情報の中の“移動機側自ノードポート”とは、移動通信端末２と接続されるプロキシ装置５の通信ポートに対応するポート番号を意味し、“サーバ側自ノードポート”とは、サーバ装置６と接続される通信ポートに対応するポート番号を意味し、“接続先ＩＰアドレス”及び“接続先ポート”とは、移動通信端末２から通知されたサーバ装置６の接続先情報である。

　図４に戻って、制御用プロトコル処理部５０３は、ＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部５０１を経由して、移動通信端末２との間でＨＴＴＰによる各種制御信号を送受信する。具体的には、移動通信端末２からアドレス要求信号を受信した場合にポート／コネクション管理部５０２に通知し、これに対してポート／コネクション管理部５０２によって割り当てられたグローバルＩＰアドレス、ポート番号、及びコネクションＩＤを含む応答信号を、移動通信端末２に返信する。また、制御用プロトコル処理部５０３は、移動通信端末２からサーバ装置６の接続先情報を含む接続要求信号を受信した場合ＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部５０１に通知し、これに対してＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部５０１によってサーバ装置６との通信セッションが確立されると移動通信端末２に応答信号を返信する。

　ＴＣＰ／ＵＤＰデータ中継部５０４は、ＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部５０１によってサーバ装置６とのＴＣＰ／ＩＰ通信セッション又はＵＤＰ／ＩＰ通信セッションが確立された後に、移動通信端末２とサーバ装置６との間で送受信されるデータをトランスポート層プロトコルレベルで中継する。具体的には、移動通信端末２から受信されたデータのＴＣＰヘッダ又はＵＤＰヘッダにおいて、送信元アドレスを移動通信端末２に対して割り当てたグローバルアドレス情報に置き換えて設定し、サーバ装置６との間で接続された通信路を用いてサーバ装置６に向けてそのデータを転送する。

　図６には、ＴＣＰ／ＵＤＰデータ中継部５０４によって転送されるトランスポート層プロトコルレベルでのデータの概略構成を示している。このように、ＴＣＰ／ＵＤＰデータ中継部５０４は、移動通信端末２側の送信元ＩＰ及び送信元ポートが割り当てられた通信ポートから、送信先ＩＰ及び送信先ポートがプロキシ装置５のローカルＩＰアドレス及びローカルポート番号に設定されたデータを受信する（図６（ａ））。そうすると、ＴＣＰ／ＵＤＰデータ中継部５０４は、ポート管理テーブル５０６に格納されたルーティングテーブル情報を参照し、受信したデータのヘッダ中の送信元ＩＰ及び送信元ポートが一致するルーティングテーブル情報のレコードを抽出する。そして、ＴＣＰ／ＵＤＰデータ中継部５０４は、抽出したレコード中の接続先ＩＰアドレス及び接続先ポート（図５参照）を読み出して、それらを移動通信端末２から受信したデータ中の送信先ＩＰ及び送信先ポートに埋め込む。さらに、ＴＣＰ／ＵＤＰデータ中継部５０４は、接続先ＩＰアドレス及び接続先ポートを埋め込んだデータ中の送信元ＩＰ及び送信元ポートを、移動通信端末２に割り当てたグローバルＩＰアドレス及びグローバルポート番号に置換する（図６（ｂ））。そして、ＴＣＰ／ＵＤＰデータ中継部５０４は、このようにしてヘッダ部が変換されたデータを、ＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部５０１を経由して移動通信端末２のデータ通信用としてサーバ装置６側に接続された通信ポートに出力することによって、サーバ装置６に向けて転送する。

　同様にして、ＴＣＰ／ＵＤＰデータ中継部５０４は、サーバ装置６から移動通信端末２に割り当てられたグローバルＩＰアドレス及びグローバルポート番号宛のデータを受信した場合には、そのデータのヘッダ部分を変換して移動通信端末２側のローカル通信ポートを経由して転送する。

　図４に戻って、課金対象パケットカウント処理部５０５は、制御用プロトコル処理部５０３によって送受信される制御信号及びＴＣＰ／ＵＤＰデータ中継部５０４によって中継されるデータをモニタすることにより、そのデータ量をカウントして移動通信端末２を対象にした課金のための集計処理及び請求データ生成処理を実行する。

