呼設定システム、方法およびコールエージェント装置
【課題】複数のコールエージェントを使用するアドレス変換装置によって相互に接続された複数のパケット交換ネットワークにおける呼設定を実行する呼設定システムを提供する。
【解決手段】一連のコールエージェントへのメッセージは呼設定が完了したときの実際の呼のデータパケットに関連するネットワークにおけるメディアアドレスを含んでいる。ＳＩＰの改良版となりうる本発明の信号システムにおいて、呼設定メッセージは少なくとも先行して存在する以前のいくつかのコールエージェントへ送信されたメディアアドレスを含む。コールエージェントがＮＡＴ装置に組み込まれてもよい。また、メディアアドレスは暗号化されてもよいい。
【解決手段】一連のコールエージェントへのメッセージは呼設定が完了したときの実際の呼のデータパケットに関連するネットワークにおけるメディアアドレスを含んでいる。ＳＩＰの改良版となりうる本発明の信号システムにおいて、呼設定メッセージは少なくとも先行して存在する以前のいくつかのコールエージェントへ送信されたメディアアドレスを含む。コールエージェントがＮＡＴ装置に組み込まれてもよい。また、メディアアドレスは暗号化されてもよいい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は呼を設定するためのシステムおよび方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
呼（コール）設定システムとして知られるものに、複数のコールエージェントによって呼設定を行うものがある。各コールエージェントが受持つそれぞれのパケット交換ネットワークは、アドレス変換装置とも言われるＮＡＴ（network address translation）装置を介して相互に他のパケット交換ネットワークに接続されている。ＮＡＴ装置は接続すべき他のネットワークへの接続経路を提供するために１つのネットワーク内におけるアドレスを定義する。呼設定装置は、呼のメディアパケットの送信に介在するＮＡＴ装置のアドレスも含めて一連のアドレスを定める。たとえば、２つのユーザ端末間の呼においては、２つの端末の間に各方向に１つずつ、２つの経路が存在する。具体的には、メディア呼はインターネットで結ばれた一つ以上のプライベートネットワークの間で実行される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は詳しくは音声通話呼に関するものである。音声通信には、これまでの回線交換ネットワークに代わってＩＰ(Internet Protocol：インターネットプロトコル)を用いることに注目が集まっている。これは、１つのネットワークが２つの異なった機能に共用できれば保守費の節約が可能になるからである。
【０００４】
インターネットを介して音声呼を開始する方法の一つとして知られるものにセッション・イニシエーション・プロトコル(Session Initiation Protocol ：ＳＩＰ-RFC 3261)がある。これは、音声以外にもビデオやゲームのような他の対話形式の呼の開始にも用いられる。このプロトコルはプライベートネットワークとインターネットを経由する呼にも適合される。
【０００５】
図１は２つのネットワーク間のＳＩＰによる呼設定信号（シグナリング）を示す図である。
【０００６】
ネットワーク１(例：プライベートネットワーク)のユ一ザエージェントＰから中央ネットワーク２(例：インターネット)のユーザＸ(不図示)に起呼されるとしよう。呼はユーザＸに代わってコールエージェントＳから(発呼者と同一のプライベートネットワーク１にある)ユーザエージェントＶに転送される。
【０００７】
すべてのＳＩＰシグナリングメッセージは図1に示されているが、メッセージ文自体は示されていない。ＳＩＰメッセージは標準化されており、ＩＥＴＦの呼メッセージ例の文書にメッセージのフォーマットが示されている。
【０００８】
ユーザエージェントＰは最寄りのコールエージェントにＳＩＰインバイトメッセージを送ることによって呼を開始する。このメッセージはセッション記述(Session Description Protocol-RFC 2327)を含んでいる。セッション記述は、メディア特性やユーザエージェントＰがメディアパケットを受信したいときに使用するアドレス(1.1.1.1)を示している。便宜上、図１ではこのアドレスとこれ以外のアドレスに対して最後から2つのセグメントだけが示されている。
【０００９】
コールエージェントＱはＳＩＰ「100：試行中（Trying）」メッセージを応答として送信する。
【００１０】
コールエ―ジェントＱは中央ネットワーク２の宛先Ｘと制御対象となる経由ネットワークのＮＡＴ装置Ｒを決定する。これによりＮＡＴ装置ＲＲピンホールを開き、中央ネットワークからユーザエージェントのメディアアドレスＰ (1.1.1.1)へのメディアフローを許可する。ＮＡＴ装置Ｒ(2.2.2.1)によってコールエージェントＱに返送されるアドレスは、次にコールエージェントＱにおいて中央ネットワークのコールエージェントＳへ送信されるインバイトメッセージに使用される。(ピンホールとはＮＡＴ装置を通る経路のことで、特に単一のメディアフローのために開かれる。「ピンホール」という用語は、このＮＡＴ装置を通る特定の発・着信アドレスの組合せを持ったパケットのみを通過させ、ピンホールに合致しないパケットを遮断することを強調するための用語である。)
コールエ―ジェントＳは「100：試行中」メッセージを応答する。
【００１１】
コールエージェントＳは、ユーザＸの呼がユーザエージェントＶへ転送されることをユーザＸが要求したこと、および、新しい宛先がプライベートネットワーク１のコールエ―ジェントUを経由することを決定する。ユーザＸはインターネット経由でアクセスできる家庭の電話番号であってもよく、ユーザは、その呼をプライベートネットワーク１にある自分の事務所に転送されるように設定してもよい。このため、コールエ―ジェントＳは、変更されたＵＲＩ(Uniform Resource Identifier)（この場合、新しい宛先を定義する通信リソースの名称）を有するインバイト（Invite）メッセージを、コールエ―ジェントUへ送付する。
【００１２】
コールエ―ジェントUは「100：試行中」メッセージを送信することで応答する。
【００１３】
コールエージェントＵは制御対象のＮＡＴ装置Ｔを経て別のネットワークから呼が着信したことを認識する。次にＮＡＴ装置Ｔのピンホールを開け、末端のネットワーク１から中央ネットワークのメディアアドレス(2.2.2.1)へのメディアフローを許可する。ＮＡＴ装置Ｔ (1.1.1.3)によって返信されるアドレスは、次にユーザエージェントＶに送信されるインバイトメッセージに使用される。
【００１４】
こうして呼は本来の宛先に到達する。ユーザエージェントＶは「180：リンギング（ringing）」メッセージを送信することで応答し、これが一連のコールエージェントを経て発呼者に返信される。
【００１５】
発呼に対する応答がなされるとユーザエージェントＶは「200：ＯＫ」メッセージをコールエージェントＵに返信する。このメッセージにはセッション記述として、ユーザエージェントＶがメディアパケットを受信するためのメディアアドレス(1.1.1.4)とメディア特性とが含まれている。
【００１６】
コールエージェントＵはこのメッセージが制御対象のＮＡＴ装置Ｔを経由して到着した呼に対応するものであることを認識する。それによってＮＡＴ装置Ｔにはピンホールが開かれ、中央ネットワーク２から末端ネットワークのメディアアドレス(1.1.1.4)へのメディアフローを許可する。ＮＡＴ装置Ｔ(2.2.2.2)によって返されたアドレスは、次にコールエージェントＳに送出するＯＫメッセージに用いられる。
【００１７】
このＯＫメッセージはコールエージェントＳにおいてコールエージェントＱへ向けて返信される。
【００１８】
コールエージェントＱはこの呼が制御対象のＮＡＴ装置Ｒを通過するものであることを認識する。それによってＮＡＴ装置Ｒにはピンホールが開けられ、末端ネットワーク１から中央ネットワークのメディアアドレス(2.2.2.2).へのメディアフローを許可する。ＮＡＴ装置Ｒ(1.1.1.2)によって戻されたアドレスは、次にユーザエージェントＰに送り出すＯＫメッセージに用いられる。
【００１９】
それからユーザエージェントＰはＡＣＫメッセージを送出することによってＳＩＰシグナリングシーケンスを完了する。このメッセージは一連のコールエージェントを通って着呼ユーザエージェントＶに送信される。
【００２０】
各ユーザエージェントはメディアパケットを送信すべきそれぞれのローカルネットワーク内のアドレスを受信したことになる。このローカルネットワークのアドレスが、ネットワークアドレス変換装置ＲおよびＴのアドレスである。これらのＮＡＴ装置は末端ネットワーク１で受信したメディアパケットを中央ネットワーク２の他のＮＡＴ装置へ送り出すように設定される。このＮＡＴ装置はまた、中央ネットワークで受信したメディアパケットを末端ネットワークのユーザエージェントのアドレスに送り出すように設定される。こうしてメディアパケットは、２つのユーザエージェントＰ、Ｖの間を２つのＮＡＴ装置Ｒ、Ｔを介して、順方向にはメディア経路３、４、５を、逆方向にはメディア経路３a、４a、５aを経由して送信される。
