(57)【要約】【課題】  アドレス変換処理の効率を高め、コストの低減と、通信の信頼性の向上を実現させる。【解決手段】  アドレス変換システムにおいて、中継装置と、内部ネットワークに収容され、パケットおよびＳＩＰメッセージの送信元または宛先となるエンド端末と、ＳＩＰメッセージの送信に先立って実行されるエンド端末からの問い合わせに応じて、中継装置の外部ネットワーク側のインタフェースに設定されたレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを伝えるための応答を返送するアドレス変換案内装置とを備え、エンド端末は、応答に応じて、送信するＳＩＰメッセージに記述するレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを決定する。【選択図】  図１
2006180362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケットに制御情報として記述される情報のうち少なくともレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを変換する場合、その変換に整合するように、当該パケットに収容される呼制御メッセージに記述される情報のうち少なくともレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスの変換を行うアドレス変換システムにおいて、
内部ネットワークと外部ネットワークのあいだに介在して前記パケットの中継を行うと共に、中継時に、制御情報としてのパケットのレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを変換する中継装置と、
前記内部ネットワークに収容され、前記パケットおよび呼制御メッセージの送信元または宛先となるエンド端末と、
前記呼制御メッセージの送信に先立って実行されるエンド端末からの問い合わせに応じて、前記中継装置の外部ネットワーク側のインタフェースに設定されたレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを伝えるための応答を返送するアドレス変換案内装置とを備え、
前記エンド端末は、当該応答に応じて、送信する呼制御メッセージに記述するレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを決定することを特徴とするアドレス変換システム。
【請求項２】
パケットに制御情報として記述される情報のうち少なくともレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを変換する場合、その変換に整合するように、当該パケットに収容される呼制御メッセージに記述される情報のうち少なくともレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスの変換を行うアドレス変換方法において、
中継装置が、内部ネットワークと外部ネットワークのあいだに介在して前記パケットの中継を行うと共に、中継時に、制御情報としてのパケットのレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを変換し、
前記内部ネットワークに収容されたエンド端末が、前記パケットおよび呼制御メッセージの送信元または宛先となる場合、
アドレス変換装置が、前記呼制御メッセージの送信に先立って実行されるエンド端末からの問い合わせに応じて、前記中継装置の外部ネットワーク側のインタフェースに設定されたレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを伝えるための応答を返送し、
前記エンド端末は、当該応答に応じて、送信する呼制御メッセージに記述するレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを決定することを特徴とするアドレス変換システム。
【請求項３】
パケットに制御情報として記述される情報のうち少なくともレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを変換する場合、その変換に整合するように、当該パケットに収容される呼制御メッセージに記述される情報のうち少なくともレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスの変換を行うアドレス変換プログラムにおいて、コンピュータに、
内部ネットワークと外部ネットワークのあいだに介在して前記パケットの中継を行うと共に、中継時に、制御情報としてのパケットのレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを変換する中継装置機能と、
前記内部ネットワークに収容され、前記パケットおよび呼制御メッセージの送信元または宛先となるエンド端末機能と、
前記呼制御メッセージの送信に先立って実行されるエンド端末機能からの問い合わせに応じて、前記中継装置機能の外部ネットワーク側のインタフェースに設定されたレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを伝えるための応答を返送するアドレス変換案内装置機能とを実現させ、
