(57)【要約】ＩＰネットワークのユーザに割り当てられるアドレスの管理について記載する。このアドレス管理では、解放されたアドレスを保持するキューに保持される解放されたアドレスにパケットが送信されたことが検出され、次にパケットが送信されたアドレスがキューの末尾に戻される。【選択図】図１
2007514383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＰネットワークのユーザに割り当てられるアドレスを管理するネットワークデバイスであって、
解放されたアドレスを保持するための少なくとも１つのキューを含み、
前記少なくとも１つのキューに保持される解放されたアドレスにパケットが宛てられたことを検出し、
前記パケットが宛てられた前記保持されるアドレスを前記少なくとも１つのキューの末尾に戻すよう構成されるネットワークデバイス。
【請求項２】
ユーザのアドレスが解放されたことを検出し、
前記少なくとも１つのキューの末尾に前記解放されたアドレスを追加するようさらに構成される、請求項１に記載のネットワークデバイス。
【請求項３】
前記解放されたアドレスを、それぞれ解放されたアドレスを保持するための独自のキューを有する少なくとも２つのアドレスグループのうち１つのグループに分類し、
前記分類されたグループのキューであって、キューに保持される前記解放されたアドレスを再割り当てするための優先順位が指定されているキューの末尾に前記解放されたアドレスを追加するようさらに構成される、請求項２に記載のネットワークデバイス。
【請求項４】
前記少なくとも１つのキューに保持される解放されたアドレスにパケットが宛てられた際に、前記パケットのソースにエラー通知を送信するようさらに構成される、請求項１に記載のネットワークデバイス。
【請求項５】
前記解放されたアドレス宛てのパケットを受信することによって、前記少なくとも１つのキューに保持される解放されたアドレスにパケットが送信されたことを検出するよう構成される、請求項１に記載のネットワークデバイス。
【請求項６】
ユーザのアドレスを解放する接続の消失を検出することによって、そのアドレスが解放されたことを検出するよう構成される、請求項２に記載のネットワークデバイス。
【請求項７】
未使用のアドレスを示すエラー通知を受信することによって、前記少なくとも１つのキューに保持される前記解放されたアドレスにパケットが送信されたことを検出するよう構成される、請求項１に記載のネットワークデバイス。
【請求項８】
ユーザのアドレスが解放されたことについての通知を受信することによって、該ユーザのアドレスが解放されたことを検出するよう構成される、請求項２に記載のネットワークデバイス。
【請求項９】
ＩＰデータパケットを転送するネットワークデバイスであって、
未使用のアドレスに宛てられたパケットを受信し、
前記未使用のアドレスを知らせるエラー通知を、アドレスを管理するネットワークノードに送信するよう構成されるネットワークデバイス。
【請求項１０】
前記エラー通知によって、キューに保持されると共に前記未使用アドレスに対応する解放されたアドレスが、解放されたアドレスを保持する前記キューの末尾に戻される、請求項９に記載のネットワークデバイス。
【請求項１１】
アドレスの解放を生じる接続の消失を検出し、
前記解放されたアドレスに関する通知を、アドレスを管理する前記ネットワークノードに送信するようさらに構成される、請求項９に記載のネットワークデバイス。
【請求項１２】
前記未使用のアドレスに送信された前記パケットを受信した際に、エラー通知を前記パケットのソースに送信するようさらに構成される、請求項９に記載のネットワークデバイス。
【請求項１３】
ＩＰネットワークのユーザに割り当てられるアドレスを管理するシステムであって、前記システムは、
解放されたアドレスを保持する少なくとも１つのキューを備え、前記少なくとも１つのキューに保持される解放されたアドレスにパケットが宛てられたことを検出すると共に、前記パケットが宛てられた前記保持されるアドレスを前記少なくとも１つのキューの末尾に戻すように構成される、アドレスを管理するための第１ネットワークノードと、
未使用のアドレスに送信されたパケットを受信すると共に、前記未使用のアドレスを知らせるエラー通知を前記第１のネットワークノードに送信するよう構成される、ＩＰデータパケットを転送するための第２ネットワークノードと、
