特開 2024-100040 ルータ、通信方法およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024100040

(43)【公開日】2024-07-26

(54)【発明の名称】ルータ、通信方法およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/46 20060101AFI20240719BHJP

【ＦＩ】

H04L12/46 E

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023003738

(22)【出願日】2023-01-13

(71)【出願人】

【識別番号】000227205

【氏名又は名称】ＮＥＣプラットフォームズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080816

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 朝道

(74)【代理人】

【識別番号】100098648

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 潔人

(72)【発明者】

【氏名】平野 郁也

【テーマコード（参考）】

5K033

【Ｆターム（参考）】

5K033AA06

5K033CB01

5K033CB06

5K033CB09

5K033DA06

5K033EC04

(57)【要約】

【課題】新たな構成を追加することなく、利用可能ポートに制限のある環境下で、制約なくＰ２Ｐ通信を実現する可能性を高める。
【解決手段】インターネットとローカルエリアネットワークとの間を接続し、ＮＡＰＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｐｏｒｔ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）機能を有するルータは、ローカルエリアネットワークに接続された第一装置から開放要求を受信すると、当該ルータの利用可能ポートの中から選択したポートを開放ポートとする要求ポート変換部と、前記開放ポートを開放するＵＰｎＰ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｌｕｇ ａｎｄ Ｐｌａｙ）処理部と、開放した前記開放ポートを用いて転送経路を設定するポートフォワーディング設定部と、を備える。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

インターネットとローカルエリアネットワークとの間を接続し、ＮＡＰＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｐｏｒｔ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）機能を有するルータであって、
ローカルエリアネットワークに接続された第一装置から開放要求を受信すると、当該ルータの利用可能ポートの中から選択したポートを開放ポートとする要求ポート変換部と、
前記開放ポートを開放するＵＰｎＰ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｌｕｇ ａｎｄ Ｐｌａｙ）処理部と、
開放した前記開放ポートを用いて転送経路を設定するポートフォワーディング設定部と、を備えるルータ。

【請求項2】

請求項１記載のルータであって、
前記利用可能ポートに制限があり、
前記要求ポート変換部は、前記開放要求に含まれる要求ポートが前記利用可能ポートに含まれるか判別し、含まれない場合、当該要求ポートを前記開放ポートに変換するルータ。

【請求項3】

請求項２記載のルータであって、
ＭＡＰ－Ｅ（Ｍａｐｐｉｎｇ ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓ ａｎｄ Ｐｏｒｔ ｗｉｔｈ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）機能を備え、
前記要求ポート変換部は、前記開放要求に含まれる要求ポートが前記ＭＡＰ－Ｅ機能における利用可能ポートに含まれるかを判別する、ルータ。

【請求項4】

請求項１記載のルータであって、
前記ＵＰｎＰ処理部は、前記開放ポートを開放後、正常終了の返信を前記第一装置に送信する、ルータ。

【請求項5】

インターネットとローカルエリアネットワークとの間を接続し、ＮＡＰＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｐｏｒｔ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）機能を有するルータを構成するコンピュータが実行する通信方法であって、
ローカルエリアネットワークに接続された第一装置から開放要求を受信すると、当該ルータの利用可能ポートの中から選択したポートを開放ポートとする要求ポート変換ステップと、
前記開放ポートを開放するＵＰｎＰ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｌｕｇ ａｎｄ Ｐｌａｙ）処理ステップと、
開放した前記開放ポートを用いて転送経路を設定するポートフォワーディングステップと、を備える通信方法。

【請求項6】

インターネットとローカルエリアネットワークとの間を接続し、ＮＡＰＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｐｏｒｔ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）機能を有するルータを構成するコンピュータに、
ローカルエリアネットワークに接続された第一装置から開放要求を受信すると、当該ルータの利用可能ポートの中から選択したポートを開放ポートとする要求ポート変換手順と、
前記開放ポートを開放するＵＰｎＰ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｌｕｇ ａｎｄ Ｐｌａｙ）処理手順と、
開放した前記開放ポートを用いて転送経路を設定するポートフォワーディング手順と、を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ルータ、通信方法およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、ＭＡＰ－Ｅ（Ｍａｐｐｉｎｇ ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓ ａｎｄ Ｐｏｒｔ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）のような、利用可能ポートに制限があるモードで動作するＮＡＰＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｐｏｒｔ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）ルータに対して、ＵＰｎＰ ＩＧＤ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｌｕｇ ａｎｄ Ｐｌａｙ ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｇａｔｅｗａｙ ｄｅｖｉｃｅ）により外部ポートの開放を要求する場合、開放ができず、Ｐ２Ｐ（Ｐｅｅｒ－ｔｏ－Ｐｅｅｒ）通信ができないことがある。なお、ＭＡＰ－Ｅは、ＩＰｖ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｖｅｒｓｉｏｎ）４のパケットを、ＩＰｖ６パケットの中にカプセル化することにより、ＩＰｖ６のみのネットワークを通過できるようにする技術である。

【0003】

このため、例えば、ＭＡＰ－Ｅモードで動作するＮＡＰＴルータ上でのＵＰｎＰの使用について、ベンダは大幅に制限するか無効にしている。しかし、ＭＡＰ－Ｅが普及するにつれ、ＭＡＰ－Ｅモードで動作している場合でも、ＵＰｎＰを利用したいという声が挙がっている。混雑しているＩＰｖ４ネットワークより、道中はＩＰｖ６ネットワーク通信となるＭＡＰ－Ｅの方が通信品質も改善されるため、ＭＡＰ－ＥとＵＰｎＰが同時に利用できるメリットは大きい。

【0004】

例えば、ＵＰｎＰによるポートフォワーディングを適切に設定し、他のコンピュータと正常に通信するため、ルータが用いた第１ポート番号と所定数異なる第２ポート番号に対応したＵＰｎＰによるポートフォワーディングをルータに設定し、設定されたポートフォワーディングを用いて、ＳＴＵＮ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｔｒａｖｅｒｓａｌ Ｕｔｉｌｉｔｉｅｓ ｆｏｒ ＮＡＴ）パケットをサーバに送信し、前記サーバからＳＴＵＮパケットを受信した場合、第２ポート番号に対応したＵＰｎＰによるポートフォワーディングを用いて、他のユーザ端末とＰ２Ｐ通信する技術がある（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－５２２４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

以下の分析は、本発明によって与えられたものである。

【0007】

特許文献１に記載の技術では、網側の設備としてＳＴＵＮサーバが新たに必要である。したがって、その分、構成が複雑化し、コストも上がる。

【0008】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、新たな構成を追加することなく、利用可能ポートに制限のある環境下で、制約なくＰ２Ｐ通信を実現する可能性を高めることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の第一の視点によれば、
インターネットとローカルエリアネットワークとの間を接続し、ＮＡＰＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｐｏｒｔ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）機能を有するルータであって、
ローカルエリアネットワークに接続された第一装置から開放要求を受信すると、当該ルータの利用可能ポートの中から選択したポートを開放ポートとする要求ポート変換部と、
前記開放ポートを開放するＵＰｎＰ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｌｕｇ ａｎｄ Ｐｌａｙ）処理部と、
開放した前記開放ポートを用いて転送経路を設定するポートフォワーディング設定部と、を備えるルータが提供される。