前記エンド端末機能は、当該応答に応じて、送信する呼制御メッセージに記述するレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを決定することを特徴とするアドレス変換プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアドレス変換システム、アドレス変換方法、およびアドレス変換プログラムに関し、例えば、ＩＰネットワーク上で、いわゆるＮＡＴ越えの問題を解決する場合などに適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＰｖ４プロトコルを利用するＩＰネットワークでは、ＩＰアドレスの枯渇問題への対応や、セキュリティ対策などのため、内部ネットワークではプライベートＩＰアドレスを用い、外部ネットワークではグローバルＩＰアドレスを用いることが多い。
【０００３】
ただしこの場合、ルータがパケットを中継するとき、ヘッダに記述された送信元ＩＰアドレス（プライベートＩＰアドレス）を、ルータの外部ネットワーク側のインタフェースに設定されているグローバルＩＰアドレスに変換する必要がある。外部ネットワーク上では、プライベートＩＰアドレスは、宛先や送信元を指定する識別子として機能し得ないからである。
【０００４】
このようなアドレス変換を行う機能をＮＡＴ（Network Address Translation）と呼ぶが、ＩＰアドレスの変換と同時に送信元ポート番号の変換も行う場合には、ＮＡＰＴ（Network Address Port Translation）などと呼ばれることがある。
【０００５】
なお、これらのアドレス変換はＯＳＩ参照モデルのネットワーク層やトランスポート層に対応するレイヤで行われるものであり、ＶｏＩＰ（Voice over IP）などで使用される上位レイヤの呼制御用のプログラム（例えば、ＳＩＰ（Session Initiation Protocol）を処理する呼処理プログラム）などには、当該アドレス変換の内容は知り得ないが、外部ネットワークと内部ネットワークのあいだにゲートウエイ装置を配置し、当該ゲートウエイ装置に、ネットワーク層やトランスポート層のアドレス変換と、上位レイヤに相当する呼制御メッセージ中に記述されたアドレスのアドレス変換とを実行させることにより、矛盾なく呼制御を行うことができる。
【０００６】
このようなゲートウエイ装置に関連する技術として、下記の特許文献１に記載されたものがある。
【特許文献１】特開２００３−１７４４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが上述したゲートウエイ装置を用いる場合、内部ネットワークのなかに、例えば、セキュリティレベルの異なる複数のセグメント（複数の小規模なネットワーク）を設けて各セグメントのあいだに前記ゲートウエイ装置を配置しておき、セグメント間でパケットが中継されるたびに前記ゲートウエイ装置によるネットワーク層やトランスポート層のアドレス変換と、上位レイヤのアドレス変換を行う構成が考えられるが、このような構成では、ゲートウエイ装置による中継のたびにネットワーク層やトランスポート層のアドレス変換と、上位レイヤのアドレス変換が実行されるため、処理の効率が低い。
【０００８】
また、当該ゲートウエイ装置は、ネットワーク層やトランスポート層のアドレス変換と、上位レイヤのアドレス変換を行うために、ネットワーク層やトランスポート層のアドレス変換だけを行うアドレス変換装置と比較すると、多機能かつ高機能な装置となり、中継時の遅延時間を十分に短いものとして当該アドレス変換装置と同程度のリアルタイム性を実現するには、より高い処理能力を必要とする。したがって、コスト高の要因ともなる。
【０００９】
さらに、前記ゲートウエイ装置を用いる方法では、上位レイヤに対応するメッセージ（例えば、ＳＩＰメッセージ）が暗号化されている場合などには、メッセージの内容をゲートウエイ装置が解釈できないため、上位レイヤのアドレス変換を適切に行うことができず、結局、ＮＡＴ越えの問題を解決することができないので、通信の信頼性が低い。
【００１０】
暗号化されたメッセージを復号化するための復号化鍵は、そのＳＩＰメッセージの宛先となるエンド端末のみが持っているのが普通で、ゲートウエイ装置は復号化を行うことができないからである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる課題を解決するために、第１の本発明では、パケットに制御情報として記述される情報のうち少なくともレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを変換する場合、その変換に整合するように、当該パケットに収容される呼制御メッセージに記述される情報のうち少なくともレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスの変換を行うアドレス変換システムにおいて、（１）内部ネットワークと外部ネットワークのあいだに介在して前記パケットの中継を行うと共に、中継時に、制御情報としてのパケットのレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを変換する中継装置と、（２）前記内部ネットワークに収容され、前記パケットおよび呼制御メッセージの送信元または宛先となるエンド端末と、（３）前記呼制御メッセージの送信に先立って実行されるエンド端末からの問い合わせに応じて、前記中継装置の外部ネットワーク側のインタフェースに設定されたレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを伝えるための応答を返送するアドレス変換案内装置とを備え、（４）前記エンド端末は、当該応答に応じて、送信する呼制御メッセージに記述するレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを決定することを特徴とする。