を具備するシステム。
【請求項１４】
ＩＰネットワークのユーザに割り当てられるアドレスを管理する方法であって、
解放されたアドレスを保持するキューに保持される解放されたアドレスにパケットが宛てられたことを検出するステップと、
前記パケットが宛てられた前記保持されるアドレスを前記キューの末尾に戻すステップと、
を含む方法。
【請求項１５】
データパケットを転送する方法であって、
未使用のアドレスへ宛てられたパケットを受信するステップと、
アドレスを管理するネットワークノードに、前記未使用のアドレスを知らせるエラー通知を送信するステップと、
を含む方法。
【請求項１６】
前記エラー通知を送信するステップが、キューに保持されると共に前記未使用アドレスに対応する解放されたアドレスを、解放されたアドレスを保持する前記キューの末尾に戻すことを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
コンピュータ可読媒体に搭載されるコンピュータプログラムであって、
解放されたアドレスを保持するキューに保持される解放されたアドレスにパケットが宛てられたことを検出するステップと、
前記パケットが宛てられた前記保持されるアドレスを前記キューの末尾に戻すステップと、
を実行するソフトウェアコード部分を備えるプログラム。
【請求項１８】
前記ソフトウェアコード部分が格納されるコンピュータ可読媒体を含む、請求項１７に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１９】
前記コンピュータプログラムが、前記コンピュータの内部メモリに直接ロード可能なように構成される、請求項１７に記載のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制限されたアドレスプールからアドレスが動的に割り当てられるネットワークにおけるアドレスの管理に関する。特に、本発明はＩＰネットワークのユーザにアドレスを割り当てるアクセスネットワークにおけるアドレスの管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＰｖ４（ＩＰバージョン４）アドレスなどのＩＰ（インターネットプロトコル）アドレスは制限されたリソースであり、繰り返し利用する必要がある。ユーザが接続を失うと、前記アドレスは新規ユーザに割り当てられる。旧ユーザが突然接続を切断した場合、例えば、前記接続の消失に関する対応ノードを通知する機会を有することなく接続が消失した場合、前記旧ユーザのアドレスは、すべての旧ユーザのセッションが終了する前に新規ユーザに再度割り当てられる場合がある。その結果、新規ユーザは旧ユーザのＩＰｖ４アドレスに属するパケットを受信する可能性がある。例えば、そのような接続の消失は、旧ユーザがサービスエリア外に移動すること、またはバッテリーがなくなることによって生じる。
【０００３】
新規ユーザはこれらのパケットを要求していないにも関わらず、それらを受信するために料金を支払わなければならない。例えば、ＧＰＲＳ（汎用パケット無線システム）および３Ｇ（第３世代）ネットワークにおいて生じるこの「超過請求」問題は、セキュリティに関係する問題である。
【０００４】
通常、処理状態を把握するＦＷ（ファイアウォール）を使用して、未承諾パケットの着信を阻止する。しかし、接続が突然切断された場合、ＦＷは接続の消失に関する通知を受けていないため、ＦＷ状態（「ピンホール」）はリセットされない。ＴＣＰ（輸送制御プロトコル）およびＵＤＰ（ユーザデータグラムプロトコル）パケットは、古いピンホールに一致する場合に送信される。
【０００５】
アドレスが再割り当て可能になるまでの待機時間、すなわち「クーリング」時間は、ＴＣＰ再試行制限またはＵＤＰソフト状態寿命のいずれかに対する標準値がないため異なる。通常、ＴＣＰは（実装に応じて）数分間試行しただけで断念し、ＵＤＰソフト状態は（ＦＷ設定に応じて）少なくとも１分存続する。またパスに沿ったＮＡＴ（ネットワークアドレス（およびポート）トランスレーター）がアドレス‐ポート結合をリセットすると、指定の時間に使用されないためにセッションが終了する。ＮＡＴに関する詳細は非特許文献１を参照のこと。上述の時間はすべて異なり、また異なる位置で構成できる。