【0010】

本発明の第二の視点によれば、
インターネットとローカルエリアネットワークとの間を接続し、ＮＡＰＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｐｏｒｔ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）機能を有するルータを構成するコンピュータが実行する通信方法であって、
ローカルエリアネットワークに接続された第一装置から開放要求を受信すると、当該ルータの利用可能ポートの中から選択したポートを開放ポートとする要求ポート変換ステップと、
前記開放ポートを開放するＵＰｎＰ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｌｕｇ ａｎｄ Ｐｌａｙ）処理ステップと、
開放した前記開放ポートを用いて転送経路を設定するポートフォワーディングステップと、を備える通信方法が提供される。

【0011】

本発明の第三の視点によれば、
インターネットとローカルエリアネットワークとの間を接続し、ＮＡＰＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｐｏｒｔ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）機能を有するルータを構成するコンピュータに、
ローカルエリアネットワークに接続された第一装置から開放要求を受信すると、当該ルータの利用可能ポートの中から選択したポートを開放ポートとする要求ポート変換手順と、
前記開放ポートを開放するＵＰｎＰ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｌｕｇ ａｎｄ Ｐｌａｙ）処理手順と、
開放した前記開放ポートを用いて転送経路を設定するポートフォワーディング手順と、を実行させるプログラムが提供される。

【0012】

なお、これらのプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記録することができる。記憶媒体は、半導体メモリ、ハードディスク、磁気記録媒体、光記録媒体等の非トランジェント（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｅｎｔ）なものとすることができる。本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、新たな構成を追加することなく、利用可能ポートに制限のある環境下で、制約なくＰ２Ｐ通信を実現する可能性が高まる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態の通信システムの概要を説明するための説明図である。

【図2】ＮＡＰＴ機能を説明するための説明図である。

【図3】ＭＡＰ－Ｅ機能を説明するための説明図である。

【図4】ＮＡＴ制限を説明するための説明図である。

【図5】ＵＰｎＰ機能を説明するための説明図である。

【図6】ＭＡＰ－Ｅモードで動作時のＵＰｎＰ機能を説明するための説明図である。

【図7】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明の一実施形態のＮＡＰＴルータの機能ブロック図および利用可能ポートテーブルの一例を説明するための説明図である。

【図8】本発明の一実施形態のＮＡＰＴルータの動作を説明するための説明図である。

【図9】本発明の一実施形態のＮＡＰＴルータを用いた場合の、アドレスの変化を説明するためのシーケンス図である。

【図10】本発明の一実施形態のＮＡＰＴルータによるポートフォワーディング設定処理のフローチャートである。

【図11】本発明の一実施形態のＮＡＰＴルータのハードウェア構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と呼ぶ。）の概要について図面を参照して説明する。なお、付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。また、以降の説明で参照する図面等のブロック間の接続線は、双方向および単方向の双方を含む。一方向矢印については、主たる信号（データ）の流れを模式的に示すものであり、双方向性を排除するものではない。

【0016】

また、図中の各ブロックの入出力の接続点には、ポートやインタフェースがあるが図示を省略する。また、以下の説明において、「Ａおよび／またはＢ」は、ＡまたはＢ、もしくは、ＡおよびＢという意味で用いる。

【0017】

まず、本実施形態の通信システム１００の概要を説明する。図１に示すように、ユーザ端末２００は、ＮＡＰＴルータ３００を介してインターネット９００上のサーバ４００に接続する。本実施形態では、ユーザ端末２００には、ＩＰｖ４のアドレスが付与され、ユーザ端末２００は、ＩＰｖ４に準拠したパケット（以下、ＩＰｖ４パケットと呼ぶ。）を出力する。

【0018】

ＮＡＰＴルータ３００は、ＮＡＰＴ機能とＭＡＰ－Ｅ機能とＵＰｎＰ機能とを有し、ユーザ端末２００から受信したＩＰｖ４パケットを、ＩＰｖ６に準拠したパケット（以下、ＩＰｖ６パケットと呼ぶ。）にカプセル化し、サーバ４００に出力する。ここで、ユーザ端末２００は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ；ローカルエリアネットワーク）に接続され、サーバ４００は、インターネット９００等の広域ネットワークを介して接続される。すなわち、ＮＡＰＴルータ３００は、インターネットとローカルエリアネットワークとの間を接続する。ＮＡＰＴ機能、ＭＡＰ－Ｅ機能、およびＵＰｎＰ機能の詳細については、後述する。

【0019】

なお、インターネット９００上のサーバ４００がＩＰｖ４対応の場合、間にＢｏｒｄｅｒ Ｒｅｌａｙ５００が設けられ、ＩＰｖ４アドレスに変換（デカプセル）される。

【0020】

本実施形態の詳細な説明に先立ち、上記の各機能（ＮＡＰＴ機能、ＭＡＰ－Ｅ機能、およびＵＰｎＰ機能）について、従来のＮＡＰＴルータ３０１を有する通信システム１０１で説明する。

【0021】

ＮＡＰＴは、上述のように、Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｐｏｒｔ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎの略称で、本機能は、ＴＣＰ（ＵＤＰ）／ＩＰパケットに含まれるＩＰアドレスおよびポート番号を、別のＩＰアドレスおよびポート番号に変換する機能である。ＮＡＰＴ機能は、一般的な家庭用ルータが標準的に備える。

【0022】

ここでは、図２に示すように、ユーザ端末２００が、ＮＡＰＴルータ３０１を経由してインターネット９００内のサーバ４００と通信するものとする。

【0023】

一般に、ＮＡＰＴルータ３０１配下のユーザ端末２００の送信元ＩＰアドレスおよびポート番号２０１には、プライベートアドレス（ローカルアドレス）が割り当てられる。本図の例では、送信元ＩＰアドレスとして「ｘｘｘ．ｘｘｘ．ｘｘｘ．ｘｘｘ」が、ポート番号として「１１１１」が割り当てられている。以下、これらをまとめて、「ｘｘｘ．ｘｘｘ．ｘｘｘ．ｘｘｘ：１１１１」と記載する。すなわち、ユーザ端末２００から送信される通信パケットの送信元ＩＰアドレスおよびポート番号２０１は、「ｘｘｘ．ｘｘｘ．ｘｘｘ．ｘｘｘ：１１１１」である。