【００２１】
この結果メディアフローは中央ネットワーク２において経路４と４a経由で不要なループを構成することになる。
【００２２】
複数のＮＡＴ装置を経由するＩＰ呼では、各ＮＡＴ装置において先行して存在するネットワークの情報を失うことがわかる。すでに通ったネットワーク部分が逆向きに経路として設定されるようなことがあっても、その部分を直結することは出来ず、結果として不要なネットワークトラフィックを生み、ネットワーク経路の浪費になってしまう。
【００２３】
実例として、末端のネットワークが小規模事務所のネットワークの場合、ＮＡＴ装置ＴとＲはインターネット２と通信できる１台のパソコンの中に搭載され、ユーザエージェントＰとＶは他のパソコンであり、さらに末端のネットワークにつながったパソコン（不図示）があってもよい。これらのパソコンのすべては、パソコンがインターネットと通信中であっても、ＳＩＰによる音声通信が互いに可能である。たとえば、ユーザエージェントＰとＶの間の呼が設定されるたびにＮＡＴ装置ＴとＲを通過するので、不幸なことに数少ないメディア経路を使い切ってしまう。ＮＡＴのピンホールを通るということは、通常のＳＩＰプロトコルでは、コールエージェントが呼の最終目的地を決定する前にメディアアドレスが選択されてしまうということを意味する。ＮＡＴ経由の経路が選択される場合、ほかのネットワークに呼が終端されれば呼接続は成功したことになり、（別のピンホールを発側のネットワークに向けて作成することによって）発側のネットワークに呼が終端され、呼接続が成功するであろう。効率は悪くてもＮＡＴ経路をすべての呼を調べてから選択することが確実に呼接続を成功させるオプションとなる。
【００２４】
次に３つのネットワーク間のＳＩＰシグナリングによる呼設定の例を、図２を参考にして示す。ネットワーク６（事務所ＬＡＮ１）にある装置Ａからの起呼情報は、最初にインターネット７を経由してネットワーク８（事務所ＬＡＮ２）にある装置Ｂに経路ができた後で、ネットワーク６にある装置Ｃへ送信される。呼情報がネットワークをつなぐ各ＮＡＴ装置９、１０を通過する際に、先行して存在するそれ以前のネットワーク情報は失われる。結果として呼は３つのネットワークにおけるいずれのリソースも使っている。図２では呼の出と入りの経路は１本の線で示されている。この記述法はほかの図でも用いられる。
【００２５】
経路後退再設定（ドロップバック・リルーティング）として知られる方法として、ＳＩＰ RFC3261規定の「302：一時的に移動」応答のような方法を用いることが提案されてきた。この方法で、呼は直接ＡとＣの間で設定されるので、もはやネットワークのほかの場所にある装置（たとえば装置Ｂ）で制御出来ないことになる。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明は、複数のコールエージェントを使用するアドレス変換（ＮＡＴ）装置によって相互に接続された複数のパケット交換ネットワークにおける呼設定を実行する呼設定システムであって、一連のコールエージェントに対してメッセージ（当該コールエージェントに関連するネットワーク内でのメディアパケット用のアドレス情報を含むメッセージである。）を送信する手段を含む。これは、当該呼についてのメディア経路を設定するために送信される。少なくともいくつかのメッセージは、当該呼の設定に関与する先行して存在するコールエージェントへ送信されるメディアパケット用のアドレス情報を含んでいる。
【００２７】
本システムは呼のメディア経路に可能な近道（ショートカット）の活用を許容する。なぜなら、呼設定において、呼設定装置に関連するネットワーク内でのメディアパケット用のアドレス情報に加えて、先行して存在する呼設定装置に関連するネットワーク内でのメディアパケット用のアドレス情報も受け渡すからである。このようにして呼が第１のネットワークから第２のネットワークへ、さらに逆向きに第１のネットワークへと設定された場合、通過するメッセージによって、呼のメディア経路は従来のように第２のネットワークにおいてのみ通用するアドレスというよりも、第１のネットワークにおけるローカルなものとすることができる。本発明は、メディアフローに関連する経路を最適化することを可能にする。本発明に係る呼のシグナリングによれば、ネットワークリソースをほとんど使わずにもとの経路を保持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は２つのネットワーク間のＳＩＰによる呼設定信号（シグナリング）を示す図である。
【図２】図２は、３つのネットワーク間のＳＩＰシグナリングによる呼設定の例を示す図である。
【図３】図３は本発明による改良ＳＩＰシグナリングシステムを用いた呼設定システムを示す図である。
【図４】図４は改良ＳＩＰシグナリングシステムに適用される規則を示した図である。
【図５】図５は、呼がいくつかのネットワークを通過する場合で、先行して存在するネットワークに再度入ることのないような一連のネットワークに対して改良ＳＩＰシグナリングシステムを用いた呼設定を示した図である。
【図６】、
【図７】、
【図８】図６から図８までは、呼が先行して存在するネットワークに再度入る場合の一連のネットワークに対して改良ＳＩＰシグナリングシステムを用いた呼設定を示した図である。
【図９】図９は呼が先行して存在するネットワークに再度入る場合であって、ネットワークアドレス変換装置とその制御対象のコールエージェントが旧来の装置である場合の、一連のネットワークに対して改良ＳＩＰシグナリングシステムを適用した場合の呼設定を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明に基づく呼設定システムは、これからいくつかの添付図を参考にした実施例を用いて詳細に説明される。
【００３０】
ＳＩＰシグナリングシステムのメッセージのすべてが図３の下側に示されているが、メッセージ文から抜粋した一部だけで表わされている。ＳＩＰメッセージの基本書式はＩＥＴＦの呼例文集に見ることができる。
【００３１】
ＳＩＰシグナリングシステムとして知られる図１を参考にして記述される例と同様に、ネットワーク１はプライベートネットワーク、ネットワーク２はインターネットとする。
【００３２】
ユーザエージェントＰはＳＩＰインバイトメッセージを最寄りのコールエージェントＱに送ることによって呼を開始する。このメッセージにはセッション記述として、ユーザエージェントＰがメディアパケットを受信するためのアドレス(1.1.1.1)とメディア特性とが含まれている。便宜上、図３ではこのアドレスとこれ以外のアドレスに対して最後から２つの部分だけが示されている。
【００３３】
ＩＥＴＦ文書による標準に従った代表的なインバイトメッセージの全文は以下のとおりである。
【００３４】
【００３５】
コールエージェントＱはＳＩＰ「100：試行中(TRYING)」メッセージを応答（レスポンス）として送信する。
【００３６】
コールエージェントＱは中央ネットワーク２の宛先と制御対象となる経由ネットワークのＮＡＴ装置Ｒとを決定する。これによりＮＡＴ装置Ｒのピンホールを開き、中央ネットワークからユーザエージェントのメディアアドレスＰ (1.1.1.1)へのメディアフローを許可する。ＮＡＴ装置Ｒ(2.2.2.1)によって返送されるアドレスは、中央ネットワークのコールエージェントＳへ送信されるインバイトメッセージに使用される。
【００３７】
【００３８】
【００３９】
ＳＩＰメッセージの構文ではメッセージへの種々の「添付」を区分するための文字列が必要である。
【００４０】
代表的なＳＩＰインバイトメッセージと同様に、このメッセージはＮＡＴ装置ＲがユーザエージェントＰへ送るメッセージを受信するアドレス「c==IN IP4 2.2.2.1」を含んでいる。しかしながら本発明においては、コールエージェントＱはさらに以前のセッション記述をＳＩＰメッセージへのマルチパート添付としてスタック構造の中に持っている。そこにはネットワークＩＤ（この場合は「edge.com」）とユーザエージェントＰがメディアパケットを受信するための末端のネットワーク１におけるアドレス「c==INIP4 1.1.1.1」とが含まれている。これは図３ではコールエージェントＱからコールエージェントＳに向かう下り方向の最初の矢印により示されている。このプロトコルは（ＮＡＴ装置間の）それぞれのアドレス地域に依存する。この地域には、全地域で一意に決まるグローバルな識別子が付与されており、当該地域内のすべての呼設定装置により呼の識別子が認識できるようになっている。これは、ＳＩＰの場合、（ＳＩＰグローバルコール参照識別子として用いられる。）ＳＩＰサーバのドメイン名に由来することが多いようである。
【００４１】
コールエージェントＳはＳＩＰ「100：試行中」メッセージを応答として送信する。
【００４２】
コールエージェントＳはユーザＸの呼がユーザエージェントＶに転送されるべきこと、プライベートネットワーク１のコールエ―ジェントUを経由する新しい宛先を決定する。ユーザＸはインターネット経由でアクセスできる家庭の電話番号であってもよく、さらにその呼がプライベートネットワーク１にある自分の事務所に転送されるように設定されていてもよい。そのために、コールエ―ジェントＳはインバイトメッセージのURIを書き換えて送出する。しかし上述したスタック構造は維持されるものとする。