【０００６】
例えば、ＩＰｖ６を使用するアドレスクーリング機構は、出願人のＷＯ０１／９３５４０に記載されている。しかし、アドレスクーリング機構に関する以前の提案は、アドレスが再活性される前の考えられる最長のクーリング期間の推定のみを使用し、またそれを必要なクーリングキューのサイズの予測に使用していた。そのようなサイズは、ＩＰｖ４に対して不必要に大きい。
【０００７】
別の提案は、出願人のＵＳ６０／４７９５０９に記載されているように、ＦＷが送信者に転送されるＩＣＭＰ（インターネット制御メッセージプロトコル）エラー通知を読み取り、解放されたアドレスに対する残りのピンホールを閉じるようにするということである。ＩＣＭＰに関する詳細は非特許文献２に記載されている。
【０００８】
代替として、２つのＦＷの使用が提案されている。１つはＧＧＳＮ（ＧＰＲＳゲートウェイサービングノード）のＧｎ側ＦＷであり、ＰＤＰ（パケットデータプロトコル）コンテキストの終了を検出する。もう１つはＧｉ側のＦＷであり、第１のＦＷが未使用と報告したアドレスに向けたパケットを阻止する。このソリューションは、多くの場所にＦＷをインストールする必要があるため非常に高価である。また、それはＧＰＲＳおよび３Ｇネットワークに制限される。
【０００９】
さらに、前記ＦＷ提案は、フリーのアドレスプールが小さい場合は役に立たない場合があり、また旧ユーザが実行していたものと同一のサービスを新規ユーザが偶然に起動する場合がある。この場合、新規ユーザは、旧ユーザのセッションを再度送信させるピンホールを開く。
【特許文献１】国際公開ＷＯ０１／９３５４０号公報
【特許文献２】米国特許ＵＳ６０／４７９５０９号公報
【非特許文献１】P. Srisuresh et al.:"Traditional IP Network Address Translator(Traditional NAT)", Network Working Group, RFC 3022, January 2001
【非特許文献２】J. Postel:"Internet Control Message Protocol", NetworkWorking Group, RFC 792, September1981
【発明の開示】
【００１０】
本発明の目的は、例えば超過請求問題をもたらすユーザへの余計なパケットを避けるために、ユーザへのＩＰアドレスの再割り当てを改善することである。
【００１１】
本発明の一実施例に従って、ＩＰネットワークのユーザに割り当てられるアドレスを管理するネットワークデバイスを開示する。このネットワークデバイスは、解放されたアドレスを保持するための少なくとも１つのキューを含み、前記少なくとも１つのキューに保持される解放されたアドレスにパケットが宛てられたことを検出し、前記パケットが宛てられた前記保持されるアドレスを前記少なくとも１つのキューの末尾に戻すよう構成される。
【００１２】
本発明の別の実施例に従って、ＩＰネットワークのユーザに割り当てられるアドレスの管理方法を開示する。この方法は、解放されたアドレスを保持するキューに保持される解放されたアドレスにパケットが宛てられたことを検出するステップと、前記パケットが宛てられた前記保持されるアドレスを前記キューの末尾に戻すステップとを含む。
【００１３】
本発明の別の実施例に従って、ＩＰデータパケットを転送するネットワークデバイスを開示する。このネットワークデバイスは、未使用のアドレスに送信されたパケットを受信し、アドレスを管理するネットワークノードに前記未使用のアドレスを示すエラー通知を送信するよう構成される。
【００１４】
本発明の別の実施例に従って、ＩＰデータパケットを転送する方法を開示する。この方法は、未使用のアドレスに送信されたパケットを受信するステップ、およびアドレスを管理するネットワークノードに前記未使用のアドレスを示すエラー通知を送信するステップを含む。
【００１５】