【0024】

インターネット９００上の機器（ここでは、サーバ４００）と通信するためには、このプライベートアドレスをグローバルアドレスに変換する必要がある。このアドレス変換機能をＮＡＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）機能と呼び、ポート番号も合わせて変換する場合ＮＡＰＴ機能と呼ぶ。

【0025】

ユーザ端末２００からの通信パケットは、ＮＡＰＴルータ３０１に送られる（Ｓ１１０１）。そして、ＮＡＰＴルータ３０１において、プライベートアドレスの送信元ＩＰアドレスは、グローバルアドレスに変換される。また、ポート番号は、ＮＡＰＴルータ３０１の広域ネットワーク側の空きポート（以下、外部ポートとも呼ぶ。）に変換される。ここでは、グローバルアドレス「ｙｙｙ．ｙｙｙ．ｙｙｙ．ｙｙｙ」に変換され、ポート番号は「２２２２」に変換される。そして、送信元ＩＰアドレスおよびポート番号３０２として「ｙｙｙ．ｙｙｙ．ｙｙｙ．ｙｙｙ：２２２２」が付与された通信パケットがＮＡＰＴルータ３０１から、宛先であるインターネット９００内のサーバ４００へ転送される（Ｓ１１０２）。

【0026】

ＮＡＰＴルータ３０１は、この変換に用いるローカルアドレスおよびポート番号と、グローバルアドレスおよびポート番号と、を対応づけて、アドレス変換テーブルとして管理する。インターネット９００からの戻りの通信パケットは、ＮＡＰＴルータ３０１でこのＮＡＰＴ管理テーブルを参照し、宛先ＩＰがグローバルアドレスからプライベートアドレスに変換される。

【0027】

次に、ＭＡＰ－Ｅ機能を説明する。ＭＡＰ－Ｅは、上述のように、Ｍａｐｐｉｎｇ ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓ ａｎｄ Ｐｏｒｔ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎの略称で、ＩＰｖ６とＩＰｖ４との共存技術である。ＩＰｖ６専用のアクセス網経由でＩＰｖ４ネットワークへの接続を可能にする。ＩＰｖ４アドレス枯渇状態を解決するため、ＩＰｖ６に移行したいものの、まだＩＰｖ６ｏＥ（ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）に対応したサーバは少ない実情に鑑みて開発された技術である。

【0028】

このような技術を総称して、ＩＰｖ６マイグレーション技術と呼ぶ。ＭＡＰ－Ｅでは、シェアドＩＰｖ４アドレスの方式が取られ、同じＩＰｖ４グローバルアドレスを複数のルータが使う。したがって、そのままでは競合するため、各ルータにおいて、利用可能なポートを制限する。ＭＡＰ－Ｅで使うＩＰｖ４グローバルアドレスおよび利用可能ポートは、ＶＮＥ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｅｎａｂｌｅｒ）事業者のＭＡＰ－Ｅ配信サーバから提供されるルールに従い、各ルータ内で計算される。

【0029】

ＭＡＰ－Ｅ機能の概要について図３を用いて説明する。ＭＡＰ－Ｅ機能を有するＮＡＰＴルータ３０１であっても、ＩＰアドレスおよびポート番号のＮＡＰＴは、基本的に従来の仕組みと同じである。すなわち、ＮＡＰＴルータ３０１は、ユーザ端末２００から送信された通信パケットの、プライベートアドレスの送信元ＩＰアドレスおよびポート番号２０１を、グローバルアドレスのそれに変換する。

【0030】

この変換の際、ＭＡＰ－Ｅ機能を有するＮＡＰＴルータ３０１では、変換後のポートとして利用可能なポートが制限される。ＩＰｖ４ｏＥの場合、基本的には、システムポート（ポート番号：０～１０２３）を除いた全てのポート（同１０２４～６５５３５）が利用可能ポートである。しかし、ＭＡＰ－Ｅ機能を有するＮＡＰＴルータ３０１では、前述した通り、利用可能ポートが制限され、数百～一千程度のポートしか該当しない。なお、各ＭＡＰ－Ｅサービスによって１つのルータが利用可能なポート数は異なる。それぞれ、具体的な値は予め定められる。

【0031】

例えば、図３に示す例では、利用可能ポート３０３のポート番号は、１０００１、１０００２、１０００３、２０００１、２０００２、２０００３の６つである。ＮＡＰＴルータ３０１は、ＮＡＰ変換時、この６つのポートの中から１つのポートを選択し、変換先のポートとする。図３に、ポート番号１０００１を選択した場合の例を示す。すなわち、変換後のグローバルアドレスの送信元ＩＰアドレスおよびポート番号３０４のポート番号として１０００１が与えられる。

【0032】

また、ＭＡＰ－Ｅ機能には、Ｂｏｒｄｅｒ Ｒｅｌａｙ５００とセットで実現される機能が含まれる。この機能は、ＮＡＰＴルータ３０１とＢｏｒｄｅｒ Ｒｅｌａｙ５００との間の通信パケットをＩＰｖ６アドレスでカプセル化する機能である。カプセル化は、ＩＰｖ４パケットの情報をほぼそのまま用い、ＩＰｖ６ヘッダを付けた通信パケットを生成する技術である。

【0033】

ユーザ端末２００からインターネット９００内のサーバ４００にＩＰｖ４パケットが送信される際、ＭＡＰ－Ｅ機能を備えるＮＡＰＴルータ３０１は、元のＩＰｖ４パケットをＩＰｖ６パケットの中にカプセル化し、ＩＰｖ６通信としてＢｏｒｄｅｒ Ｒｅｌａｙ５００に送信する（Ｓ１１０３）。そして、Ｂｏｒｄｅｒ Ｒｅｌａｙ５００は、それをデカプセルし、ＩＰｖ４パケットに戻した上でサーバ４００に送信する。

【0034】

サーバ４００からユーザ端末２００へ送信する逆方向の通信の場合は、カプセル／デカプセルの役割も逆となる。すなわち、ＩＰｖ６パケットは、Ｂｏｒｄｅｒ Ｒｅｌａｙ５００でＩＰｖ６パケットにカプセル化され、ＭＡＰ－Ｅ機能を有するＮＡＰＴルータ３０１でデカプセルされ、ＩＰｖ４パケットに戻される。

【0035】

次に、ＵＰｎＰ機能について説明する。ＵＰｎＰは、上述のように、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｌｕｇ ａｎｄ Ｐｌａｙの略称であり、機器を通信ネットワークに接続する際、複雑な設定作業無しに、即座に他の機器と通信をしたり、その機能を利用できたりするプロトコルである。

【0036】

サービスの集合体もしくはネストされたデバイス側をＵＰｎＰ Ｄｅｖｉｃｅと呼び、ＵＰｎＰ Ｄｅｖｉｃｅを制御する側をＵＰｎＰ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｏｉｎｔと呼ぶ。本実施形態の例では、ユーザ端末２００が、ＵＰｎＰ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｏｉｎｔとして機能し、ＮＡＰＴルータ３０１が、ＵＰｎＰ Ｄｅｖｉｃｅとして機能する。