【００１２】
また、第２の本発明では、パケットに制御情報として記述される情報のうち少なくともレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを変換する場合、その変換に整合するように、当該パケットに収容される呼制御メッセージに記述される情報のうち少なくともレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスの変換を行うアドレス変換方法において、（１）中継装置が、内部ネットワークと外部ネットワークのあいだに介在して前記パケットの中継を行うと共に、中継時に、制御情報としてのパケットのレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを変換し、（２）前記内部ネットワークに収容されたエンド端末が、前記パケットおよび呼制御メッセージの送信元または宛先となる場合、（３）アドレス変換装置が、前記呼制御メッセージの送信に先立って実行されるエンド端末からの問い合わせに応じて、前記中継装置の外部ネットワーク側のインタフェースに設定されたレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを伝えるための応答を返送し、（４）前記エンド端末は、当該応答に応じて、送信する呼制御メッセージに記述するレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを決定することを特徴とする。
【００１３】
さらに、第３の本発明では、  パケットに制御情報として記述される情報のうち少なくともレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを変換する場合、その変換に整合するように、当該パケットに収容される呼制御メッセージに記述される情報のうち少なくともレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスの変換を行うアドレス変換プログラムにおいて、コンピュータに、（１）内部ネットワークと外部ネットワークのあいだに介在して前記パケットの中継を行うと共に、中継時に、制御情報としてのパケットのレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを変換する中継装置機能と、（２）前記内部ネットワークに収容され、前記パケットおよび呼制御メッセージの送信元または宛先となるエンド端末機能と、（３）前記呼制御メッセージの送信に先立って実行されるエンド端末機能からの問い合わせに応じて、前記中継装置機能の外部ネットワーク側のインタフェースに設定されたレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを伝えるための応答を返送するアドレス変換案内装置機能とを実現させ、（４）前記エンド端末機能は、当該応答に応じて、送信する呼制御メッセージに記述するレイヤ３アドレスまたはレイヤ４アドレスを決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、アドレス変換処理の効率を高め、コストを低減し、通信の信頼性を向上することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（Ａ）実施形態
以下、本発明にかかるアドレス変換システム、アドレス変換方法、およびアドス変換プログラムをＩＰネットワークに適用した場合を例に、実施形態について説明する。
【００１６】
（Ａ−１）実施形態の構成
本実施形態にかかる通信システム１０の全体構成例を図１に示す。なお、当該通信システム１０中に、図示しないサーバ類（例えば、ＤＨＣＰサーバなど）が存在していてもよいことは当然である。
【００１７】
図１において、当該通信システム１０は、内部ネットワーク１１と、外部ネットワーク１２とを備えている。
【００１８】
このうち外部ネットワーク１２は内部ネットワーク１１の外に存在するネットワークである。内部ネットワーク１１の外に存在すれば、どのようなネットワークを外部ネットワークとしてもかまわないが、図１の例では外部ネットワーク１２に、インターネット１３が含まれる。そして、内部ネットワーク１１からみてインターネット１３側にＳＩＰ端末１４が存在する。
【００１９】
内部ネットワーク１２はルータ１５によって外部ネットワーク１２（インターネット１３）と接続されるネットワークである。内部ネットワーク１２は、企業の拠点などに構築される大規模なＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）であってもよいが、図示の例では、家庭内などに構築される比較的小規模なＬＡＮを想定しているため、ルータ１５も、ブロードバンドルータとなっている。