本発明の別の実施例に従って、ＩＰネットワークのユーザに割り当てられるアドレスを管理するシステムを開示する。前このシステムは、アドレスを管理する第１ネットワークノードを含む。ここで、第１ネットワークノードは、解放されたアドレスを保持する少なくとも１つのキューを備え、前記少なくとも１つのキューに保持される解放されたアドレスにパケットが宛てられたことを検出すると共に、前記パケットが宛てられた前記保持されるアドレスを前記少なくとも１つのキューの末尾に戻すように構成される。さらに、このシステムは、ＩＰデータパケットを転送する第２ネットワークノードを含む。第２ネットワークノードは、未使用のアドレスに送信されたパケットを受信し、第１ネットワークノードに前記未使用のアドレスを示すエラー通知を送信するよう構成される。
【００１６】
また本発明は、コンピュータ、マイクロプロセッサなどで実施されるソフトウェアコード部分を含むコンピュータプログラムによって提供される場合がある。
【００１７】
本発明によると、クーリングキューのサイズは最大値ではなく平均値によって異なる。これは各アドレスのクーリング期間が旧ユーザの対応するノードの実装の積み重ねに応じて変化するためである。長寿命のセッションに接続された厄介なアドレスは、クーリングキューの末尾に数回返送される場合がある。本発明によって、クーリングアドレスの数を大幅に削減することができる。これは、フリーアドレスプールが、キューの先頭に素早く上がる「コールド」アドレスを少しだけしか必要としないためである。
【００１８】
さらに、本発明に基づくソリューションは、ＦＷおよびＮＡＴの位置およびタイマーに左右されない。
【００１９】
加えて、本発明のクーリング方法は、ＤＨＣＰ（動的ホスト構成プロトコル）が割り当てられたアドレスに対しても使用することができる。そのため、本発明は任意のアクセスネットワークにおいて動作する。
【発明の説明】
【００２０】
以下、添付の図面を考慮しながら、好ましい実施例を用いて本発明を説明する。
【００２１】
図１、２、および３は、本発明に基づくアドレス管理スキームを示す。これらの図におけるアドレス管理部は、ＩＰネットワークユーザに対するアドレスの割り当てに関与し、解放されたＩＰｖ４アドレスなどの解放されたアドレスを保持するクーリングキュー１０を含む。アドレスの解放は、ユーザの突然の切断による接続消失の結果生じる。
【００２２】
図１の上部は、解放されたアドレスＡ１からＡｎを保持するクーリングキューを示す。解放されたアドレスＡ４などのクーリングキュー１０に保持される解放されたアドレスにパケットが送信されたことをアドレス管理部が検出した場合、解放されたアドレスＡ４は、クーリングキュー１０の末尾に移動させられる。図１の下部に示すように、解放されたアドレスＡ５〜Ａｎは、クーリングキュー１０の先頭に向かって１つ前進し、解放されたアドレスＡ４はクーリングキュー１０の末尾に配置される。
【００２３】
図２の上部は、図１の上部と同様に、解放されたアドレスＡ１〜Ａｎを保持するクーリングキュー１０を示す。アドレスＡｎ＋１などのユーザのアドレスが解放されたことをアドレス管理部が検出した場合、解放されたアドレスＡｎ＋１がクーリングキューの末尾に追加される。このクーリングキューの最新結果を、図２の下部に示す。
【００２４】
図３の上部は、図１および２の上部と同様に、解放されたアドレスＡ１〜Ａｎを保持するクーリングキュー１０を示す。例えばフリーアドレスプールが空であるために、クーリングキュー１０に保持される解放されたアドレスのうち、１つのアドレスが再度割り当てられる場合、クーリングキューの先頭にあるアドレスが再度割り当てられるアドレスとして取り除かれる。図３によると、クーリングキューの先頭にあるアドレスはアドレスＡ１であるため、アドレスＡ１が再割り当て用にクーリングキュー１０から取り除かれる。この再割り当ての結果を図３の下部に示す。
【００２５】
上述のように、アドレスの割り当てに関与するアドレス管理部またはアドレスマネジャー（ＡＭ）は、解放されたアドレスを以前に有していた旧ユーザに対するパケットを受信しなくなるまで、解放されたアドレスを「クーリング」させる。クーリング機構は、状況に応じて適応させること可能であり、使用頻度の最も低いクーリングキュー１０を使用する。解放されたアドレスは、クーリングキュー１０の末尾に移動する。例えば、フリーアドレスプールが空である場合、クーリングキュー１０の最初のアドレス（図３ではＡｌ）が次の新規ユーザに割り当てられる。
【００２６】