【0037】

ＵＰｎＰには様々なＤｅｖｉｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌがありデバイスカテゴリ毎の仕様が決められている。ＮＡＰＴルータ３０１ではその内のＩＧＤを利用する。ＩＧＤとは、上述のように、Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｇａｔｅｗａｙ Ｄｅｖｉｃｅの略称である。

【0038】

ＮＡＰＴルータ３０１におけるＵＰｎＰ ＩＧＤの利用態様を、図４および図５を用いて説明する。図４は、ＵＰｎＰ ＩＧＤを利用しない場合の問題点を説明するための図である。

【0039】

一般に、ＮＡＰＴルータ３０１は、インターネット９００等のグローバルなＩＰアドレス空間と、宅内の（ローカルな）プライベートなＩＰアドレス空間と、を隔てている。このため、図４に示すように、インターネット９００内のサーバ４００から宅内のユーザ端末２００へ送信する通信パケット４０１は、ＮＡＰＴルータ３０１を越えることはできず、ユーザ端末２００まで届かない。ＵＰｎＰ ＩＧＤは、この問題を解決するためのＮＡＴトラバーサル（またはＮＡＴ越えとも呼ぶ）の技術として利用される。

【0040】

ＵＰｎＰ ＩＧＤを利用してＮＡＴトラバーサルする場合の例を、図５に示す。まず、ＵＰｎＰ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｏｉｎｔであるユーザ端末２００から、ＵＰｎＰ ＤｅｖｉｃｅであるＮＡＰＴルータ３０１に、外部ポートを開放するようリクエスト（開放要求２０２）を送信する（Ｓ１１０４）。このとき、開放を要求するポート番号を指定する。図５には、ポート番号２２２２の外部ポートを開けるようリクエストする場合の例を示す。以下、開放要求２０２にて開放を要求するポートを要求ポートと呼ぶ。

【0041】

なお、開放要求２０２は、ＳＯＡＰ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｏｂｊｅｃｔ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を利用したＡｄｄＰｏｒｔＭａｐｐｉｎｇアクションで実施される。また、このアクションを実施する前に、ＵＰｎＰ Ｄｅｖｉｃｅの発見やＤｅｖｉｃｅ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ取得のフェーズを行う。これらは、周知の手順であるため、詳細な説明は省略する。

【0042】

ユーザ端末２００から開放要求２０２を受けると、ＮＡＰＴルータ３０１は、グローバルＩＰアドレスおよび要求ポートのポート番号３０４に対してフィルタ上の許可設定を行う。図５に、「ｙｙｙ．ｙｙｙ．ｙｙｙ．ｙｙｙ：２２２２」に許可設定がなされた場合を例示する。

【0043】

そして、ＮＡＰＴルータ３０１は、開放要求２０２を受け入れた旨のレスポンス（２００ ＯＫ）３０５をユーザ端末２００に返信する（Ｓ１１０５）。これにより、要求ポートが開放され、以降、ＮＡＰＴルータ３０１からの通信パケットについては、この送信元ＩＰアドレスおよびポート番号（図５の例では、「ｙｙｙ. ｙｙｙ. ｙｙｙ. ｙｙｙ：２２２２」）３０４が、送信元ＩＰアドレスおよびポート番号とされる。

【0044】

このやり取りの後、サーバ４００から、この送信元ＩＰアドレスおよびポート番号３０４を宛先とした通信パケットが送られてきた場合（Ｓ１１０６）、ＮＡＰＴルータ３０１は、その通信パケットの宛先を、開放要求２０２の送信元のユーザ端末２００に変換し、転送する（Ｓ１１０７）。

【0045】

このように特定のポートに対して送信された通信パケットを、特定の宛先に変換することをポートフォワーディング処理と呼ぶ。一般的なＮＡＰＴルータ３０１は、ＵＰｎＰ ＩＧＤによる外部ポートの開放要求２０２を受けた際、同時にこのポートフォワーディング処理を行うための設定を実施する。具体的には、例えば、ポート毎の、変換先の宛先を転送経路テーブルとして管理する。

【0046】

ところが、ＮＡＰＴルータ３０１が、ＭＡＰ－Ｅ機能を備え、ＭＡＰ－Ｅモードで動作する場合、利用可能ポートに制限がある。

【0047】

すなわち、図６に示すように、ユーザ端末２００が、ＭＡＰ－Ｅモードで動作しているＮＡＰＴルータ３０１に対し、ポート番号２２２２の外部ポートを開放するよう開放要求２０２を行ったとする（Ｓ１１０４）。このとき、本図に示すように、利用可能ポート３０３に、ポート番号２２２２のポートが含まれていない場合、ＮＡＰＴルータ３０１は、要求ポートを開放できない。

【0048】

このような場合、従来のＮＡＰＴルータ３０１は、要求元のユーザ端末２００に、エラー（Ｅｒｒｏｒ）３０６を返す（Ｓ１１０８）。そして、ＮＡＰＴルータ３０１は、外部ポートの開放も行わず、ポートフォワーディング設定も行わない。このため、サーバ４００から送信され（Ｓ１１０９）、Ｂｏｒｄｅｒ Ｒｅｌａｙ５００経由でＮＡＰＴルータ３０１まで届く（Ｓ１１１０）通信パケットは、ユーザ端末２００へポートフォワーディングされることなく、ＮＡＰＴルータ３０１を越えることはできない。

【0049】

このように、利用可能ポートに制限の有る環境では、ＵＰｎＰ機能だけでは、正常にＰ２Ｐ通信が実施できないことがある。本実施形態では、ＮＡＰＴルータに新たな機能を追加し、これを解決する。

【0050】

これを解決する本実施形態のＮＡＰＴルータ３００の機能ブロック図を、図７（ａ）に示す。

【0051】

本図に示すように、本実施形態のＮＡＰＴルータ３００は、ＮＡＰＴ処理部３１０と、ＭＡＰ－Ｅ処理部３２０と、ＵＰｎＰ処理部３３０と、要求ポート変換部３４０と、ポートフォワーディング設定部３５０と、管理テーブル３８０と、を備え、インターネットとローカルエリアネットワークとの間を接続する。

【0052】

ＮＡＰＴ処理部３１０は、上述の、通信パケットのプライベートアドレスとグローバルアドレスとの間の変換を行うＮＡＰＴ機能を実行する。本実施形態では、例えば、変換するアドレスを対応付けたアドレス変換テーブルを管理テーブル３８０内に作成し、この変換テーブルに従って、ローカルＩＰアドレスおよびポート番号と、グローバルＩＰアドレスおよびポート番号とを変換し、通信パケットの送受信を実現する。