【００４３】
コールエージェントＵはＳＩＰ「100：試行中」メッセージを応答する。
【００４４】
コールエージェントＵは制御対象のＮＡＴ装置Ｔを経て別のネットワークから呼が着信したことを認識する。さらに、ＳＩＰメッセージには局所（ローカル）の交換用スタックが含まれていることに着目し、スタック中のネットワークＩＤの値を見てこの呼が既にこのネットワークを通過しているかどうかを調べる。この例では自ネットワークを表わすエントリー（「edge.com」）を見つけ、このスタックのエントリーを送信対象となっているメッセージのセッション記述に使用する。したがって、ＮＡＴ装置Ｔにピンホールをあける必要はない。よって、ユーザエージェントＶに送信されたインバイトメッセージは、単にネットワーク１のアドレス(1.1.1.1)、すなわち、スタック中のアドレスでなく局所（ローカル）アドレスだけを含むことになる。このインバイトメッセージは以下のとおりである。
【００４５】
【００４６】
【００４７】
このようにして呼は宛先に到達することになる。ユーザエージェントＶは「180：リンギング」メッセージを応答として送信する。このメッセージは一連のコールエージェントを通って発呼者に送り返される。
【００４８】
発呼への応答の後、ユーザエージェントＶは「200：ＯＫ」メッセージをコールエージェントＵに返す。このメッセージにはセッション記述として、ユーザエージェントＶがメディアパケットを受信するためのアドレス(1.4)とメディア特性とが含まれている。代表的なメッセージは以下に示すようなものである。
【００４９】
【００５０】
【００５１】
コールエージェントＵは、このメッセージが局所的な交換機能で済む呼であることを認識する。局所交換機能を持たない（すなわち、改良以前のＳＩＰシグナリングシステムを使っている）コールエージェントとの互換性を持たせるためにユーザエージェントＶから与えられたセッション記述のコピーを含むスタックを作成し、この「200：ＯＫ」メッセージをコールエージェントＳに送信する。これはさらにコールエージェントＱにまで送り返される。
【００５２】
コールエージェントＱは、この呼が制御対象のＮＡＴ装置Ｒを通過するものであり、かつ、メッセージには局所交換用スタックを含んでいることを認識する。そうしてスタックを調べ、自ネットワークに対応するエントリーを見出す。一致するエントリーが見つかると、それはスタックからポップされ、それより上にあるエントリーはすべて削除される。一致したこのエントリーが新しいＳＤＰとして用いられ、それより下のエントリーはそのままスタックに残された形でＳＩＰメッセージのセッション記述が構成されてユーザエージェント Ｐに送信される。局所交換機能が使用されるため、インバイトメッセージの処理中に作られたピンホールはもはや必要がなくなり、削除される。
【００５３】
ユーザエージェントＰは「ＡＣＫ」メッセージ（確認メッセージ）を送ることによってＳＩＰシグナリングシーケンスを完了する。これは一連のコールエージェントを通って着呼ユーザエージェントまで送信される。
【００５４】
ユーザエージェントはメディアパケットを送るべきローカルネットワーク内のアドレスをそれぞれ受信したことになる。局所交換機能が使用されるため、このアドレスは、同じネットワーク内における別のユーザエージェントのアドレスである。メディア情報の伝送には1本の局所メディア経路１１が用いられる。各ＮＡＴ装置内のすべての余分なピンホールが閉じられる。
【００５５】
通常のＳＩＰ動作によると、ＮＡＴ制御装置は、ＳＤＰ(セッション記述プロトコル、Session Description Protocol (RFC 2616) )のアドレス情報を書き換え、到来したアドレスを捨て去ってしまう。呼が後にもとのネットワークにループバックしてきた場合、そのネットワークからのアドレスが失われているので局所的な接続が出来ない。本発明の局所交換を用いる方法によれば、以前のセッション記述をＳＩＰシグナリングメッセージの中のスタックに入れて送るので情報の欠落を起こさない。呼が新しいネットワークに入るとき、スタックに以前このネットワークで挿入されたエントリーがあるか否かが調査される。もしエントリーが見つかり、局所交換が許可されるならば、スタックは以前このネットワーク地域に入ったときの状態まで戻される。これはこの地域に再度入る際に割当てられた最も新しいピンホールは必要がなくなって、直ちに閉じてよいということを意味する。
【００５６】
本発明の価値は、呼がいくつかのＮＡＴ装置を通る場合に、局所交換の制御を柔軟にできるといった利点をＳＩＰに付加したことにある。注目すべきことは、局所交換機能が存在しても、ユーザエージェントによって実行されるＳＩＰシグナリングを変更することなく、最適なメディア経路を選べることである。本プロトコルはＮＡＴ装置経由のＳＩＰメディアフローの通過を制御するコールエージェントに実装されうる。実装形態は、図３の実施例におけるように個々の独立した装置であってもよいし、図５から９までの実施例におけるようにＮＡＴ装置の中に組み込まれていてもよい。さらに、必要ならコールエージェントＱとＵは、ネットワーク１でなくネットワーク２に存在してもよい。これは小規模事務所における末端ネットワークで、インターネット２にあるコールエージェントが使える場合に有用である。この実施例はまた図９に示すような旧来の呼設定装置に適用されてもよく、そのような装置は、呼設定装置で生成された付加情報を単に通過させるだけでよい。
【００５７】
これまでのことはＳＩＰシグナリングシステムとの関連で説明してきた。しかし、同様の効果を得るために、上記の原理は、オファー／アンサー型のセッション記述に基づいた他のシグナリングプロトコルへ拡張してもよい。シグナリングプロトコルが何であっても、(ＮＡＴ装置間の)アドレス地域には全地域で一意に決まる識別子が付与され、当該地域内のすべての呼設定装置で当該識別子が認識できるようになっている。
【００５８】
ＳＩＰの場合、この識別子は（ＳＩＰグローバルコール参照識別子として用いられる。）ＳＩＰサーバのドメイン名に由来することが多い。ＳＩＰではベアラ情報を伝送するためにオファー／アンサープロトコル(RFC 3264)を用いる。使用されるメディアチャンネル、アドレスおよび符号化を記入したセッション記述がそれぞれの方向に送信される。（ＡＬＧ (アプリケーション・レベル・ゲートウェイ)のような）ＮＡＴ制御装置は、セッション記述におけるアドレス情報をローカルのＮＡＴ装置で実行されるアドレス変換と一致するように書き換える。
【００５９】
局所交換ができないような項目が含まれている場合は、それらは送信時に単にスタックから取り除かれる。この結果、メディアフローはローカルネットワークアドレス経由で実行される。この方法はそれぞれの方向のセッション記述に対して独立に適用することができるが、結果として方向ごとに異なるＮＡＴ装置が選ばれることや、迂回用のピンホールが開いたままになることがある。したがって、スタックの処理は逆向きのセッション記述では修正されることになる。
【００６０】
本発明を、以下、図４から図９までを使って説明する。
【００６１】
図４は各コールエージェントで適用される規則と処置を表で示したものである。この規則は一致するものが見つかるまで順番にチェックされる。「オファー」メッセージには適用されずチェックの必要がない規則１と規則３を除けば、どちらの方向でも規則は同じであることがわかる。図５から図９までを参考にして記述される実施例では、各ＮＡＴ装置における処理の際に使用される規則の番号が６角形の中に示されている。
【００６２】
図５から９までの実施例において、コールエージェントはＮＡＴ装置に組込まれており、個々には示されていない。図５の実施例では、12-16の5個のネットワークがあり、17-20の4個のＮＡＴ装置により接続されている。AとKの文字はユーザ端末21、22のアドレスを示している。BからJまでの文字はＮＡＴ装置を通るピンホールのアドレスを示している。これらのネットワークはいずれも1対のＮＡＴしか共通していないものとする。図３の実施例のようにＮＡＴ装置に備えられるコールエージェントは、スタック構造の中に過去のセッション記述を登録し、ＳＩＰインバイトメッセージのマルチパート添付として各々の後続のＮＡＴ装置に送信する。たとえば、ＮＡＴ装置18へ送信されるＳＩＰインバイトメッセージは、ＮＡＴ装置17を通って開けられたピンホールのアドレスCだけでなく、ネットワーク１２(図５の上側矢印群において2番目の右向きの矢印を参照されたい。)にあるユーザ端末21のアドレスAも含んでいる。
【００６３】
過去のセッション記述が通過している限り、共通のネットワークがないので、端末21と22の間のメディア経路として近道はなく、規則４だけが適用される。セッション記述の中で受取られたアドレスは、ＮＡＴ装置に送信され、コールエージェントによって通過されてきたメッセージ中のＮＡＴ装置からのアドレスに置き換えられる。これはＳＤＰ内のアドレスの「変換」と見なされ、そのＮＡＴ装置でメディアパケットになされるアドレス変換に一致しなくてはならない。