重要なことは、既にクーリングキュー１０の中にあるアドレスがパケットを受信する度に、そのアドレスがクーリングキュー１０の末尾に戻されるということである。さらに、そのアドレスに対するセッションが破壊されたことを通知するため、エラーメッセージ（例えば、ＩＣＭＰ“not reachable”）が、送信者または、例えば旧ユーザに対応するノードなどのパケットのソースに返されることができる。
【００２７】
アドレス管理部がＧＧＳＮなどのデータパスに配置される場合、キューを内的に操作することができる。つまり、アドレス管理部は、解放されたアドレスに送信されたパケットを受信することによって、クーリングキュー１０に保持される解放されたアドレスにパケットが送信されたことを検出する場合がある。さらに、アドレス管理部は、そのアドレスを解放する接続の消失を検出することによって、ユーザのアドレスが解放されたことを検出する場合がある。
【００２８】
図４は、アドレス管理部またはアドレスマネジャーがデータパス内に存在する本発明の実施例を示す。すなわち、アドレスマネジャーおよびＡＲ（アクセスルータ）は、独自のアドレスプールを管理するＧＧＳＮなどにおいて統合される。図４において、統合されたアドレスマネジャーおよびアクセスルータブロック３０は、ＩＰベースのアクセスネットワークなどのアクセスネットワークに配置され、ユーザにＩＰネットワークに対するアクセスを提供する。ブロック３０はクーリングキュー１０を含む。
【００２９】
アドレス管理部およびアクセスルータの機能が図４に示すように組み合わされる場合、接続の消失によってアドレスが解放され、図２に示すようにクーリングキュー１０の末尾に追加される。次に解放されるアドレスはその後ろに動く。しかし、パケットがクーリングキュー１０に保持されるクーリングアドレスに到着する度に、図１に示すようにそのアドレスが再度末尾に戻されると共に、統合されたブロック３０によって、ＩＣＭＰエラー通知がパケットのソースに送信されることができる。
【００３０】
解放されたアドレスがキューの末尾に戻されることは、解放されたアドレスに関連するすべてのセッションが終了するまで繰り返される。その後、そのアドレスはキューの先頭に進み、次いで新規ユーザに割り当てられる。
【００３１】
アドレス管理部およびデータパスが、例えばＤＨＣＰ（動的ホスト構成プロトコル）において分離される場合、旧ユーザのデータパスに沿ったアクセスルータは、アドレス管理部に接続の消失を通知し、またパケットが未使用のアドレスに送信されたことを通知するエラーメッセージのコピーをアドレス管理部に送信する。クーリングキューはアドレス管理部に存在する。ＤＨＣＰに関する詳細は、S. Alexander, R. Droms: "DHCP Options and BOOTP Vendor
Extensions", Network Working Group, RFC 2132, March 1997を参照のこと。
【００３２】
つまり、アドレス管理部が旧ユーザのデータパスに配置されない場合、アドレス管理部は、未使用のアドレスを示すエラー通知を受信することによって、クーリングキュー１０に保持される解放されたアドレスにパケットが送信されたことを検出することができる。さらに、アドレス管理部は、通知を受け取ることによってユーザのアドレスが解放されたことを検出する場合がある。
【００３３】
データパスに存在するアクセスルータが未使用のアドレスに送信されたパケットを受信した場合、そのアクセスルータは、アドレス管理部に未使用のアドレスを知らせるエラー通知を送信する。さらに、アクセスルータは、パケットのソースにエラー通知を送信する場合もある。加えて、アクセスルータがそのアドレスを解放する接続消失を検出した場合、アクセスルータは、解放されて未使用となったアドレスに関する通知をアドレス管理部に送信する。
【００３４】
図５は、分離されたアクセスルータ４２およびアドレス管理部またはアドレスマネジャー４１を示す。アドレスマネジャー４１は、クーリングキュー１０を含む。アクセスルータ４２は、旧ユーザのデータパスに配置される。
【００３５】
アクセスルータ４２が接続を消失すると、アクセスルータ４２は、解放できるアドレスについて４１アドレスマネジャーに通知する。アドレスマネジャー４１は、図２に関連して上述のように、アドレスをクーリングキュー１０に配置する。アクセスルータ４２が未使用のアドレス、例えば解放されたアドレス宛てのパケットを後で受信すると、アクセスルータ４２はアドレスマネジャー４１にエラー通知を送信し、図１に示すように、そのアドレスをクーリングキュー１０の末尾に押し出す。アクセスルータ４２は、上記の統合された場合に行われるように、ＩＣＭＰを送信する場合もある。