【0053】

ＭＡＰ－Ｅ処理部３２０は、ＩＰｖ４パケットをカプセル化してＩＰｖ６パケットに変換、または、その逆を実行する。すなわち、ユーザ端末２００からのＩＰｖ４パケットをＩＰｖ６カプセル化する。そして、そのＩＰｖ６パケットは、Ｂｏｒｄｅｒ Ｒｅｌａｙ５００に転送され、そこでデカプセルされてＩＰｖ４パケットに戻され、サーバ４００に届く。

【0054】

ＵＰｎＰ処理部３３０は、上述のＵＰｎＰ機能を実現する。すなわち、ユーザ端末２００からポート番号を指定した開放要求２０２を受信すると、当該ポートを開放する。

【0055】

要求ポート変換部３４０は、ユーザ端末２００から、利用可能なポート以外のポートを指定した開放要求２０２を受信した場合、利用可能なポートの中から開放するポート（開放ポート）を選択し、要求ポートを選択した開放ポートに変換し、ＵＰｎＰ処理部３３０に通知する。

【0056】

要求ポート変換部３４０は、利用可能ポートを管理する。利用可能ポートは、利用可能ポートテーブル３８１にて管理される。すなわち、要求ポート変換部３４０は、利用可能ポート以外が指定された開放要求２０２を受信した場合、利用可能ポートテーブル３８１を参照し、空きポートを検索し、その中から開放ポートを選択する。なお、このとき、空きポートがない場合は、要求ポート変換部３４０は、従来通り、Ｅｒｒｏｒを返信するようＵＰｎＰ処理部３３０に指示を出す。それを受け、ＵＰｎＰ処理部３３０は、要求元のユーザ端末２００にＥｒｒｏｒを返す。

【0057】

利用可能ポートテーブル３８１の一例を、図７（ｂ）に示す。利用可能ポートテーブル３８１では、各ポートの、ポート番号３８１ａ毎に、割当対象３８１ｂが格納される。割当対象３８１ｂには、例えば、割り当てたサービス（プロトコル等）、開放要求元のユーザ端末２００のＩＰアドレスおよびポート番号が登録される。なお、開放要求２０２に含まれる要求ポートが利用可能ポート以外のポートである場合、変換後の開放ポートのポート番号３８１ａに対応づけて、当該要求元のユーザ端末２００のＩＰアドレスおよびポート番号が、割当対象３８１ｂに登録される。

【0058】

本図の例では、当初の利用可能ポートのうち、１０００１および２０００３には、既に割当対象３８１ｂが登録されているため、現時点の利用可能ポートは、１０００２、１０００３、２０００１、２０００２の４つである。

【0059】

また、利用可能ポートテーブル３８１は、後述する転送経路テーブルと兼用してもよい。

【0060】

このように、本実施形態のＮＡＰＴルータ３００は、要求ポート変換部３４０を備えることで、従来はＵＰｎＰ ＩＧＤによるポート開放が正常にできないケースであっても、ポート開放を実現する。

【0061】

通知を受けたＵＰｎＰ処理部３３０は、変換後のポートを、要求ポートとして処理を行う。

【0062】

ポートフォワーディング設定部３５０は、ＵＰｎＰ処理部３３０が開放した外部ポートを用いて、転送経路（ポートフォワーディング経路）を設定する。ポートフォワーディング設定部３５０は、例えば、転送経路テーブルを生成し、管理する。転送経路テーブルは、開放したポートのポート番号に対応づけて、送信先のユーザ端末２００のローカルアドレスを管理するテーブルである。

【0063】

なお、ユーザ端末２００は、ＵＰｎＰ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｏｉｎｔとして機能する。すなわち、ＮＡＰＴルータ３００に対し、要求ポートのポート番号を指定して開放要求２０２を送信する。

【0064】

［動作の説明］
図８に、本実施形態の通信システム１００における、ＮＡＰＴルータ３００の動作のイメージを示す。

【0065】

ＵＰｎＰ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｏｉｎｔとして機能するユーザ端末２００から、ＵＰｎＰ Ｄｅｖｉｃｅとして機能するＮＡＰＴルータ３００へ、ＵＰｎＰ ＩＧＤによるポート開放の開放要求（アクションリクエスト）２０２が送信される（Ｓ１２０１）。本図の例では、開放要求２０２は、ポート番号２２２２の外部ポートを要求ポートとして開放を要求するものである。

【0066】

ＮＡＰＴルータ３００は、ＭＡＰ－Ｅモードで動作しているため、利用可能ポートが制限されている。ここでは、前記同様、６ポート利用可能とする。この利用可能ポート３０３の中に、要求ポートであるポート番号２２２２のポートは含まれていない。したがって、従来のＮＡＰＴルータ３０１は、エラー（Ｅｒｒｏｒ）３０６を返す。

【0067】

しかし、本実施形態のＮＡＰＴルータ３００では、要求ポート変換部３４０により、自動で、要求ポートのポート番号が変換される。すなわち、要求ポート変換部３４０は、利用可能ポート３０３の中から、１つ、ポートを選択し、開放ポートとする。このとき、要求ポート変換部３４０は、前述のように、利用可能ポート３０３を、利用可能ポートテーブル３８１を参照し、選択する。そして、変換後の要求ポート（開放ポート）をＵＰｎＰ処理部３３０に通知する。

【0068】

その後、要求ポート変換部３４０は、利用可能ポートテーブル３８１を更新する。具体的には、開放ポートのポート番号に対応づけて、開放要求２０２の送信元のユーザ端末２００の送信元ＩＰアドレスおよびポート番号２０１を登録する。

【0069】

そして、ＮＡＰＴルータ３００は、自身の外部ＩＰアドレスおよび開放ポートのポート番号３０８を外部に対して開放する（Ｓ１２０３）。なお、ここでは、ポート番号１０００１のポートが開放ポートとして選択された場合を例示する。そして、ＵＰｎＰ処理部３３０は、ユーザ端末２００へ開放要求を受け入れた旨のレスポンス（２００ ＯＫ）３０５を返信する（Ｓ１２０２）。

【0070】

サーバ４００は、ＮＡＰＴルータ３００の、開放された外部ＩＰアドレスおよびポート番号３０８に向けて、ＩＰｖ４パケットを送信する（Ｓ１２０４）。送信されたＩＰｖ４パケットは、Ｂｏｒｄｅｒ Ｒｅｌａｙ５００でＩＰｖ６パケットにカプセル化され、ＩＰｖ６パケットとしてＮＡＰＴルータ３００に届く（Ｓ１２０５）。そして、それは、ＮＡＰＴルータ３００でＩＰｖ６パケットからデカプセルされ、ＩＰｖ４パケットとしてユーザ端末２００のＩＰアドレスおよびポート番号２０１に転送される（Ｓ１２０６）。結果として、利用可能ポート制限下においても、Ｐ２Ｐが実現する。