【００６４】
図５の実施例では、いくつかのネットワークを通過するものの先行して存在する以前のネットワークに再度入ることがない呼については、本発明による変更がないことを示している。
【００６５】
図６の実施例では、３個のネットワーク２３-２５がＮＡＴ装置17-20で結ばれている。ネットワーク２３には、ＮＡＴ装置17と20が共存し、ネットワーク２４には対（ペア）のＮＡＴ装置17と18および19と20が共存する。
【００６６】
こうしてＳＩＰインバイトメッセージがネットワーク２５のコールエージェントからネットワーク２４のコールエージェントへ送信されるとき、規則２が適用され、セッション記述のスタックが調査され、最も古いネットワーク２４のセッション記述で始まるスタックの部分で置き換えられる。こうしてスタック(G) [E, C, A]が(C) [A]に置き換えられる。円２６で示すように、再度ネットワーク２４に入るのにピンホールは必要でない。
【００６７】
同様に、ＳＩＰインバイトメッセージが呼設定装置を通って再度ネットワーク２３に進入する場合、セッション記述はネットワーク２３のセッション記述に戻される。規則２が適用されるとアドレス(J) [C, A]のスタックは(A) []だけで置き換えられ、地域23へ進入するためのピンホールは閉じられる。これで呼のメディア経路はネットワーク２３の中で経路27として全部が設定されることになる。
【００６８】
ＯＫ回答（アンサー）メッセージを受け、規則３に従ってピンホールは閉じられる。回答経路には、セッション記述上のスタックを複製する処理規則１および３から、１個だけでなく、多くのＫが生成される。これは本発明を実装していない旧来のコールエージェントや、またはそのようなＮＡＴ装置を含む(図９のような)ネットワークを対象にする場合に必要になる。この処理がなければ、旧来のコールエージェントを通過する際にＳＤＰが失われてしまう。しかし、失われない場合にはこの処理によってスタック上にＳＤＰの多重コピーができる。これらは呼がループバックして以前のネットワークに入る場合には、次の処理の際に破棄される。
【００６９】
図７の実施例においては、端末およびＮＡＴ装置28-33がネットワーク34-36で結ばれており、結果として得られるメディア経路は３つの間37-39に分かれている。ＮＡＴ装置でメッセージを処理する場合のオファー／アンサーメッセージと適用可能な規則を図７に示す。
【００７０】
図８の実施例は、さらに一つのＮＡＴ装置があり、端末とＮＡＴ装置は40-46で示されている。ここでも3個のネットワーク47-49があるが、ネットワーク47には端末40と46が共存しているので、最終的な呼設定のために一本の局所的なメディア経路が設定される。ＮＡＴ装置でメッセージを処理する場合のオファー／アンサー一メッセージと適用可能な規則を図8に示す。
【００７１】
セッション記述スタックは、あるオペレータにとっては秘密にしておきたい呼情報の詳細を他のネットワークに開示してしまう可能性がある。スタックエントリーの書式に必要なことは、ネットワークがエントリーを調べて自ネットワークに関する情報があるか否かを認識できることなので、スタック情報の秘密を確保するために、ネットワーク装置が暗号化を導入することを妨げるものではない。別の方法として、ネットワークは、セッション記述の代わりにスタック情報としてそのネットワークで読み出された参照先(URL)を送るようにしてもよい。この場合、呼の状態を保持することが必要で、ベアラ情報スタック(たとえば HTTP (Hypertext Transfer Protocol (RFC 2616) )で検索可能なXML (Extensible Markup Language)文書)で参照先を受信する将来の任意の呼に対して問合わせられるようにしておかなくてはならない。しかし、URLを使用するためには、本技術を用いるいかなるネットワークにおいても呼処理装置間でシグナリングシステムを追加する必要がある。
【００７２】
ＮＡＴ制御装置(コールエージェントＱ、Ｔなど。但し、Ｓではない。)とＳＩＰサーバは、ここで述べた局所交換技術を用いることなく、すでに広汎に使われている。図９はこれらの装置が局所交換機能を持つような場合の効果を示している。本実施例は、図８と同じであるが下方の対になった線が効果を示すもので、種々のＮＡＴ装置が旧型で、改良版でなく旧来のＳＩＰシグナリングシステムを用いている場合である。ここで、第1の対になった線はＮＡＴ装置41が旧型のときの状況を示している。ネットワーク48に関連した呼設定装置へのインバイトメッセージはアドレス(A)を単にアドレス(C)に置き換える。以下、ＮＡＴ装置におけるメッセージ処理の際に適用される種々の規則が示されている。
【００７３】
(ＮＡＴ制御装置以外の)ＳＩＰ装置は、スタック情報を変えずにそのまま送信するか、除去してしまうかのいずれかを実行する。スタック情報が変わらずに送信される場合には、局所交換機能は普通どおりに作動する。スタックが除去される場合には、メディアは互換性のない装置を有するネットワークを横断するように強制される。非互換のＮＡＴ制御装置はスタックを変えずに送信するかまたは除去してしまう。ＳＩＰメッセージの中のアドレス領域が解読できない場合、ＮＡＴ制御装置はアドレス変換を行わないと仮定する。このことが起きると、他のネットワークはスタックのエントリーにスクランブルをかけるだけで問題を回避できる。この操作は情報秘匿のところで述べた暗号化と同様の手法で行われる。スタックが除去されるときは、メディアは非互換の制御装置によってＮＡＴ制御装置を強制的に通過させられる。スタックが変化せず通過する場合は、ある地域では局所交換機能ができなくなり、ピンホールが以後使われないにもかかわらず、開いたままになる。
【００７４】
図９のすべての場合において両方向へのメディアフローは設定されるが、最適な局所交換経路が常に見出されるわけではなく、使っていないピンホールも閉じられないままになる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は呼を設定するためのシステムおよび方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
呼（コール）設定システムとして知られるものに、複数のコールエージェントによって呼設定を行うものがある。各コールエージェントが受持つそれぞれのパケット交換ネットワークは、アドレス変換装置とも言われるＮＡＴ（network address translation）装置を介して相互に他のパケット交換ネットワークに接続されている。ＮＡＴ装置は接続すべき他のネットワークへの接続経路を提供するために１つのネットワーク内におけるアドレスを定義する。呼設定装置は、呼のメディアパケットの送信に介在するＮＡＴ装置のアドレスも含めて一連のアドレスを定める。たとえば、２つのユーザ端末間の呼においては、２つの端末の間に各方向に１つずつ、２つの経路が存在する。具体的には、メディア呼はインターネットで結ばれた一つ以上のプライベートネットワークの間で実行される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は詳しくは音声通話呼に関するものである。音声通信には、これまでの回線交換ネットワークに代わってＩＰ(Internet Protocol：インターネットプロトコル)を用いることに注目が集まっている。これは、１つのネットワークが２つの異なった機能に共用できれば保守費の節約が可能になるからである。
【０００４】
インターネットを介して音声呼を開始する方法の一つとして知られるものにセッション・イニシエーション・プロトコル(Session Initiation Protocol ：ＳＩＰ-RFC 3261)がある。これは、音声以外にもビデオやゲームのような他の対話形式の呼の開始にも用いられる。このプロトコルはプライベートネットワークとインターネットを経由する呼にも適合される。
【０００５】
図１は２つのネットワーク間のＳＩＰによる呼設定信号（シグナリング）を示す図である。
【０００６】
ネットワーク１(例：プライベートネットワーク)のユ一ザエージェントＰから中央ネットワーク２(例：インターネット)のユーザＸ(不図示)に起呼されるとしよう。呼はユーザＸに代わってコールエージェントＳから(発呼者と同一のプライベートネットワーク１にある)ユーザエージェントＶに転送される。
【０００７】
すべてのＳＩＰシグナリングメッセージは図1に示されているが、メッセージ文自体は示されていない。ＳＩＰメッセージは標準化されており、ＩＥＴＦの呼メッセージ例の文書にメッセージのフォーマットが示されている。
【０００８】
ユーザエージェントＰは最寄りのコールエージェントにＳＩＰインバイトメッセージを送ることによって呼を開始する。このメッセージはセッション記述(Session Description Protocol-RFC 2327)を含んでいる。セッション記述は、メディア特性やユーザエージェントＰがメディアパケットを受信したいときに使用するアドレス(1.1.1.1)を示している。便宜上、図１ではこのアドレスとこれ以外のアドレスに対して最後から2つのセグメントだけが示されている。