【００２０】
ブロードバンドルータの場合、ＩＰインタフェースの数が少なく、ルータとしての機能は比較的低機能であるが、リピータ型のハブを内蔵していて、ＬＡＮ側のポートＰＴ３〜ＰＴ４はすべて、このリピータ型ハブのポートになっていることが多い。この場合、ＬＡＮ側のノード１６〜１８は、ルータ１５によるＯＳＩ参照モデルのネットワーク層での中継処理を経ることなく、直接、物理的に接続（すなわち、前記リピータ型ハブによってＯＳＩ参照モデルの物理層で接続）されていることになる。ネットワーク層の通信プロトコルには様々なものがあり得るが、ここではインターネットを想定しているため、ＩＰプロトコルが用いられる。
【００２１】
内部ネットワーク１１には、前記ルータ１５と、アドレス変換器１６と、ＳＩＰ端末１７，１８と、アドレスデータベース１９が含まれている。
【００２２】
このうちＳＩＰ端末１７はＳＩＰプロトコルを用いる通信端末である。ＳＩＰは様々な用途で用いられ得る通信プロトコルであるが、ここでは、一例として、呼制御に用いるものとする。この場合、前記ＳＩＰ端末１７はＩＰ電話機などに相当する。
【００２３】
ＳＩＰ端末１８も当該ＳＩＰ端末１７と同じ機能を有する。インターネット１３側に配置された前記ＳＩＰ端末１４も、ＩＰ電話機である点で、当該ＳＩＰ端末１７，１８と同じである。ただし、ＳＩＰ端末１７，１８が本実施形態に特有なＮＡＴ越えのための機能を有するのに対し、当該ＳＩＰ端末１４のほうは必ずしもその必要はなく、通常のＩＰ電話機であってよい。
【００２４】
ＳＩＰ端末１７はユーザＵ２によって利用され、ＳＩＰ端末１８はユーザＵ３によって利用され、ＳＩＰ端末１４はユーザＵ１によって利用されるものとする。以下の説明では、主として、ＳＩＰ端末１７から呼制御メッセージ（ＳＩＰメッセージ）を含むパケットＰＫ１を送信するケースを想定する。
【００２５】
例えば前記ルータ１５のＤＨＣＰサーバ機能などにより、内部ネットワーク１１内の各ノード１６〜１８にはＩＰアドレスが割り当てられるが、このＩＰアドレスは内部ネットワーク１１内でのみ通用するプライベートＩＰアドレスである。
【００２６】
ここで、アドレス変換器１６に割り当てられたＩＰアドレスをＩＡ６，ＳＩＰ端末１７に割り当てられたＩＰアドレスをＩＡ７，ＳＩＰ端末１８に割り当てられたＩＰアドレスをＩＡ８とする。ルータ１５のＷＡＮ側（すなわち、外部ネットワーク１２側）のポートＰＴ１にもＩＰアドレスであるＩＡ５が設定されているが、このＩＰアドレスＩＡ５はＩＳＰ（インターネット接続事業者）などによって割り当てられたグローバルＩＰアドレスである。グローバルＩＰアドレスは外部ネットワーク１２上でそのまま通用する。
【００２７】
外部ネットワーク１２内のＳＩＰ端末１４にもＩＰアドレスであるＩＡ４が割り当てられている。図１上では、ＳＩＰ端末１４の周辺の構成については図示していないが、例えば、当該ＳＩＰ端末１４が内部ネットワーク１１と同じネットワーク構成のＬＡＮに属する場合、ＳＩＰ端末１４自体にはプライベートＩＰアドレスが割り当てられるが、ＳＩＰ端末１７などからみた場合、ＳＩＰ端末１４側のルータ（前記１５に相当）のＷＡＮ側のポート（前記ＰＴ１に相当）に設定されたグローバルＩＰアドレスが当該ＳＩＰ端末１４に割り当てられているようにみえるため、ＩＡ４はグローバルＩＰアドレスである。
【００２８】
図示の例では、内部ネットワーク１１内に２台のＳＩＰ端末１７，１８が存在し、外部ネットワーク１２内に１台のＳＩＰ端末１４が存在しているが、各ネットワーク１１，１２内のＳＩＰ端末の数はこれに限定する必要がないことは当然である。
【００２９】
内部ネットワーク１１内のＳＩＰ端末１７，１８は、呼設定を要求しようとする宛先のＳＩＰ端末が内部ネットワーク１１内にあるか、外部ネットワーク１４内にあるかを問い合わせる機能などを有する点が通常のＳＩＰ端末と異なる。ＳＩＰ端末１７，１８の詳細については後で説明する。
【００３０】
アドレス変換器１６は、内部ネットワーク１１内のＳＩＰ端末１７，１８からの問い合わせに応じてアドレスデータベース１９を検索し、検索結果に応じた回答を返送する機能を持つ通信装置である。この回答には、宛先のＳＩＰ端末が内部ネットワーク１１内に存在するか、外部ネットワーク１２内に存在するかを示す情報が含まれている。また、宛先のＳＩＰ端末が外部ネットワーク１２内に存在する場合、前記ＳＩＰ端末１７がＳＩＰメッセージに記述すべきＩＰアドレスとポート番号を指定する情報も、当該回答のなかに含まれる。
【００３１】
宛先のＳＩＰ端末が外部ネットワーク１２内に存在する場合、呼制御の過程を含むＳＩＰ端末間の通信はルータ１５によるネットワーク層での中継処理を経由したものとなる。この場合、ＮＡＴ／ＮＡＰＴによるアドレス変換が介在するため、パケットのヘッダ内の制御情報であるＩＰアドレス（送信元ＩＰアドレス）とポート番号（送信元ポート番号）が変換される。送信元ＩＰアドレスはＩＰヘッダ内に記述される制御情報の１つであり、ＩＰプロトコル上で送信元の通信端末を指定するために用いられる識別情報である。送信元ポート番号はトランスポート層ヘッダ（ここでは、一例として、ＴＣＰヘッダを想定する）内に記述される制御情報の１つであり、トランスポート層プロトコル上で送信元のエンティティ（例えば、通信アプリケーション）を特定するために用いられる識別情報である。