【0071】

［シーケンス］
例として、図９のシーケンス図に従って、アドレスの変化を説明する。

【0072】

ここでは、ユーザ端末２００は、ローカルエリアネットワークのＩＰアドレスおよびポートとして「ｘｘｘ.ｘｘｘ.ｘｘｘ.ｘｘｘ.１１１１」を持つ。ＮＡＰＴルータ３００は、外部（グローバル）ＩＰアドレスとして「ｙｙｙ．ｙｙｙ．ｙｙｙ．ｙｙｙ」を持ち、利用可能ポート３０３として図８に示す６つのポートのセットを持つ。サーバ４００は、端末ＩＰアドレスおよびポートして「ｚｚｚ．ｚｚｚ．ｚｚｚ．ｚｚｚ：３３３３」を持つ。以下、図９においては、アドレス内のｘｘｘ、ｙｙｙ、ｚｚｚを、それぞれ、ｘ、ｙ、ｚと表す。

【0073】

ユーザ端末２００は、ＵＰｎＰ ＩＧＤによるポート開放の開放要求を送信する（ステップＳ１３０１）。ここでは、要求ポートを「２２２２」とする場合を例示する。

【0074】

それを受けたＮＡＰＴルータ３００の要求ポート変換部３４０は、要求ポート「２２２２」を利用可能ポート「１０００１」へと変換する（ステップＳ１３０２）。そして、ポートフォワーディング設定部３５０は、変換後の「１０００１」ポートでポートフォワーディング設定を行う（ステップＳ１３０３）。そして、ＵＰｎＰ処理部３３０は、設定完了した旨のレスポンス（「２００ ＯＫ」）を返す（ステップＳ１３０４）。

【0075】

次に、ユーザ端末２００からサーバ４００へ通信パケットを送信する場合のアドレスの変化について説明する。なお、ユーザ端末２００からサーバ４００へ送信される通信パケットは、元々、ＵＰｎＰでポート開放することなく通過する。このため、上記のポート開放のセッション無しに送信は可能である。ここでは、説明したＮＡＰＴ機能のイメージを補足するため、アドレスの変化に主眼をおいて説明する。

【0076】

ユーザ端末２００からサーバ４００へ送信ＩＰｖ４パケットは、送信元アドレス「ｘｘｘ．ｘｘｘ．ｘｘｘ．ｘｘｘ．１１１１」、宛先アドレス「ｚｚｚ．ｚｚｚ．ｚｚｚ．ｚｚｚ．３３３３」として生成され、送信される（ステップＳ１３０５）。なお、送信元アドレスは、ユーザ端末２００のローカルアドレス、宛先アドレスは、サーバ４００のグローバルアドレスである。

【0077】

ＮＡＰＴルータ３００では、ＮＡＰＴ処理部３１０が、アドレスの変換を行い、ＭＡＰ－Ｅ処理部３２０が、ＩＰｖ４パケットをカプセル化してＩＰｖ６パケットにする（ステップＳ１３０６）。そして、生成したＩＰｖ６パケットをＢｏｒｄｅｒ Ｒｅｌａｙ５００に送信する（ステップＳ１３０７）。このとき、送信される通信パケットの送信元アドレスは、「ｙｙｙ．ｙｙｙ．ｙｙｙ．ｙｙｙ．１０００１」であり、宛先アドレスは、「ｚｚｚ．ｚｚｚ．ｚｚｚ．ｚｚｚ：３３３３」である。

【0078】

Ｂｏｒｄｅｒ Ｒｅｌａｙ５００では、受信したＩＰｖ６パケットをデカプセルしてＩＰｖ４パケットを得る（ステップＳ１３０８）。そして、得られたＩＰｖ４パケットをサーバ４００へ送信する（ステップＳ１３０９）。このとき、送信元アドレスは、「ｙｙｙ．ｙｙｙ．ｙｙｙ．ｙｙｙ：１０００１」であり、宛先アドレスは「ｚｚｚ．ｚｚｚ．ｚｚｚ．ｚｚｚ：３３３３」である。

【0079】

ユーザ端末２００から送信された通信パケットは、このようにその送信元アドレスおよびポートがＮＡＰＴルータ３００において変換され、インターネット９００内のサーバ４００まで届く。

【0080】

一般的なＮＡＰＴルータ３０１、３００は、ステートフルパケットインスペクション（ＳＰＩ）機能を備える。このＳＰＩ機能により、この通信のセッションが残っている数分の間、ＵＰｎＰ等でポート開放無しでサーバ４００からユーザ端末２００への通信パケットも、ＮＡＴを越えることができる。したがって、この間は、ポートを開放することなくＰ２Ｐ通信が可能となる。なお、ＳＰＩ機能は、ＬＡＮからＷＡＮ（インターネット）に向けて送信したデータを記録し、ＷＡＮから戻ってきたデータと照合し、送信時の情報をもとに受信データに不正がないか判断し、正常と判断された場合のみ通信の通過を許可する機能である。

【0081】

一方で、セッション削除後はサーバ４００からユーザ端末２００方向へ送信される通信パケットを通すために、ポート開放が必要である。本図の例では、前述したステップＳ１３０１～Ｓ１３０４の処理によりポートが開放されている。よって、サーバ４００がユーザ端末２００とＰ２Ｐ通信を行う場合は、サーバ４００から、ＮＡＰＴルータ３００のポート開放している外部ＩＰアドレスおよびポート「ｙｙｙ．ｙｙｙ．ｙｙｙ．ｙｙｙ：１０００１」宛に通信パケットを送る。すなわち、サーバ４００は、送信元アドレスが「ｚｚｚ．ｚｚｚ．ｚｚｚ．ｚｚｚ：３３３３」、宛先アドレスが「ｙｙｙ．ｙｙｙ．ｙｙｙ．ｙｙｙ：１０００１」である通信パケットを生成して送信する（ステップＳ１３１１）。

【0082】

Ｂｏｒｄｅｒ Ｒｅｌａｙ５００は、この通信パケットをＩＰｖ６パケットにカプセル化し（ステップＳ１３１２）、ＮＡＰＴルータ３００に送信する（ステップＳ１２１３）。このときも、送信元アドレスは「ｚｚｚ．ｚｚｚ．ｚｚｚ．ｚｚｚ：３３３３」、宛先アドレスは「ｙｙｙ．ｙｙｙ．ｙｙｙ．ｙｙｙ：１０００１」である。

【0083】

ＮＡＰＴルータ３００のＭＡＰ－Ｅ処理部３２０は、受信したＩＰｖ６パケットをデカプセルしてＩＰｖ４パケットとする。そして、ＮＡＰＴ処理部３１０は、得られたＩＰｖ４パケットの宛先をユーザ端末２００のＩＰおよびポートに変換し（ステップＳ１３１４）、ユーザ端末２００に送信する（ステップＳ１３１５）、この時、送信元アドレスは「ｚｚｚ．ｚｚｚ．ｚｚｚ．ｚｚｚ．３３３３」であり、宛先アドレスは、「ｘｘｘ．ｘｘｘ．ｘｘｘ．ｘｘｘ．１１１１」である。結果、Ｐ２Ｐ通信が実現する。