　サーバ装置６は、アプリケーション部６０１ａ，６０１ｂ、及びＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部６０２を含んで構成されている。アプリケーション部６０１ａ，６０１ｂはＷｅｂサーバプログラムやデータ処理プログラム等であり、移動通信端末２との間でアプリケーション層プロトコルを用いてデータを送受信する。ＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部６０２は、プロキシ装置５との間でＴＣＰ／ＩＰ又はＵＤＰ／ＩＰのトランスポート層プロトコルレベルでのデータ通信を終端する部分である。

　次に、図７及び図８を参照して、データ通信システム１の動作について説明するとともに、併せてデータ通信システム１におけるデータ通信方法について詳述する。図７は、データ通信システム１の動作を示すシーケンス図であり、図８は、図７の動作に応じてデータ通信システム１内において接続される通信路のイメージを示す図である。

　まず、移動通信端末２のアプリケーション部２０１によってサーバ装置６とのＴＣＰ／ＩＰ又はＵＤＰ／ＩＰによる接続が要求されると、ポート／コネクション管理部２０４によって移動通信端末２のプロキシ装置５との接続用のローカル通信ポートＰ_２１が確保される（ステップＳ０１）。次に、制御用プロトコル処理部２０３により、移動通信端末２とプロキシ装置５との間で予めＨＴＴＰが使用可能に設定された通信路Ｌ_１１を経由して、アドレス要求がプロキシ装置５に向けて送信される（ステップＳ０２）。

　これに対して、プロキシ装置５のポート／コネクション管理部５０２によって移動通信端末２用のグローバルＩＰアドレス、ポート番号及びコネクションＩＤが割り当てられ、ポート管理テーブル５０６のルーティングテーブル情報にレコードが追加される。それと同時に、割り当てたグローバルＩＰアドレス、ポート番号を有するサーバ装置６との接続用のグローバル通信ポートＰ_５１が確保される（ステップＳ０３）。グローバル通信ポートＰ_５１が確保されると、制御用プロトコル処理部５０３によって移動通信端末２に応答信号が送信される（ステップＳ０４）。

　その後、移動通信端末２のＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部２０５により、ローカル通信ポートＰ_２１とプロキシ装置５に予め設定されたローカル通信ポートＰ_５２との間において、ＴＣＰ／ＩＰ通信又はＵＤＰ／ＩＰ通信による通信路Ｌ_１２が確立される（ステップＳ０５）。ここでは、ＵＤＰ／ＩＰ通信の場合は、論理的な通信路Ｌ_１２、すなわちバーチャルパスが確立される。さらに、制御用プロトコル処理部２０３により、プロキシ装置５に対してＨＴＴＰを用いてサーバ装置６の接続先情報を含む接続要求信号が送信される（ステップＳ０６）。

　これに対して、プロキシ装置５のＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部５０１により、グローバル通信ポートＰ_５１とサーバ装置６のプロキシ装置５との接続用のグローバル通信ポートＰ_６１との間において、ＴＣＰ／ＩＰ通信又はＵＤＰ／ＩＰ通信による通信路Ｌ_２１が確立される（ステップＳ０７）。同様に、ＵＤＰ／ＩＰ通信の場合は、通信路Ｌ_１２は論理的な通信路となる。通信路Ｌ_２１が確立されると、プロキシ装置５のＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部５０１から移動通信端末２に対して応答信号が返信される（ステップＳ０８）。

　その後、移動通信端末２のアプリケーション部２０１とサーバ装置６のアプリケーション部６０１ａ，６０１ｂとの間で送受信されるデータは、プロキシ装置５のＴＣＰ／ＵＤＰデータ中継部５０４によってルーティングテーブル情報が参照されながら中継される（ステップＳ０９）。さらに、移動通信端末２のアプリケーション部２０１によってデータ通信の終了が要求されると、通信路Ｌ_１２，Ｌ_２１が解放されるとともに、プロキシ装置５のルーティングテーブル情報から該当のレコードが削除される（ステップＳ１０）。

　以上説明したデータ通信システム１、及びそれを用いたデータ通信方法によれば、移動通信端末２により、予め使用可能なアプリケーション層プロトコルであるＨＴＴＰを用いて、プロキシ装置５からグローバルアドレス情報が取得され、プロキシ装置５との間がＴＣＰやＵＤＰ等の所定のトランスポート層プロトコルによって接続される。そして、移動通信端末２からプロキシ装置５に対して、ＨＴＴＰを用いてサーバ装置６の接続先情報が渡され、プロキシ装置５とサーバ装置６との間が所定のトランスポート層プロトコルによって接続され（図９）、移動通信端末２からプロキシ装置５に向けて送信されたデータは、移動通信端末２に割り振られたグローバルアドレス情報が送信元として設定されて、プロキシ装置５を経由してサーバ装置６に送信される。