【００３２】
宛先のＳＩＰ端末が内部ネットワーク１１内に存在する場合には、呼制御の過程を含むＳＩＰ端末間の通信はルータ１５によるネットワーク層での中継処理を経由しないものとなり、前記ＮＡＴ／ＮＡＰＴによるアドレス変換が行われない。
【００３３】
ＮＡＴ／ＮＡＰＴによるアドレス変換が行われるケース、すなわち、宛先のＳＩＰ端末が外部ネットワーク１２内に存在するケースでは、ＩＰヘッダ中の送信元ＩＰアドレスと、ＴＣＰヘッダ中の送信元ポート番号のみがＮＡＴ／ＮＡＰＴによるアドレス変換で変換されるため、ＳＩＰメッセージ中の送信元ＩＰアドレスおよび送信元ポート番号とのあいだで不整合が生じるから、いわゆるＮＡＴ越えの問題が発生する。ＮＡＴ越えの問題を回避するためには、ＳＩＰメッセージ中の送信元ＩＰアドレスと送信元ポート番号も、ＮＡＴ／ＮＡＰＴによるアドレス変換後の値と同じものとして整合させておく必要がある。これは、パケットＰＫ１の送信元であるＳＩＰ端末１７の役割である。
【００３４】
前記アドレスデータベース１９は、前記宛先のＳＩＰ端末が内部ネットワーク１１内に存在するか外部ネットワーク１２内に存在するかを判定するために必要な情報（判定支援情報）を登録しているデータベースである。この判定は、前記アドレス変換器１６が実行する。
【００３５】
判定支援情報としては様々な情報を用いることができる。例えば、グローバルＩＰアドレスの範囲を示す情報を判定支援情報としてを登録しておけば、宛先のＩＰアドレスをもとに当該アドレスデータベース１９を検索した結果、有効な検索結果が得られなかったとき（その宛先のＩＰアドレスに該当するＩＰアドレスがグローバルＩＰアドレスの範囲内のものとして登録されていないとの検索結果が得られたとき）、宛先のＩＰアドレスはプライベートＩＰアドレスであると判定することができる。上述したように内部ネットワーク１１内のＳＩＰ端末がすべて、プライベートＩＰアドレスの割り当てを受けている場合には、宛先のＩＰアドレスがプライベートＩＰアドレスであると判定できれば、宛先のＳＩＰ端末が内部ネットワーク１１内に存在すると判定することができ、逆に、宛先のＩＰアドレスがグローバルＩＰアドレスであると判定できれば、宛先のＳＩＰ端末が外部ネットワーク１２内に存在すると判定することができる。
【００３６】
また、グローバルＩＰアドレスの範囲を示す情報や、プライベートＩＰアドレスの範囲を示す情報に対応付けて、前記判定の結果に相当する情報を登録しておけば、検索結果として判定の結果（宛先のＳＩＰ端末が内部ネットワーク１１内に存在するか外部ネットワーク１２内に存在するかに関する判定の結果）に相当する情報を得ることもでき、アドレス変換器１６側では、判定を実行する必要がなくなり、検索結果を解析するだけでよくなる。
【００３７】
前記ＳＩＰ端末１７の内部構成は例えば図４に示す通りである。前記ＳＩＰ端末１８の内部構成もこれと同じであってよい。
【００３８】
（Ａ−１−１）ＳＩＰ端末の内部構成例
図４において、当該ＳＩＰ端末１７は、通信部２０と、制御部２１と、操作部２２と、記憶部２３と、表示部２４と、問い合わせ実行部２５と、回答処理部２６と、識別子挿入部２７と、送受話部２８とを備えている。
【００３９】
このうち通信部２０は、宛先の通信端末とのあいだでパケットの送受などを実行する部分である。図１の例の場合、ＳＩＰ端末１７の宛先となり得る通信端末のうち重要なものは、アドレス変換器１６と、ＳＩＰ端末１８，１４である。
【００４０】
制御部２１はハードウエア的には当該ＳＩＰ端末１７のＣＰＵ（中央処理装置）に相当し得る部分で、ソフトウエア的にはＯＳ（オペレーティングシステム）に相当し得る部分である。
【００４１】
操作部２２は、ユーザＵ２が当該ＳＩＰ端末１７に指示を伝えるために操作する部分である。当該ＳＩＰ端末１７はＩＰ電話機であるから、宛先の電話番号を入力するためのボタンなどがこの操作部２２に含まれる。
【００４２】
表示部２４はＳＩＰ端末１７がユーザＵ２に伝える情報を表示する部分で、例えば、液晶表示装置などによって構成され得る。
【００４３】
送受話部２８は送受話器を含む部分で、マイクとスピーカを含む。ユーザＵ２が当該送受話部２８をオフフックして宛先の電話番号を入力すること等により、呼制御の手順が開始される。呼が設定されたあとの通話状態では、当該送受話部２８を利用して、ユーザＵ２が発話した音声をＳＩＰ端末１７に入力し、通話相手が発話した音声をユーザＵ２が聴取する。
【００４４】
記憶部２３はＳＩＰ端末１７にとっての記憶資源で、不揮発性および揮発性の記憶手段が含まれ得る。前記ＯＳなどのプログラムファイルや、自身に割り当てられた前記ＩＰアドレスＩＡ７などを記憶しておくのも、当該記憶部２３である。
【００４５】
問い合わせ実行部２５は、アドレス変換器１６に宛てて宛先のＩＰアドレスなどを送信し、そのＩＰアドレスが属するネットワークが、内部ネットワーク１１であるか外部ネットワーク１２であるかを問い合わせる部分である。ただし、この前提として、問い合わせ実行部２５は、ユーザＵ２が入力した宛先の電話番号に対応するＩＰアドレスを取得する必要がある。ユーザＵ２が入力するのは通常、宛先の電話番号だけであり、ＩＰプロトコル上で宛先を指定するために有効な識別子はＩＰアドレスだけだからである。ユーザＵ２が入力した宛先の電話番号に対応するＩＰアドレスは、ロケーションサーバ（図示せず）を利用して取得することができる。