【0084】

［ポートフォワーディング設定処理］
ここで、本実施形態のＮＡＰＴルータ３００におけるＵＰｎＰによるポートフォワーディング設定処理（上記Ｓ１３０１～Ｓ１３０４）の流れを説明する。図１０は、本実施形態のポートフォワーディング設定処理の処理フローである。

【0085】

まず、ＮＡＰＴルータ３００のＵＰｎＰ処理部３３０は、ユーザ端末２００からの開放要求を待つ（ステップＳ１４０１）。

【0086】

ユーザからの開放要求を受信すると（Ｓ１４０１；Ｙｅｓ）、ＵＰｎＰ処理部３３０は、開放要求に含まれる要求ポートが、利用可能ポートであるか判別する（ステップＳ１４０２）。

【0087】

利用可能ポートでない場合（Ｓ１４０２：Ｎｏ）、要求ポート変換部３４０は、利用可能ポートに空きポートが有るかを検索する（ステップＳ１４０３）。そして、空きポートがある場合（Ｓ１４０３：Ｙｅｓ）、空きポートの中から、変換するポートを選択する（ステップＳ１４０４）。そして、要求ポートを選択したポートに変換する（ステップＳ１４０５）。それをＵＰｎＰ処理部３３０に通知する。

【0088】

そして、ポートフォワーディング設定部３５０は、変換後の要求ポートでポートフォワーディング設定を行う（ステップＳ１４０６）。また、ＵＰｎＰ処理部３３０は、要求元のユーザ端末２００に設定完了のレスポンスを行い（ステップＳ１４０７）、処理を終了する。

【0089】

ステップＳ１４０２で、要求ポートが利用可能ポートであると判別された場合は、ステップＳ１４０３～Ｓ１４０５を行わず、ステップＳ１４０６へ移行する。また、ステップＳ１４０３で空きポートがない場合は、ＵＰｎＰ処理部３３０は、要求元のユーザ端末２００にＥｒｒｏｒを返信し（ステップＳ１４０８）、処理を終了する。

【0090】

［ハードウェア構成］
図１１は、ＮＡＰＴルータ３００のハードウェア構成例を示すブロック図である。本図に示すように、ＮＡＰＴルータ３００は、プロセッサ（ＣＰＵ）３９１と、メモリ３９２と、通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）３９３と、を備える。

【0091】

通信Ｉ／Ｆ３９３は、通信システム１００を構成する他のネットワークノード装置と通信するために使用される。通信Ｉ／Ｆ３９３は、例えば、ＩＥＥＥ ８０２．３ ｓｅｒｉｅｓに準拠したネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）を含んでもよい。もしくは、通信Ｉ／Ｆ３９３は、無線通信を行うために使用されてもよい。例えば、通信Ｉ／Ｆ３９３は、無線ＬＡＮ通信、もしくは３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ；登録商標）において規定されたモバイル通信を行うために使用されてもよい。

【0092】

ＬＡＮに接続するためのインタフェースと、ＷＡＮ（インターネット網）に接続するためのインタフェースとを備えてもよい。ＬＡＮを介してユーザ端末２００と通信を行う。ＷＡＮを介して、Ｂｏｒｄｅｒ Ｒｅｌａｙ５００およびサーバ４００と通信を行う。

【0093】

メモリ３９２は、ソフトウェアモジュール群を記憶する。また、メモリ３９２は、各種情報を記憶する。具体的には、メモリ３９２は、利用可能ポートテーブル３８１、アドレス変換テーブル、転送経路テーブル等を記憶する。メモリ３９２は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。メモリ３９２は、プロセッサ３９１から離れて配置されたストレージを含んでもよい。この場合、プロセッサ３９１は、図示されていない入出力インタフェースを介してメモリ３９２にアクセスしてもよい。

【0094】

プロセッサ３９１は、メモリ３９２からソフトウェア（コンピュータプログラム）を読み出して実行することで、上述の実施形態において説明したＮＡＰＴルータ３００の各機能を実現する。プロセッサ３９１は、例えば、マイクロプロセッサ、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、または、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であってもよい。プロセッサ３９１は、複数のプロセッサを含んでもよい。

【0095】

上述の例において、コンピュータプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリを含む。磁気記録媒体は、例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブであってもよい。半導体メモリは、例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）であってもよい。また、コンピュータプログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、コンピュータプログラムをコンピュータに供給できる。

【0096】

また、ユーザ端末２００は、少なくとも、ＣＰＵ等の演算装置と、メモリ等の記憶装置と、通信インタフェースと、を備える。上記各機能は、記憶装置に格納されたプログラムを、演算装置がそのワーク領域にロードして実行することにより実現される。また、各種の情報（データ）は、記憶装置に格納される。

【0097】

以上説明したように、本実施形態の通信システム１００では、ＮＡＰＴルータ３００が要求ポート変換部３４０を備える。これにより、ＵＰｎＰ ＩＧＤにより利用可能ポートではない要求ポートがリクエストされた場合、ＮＡＰＴルータ３００内部で、自動で、要求ポートを利用可能ポートのいずれかのポートに変換する。そして、変換後のポート（開放ポート）にてポート開放の設定を行い、設定完了（正常終了）をＵＰｎＰ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｏｉｎｔ（ユーザ端末２００）に返信する。また、変換後のポートにてポートフォワーディング設定を行い、Ｐ２Ｐ通信を実現する。

【0098】

このため、本実施形態によれば、ＭＡＰ－Ｅモードでの動作等、ＮＡＰＴルータ３００の利用可能ポートに制限のある環境においても、ＵＰｎＰ ＩＧＤによるポート開放が利用できる可能性が高まり、Ｐ２Ｐ通信ができる可能性も高まる。このとき、ＳＴＵＮサーバなどの他の設備を追加する必要がなく、ＮＡＰＴルータ３００のみでこれを実現できる。

【0099】

従来、利用可能ポートに制限のある環境下ではＵＰｎＰ ＩＧＤによるポート開放が正常にできないケースが多く、例えば、ＭＡＰ－Ｅモードで動作するＮＡＰＴルータ３０１上でのＵＰｎＰは、制限されるか無効になっている。しかし、本実施形態によれば、新たなハードウェアを追加することなく、ＭＡＰ－Ｅモードで動作するＮＡＰＴルータ３００上で、ＵＰｎＰを利用できる可能性が高まる。すなわち、ポート制限下においてＵＰｎＰ ＩＧＤを利用可能とし、Ｐ２Ｐ通信を実現できる可能性が高まる。したがって、ユーザの手間が削減され、同時に利便性が向上する。