　これにより、データ通信網内で予め使用できるアプリケーション層プロトコルが限定されていたとしても、プロキシ装置５を経由して任意のアプリケーション層プロトコルを用いたデータ転送が容易に実現される。すなわち、単なるＮＡＴ技術とは異なり、移動通信端末２側のアプリケーションプログラムが、プロキシ装置５より外側のネットワークにおいて自端末に割り振られるグローバルアドレス情報を取得可能となるので、所定のトランスポート層プロトコル上で任意のアプリケーションプログラムがデータ通信を実行することができる。例えば、アプリケーション層のデータにＩＰアドレスを埋め込んで動作するようなプロトコル（ＳＩＰ等）であっても、このグローバルＩＰアドレスを取得して埋め込むことで正常に動作することができる。

　さらには、既存のプロキシ機能も維持されてこのプロキシ機能を経由してデータが交換されるので端末におけるデータ通信の安全性を維持することができる。また、ＴＣＰ又はＵＤＰを用いた任意のアプリケーション層プロトコル上でのデータ通信を可能にしつつ、移動通信端末２に割り当てるグローバルＩＰアドレスを節約することができる。

　［第２実施形態］
　図１０は、本発明の第２実施形態にかかるデータ通信システム１０１の概略構成図である。同図に示すように、本実施形態にかかるデータ通信システム１０１は、移動通信端末２とは別に、移動通信端末２のデータ通信の接続相手となる移動通信端末２Ａが移動体通信網ＮＷ３に接続可能に設けられ、移動体通信網ＮＷ３内には無線基地局３Ａ、交換機４Ａ及びプロキシ装置５Ａが設けられている。さらに、インターネット網ＮＷ２には、コンテンツプロバイダ等が管理するアドレス情報交換用のマッチングサーバ装置６Ａが接続されている。

　この移動通信端末２Ａは移動通信端末２と同一の機能を有しており、無線基地局３Ａ、交換機４Ａを介してプロキシ装置５Ａにトランスポート層プロトコルレベルで接続可能にされる。また、プロキシ装置５Ａは、プロキシ装置５と同一の機能を有しており、移動体通信網ＮＷ３及びインターネット網ＮＷ２に対して、トランスポート層プロトコルレベルで同時に接続可能にされる。

　図１１は、データ通信システム１０１の機能構成を示すブロック図である。移動通信端末２及びプロキシ装置５の機能構成は第１実施形態と同様である。

　同図に示すように、マッチングサーバ装置６Ａは、ＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部６０３と、データ処理部６０４と、マッチング情報処理部６０５と、マッチング用アドレス管理テーブル６０６とを備える。ＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部６０３は、プロキシ装置５，５Ａとの間でトランスポート層プロトコルレベルでのデータ通信を終端する部分である。データ処理部６０４は、ＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部６０３を経由してプロキシ装置５，５Ａから送信されたデータから、アプリケーション層プロトコルレベルのデータを取り出すとともに、プロキシ装置５，５Ａに送信するアプリケーション層プロトコルレベルのデータを、ＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部６０３に出力することにより、プロキシ装置５，５Ａに向けて送信する。

　また、マッチング情報処理部６０５は、ＨＴＴＰ等の移動通信端末２，２Ａとの間で予め使用可能にされたアプリケーション層プロトコルを用いて、移動通信端末２，２Ａに対して割り当てられたグローバルＩＰアドレス及びポート番号等のグローバルアドレス情報を送受信する。すなわち、マッチング情報処理部６０５は、移動通信端末２，２ＡからＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部６０３及びデータ処理部６０４を経由して受信したグローバルアドレス情報を、マッチング用アドレス管理テーブル６０６に格納する一方で、マッチング用アドレス管理テーブル６０６から読み出した通信相手としてマッチングされたお互いのグローバルアドレス情報を、データ処理部６０４及びＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部６０３を経由して移動通信端末２，２Ａに送信する。図１２は、このようにしてマッチング用アドレス管理テーブル６０６に格納されたグローバルアドレス情報のデータ構成を示す。同図に示すように、移動通信端末２から受信されたグローバルアドレス情報であるＩＰアドレス“１５．ＸＸＸ．ＸＸ．１”及びポート番号“２００４”が、移動通信端末２を識別するＩＤ“１”と移動通信端末２の接続相手を識別するＩＤ“２”とに関連付けて格納される。