【００４６】
回答処理部２６は、前記問い合わせ実行部２５が行った問い合わせに応じて返送されてくる回答を処理する部分である。
【００４７】
識別子挿入部２７は、返送されてきた回答にＩＰアドレスとポート番号が含まれていた場合、これらをＳＩＰメッセージに記述する部分である。このＩＰアドレスとポート番号を記述したあとのＳＩＰメッセージがパケットＰＫ１に収容されて送信される。例えば、ＳＩＰ端末１７のユーザＵ２が電話番号で指定した宛先がＳＩＰ端末１４である場合、回答にはＩＰアドレスＩＡ５と該当するポート番号ＰＮ５が含まれているため、これらが、ＳＩＰメッセージに記述される。
【００４８】
次に、前記アドレス変換器１６の内部構成について説明する。アドレス変換器１６は例えば図５に示す内部構成を備えている。
【００４９】
（Ａ−１−２）アドレス変換器の内部構成例
図５において、当該アドレス変換器１６は、通信部３０と、制御部３１と、記憶部３２と、データベース対応部３３と、ルータ対応部３４と、内外判定部３５とを備えている。
【００５０】
このうち通信部３０は前記通信部２０に対応し、制御部２１は前記制御部３１に対応し、記憶部３２は前記記憶部２３に対応するので、その詳しい説明は省略する。
【００５１】
データベース対応部３３は、前記アドレスデータベース１９の検索の指示や検索結果の受け取りなど、アドレスデータベース１９に関連する処理を実行する部分である。
【００５２】
内外判定部３５は、アドレスデータベース１９の検索結果をもとに、宛先のＳＩＰ端末が内部ネットワーク１１内に存在するか、外部ネットワーク１２内に存在するかを判定する部分である。ただし、上述したように、アドレスデータベース１９に、グローバルＩＰアドレスの範囲を示す情報や、プライベートＩＰアドレスの範囲を示す情報に対応付けて、前記判定の結果に相当する情報を登録しておけば、検索結果として判定の結果に相当する情報を得ることができるため、当該内外判定部３５は、検索結果を解析するだけでよくなる。
【００５３】
ルータ対応部３４は、ルータ１５に対してＷＡＮ側のポートＰＴ１に設定されているＩＰアドレスＩＡ５やポート番号ＰＮ５の問い合わせを行い、問い合わせの結果としてこれらを取得する部分である。この場合、ＵＰｎＰ（ユニバーサル・プラグ・アンド・プレイ）の機構を利用することができる。
【００５４】
なお、前記アドレスデータベース１９に、ルータ１５のＷＡＮ側のポートＰＴ１に設定されているＩＰアドレスＩＡ５やポート番ＰＮ５も登録しておき、アドレスデータベース１９の検索によってこれらの情報を取得する構成を取ることも可能である。この場合、当該ルータ対応部３４は省略することができる。
【００５５】
以下、上記のような構成を有する本実施形態の動作について図２，図３の動作シーケンスを用いて説明する。図２と図３はいずれも、前記ＳＩＰ端末１７が発呼するケースを示している。
【００５６】
図２は、ＳＩＰ端末１７が外部ネットワーク１２内のＳＩＰ端末１４に発呼する場合の動作シーケンスで、Ｓ１１〜Ｓ１９の各ステップを備えている。
【００５７】
図３は、ＳＩＰ端末１７が内部ネットワーク１１内のＳＩＰ端末１８に発呼する場合の動作シーケンスで、Ｓ２１〜Ｓ２７の各ステップを備えている。
【００５８】
（Ａ−２）実施形態の動作
図２に示すように、ユーザＵ２がＳＩＰ端末１７をオフフックして発呼先であるＳＩＰ端末１４の電話番号を入力すると（Ｓ１１）、ＳＩＰ端末１７内の前記問い合わせ実行部２５が上述したロケーションサーバを利用すること等により、当該電話番号に対応するＩＰアドレスＩＡ４を取得する。このＩＰアドレスＩＡ４を送信して、アドレス変換器１６に対し、ＳＩＰ端末１７の所在のて問い合わせを実行する（Ｓ１２）。
【００５９】
これを受けたアドレス変換器１６は、当該ＩＰアドレスＩＡ４をもとにアドレスデータベース１９を検索し（Ｓ１３）、検索結果を受け取る。この検索結果としてどのような情報が得られるかは、上述した判定支援情報としてアドレスデータベース１９がどのような情報を登録しているかに依存して決まるが、いずれにしても、検索結果として得られた情報に基づいた処理を行うことにより、内外判定部３５は、ＳＩＰ端末１４が外部ネットワーク１２内に存在することを認識できる（Ｓ１４）。
【００６０】
また、上述したように、ルータ１５のＷＡＮ側のポートＰＴ１に設定されているＩＰアドレスＩＡ５やポート番号ＰＮ５を、アドレスデータベース１９に登録しておけば、検索結果の一部としてこれらの情報を得ることができるが、図２の例では、アドレス変換器１６内のルータ対応部３４がステップＳ１５で、ルータ１５への問い合わせを行い、問い合わせの結果としてこれらの情報を取得している（Ｓ１６）。
【００６１】
いずれにしても、ルータ１５のＷＡＮ側のポートＰＴ１に設定されているＩＰアドレスＩＡ５やポート番号ＰＮ５が取得できると、アドレス変換器１６は、これらの情報を、前記ステップＳ１２で受けた問い合わせに対する回答に収容して、ＳＩＰ端末１７へ返送する（Ｓ１７）。回答のなかに、発呼先のＳＩＰ端末１４が外部ネットワーク１２内に存在することを示す情報を含めるようにしてもよいが、ルータ１５のＷＡＮ側のポートＰＴ１に設定されているＩＰアドレスＩＡ５やポート番号ＰＮ５をもって、その点も明示できる構成としてもよい。
【００６２】