【０００９】
コールエージェントＱはＳＩＰ「100：試行中（Trying）」メッセージを応答として送信する。
【００１０】
コールエ―ジェントＱは中央ネットワーク２の宛先Ｘと制御対象となる経由ネットワークのＮＡＴ装置Ｒを決定する。これによりＮＡＴ装置ＲＲピンホールを開き、中央ネットワークからユーザエージェントのメディアアドレスＰ (1.1.1.1)へのメディアフローを許可する。ＮＡＴ装置Ｒ(2.2.2.1)によってコールエージェントＱに返送されるアドレスは、次にコールエージェントＱにおいて中央ネットワークのコールエージェントＳへ送信されるインバイトメッセージに使用される。(ピンホールとはＮＡＴ装置を通る経路のことで、特に単一のメディアフローのために開かれる。「ピンホール」という用語は、このＮＡＴ装置を通る特定の発・着信アドレスの組合せを持ったパケットのみを通過させ、ピンホールに合致しないパケットを遮断することを強調するための用語である。)
コールエ―ジェントＳは「100：試行中」メッセージを応答する。
【００１１】
コールエージェントＳは、ユーザＸの呼がユーザエージェントＶへ転送されることをユーザＸが要求したこと、および、新しい宛先がプライベートネットワーク１のコールエ―ジェントUを経由することを決定する。ユーザＸはインターネット経由でアクセスできる家庭の電話番号であってもよく、ユーザは、その呼をプライベートネットワーク１にある自分の事務所に転送されるように設定してもよい。このため、コールエ―ジェントＳは、変更されたＵＲＩ(Uniform Resource Identifier)（この場合、新しい宛先を定義する通信リソースの名称）を有するインバイト（Invite）メッセージを、コールエ―ジェントUへ送付する。
【００１２】
コールエ―ジェントUは「100：試行中」メッセージを送信することで応答する。
【００１３】
コールエージェントＵは制御対象のＮＡＴ装置Ｔを経て別のネットワークから呼が着信したことを認識する。次にＮＡＴ装置Ｔのピンホールを開け、末端のネットワーク１から中央ネットワークのメディアアドレス(2.2.2.1)へのメディアフローを許可する。ＮＡＴ装置Ｔ (1.1.1.3)によって返信されるアドレスは、次にユーザエージェントＶに送信されるインバイトメッセージに使用される。
【００１４】
こうして呼は本来の宛先に到達する。ユーザエージェントＶは「180：リンギング（ringing）」メッセージを送信することで応答し、これが一連のコールエージェントを経て発呼者に返信される。
【００１５】
発呼に対する応答がなされるとユーザエージェントＶは「200：ＯＫ」メッセージをコールエージェントＵに返信する。このメッセージにはセッション記述として、ユーザエージェントＶがメディアパケットを受信するためのメディアアドレス(1.1.1.4)とメディア特性とが含まれている。
【００１６】
コールエージェントＵはこのメッセージが制御対象のＮＡＴ装置Ｔを経由して到着した呼に対応するものであることを認識する。それによってＮＡＴ装置Ｔにはピンホールが開かれ、中央ネットワーク２から末端ネットワークのメディアアドレス(1.1.1.4)へのメディアフローを許可する。ＮＡＴ装置Ｔ(2.2.2.2)によって返されたアドレスは、次にコールエージェントＳに送出するＯＫメッセージに用いられる。
【００１７】
このＯＫメッセージはコールエージェントＳにおいてコールエージェントＱへ向けて返信される。
【００１８】
コールエージェントＱはこの呼が制御対象のＮＡＴ装置Ｒを通過するものであることを認識する。それによってＮＡＴ装置Ｒにはピンホールが開けられ、末端ネットワーク１から中央ネットワークのメディアアドレス(2.2.2.2).へのメディアフローを許可する。ＮＡＴ装置Ｒ(1.1.1.2)によって戻されたアドレスは、次にユーザエージェントＰに送り出すＯＫメッセージに用いられる。
【００１９】
それからユーザエージェントＰはＡＣＫメッセージを送出することによってＳＩＰシグナリングシーケンスを完了する。このメッセージは一連のコールエージェントを通って着呼ユーザエージェントＶに送信される。
【００２０】
各ユーザエージェントはメディアパケットを送信すべきそれぞれのローカルネットワーク内のアドレスを受信したことになる。このローカルネットワークのアドレスが、ネットワークアドレス変換装置ＲおよびＴのアドレスである。これらのＮＡＴ装置は末端ネットワーク１で受信したメディアパケットを中央ネットワーク２の他のＮＡＴ装置へ送り出すように設定される。このＮＡＴ装置はまた、中央ネットワークで受信したメディアパケットを末端ネットワークのユーザエージェントのアドレスに送り出すように設定される。こうしてメディアパケットは、２つのユーザエージェントＰ、Ｖの間を２つのＮＡＴ装置Ｒ、Ｔを介して、順方向にはメディア経路３、４、５を、逆方向にはメディア経路３a、４a、５aを経由して送信される。
【００２１】
この結果メディアフローは中央ネットワーク２において経路４と４a経由で不要なループを構成することになる。
【００２２】
複数のＮＡＴ装置を経由するＩＰ呼では、各ＮＡＴ装置において先行して存在するネットワークの情報を失うことがわかる。すでに通ったネットワーク部分が逆向きに経路として設定されるようなことがあっても、その部分を直結することは出来ず、結果として不要なネットワークトラフィックを生み、ネットワーク経路の浪費になってしまう。
【００２３】
実例として、末端のネットワークが小規模事務所のネットワークの場合、ＮＡＴ装置ＴとＲはインターネット２と通信できる１台のパソコンの中に搭載され、ユーザエージェントＰとＶは他のパソコンであり、さらに末端のネットワークにつながったパソコン（不図示）があってもよい。これらのパソコンのすべては、パソコンがインターネットと通信中であっても、ＳＩＰによる音声通信が互いに可能である。たとえば、ユーザエージェントＰとＶの間の呼が設定されるたびにＮＡＴ装置ＴとＲを通過するので、不幸なことに数少ないメディア経路を使い切ってしまう。ＮＡＴのピンホールを通るということは、通常のＳＩＰプロトコルでは、コールエージェントが呼の最終目的地を決定する前にメディアアドレスが選択されてしまうということを意味する。ＮＡＴ経由の経路が選択される場合、ほかのネットワークに呼が終端されれば呼接続は成功したことになり、（別のピンホールを発側のネットワークに向けて作成することによって）発側のネットワークに呼が終端され、呼接続が成功するであろう。効率は悪くてもＮＡＴ経路をすべての呼を調べてから選択することが確実に呼接続を成功させるオプションとなる。
【００２４】
次に３つのネットワーク間のＳＩＰシグナリングによる呼設定の例を、図２を参考にして示す。ネットワーク６（事務所ＬＡＮ１）にある装置Ａからの起呼情報は、最初にインターネット７を経由してネットワーク８（事務所ＬＡＮ２）にある装置Ｂに経路ができた後で、ネットワーク６にある装置Ｃへ送信される。呼情報がネットワークをつなぐ各ＮＡＴ装置９、１０を通過する際に、先行して存在するそれ以前のネットワーク情報は失われる。結果として呼は３つのネットワークにおけるいずれのリソースも使っている。図２では呼の出と入りの経路は１本の線で示されている。この記述法はほかの図でも用いられる。
【００２５】
経路後退再設定（ドロップバック・リルーティング）として知られる方法として、ＳＩＰ RFC3261規定の「302：一時的に移動」応答のような方法を用いることが提案されてきた。この方法で、呼は直接ＡとＣの間で設定されるので、もはやネットワークのほかの場所にある装置（たとえば装置Ｂ）で制御出来ないことになる。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明は、複数のコールエージェントを使用するアドレス変換（ＮＡＴ）装置によって相互に接続された複数のパケット交換ネットワークにおける呼設定を実行する呼設定システムであって、一連のコールエージェントに対してメッセージ（当該コールエージェントに関連するネットワーク内でのメディアパケット用のアドレス情報を含むメッセージである。）を送信する手段を含む。これは、当該呼についてのメディア経路を設定するために送信される。少なくともいくつかのメッセージは、当該呼の設定に関与する先行して存在するコールエージェントへ送信されるメディアパケット用のアドレス情報を含んでいる。
【００２７】
本システムは呼のメディア経路に可能な近道（ショートカット）の活用を許容する。なぜなら、呼設定において、呼設定装置に関連するネットワーク内でのメディアパケット用のアドレス情報に加えて、先行して存在する呼設定装置に関連するネットワーク内でのメディアパケット用のアドレス情報も受け渡すからである。このようにして呼が第１のネットワークから第２のネットワークへ、さらに逆向きに第１のネットワークへと設定された場合、通過するメッセージによって、呼のメディア経路は従来のように第２のネットワークにおいてのみ通用するアドレスというよりも、第１のネットワークにおけるローカルなものとすることができる。本発明は、メディアフローに関連する経路を最適化することを可能にする。本発明に係る呼のシグナリングによれば、ネットワークリソースをほとんど使わずにもとの経路を保持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は２つのネットワーク間のＳＩＰによる呼設定信号（シグナリング）を示す図である。