【００３６】
アドレスを解放するためのアクセスルータ４２からアドレスマネジャー４１へのメッセージは、ＲＡＤＩＵＳ（遠隔認証ダイアル‐インユーザサービス“Accounting Stop”）であってよい。アクセスルータ−アドレスマネジャーエラー通知プロトコルはＩＣＭＰであってよいが、独自に開発されたプロトコルであってもよい。ＲＡＤＩＵＳに関する詳細は、C. Rigney et al.:"Remote Authentication Dial In User Service
(RADIUS)", Network Working Group, RFC 2865, June 2000, and C.
Rigney:"RADIUS Accounting", Network Working Group, RFC 2866, June
2000を参照のこと。
【００３７】
あるアドレス範囲に対して単一のＬＲＵ（使用頻度の最も低い）クーリングキュー１０を用いて本発明を説明したが、解放されたアドレスを保持する独自のクーリングキューを有する少なくとも２つのアドレスグループのうち１つのグループに、解放されたアドレスを分類し、分類されたグループのキューの末尾に解放されたアドレスを追加することができる。このキューでは、そこに保持される解放されたアドレスを再割り当てする優先順位が指定されている。
【００３８】
つまり、アドレスを、「問題のある」アドレスとして分類したり、例えばＩＣＭＰエラーを無視したノードなど不正に振舞うノードに接続されているアドレスとして分類したりすることができる。例えば、あるアドレスに対する転送試行がＩＣＭＰエラーレポートにも関わらず継続している場合、またはこのアドレスに送信されるパケット数が設定可能な限界を超えている場合に、そのアドレスは問題のあるアドレスとして分類されることができる。この分類は、統合されたアドレスマネジャーおよびアクセスルータ３０や、アドレスマネジャー４１などのアドレス管理部によって実行されることができる。問題のあるアドレスは、アドレス管理部によって特別なキューに送信される場合がある。この特別なキューは、通常のキュー（例えば、クーリングキュー１０）が空である場合にのみ再割り当てに使用される。「問題のある」アドレスに対する特別なキューより高い優先順位が与えられるキューにあるアドレスは、問題のあるアドレスを通り越す。このように、クーリングされていないアドレスはしばらくの間アクセスされず、その間にクーリングキュー１０の先頭に達するため、クーリングされていないアドレスが再割り当てされる状況を避けることができる。
【００３９】
上記の説明は本発明の例証であり、当然のことながら本発明を制限するものではないと解釈されるべきものである。添付の特許請求の範囲に定義されるように、当業者であれば本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変形および適用を見出すであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】解放されたアドレスにパケットが送信されたことが検出された場合の本発明によるアドレス管理を示す。
【図２】アドレスが解放されたことが検出された場合の本発明によるアドレス管理を示す。
【図３】解放されたアドレスのプールから選択された１つが再度割り当てられた場合の本発明によるアドレス管理を示す。
【図４】本発明の実施例に基づくアドレス管理を表す略ブロック図を示す。
【図５】本発明の別の実施例に基づくアドレス管理を現す略ブロック図を示す。
【図１】
2007514383.tif 000003
【図２】
2007514383.tif 000004
【図３】
2007514383.tif 000005
【図４】
2007514383.tif 000006
【図５】
2007514383.tif 000007
【国際調査報告】
2007514383.tif 000008
2007514383.tif 000009
2007514383.tif 000010