　以下、図１３及び図１４を参照して、データ通信システム１０１の動作について説明する。図１３は、データ通信システム１０１の動作を示すシーケンス図であり、図１４は、図１３の動作に応じてデータ通信システム１内において接続される通信路のイメージを示す図である。

　まず、移動通信端末２ＡとＴＣＰ／ＩＰ又はＵＤＰ／ＩＰによるデータ通信が開始される際に、クライアントとして機能する移動通信端末２において、図７を参照して説明したステップＳ０１～Ｓ０４の動作と同様にして、プロキシ装置５からグローバルＩＰアドレス及びグローバルポート番号が取得される（ステップＳ２１～ステップＳ２４）。それと並行して、移動通信端末２と接続される際にサーバとして機能する移動通信端末２Ａにおいて、プロキシ装置５ＡからグローバルＩＰアドレス及びグローバルポート番号が取得される（ステップＳ２５～ステップＳ２８）。

　その後、移動通信端末２において取得されたグローバルＩＰアドレス及びグローバルポート番号が、予め移動通信端末２とマッチングサーバ装置６Ａとの間で確立されたＨＴＴＰ用通信路Ｌ_１３を経由して、移動通信端末２からマッチングサーバ装置６Ａに送信され、マッチング用アドレス管理テーブル６０６に登録される。それと同時に、通信先装置である移動通信端末２ＡのグローバルＩＰアドレス及びグローバルポート番号が、移動通信端末２によりマッチングサーバ装置６Ａから受信される（ステップＳ２９）。一方、移動通信端末２Ａにおいて取得されたグローバルＩＰアドレス及びグローバルポート番号が、予め移動通信端末２Ａとマッチングサーバ装置６Ａとの間で確立されたＨＴＴＰ用通信路Ｌ_１６を経由して、移動通信端末２Ａからマッチングサーバ装置６Ａに送信され、マッチング用アドレス管理テーブル６０６に登録される。それと同時に、通信先装置である移動通信端末２のグローバルＩＰアドレス及びグローバルポート番号が、移動通信端末２Ａによりマッチングサーバ装置６Ａから受信される（ステップＳ３０）。

　次に、移動通信端末２Ａにより、プロキシ装置５Ａに対してＴＣＰ／ＩＰ又はＵＤＰ／ＩＰによる通信セッションの確立待ち要求信号が送信される（ステップＳ３１）。この確立待ち要求信号には、移動通信端末２のグローバルアドレス情報が含まれ、この信号を受けたプロキシ装置５Ａは、移動通信端末２との通信セッションの確立待ち状態に遷移する（ステップＳ３２）。

　その後、移動通信端末２により、ローカル通信ポートＰ_２１とプロキシ装置５のローカル通信ポートＰ_５２との間において、ＴＣＰ／ＩＰ通信又はＵＤＰ／ＩＰ通信による通信路Ｌ_１２が確立される（ステップＳ３３）。なお、ＵＤＰ／ＩＰ通信の場合は、通信路Ｌ_１２は論理的な通信路となる。さらに、移動通信端末２により、移動通信端末２Ａのグローバルアドレス情報を含む接続要求信号が、ＨＴＴＰを用いてプロキシ装置５に対して送信される（ステップＳ３４）。

　これに対して、プロキシ装置５により、グローバル通信ポートＰ_５１とグローバルアドレス情報に対応するプロキシ装置５Ａのグローバル通信ポートＰ_５３との間において、ＴＣＰ／ＩＰ通信又はＵＤＰ／ＩＰ通信による通信路Ｌ_２２が確立される（ステップＳ３５）。通信路Ｌ_２２が確立されると、プロキシ装置５から移動通信端末２に対して応答信号が返信される（ステップＳ３６）と同時に、プロキシ装置５Ａのローカル通信ポートＰ_５４と移動通信端末２Ａのローカル通信ポートＰ_２２との間において、ＴＣＰ／ＩＰ通信又はＵＤＰ／ＩＰ通信による通信路Ｌ_１５が確立される（ステップＳ３７）。同様に、ＵＤＰ／ＩＰ通信の場合は、通信路Ｌ_２２，Ｌ_１５は論理的な通信路となる。