当該回答を受け取ったＳＩＰ端末１７は、呼設定を要求するために宛先のＳＩＰ端末１４に送信するＳＩＰメッセージを組み立てるとき、当該ＳＩＰメッセージ中に、送信元ＩＰアドレスとして当該回答から抽出したＩＡ５を、送信元ポート番号として当該回答から抽出したＰＮ５をそれぞれ記述する（Ｓ１８）。
【００６３】
そして、記述後のＳＩＰメッセージがパケットＰＫ１に収容され、ＳＩＰ端末１４に宛てて送信される（Ｓ１９）。ＳＩＰの場合、このとき、ＳＩＰサーバ（図示せず）による処理が介在することになるのは当然である。
【００６４】
ＳＩＰ端末１７から送信された時点のパケットＰＫ１のヘッダには、送信元ＩＰアドレスとしてＩＡ７、送信元ポート番号としてＰＮ７が記述されているため、ＳＩＰメッセージ中に含まれる送信元ＩＰアドレスＩＡ５，送信元ポート番号ＰＮ５と整合しない。なお、当該ＰＮ７は、ＳＩＰ端末１７が決定したものである。
【００６５】
しかしルータ１５が当該パケットＰＫ１をネットワーク層で中継処理するとき、前記ＮＡＴ／ＮＡＰＴによるアドレス変換を実行すると、パケットＰＫ１のヘッダ中の送信元ＩＰアドレスは前記ＩＡ７からＩＡ５に書き換えられ、送信元ポート番号は前記ＰＮ７からＰＮ５に書き換えられる。これにより、当該パケットＰＫ１に収容されたＳＩＰメッセージ中の送信元ＩＰアドレスおよび送信元ポート番号と、ヘッダ中の送信元ＩＰアドレスおよび送信元ポート番号が整合するようになり、ＮＡＴ越えの問題を解消できる。
【００６６】
インターネット１３を経由して、当該パケットＰＫ１が宛先のＳＩＰ端末１４まで届けられると、ベルの鳴動などによって呼び出しが行われ、ユーザＵ１がＳＩＰ端末１４をオフフックする。以降は、周知の呼制御の手順が実行され、呼が設定されたあとは通話状態となる。
【００６７】
一方、発呼先が内部ネットワーク１１内に存在するＳＩＰ端末１８である場合の動作シーケンスは、図３の通りである。
【００６８】
図３において、ステップＳ２１は前記ステップＳ１１に対応し、ステップＳ２２は前記ステップＳ１２に対応し、ステップＳ２３は前記ステップＳ１３に対応し、ステップＳ２４は前記ステップＳ１４に対応し、ステップＳ２５は前記ステップＳ１７に対応し、ステップＳ２６は前記ステップＳ１８に対応し、ステップＳ２７は前記ステップＳ１９に対応するので、その詳しい説明は省略する。
【００６９】
ただし、ステップＳ２５でＳＩＰ端末１７へ返送される回答には、宛先のＳＩＰ端末１８が内部ネットワーク１１内に存在することを示す情報が含まれている。
【００７０】
この回答を受け取ったＳＩＰ端末１７は、ＳＩＰメッセージ中に送信元ＩＰアドレスとしてＩＡ７、送信元ポート番号としてＰＮ７を記述したうえで、当該ＳＩＰメッセージを収容したパケットＰＫ１を送信する。パケットＰＫ１のヘッダには、前記ステップＳ１９の送信時点と同様、送信元ＩＰアドレスとしてＩＡ７，送信元ポート番号としてＰＮ７が記述されているため、ＳＩＰ端末１７から送信された時点で、ＳＩＰメッセージとヘッダのあいだで、送信元ＩＰアドレスおよび送信元ポート番号が整合している点が、前記ステップＳ１９と異なる。このパケットＰＫ１のヘッダには、宛先ＩＰアドレスとしてＩＡ８が収容されていることから、ルータ１５は当該パケットＰＫ１をネットワーク層で中継する必要がないことが分かる。したがって、当該パケットＰＫ１はルータ１５のＮＡＴ／ＮＡＰＴによるアドレス変換の対象とされない。
【００７１】
このため、当該パケットＰＫ１は、ヘッダ中の送信元ＩＰアドレスおよび送信元ポート番号が書き換えられないまま、宛先のＳＩＰ端末１８まで届けられ、呼設定の要求が行われる。
【００７２】
図３に示したケースは、ＮＡＴ／ＮＡＰＴによるアドレス変換が行われないため、もともとＮＡＴ越えの問題が生じないケースである。
【００７３】
なお、図１の例では、ＮＡＴ／ＮＡＰＴによるアドレス変換を行うのは１つのルータ１５だけであったが、内部ネットワーク１１の規模が大きいケースなどでは、内部ネットワーク１１内に複数のルータを配置し、各ルータでＮＡＴ／ＮＡＰＴによるアドレス変換を行う構成を取ることも可能である。
【００７４】
これは、上述したように、内部ネットワーク１１内にセキュリティレベルの異なる複数のセグメント（ここでは、ルータで区切られたサブネットがセグメントにあたる）を設けるケースに相当する。
【００７５】
ただし、本実施形態の場合、宛先のＳＩＰ端末のＩＰアドレスと各サブネットの対応関係をアドレスデータベース１９に登録しておけば、そのサブネットのルータの該当ポート（前記ＷＡＮ側のポートＰＴ１に相当）に設定されたＩＰアドレスおよびポート番号を、前記回答に収容して発呼元のＳＩＰ端末に返送することができ、発呼元のＳＩＰ端末は、ＳＩＰメッセージを送信する時点で、ＳＩＰメッセージ中に、当該回答から抽出したＩＰアドレスおよびポート番号（例えば、前記ＩＡ５およびＰＮ５に相当）を記述すればよい。
【００７６】
この場合、発呼元のＳＩＰ端末から送信されたパケット（ＰＫ１に相当）のヘッダに記述された送信元ＩＰアドレスと送信元ポート番号は、ルータによる中継を経るたびにＮＡＴ／ＮＡＰＴによるアドレス変換で書き換えられるが、最終的な宛先である発呼先のＳＩＰ端末に到着する直前のルータのＮＡＴ／ＮＡＰＴによって実行されるアドレス変換により、ＳＩＰメッセージ中に記述された送信元ＩＰアドレスおよび送信元ポート番号と同じ値に書き換えられ、整合性が確保されることになる。
【００７７】