【図２】図２は、３つのネットワーク間のＳＩＰシグナリングによる呼設定の例を示す図である。
【図３】図３は本発明による改良ＳＩＰシグナリングシステムを用いた呼設定システムを示す図である。
【図４】図４は改良ＳＩＰシグナリングシステムに適用される規則を示した図である。
【図５】図５は、呼がいくつかのネットワークを通過する場合で、先行して存在するネットワークに再度入ることのないような一連のネットワークに対して改良ＳＩＰシグナリングシステムを用いた呼設定を示した図である。
【図６】、
【図７】、
【図８】図６から図８までは、呼が先行して存在するネットワークに再度入る場合の一連のネットワークに対して改良ＳＩＰシグナリングシステムを用いた呼設定を示した図である。
【図９】図９は呼が先行して存在するネットワークに再度入る場合であって、ネットワークアドレス変換装置とその制御対象のコールエージェントが旧来の装置である場合の、一連のネットワークに対して改良ＳＩＰシグナリングシステムを適用した場合の呼設定を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明に基づく呼設定システムは、これからいくつかの添付図を参考にした実施例を用いて詳細に説明される。
【００３０】
ＳＩＰシグナリングシステムのメッセージのすべてが図３の下側に示されているが、メッセージ文から抜粋した一部だけで表わされている。ＳＩＰメッセージの基本書式はＩＥＴＦの呼例文集に見ることができる。
【００３１】
ＳＩＰシグナリングシステムとして知られる図１を参考にして記述される例と同様に、ネットワーク１はプライベートネットワーク、ネットワーク２はインターネットとする。
【００３２】
ユーザエージェントＰはＳＩＰインバイトメッセージを最寄りのコールエージェントＱに送ることによって呼を開始する。このメッセージにはセッション記述として、ユーザエージェントＰがメディアパケットを受信するためのアドレス(1.1.1.1)とメディア特性とが含まれている。便宜上、図３ではこのアドレスとこれ以外のアドレスに対して最後から２つの部分だけが示されている。
【００３３】
ＩＥＴＦ文書による標準に従った代表的なインバイトメッセージの全文は以下のとおりである。
【００３４】
【００３５】
コールエージェントＱはＳＩＰ「100：試行中(TRYING)」メッセージを応答（レスポンス）として送信する。
【００３６】
コールエージェントＱは中央ネットワーク２の宛先と制御対象となる経由ネットワークのＮＡＴ装置Ｒとを決定する。これによりＮＡＴ装置Ｒのピンホールを開き、中央ネットワークからユーザエージェントのメディアアドレスＰ (1.1.1.1)へのメディアフローを許可する。ＮＡＴ装置Ｒ(2.2.2.1)によって返送されるアドレスは、中央ネットワークのコールエージェントＳへ送信されるインバイトメッセージに使用される。
【００３７】
【００３８】
【００３９】
ＳＩＰメッセージの構文ではメッセージへの種々の「添付」を区分するための文字列が必要である。
【００４０】
代表的なＳＩＰインバイトメッセージと同様に、このメッセージはＮＡＴ装置ＲがユーザエージェントＰへ送るメッセージを受信するアドレス「c==IN IP4 2.2.2.1」を含んでいる。しかしながら本発明においては、コールエージェントＱはさらに以前のセッション記述をＳＩＰメッセージへのマルチパート添付としてスタック構造の中に持っている。そこにはネットワークＩＤ（この場合は「edge.com」）とユーザエージェントＰがメディアパケットを受信するための末端のネットワーク１におけるアドレス「c==INIP4 1.1.1.1」とが含まれている。これは図３ではコールエージェントＱからコールエージェントＳに向かう下り方向の最初の矢印により示されている。このプロトコルは（ＮＡＴ装置間の）それぞれのアドレス地域に依存する。この地域には、全地域で一意に決まるグローバルな識別子が付与されており、当該地域内のすべての呼設定装置により呼の識別子が認識できるようになっている。これは、ＳＩＰの場合、（ＳＩＰグローバルコール参照識別子として用いられる。）ＳＩＰサーバのドメイン名に由来することが多いようである。
【００４１】
コールエージェントＳはＳＩＰ「100：試行中」メッセージを応答として送信する。
【００４２】
コールエージェントＳはユーザＸの呼がユーザエージェントＶに転送されるべきこと、プライベートネットワーク１のコールエ―ジェントUを経由する新しい宛先を決定する。ユーザＸはインターネット経由でアクセスできる家庭の電話番号であってもよく、さらにその呼がプライベートネットワーク１にある自分の事務所に転送されるように設定されていてもよい。そのために、コールエ―ジェントＳはインバイトメッセージのURIを書き換えて送出する。しかし上述したスタック構造は維持されるものとする。
【００４３】
コールエージェントＵはＳＩＰ「100：試行中」メッセージを応答する。
【００４４】
コールエージェントＵは制御対象のＮＡＴ装置Ｔを経て別のネットワークから呼が着信したことを認識する。さらに、ＳＩＰメッセージには局所（ローカル）の交換用スタックが含まれていることに着目し、スタック中のネットワークＩＤの値を見てこの呼が既にこのネットワークを通過しているかどうかを調べる。この例では自ネットワークを表わすエントリー（「edge.com」）を見つけ、このスタックのエントリーを送信対象となっているメッセージのセッション記述に使用する。したがって、ＮＡＴ装置Ｔにピンホールをあける必要はない。よって、ユーザエージェントＶに送信されたインバイトメッセージは、単にネットワーク１のアドレス(1.1.1.1)、すなわち、スタック中のアドレスでなく局所（ローカル）アドレスだけを含むことになる。このインバイトメッセージは以下のとおりである。
【００４５】
【００４６】
【００４７】
このようにして呼は宛先に到達することになる。ユーザエージェントＶは「180：リンギング」メッセージを応答として送信する。このメッセージは一連のコールエージェントを通って発呼者に送り返される。
【００４８】
発呼への応答の後、ユーザエージェントＶは「200：ＯＫ」メッセージをコールエージェントＵに返す。このメッセージにはセッション記述として、ユーザエージェントＶがメディアパケットを受信するためのアドレス(1.4)とメディア特性とが含まれている。代表的なメッセージは以下に示すようなものである。
【００４９】
【００５０】
【００５１】
コールエージェントＵは、このメッセージが局所的な交換機能で済む呼であることを認識する。局所交換機能を持たない（すなわち、改良以前のＳＩＰシグナリングシステムを使っている）コールエージェントとの互換性を持たせるためにユーザエージェントＶから与えられたセッション記述のコピーを含むスタックを作成し、この「200：ＯＫ」メッセージをコールエージェントＳに送信する。これはさらにコールエージェントＱにまで送り返される。
【００５２】
コールエージェントＱは、この呼が制御対象のＮＡＴ装置Ｒを通過するものであり、かつ、メッセージには局所交換用スタックを含んでいることを認識する。そうしてスタックを調べ、自ネットワークに対応するエントリーを見出す。一致するエントリーが見つかると、それはスタックからポップされ、それより上にあるエントリーはすべて削除される。一致したこのエントリーが新しいＳＤＰとして用いられ、それより下のエントリーはそのままスタックに残された形でＳＩＰメッセージのセッション記述が構成されてユーザエージェント Ｐに送信される。局所交換機能が使用されるため、インバイトメッセージの処理中に作られたピンホールはもはや必要がなくなり、削除される。
【００５３】
ユーザエージェントＰは「ＡＣＫ」メッセージ（確認メッセージ）を送ることによってＳＩＰシグナリングシーケンスを完了する。これは一連のコールエージェントを通って着呼ユーザエージェントまで送信される。
【００５４】
ユーザエージェントはメディアパケットを送るべきローカルネットワーク内のアドレスをそれぞれ受信したことになる。局所交換機能が使用されるため、このアドレスは、同じネットワーク内における別のユーザエージェントのアドレスである。メディア情報の伝送には1本の局所メディア経路１１が用いられる。各ＮＡＴ装置内のすべての余分なピンホールが閉じられる。
【００５５】
通常のＳＩＰ動作によると、ＮＡＴ制御装置は、ＳＤＰ(セッション記述プロトコル、Session Description Protocol (RFC 2616) )のアドレス情報を書き換え、到来したアドレスを捨て去ってしまう。呼が後にもとのネットワークにループバックしてきた場合、そのネットワークからのアドレスが失われているので局所的な接続が出来ない。本発明の局所交換を用いる方法によれば、以前のセッション記述をＳＩＰシグナリングメッセージの中のスタックに入れて送るので情報の欠落を起こさない。呼が新しいネットワークに入るとき、スタックに以前このネットワークで挿入されたエントリーがあるか否かが調査される。もしエントリーが見つかり、局所交換が許可されるならば、スタックは以前このネットワーク地域に入ったときの状態まで戻される。これはこの地域に再度入る際に割当てられた最も新しいピンホールは必要がなくなって、直ちに閉じてよいということを意味する。