【0100】

＜変形例１＞
なお、上記実施形態では、ＮＡＰＴルータ３００の利用可能ポートに制限のある例としてＭＡＰ－Ｅを挙げて説明した。しかし、ＭＡＰ－Ｅ以外の利用可能ポートに制限がある環境（シェアドアドレス方式）であっても、本実施形態は、利用することが可能である。

【0101】

＜変形例２＞
また、上記実施形態では、ＵＰｎＰ処理部３３０および要求ポート変換部３４０は、開放要求２０２に含まれる要求ポートを参照し、利用可能ポートに含まれているか否かを判別し、含まれていない場合のみ利用可能ポートに変換し、そのポートを開放する。しかしながら、判別処理は行わなくてもよい。すなわち、ＮＡＰＴルータ３００が、利用可能ポートが制限されているモードで動作している場合、要求ポート変換部３４０は、開放要求２０２を受信すると、利用可能ポートの中から開放するポートを選択し、それを開放ポートとしてＵＰｎＰ処理部３３０に通知する。

【0102】

この場合、開放要求２０２には、具体的な要求ポートのポート番号を含めなくてもよい。

【0103】

＜変形例３＞
上記実施形態では、要求ポート変換部３４０は、開放要求２０２を受信した場合、利用可能ポートテーブル３８１全体を検索して空きポートを抽出しているが、これに限定されない。例えば、利用可能ポートそれぞれに、予め、割り当て順を設定し、その順序に従って、要求毎に割り当てていくよう構成してもよい。

【0104】

また、ＭＡＰ－Ｅの場合、一纏まりの連続したポート（ポートセット）が利用可能ポートとして続いた後、ポート番号が飛び、また一纏まりの連続したポートが利用可能ポートとされる。例えば、ポート番号が１～１０のポート、２１～３０のポート、４１～５０のポートが、利用可能ポートとして設定される等である。

【0105】

このようなポートセットの中で、変換の際に用いるポートセットを予め定めておき、その中を優先的に検索して空きポートを抽出するよう構成してもよい。また、ポートセット毎に、検索する優先順を定めておいてもよい。このように構成することにより、検索範囲が絞られるため、その分、変換ポート選択時の処理の高速化につながる。

【0106】

また、ＭＡＰ－Ｅの場合、利用可能ポートはユーザ端末２００毎に被り無く確立されている。したがって、例えば、ポート番号３８１ａを、ユーザ端末２００毎に登録してもよい。この場合、要求ポート変換部３４０は、開放要求２０２を受信した場合、開放要求２０２の送信元のユーザ端末２００に対応づけて管理されるポート番号３８１ａ群の中から、空きポートを検索する。

【0107】

なお、上述の説明で用いたフローチャートでは、複数の工程（処理）が順番に記載されているが、各工程の実行順序は、その記載の順番に制限されない。例えば、各処理を並行して実行する等、図示される工程の順番を内容的に支障のない範囲で変更することができる。

【0108】

以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、各図面に示したネットワーク構成、各要素の構成は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。

【0109】

最後に、本発明の好ましい形態を要約する。
（付記１）
インターネットとローカルエリアネットワークとの間を接続し、ＮＡＰＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｐｏｒｔ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）機能を有するルータであって、
ローカルエリアネットワークに接続された第一装置から開放要求を受信すると、当該ルータの利用可能ポートの中から選択したポートを開放ポートとする要求ポート変換部と、
前記開放ポートを開放するＵＰｎＰ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｌｕｇ ａｎｄ Ｐｌａｙ）処理部と、
開放した前記開放ポートを用いて転送経路を設定するポートフォワーディング設定部と、を備えるルータ。
（付記２）
付記１記載のルータにおいて、
前記利用可能ポートに制限があり、
前記要求ポート変換部は、前記要求ポートが前記利用可能ポートに含まれるか判別し、含まれない場合、当該要求ポートを前記開放ポートに変換することが望ましい。
（付記３）
付記２記載のルータにおいて、
ＭＡＰ－Ｅ（Ｍａｐｐｉｎｇ ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓ ａｎｄ Ｐｏｒｔ ｗｉｔｈ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）機能を備え、
前記要求ポート変換部は、前記開放要求に含まれる要求ポートが前記ＭＡＰ－Ｅ機能における利用可能ポートに含まれるかを判別することが望ましい。
（付記４）
付記１から３いずれかに記載のルータにおいて、
前記ＵＰｎＰ処理部は、前記開放ポートを開放後、正常終了の返信を前記第一装置に送信することが望ましい。
（付記５）
インターネットとローカルエリアネットワークとの間を接続し、ＮＡＰＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｐｏｒｔ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）機能を有するルータを構成するコンピュータが実行する通信方法であって、
ローカルエリアネットワークに接続された第一装置から開放要求を受信すると、当該ルータの利用可能ポートの中から選択したポートを開放ポートとする要求ポート変換ステップと、
前記開放ポートを開放するＵＰｎＰ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｌｕｇ ａｎｄ Ｐｌａｙ）処理ステップと、
開放した前記開放ポートを用いて転送経路を設定するポートフォワーディングステップと、を備える通信方法。
（付記６）
インターネットとローカルエリアネットワークとの間を接続し、ＮＡＰＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｐｏｒｔ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）機能を有するルータを構成するコンピュータに、
ローカルエリアネットワークに接続された第一装置から開放要求を受信すると、当該ルータの利用可能ポートの中から選択したポートを開放ポートとする要求ポート変換手順と、
前記開放ポートを開放するＵＰｎＰ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｌｕｇ ａｎｄ Ｐｌａｙ）処理手順と、
開放した前記開放ポートを用いて転送経路を設定するポートフォワーディング手順と、を実行させるプログラム。
なお、付記５－６の各形態は、付記２－４の形態に展開することが可能である。

【0110】

なお、上記の特許文献等の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。

【符号の説明】

【0111】

１００：通信システム、１０１：通信システム、
２００：ユーザ端末、２０１：ＩＰアドレスおよびポート番号、２０２：開放要求、
３００：ＮＡＰＴルータ、３０１：ＮＡＰＴルータ、３０２：ＩＰアドレスおよびポート番号、３０３：利用可能ポート、３０４：ＩＰアドレスおよびポート番号、３０５：レスポンス、３０６：Ｅｒｒｏｒ、３０８：ＩＰアドレスおよびポート番号、
３１０：ＮＡＰＴ処理部、３２０：ＭＡＰ－Ｅ処理部、３３０：ＵＰｎＰ処理部、３４０：要求ポート変換部、３５０：ポートフォワーディング設定部、３８０：管理テーブル、３８１：利用可能ポートテーブル、３８１ａ：ポート番号、３８１ｂ：割当対象、
３９１：プロセッサ（ＣＰＵ）、３９２：メモリ、３９３：通信Ｉ／Ｆ、
４００：サーバ、４０１：通信パケット、５００：Ｂｏｒｄｅｒ Ｒｅｌａｙ、９００：インターネット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】