なお、本実施形態では、パケットＰＫ１の始点から終点に至る伝送経路上でＳＩＰメッセージ中に記述する送信元ＩＰアドレスおよび送信元ポート番号を扱うのは、パケットＰＫ１の送信元であるＳＩＰ端末１７だけでよい。したがって、例えば、ＳＩＰメッセージに暗号化を施す場合でも、ＮＡＴ越えの問題を解決することができる。本実施形態では、伝送経路の途中で、ＳＩＰメッセージ中の送信元ＩＰアドレスおよび送信元ポート番号を書き換える必要がないからである。
【００７８】
暗号化を施す場合、送信元のＳＩＰ端末１７は、ＳＩＰメッセージ中に前記送信元ＩＰアドレス（ここでは、ＩＡ５とする）および送信元ポート番号（ここでは、ＰＮ５とする）を記述したあと、当該ＳＩＰメッセージ全体を所定の暗号化鍵で暗号化し、暗号化結果をパケットＰＫ１に収容して送信する。そして、当該パケットＰＫ１の宛先であるＳＩＰ端末（例えば、１４）では、当該パケットＰＫ１を受信すると、暗号化結果を抽出したうえ、抽出した暗号化結果を所定の復号化鍵（前記暗号化鍵に対応）で復号化することにより、平文のＳＩＰメッセージを得ることができる。この平文のＳＩＰメッセージには当然、平文の送信元ＩＰアドレスＩＡ５および送信元ポート番号ＰＮ５が含まれている。
【００７９】
（Ａ−３）実施形態の効果
本実施形態によれば、ＳＩＰメッセージ中に記述される送信元ＩＰアドレスおよび送信元ポート番号は、パケットの伝送経路上で実行されるアドレス変換によって書き換えられることがないため、アドレス変換処理の効率が高い。
【００８０】
また、本実施形態では、パケットの伝送経路上には、ネットワーク層やトランスポート層のアドレス変換を行うＮＡＴ／ＮＡＰＴ（ルータ１５に対応）を用意するだけでよく、上位レイヤのアドレス変換（ＳＩＰメッセージ中に記述された送信元ＩＰアドレスおよび送信元ポート番号のアドレス変換）を行う機能を用意する必要がないため、コストを低減することが可能である。
【００８１】
さらに本実施形態では、ＳＩＰメッセージが暗号化されている場合でも、ＮＡＴ越えの問題を解決することができ、通信の信頼性が高い。
【００８２】
（Ｂ）他の実施形態
上記実施形態では、伝送経路の途中で行うアドレス変換で、パケットのヘッダに記述された送信元ＩＰアドレスと送信元ポート番号の双方を同時に変換する場合を説明したが、本発明では、必ずしもその必要はない。ヘッダに記述された送信元ＩＰアドレスの変換、または送信元ポート番号の変換のいずれか一方のみを実行するようにしてもよいからである。
【００８３】
また、上記実施形態にかかわらず、本発明は、パケットのデータ部分（前記ＳＩＰメッセージに相当）に、送信元ＩＰアドレスや送信元ポート番号を記述する任意の通信アプリケーションに適用できる可能性がある。
【００８４】
さらに、図２に示す動作シーケンスを変更できる点は、以上の説明から明らかである。例えば、上述したように、ルータ１５のＷＡＮ側のポートＰＴ１に設定されているＩＰアドレスＩＡ５やポート番号ＰＮ５を、アドレスデータベース１９に登録し、アドレスデータベース１９の検索結果の一部としてこれらの情報を得る場合などには、動作シーケンスは明らかに図２と異なるものになる。
【００８５】
なお、本発明のネットワーク構成が図１に示したものに限定されないことは当然である。例えば、内部ネットワーク１１内にレイヤ２スイッチなどを設け、ルータ１５（ルータ１５内のリピータ型ハブ）を経由することなく当該レイヤ２スイッチを経由してＳＩＰ端末１７とアドレス変換器１６が通信する構成であってもかまわない。
【００８６】
また、本発明は、上記実施形態で用いた以外の通信プロトコルに適用できることは当然である。
【００８７】
例えば、ネットワーク層の通信プロトコルとしてＩＰプロトコルの代わりにＩＰＸプロトコルなどを用いることができる可能性がある。さらに、呼制御プロトコルとしてＳＩＰ以外の通信プロトコルを用いることができる可能性もある。
【００８８】
以上の説明でハードウエア的に実現した機能の大部分はソフトウエア的に実現することができ、ソフトウエア的に実現した機能のほとんど全てはハードウエア的に実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】実施形態にかかる通信システムの全体構成例を示す概略図である。
【図２】実施形態にかかる通信システムの動作例を示すフローチャートである。
【図３】実施形態にかかる通信システムの動作例を示すフローチャートである。
【図４】実施形態で使用するＳＩＰ端末の内部構成例を示す概略図である。
【図５】実施形態で使用するアドレス変換器の内部構成例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００９０】
１０…通信システム、１１…内部ネットワーク、１２…外部ネットワーク、１３…インターネット、１４，１７，１８…ＳＩＰ端末、１５…ルータ、１６…アドレス変換器、１９…アドレスデータベース、２０、３０…通信部、２１，３１…制御部、２３，３２…記憶部、２５…問い合わせ実行部、２６…回答処理部、２７…識別子挿入部、３３…データベース対応部、３４…ルータ対応部、３５…内外判定部、ＰＫ１…パケット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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