【００５６】
本発明の価値は、呼がいくつかのＮＡＴ装置を通る場合に、局所交換の制御を柔軟にできるといった利点をＳＩＰに付加したことにある。注目すべきことは、局所交換機能が存在しても、ユーザエージェントによって実行されるＳＩＰシグナリングを変更することなく、最適なメディア経路を選べることである。本プロトコルはＮＡＴ装置経由のＳＩＰメディアフローの通過を制御するコールエージェントに実装されうる。実装形態は、図３の実施例におけるように個々の独立した装置であってもよいし、図５から９までの実施例におけるようにＮＡＴ装置の中に組み込まれていてもよい。さらに、必要ならコールエージェントＱとＵは、ネットワーク１でなくネットワーク２に存在してもよい。これは小規模事務所における末端ネットワークで、インターネット２にあるコールエージェントが使える場合に有用である。この実施例はまた図９に示すような旧来の呼設定装置に適用されてもよく、そのような装置は、呼設定装置で生成された付加情報を単に通過させるだけでよい。
【００５７】
これまでのことはＳＩＰシグナリングシステムとの関連で説明してきた。しかし、同様の効果を得るために、上記の原理は、オファー／アンサー型のセッション記述に基づいた他のシグナリングプロトコルへ拡張してもよい。シグナリングプロトコルが何であっても、(ＮＡＴ装置間の)アドレス地域には全地域で一意に決まる識別子が付与され、当該地域内のすべての呼設定装置で当該識別子が認識できるようになっている。
【００５８】
ＳＩＰの場合、この識別子は（ＳＩＰグローバルコール参照識別子として用いられる。）ＳＩＰサーバのドメイン名に由来することが多い。ＳＩＰではベアラ情報を伝送するためにオファー／アンサープロトコル(RFC 3264)を用いる。使用されるメディアチャンネル、アドレスおよび符号化を記入したセッション記述がそれぞれの方向に送信される。（ＡＬＧ (アプリケーション・レベル・ゲートウェイ)のような）ＮＡＴ制御装置は、セッション記述におけるアドレス情報をローカルのＮＡＴ装置で実行されるアドレス変換と一致するように書き換える。
【００５９】
局所交換ができないような項目が含まれている場合は、それらは送信時に単にスタックから取り除かれる。この結果、メディアフローはローカルネットワークアドレス経由で実行される。この方法はそれぞれの方向のセッション記述に対して独立に適用することができるが、結果として方向ごとに異なるＮＡＴ装置が選ばれることや、迂回用のピンホールが開いたままになることがある。したがって、スタックの処理は逆向きのセッション記述では修正されることになる。
【００６０】
本発明を、以下、図４から図９までを使って説明する。
【００６１】
図４は各コールエージェントで適用される規則と処置を表で示したものである。この規則は一致するものが見つかるまで順番にチェックされる。「オファー」メッセージには適用されずチェックの必要がない規則１と規則３を除けば、どちらの方向でも規則は同じであることがわかる。図５から図９までを参考にして記述される実施例では、各ＮＡＴ装置における処理の際に使用される規則の番号が６角形の中に示されている。
【００６２】
図５から９までの実施例において、コールエージェントはＮＡＴ装置に組込まれており、個々には示されていない。図５の実施例では、12-16の5個のネットワークがあり、17-20の4個のＮＡＴ装置により接続されている。AとKの文字はユーザ端末21、22のアドレスを示している。BからJまでの文字はＮＡＴ装置を通るピンホールのアドレスを示している。これらのネットワークはいずれも1対のＮＡＴしか共通していないものとする。図３の実施例のようにＮＡＴ装置に備えられるコールエージェントは、スタック構造の中に過去のセッション記述を登録し、ＳＩＰインバイトメッセージのマルチパート添付として各々の後続のＮＡＴ装置に送信する。たとえば、ＮＡＴ装置18へ送信されるＳＩＰインバイトメッセージは、ＮＡＴ装置17を通って開けられたピンホールのアドレスCだけでなく、ネットワーク１２(図５の上側矢印群において2番目の右向きの矢印を参照されたい。)にあるユーザ端末21のアドレスAも含んでいる。
【００６３】
過去のセッション記述が通過している限り、共通のネットワークがないので、端末21と22の間のメディア経路として近道はなく、規則４だけが適用される。セッション記述の中で受取られたアドレスは、ＮＡＴ装置に送信され、コールエージェントによって通過されてきたメッセージ中のＮＡＴ装置からのアドレスに置き換えられる。これはＳＤＰ内のアドレスの「変換」と見なされ、そのＮＡＴ装置でメディアパケットになされるアドレス変換に一致しなくてはならない。
【００６４】
図５の実施例では、いくつかのネットワークを通過するものの先行して存在する以前のネットワークに再度入ることがない呼については、本発明による変更がないことを示している。
【００６５】
図６の実施例では、３個のネットワーク２３-２５がＮＡＴ装置17-20で結ばれている。ネットワーク２３には、ＮＡＴ装置17と20が共存し、ネットワーク２４には対（ペア）のＮＡＴ装置17と18および19と20が共存する。
【００６６】
こうしてＳＩＰインバイトメッセージがネットワーク２５のコールエージェントからネットワーク２４のコールエージェントへ送信されるとき、規則２が適用され、セッション記述のスタックが調査され、最も古いネットワーク２４のセッション記述で始まるスタックの部分で置き換えられる。こうしてスタック(G) [E, C, A]が(C) [A]に置き換えられる。円２６で示すように、再度ネットワーク２４に入るのにピンホールは必要でない。
【００６７】
同様に、ＳＩＰインバイトメッセージが呼設定装置を通って再度ネットワーク２３に進入する場合、セッション記述はネットワーク２３のセッション記述に戻される。規則２が適用されるとアドレス(J) [C, A]のスタックは(A) []だけで置き換えられ、地域23へ進入するためのピンホールは閉じられる。これで呼のメディア経路はネットワーク２３の中で経路27として全部が設定されることになる。
【００６８】
ＯＫ回答（アンサー）メッセージを受け、規則３に従ってピンホールは閉じられる。回答経路には、セッション記述上のスタックを複製する処理規則１および３から、１個だけでなく、多くのＫが生成される。これは本発明を実装していない旧来のコールエージェントや、またはそのようなＮＡＴ装置を含む(図９のような)ネットワークを対象にする場合に必要になる。この処理がなければ、旧来のコールエージェントを通過する際にＳＤＰが失われてしまう。しかし、失われない場合にはこの処理によってスタック上にＳＤＰの多重コピーができる。これらは呼がループバックして以前のネットワークに入る場合には、次の処理の際に破棄される。
【００６９】
図７の実施例においては、端末およびＮＡＴ装置28-33がネットワーク34-36で結ばれており、結果として得られるメディア経路は３つの間37-39に分かれている。ＮＡＴ装置でメッセージを処理する場合のオファー／アンサーメッセージと適用可能な規則を図７に示す。
【００７０】
図８の実施例は、さらに一つのＮＡＴ装置があり、端末とＮＡＴ装置は40-46で示されている。ここでも3個のネットワーク47-49があるが、ネットワーク47には端末40と46が共存しているので、最終的な呼設定のために一本の局所的なメディア経路が設定される。ＮＡＴ装置でメッセージを処理する場合のオファー／アンサー一メッセージと適用可能な規則を図8に示す。
【００７１】
セッション記述スタックは、あるオペレータにとっては秘密にしておきたい呼情報の詳細を他のネットワークに開示してしまう可能性がある。スタックエントリーの書式に必要なことは、ネットワークがエントリーを調べて自ネットワークに関する情報があるか否かを認識できることなので、スタック情報の秘密を確保するために、ネットワーク装置が暗号化を導入することを妨げるものではない。別の方法として、ネットワークは、セッション記述の代わりにスタック情報としてそのネットワークで読み出された参照先(URL)を送るようにしてもよい。この場合、呼の状態を保持することが必要で、ベアラ情報スタック(たとえば HTTP (Hypertext Transfer Protocol (RFC 2616) )で検索可能なXML (Extensible Markup Language)文書)で参照先を受信する将来の任意の呼に対して問合わせられるようにしておかなくてはならない。しかし、URLを使用するためには、本技術を用いるいかなるネットワークにおいても呼処理装置間でシグナリングシステムを追加する必要がある。
【００７２】
ＮＡＴ制御装置(コールエージェントＱ、Ｔなど。但し、Ｓではない。)とＳＩＰサーバは、ここで述べた局所交換技術を用いることなく、すでに広汎に使われている。図９はこれらの装置が局所交換機能を持つような場合の効果を示している。本実施例は、図８と同じであるが下方の対になった線が効果を示すもので、種々のＮＡＴ装置が旧型で、改良版でなく旧来のＳＩＰシグナリングシステムを用いている場合である。ここで、第1の対になった線はＮＡＴ装置41が旧型のときの状況を示している。ネットワーク48に関連した呼設定装置へのインバイトメッセージはアドレス(A)を単にアドレス(C)に置き換える。以下、ＮＡＴ装置におけるメッセージ処理の際に適用される種々の規則が示されている。