　その後、移動通信端末２と移動通信端末２Ａとの間で送受信されるデータは、プロキシ装置５及びプロキシ装置５Ａによって中継される（ステップＳ３８）。さらに、移動通信端末２又は移動通信端末２Ａによってデータ通信の終了が要求されると、通信路Ｌ_１２，Ｌ_２２，Ｌ_１５が解放されるとともに、プロキシ装置５，５Ａのルーティングテーブル情報から該当のレコードが削除される（ステップＳ３９）。

　以上説明したデータ通信システム１０１及びデータ通信方法によれば、複数のプロキシ装置を経由して所定のトランスポート層プロトコルのレベルで接続可能とされる。また、移動通信端末２，２Ａが任意のアプリケーション層プロトコルを使用して容易に通信先と接続することができる。具体的には、移動通信端末２，２Ａに割り当てられるアドレスが例えばローカルＩＰアドレスであっても、アプリケーション層はプロキシ装置５，５ＡからグローバルＩＰアドレスを取得可能なので、移動通信端末２，２ＡにグローバルＩＰアドレスが予め割り振られている時と同様に任意のアプリケーション層のプロトコルを利用することできる。さらに、プロキシ装置５，５Ａ間で連携を行うことでエンドノードのＩＰアドレス変更及びプロキシ装置の障害時にもエンド－エンドの通信セッションの維持が容易となる。

　上述したデータ通信端末は、データアドレス取得手段によって取得されたグローバルアドレス情報をデータ通信網内に送信するとともに、通信先装置のグローバルアドレス情報を受信するアドレス交換手段をさらに備え、接続要求手段は、アドレス交換手段によって受信された通信先装置のグローバルアドレス情報をプロキシ装置に対して送信することが好ましい。

　かかる構成を採れば、データ通信端末が任意のアプリケーション層プロトコルを使用して容易に通信先と接続することができる。具体的には、データ通信端末に割り当てられるアドレスが例えばローカルＩＰアドレスであっても、アプリケーション層はプロキシ装置からグローバルＩＰアドレスを取得可能なので、データ通信端末にグローバルＩＰアドレスが予め割り振られている時と同様に任意のアプリケーション層のプロトコルを利用することできる。

　上述したプロキシ装置は、データ通信端末側の接続先の第１の通信ポートに関する情報と、通信先装置に対して所定のトランスポート層プロトコルによって接続される第２の通信ポートに関する情報とが、通信先装置の接続先情報に関連づけて格納されるルーティング情報格納手段をさらに備え、データ転送手段は、ルーティング情報格納手段を参照して、第１の通信ポートから受信されたデータを第２の通信ポートに出力することにより、通信先装置に向けて送信することが好ましい。

　この場合、プロキシ装置がルーティング情報格納手段を参照しながらデータを送信することにより、データ通信端末側の第１の通信ポートから送出されたデータが第２の通信ポートに中継されることになり、そのデータを確実に通信先装置に向けて送信することができる。

　本発明は、データ通信端末、プロキシ装置、データ通信システム、及びデータ通信方法を使用用途とし、プロキシ機能を維持しつつデータ通信時のアプリケーション層プロトコルを限定しないデータ通信を容易に実現することができるものである。

　１，１０１…データ通信システム、２，２Ａ…移動通信端末、５，５Ａ…プロキシ装置、６…サーバ装置（通信先装置）、６Ａ…マッチングサーバ装置、２０１…アプリケーション部（データ通信手段）、２０３…制御用プロトコル処理部（アドレス取得手段、接続要求手段、アドレス交換手段）、２０５…ＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部（接続確立手段）、５０１…ＴＣＰ／ＵＤＰデータ送受信部（接続確立手段）、５０２…ポート／コネクション管理部（アドレス割当手段）、５０４…ＴＣＰ／ＵＤＰデータ中継部（データ転送手段）、５０６…ポート管理テーブル（ルーティング情報格納手段）、ＮＷ１，ＮＷ３…移動体通信網（データ通信網）、ＮＷ２…インターネット網（データ通信網）。

Claims

　データ通信網内でプロキシ装置を経由して、所定のトランスポート層プロトコルを用いて通信先装置との間でデータ通信を行うデータ通信端末であって、
　前記プロキシ装置との間で予め使用可能に設定されたアプリケーション層プロトコルを用いて、前記プロキシ装置に対してアドレス要求を送信し、前記通信先装置との間を前記所定のトランスポート層プロトコルによって接続する際に用いるグローバルアドレス情報を取得するアドレス取得手段と、
　前記プロキシ装置との間の接続を、前記所定のトランスポート層プロトコルによって確立する接続確立手段と、
　前記プロキシ装置に対して前記アプリケーション層プロトコルを用いて前記通信先装置の接続先情報を送信し、前記プロキシ装置と前記通信先装置との前記所定のトランスポート層プロトコルによる接続を要求する接続要求手段と、
　前記接続確立手段及び前記接続要求手段によって接続された通信路上で、前記グローバルアドレス情報をアプリケーション層のデータ中で送信元アドレスとして利用して前記接続確立手段によって確立された通信路を経由してデータを送信するデータ通信手段と、
を備えることを特徴とするデータ通信端末。
　前記アドレス取得手段によって取得されたグローバルアドレス情報を前記データ通信網内に送信するとともに、前記通信先装置のグローバルアドレス情報を受信するアドレス交換手段をさらに備え、
　前記接続要求手段は、前記アドレス交換手段によって受信された前記通信先装置の前記グローバルアドレス情報を前記プロキシ装置に対して送信する、
ことを特徴とする請求項１記載のデータ通信端末。
　データ通信網内に設置され、所定のトランスポート層プロトコルを用いたデータ通信端末と通信先装置との間のデータ通信を中継するプロキシ装置であって、
　前記データ通信端末との間で予め使用可能に設定されたアプリケーション層プロトコルを用いたアドレス要求を、前記データ通信端末から受信し、前記データ通信端末に対して前記通信先装置との間を前記所定のトランスポート層プロトコルによって接続する際に用いるグローバルアドレス情報を割り当てて送信するアドレス割当手段と、
　前記データ通信端末から前記アプリケーション層プロトコルを用いて前記通信先装置の接続先情報を受信し、前記通信先装置との間を前記所定のトランスポート層プロトコルによって接続する接続確立手段と、
　前記データ通信端末から前記所定のトランスポート層プロトコル上で受信されたデータを、前記グローバルアドレス情報を送信元として設定した後、前記接続確立手段によって接続された通信路を用いて前記通信先装置に向けて転送するデータ転送手段と、
を備えることを特徴とするプロキシ装置。
　前記データ通信端末側の接続先の第１の通信ポートに関する情報と、前記通信先装置に対して前記所定のトランスポート層プロトコルによって接続される第２の通信ポートに関する情報とが、前記通信先装置の前記接続先情報に関連づけて格納されるルーティング情報格納手段をさらに備え、
　前記データ転送手段は、前記ルーティング情報格納手段を参照して、前記第１の通信ポートから受信された前記データを前記第２の通信ポートに出力することにより、前記通信先装置に向けて送信する、
ことを特徴とする請求項３記載のプロキシ装置。
　請求項１記載のデータ通信端末と、請求項３記載のプロキシ装置とを備えることを特徴とするデータ通信システム。
　データ通信網内でプロキシ装置を経由して、データ通信端末から通信先装置に対して、所定のトランスポート層プロトコルを用いてデータ通信を行うデータ通信方法であって、
　データ通信端末が、前記プロキシ装置との間で予め使用可能に設定されたアプリケーション層プロトコルを用いて、前記プロキシ装置に対してアドレス要求を送信し、前記通信先装置との間を前記所定のトランスポート層プロトコルによって接続する際に用いるグローバルアドレス情報を、前記プロキシ装置から取得するアドレス取得ステップと、
　前記データ通信端末が、前記プロキシ装置との間の接続を、前記所定のトランスポート層プロトコルによって確立する第１の接続確立ステップと、
　前記プロキシ装置が、前記データ通信端末から前記通信先装置の接続先情報を受信し、前記通信先装置との間を前記所定のトランスポート層プロトコルによって接続する第２の接続確立ステップと、
　前記データ通信端末が、前記第１の接続確立ステップによって接続された通信路上で、前記グローバルアドレス情報をアプリケーション層のデータ中で送信元アドレスとして利用して前記プロキシ装置を経由してデータを送信するデータ通信ステップと、
　前記プロキシ装置が、前記データ通信端末から前記データ通信ステップによって受信されたデータを、前記グローバルアドレス情報を送信元として設定した後、前記第２の接続確立ステップによって接続された通信路を用いて前記通信先装置に向けて転送するデータ転送ステップと、
を備えることを特徴とするデータ通信方法。