【００７３】
(ＮＡＴ制御装置以外の)ＳＩＰ装置は、スタック情報を変えずにそのまま送信するか、除去してしまうかのいずれかを実行する。スタック情報が変わらずに送信される場合には、局所交換機能は普通どおりに作動する。スタックが除去される場合には、メディアは互換性のない装置を有するネットワークを横断するように強制される。非互換のＮＡＴ制御装置はスタックを変えずに送信するかまたは除去してしまう。ＳＩＰメッセージの中のアドレス領域が解読できない場合、ＮＡＴ制御装置はアドレス変換を行わないと仮定する。このことが起きると、他のネットワークはスタックのエントリーにスクランブルをかけるだけで問題を回避できる。この操作は情報秘匿のところで述べた暗号化と同様の手法で行われる。スタックが除去されるときは、メディアは非互換の制御装置によってＮＡＴ制御装置を強制的に通過させられる。スタックが変化せず通過する場合は、ある地域では局所交換機能ができなくなり、ピンホールが以後使われないにもかかわらず、開いたままになる。
【００７４】
図９のすべての場合において両方向へのメディアフローは設定されるが、最適な局所交換経路が常に見出されるわけではなく、使っていないピンホールも閉じられないままになる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークアドレス変換装置（ＮＡＴ）により相互に接続された複数のパケット交換ネットワークにおいて複数のコールエージェントを使用して呼を設定する呼設定システムであって、
前記呼のメディア経路を定義するために一連のコールエージェントへメッセージを送信する送信手段を含み、
前記メッセージは、前記コールエージェントに関連付けられたネットワーク内でのメディアパケット用のアドレス情報を含み、
前記メッセージの少なくともいくつかは、さらに、前記呼の設定に関与する先行して存在するコールエージェントへ送信されるメディアパケット用のアドレス情報を含むことを特徴とする呼設定システム。
【請求項２】
前記コールエージェントの少なくともいくつかは、先行して存在するコールエージェントへ送信された前記関連付けれたネットワークについてのエントリーを、受信された前記アドレス情報が含むかどうかを確認するために、前記メッセージを調査するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の呼設定システム。
【請求項３】
前記コールエージェントのそれぞれは、前記先行して存在するコールエージェントにより生成された形式へと前記アドレス情報を戻すことで、近道用のメディア経路を生成させるよう構成されていることを特徴とする請求項２に記載の呼設定システム。
【請求項４】
ネットワークへの再度の進入のために前記ネットワークアドレス変換装置（ＮＡＴ）を通じて開かれたメディア経路が閉じられることを特徴とする請求項２または３に記載の呼設定システム。
【請求項５】
前記メッセージの少なくともいくつかは、セッション記述を含むことを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の呼設定システム。
【請求項６】
前記メッセージの少なくともいくつかは、暗号化されたアドレス情報を含むことを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の呼設定システム。
【請求項７】
前記メッセージの少なくともいくつかは、前記ネットワーク内において記憶されているアドレス情報を参照するための参照情報を含むことを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の呼設定システム。
【請求項８】
前記メッセージの少なくともいくつかは、前記メディアパケットが通過することになるネットワークの識別情報を含むことを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の呼設定システム。
【請求項９】
各ネットワークは、固有のグローバル識別情報を有していることを特徴とする請求項８に記載の呼設定システム。
【請求項１０】
前記コールエージェントは、オファー／アンサー型のプロトコルを使用することを特徴とする請求項１ないし９の何れかに記載の呼設定システム。
【請求項１１】
前記オファー／アンサー型のプロトコルは、ＳＩＰ（セッション・イニシエーション・プロトコル）であることを特徴とする請求項１０に記載の呼設定システム。
【請求項１２】
コールエージェントへ送信されるメディアパケット用の前記アドレス情報は、ＳＩＰメッセージへのマルチパート添付として、スタック内に含まれていることを特徴とする請求項１１に記載の呼設定システム。
【請求項１３】
メッセージのスタックには、オファーメッセージまたはアンサーメッセージが記入されることになる領域用のエントリーが含まれており、整合した最も深層のエントリーが新規のセッション記述となるまで、前記スタックが調査されることを特徴とする請求項１２に記載の呼設定システム。
【請求項１４】
前記オファーメッセージまたは前記アンサーメッセージが前記領域へ記入するためのネットワーク変換装置（ＮＡＴ）において開いているいずれかのピンホールが閉じられることを特徴とする請求項１３に記載の呼設定システム。
【請求項１５】
メッセージのスタックが、前記アンサーメッセージが出てきた前記領域用のエントリーを有していない場合、ネットワーク変換装置（ＮＡＴ）において開いている該領域へのいずれかのピンホールが閉じられることを特徴とする請求項１２ないし１４の何れかに記載の呼設定システム。
【請求項１６】
前記コールエージェントは、前記ネットワーク変換装置（ＮＡＴ）を制御するよう構成されていることを特徴とする請求項１ないし１５の何れかに記載の呼設定システム。
【請求項１７】
前記コールエージェントは、前記ネットワーク変換装置（ＮＡＴ）内に搭載されていることを特徴とする請求項１ないし１６の何れかに記載の呼設定システム。
【請求項１８】
前記ネットワークの少なくとも１つは、３Ｇ無線ネットワークであることを特徴とする請求項１ないし１７の何れかに記載の呼設定システム。
【請求項１９】
複数のコールエージェントを使用してネットワークアドレス変換装置（ＮＡＴ）により相互に接続された複数のパケット交換ネットワークにおいて呼を設定する呼設定方法であって、
前記呼のメディア経路を定義するために一連のコールエージェントへメッセージを送信するステップを含み、
前記メッセージは、前記コールエージェントに関連付けられたネットワーク内でのメディアパケット用のアドレス情報を含み、
前記メッセージの少なくともいくつかは、さらに、前記呼の設定に関与する先行のコールエージェントへ送信されるメディアパケット用のアドレス情報を含むことを特徴とする呼設定方法。
【請求項１】
ネットワークアドレス変換装置（ＮＡＴ）により相互に接続された複数のパケット交換ネットワークにおいて複数のコールエージェントを使用して呼を設定する呼設定システムであって、
前記呼のメディア経路を定義するために一連のコールエージェントへメッセージを送信する送信手段を含み、
前記メッセージは、前記コールエージェントに関連付けられたネットワーク内でのメディアパケット用のアドレス情報を含み、
前記メッセージの少なくともいくつかは、さらに、前記呼の設定に関与する先行して存在するコールエージェントへ送信されるメディアパケット用のアドレス情報を含むことを特徴とする呼設定システム。
【請求項２】
前記コールエージェントの少なくともいくつかは、先行して存在するコールエージェントへ送信された前記関連付けれたネットワークについてのエントリーを、受信された前記アドレス情報が含むかどうかを確認するために、前記メッセージを調査するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の呼設定システム。
【請求項３】
前記コールエージェントのそれぞれは、前記先行して存在するコールエージェントにより生成された形式へと前記アドレス情報を戻すことで、近道用のメディア経路を生成させるよう構成されていることを特徴とする請求項２に記載の呼設定システム。
【請求項４】
ネットワークへの再度の進入のために前記ネットワークアドレス変換装置（ＮＡＴ）を通じて開かれたメディア経路が閉じられることを特徴とする請求項２または３に記載の呼設定システム。
【請求項５】
前記メッセージの少なくともいくつかは、セッション記述を含むことを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の呼設定システム。
【請求項６】
前記メッセージの少なくともいくつかは、暗号化されたアドレス情報を含むことを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の呼設定システム。
【請求項７】
前記メッセージの少なくともいくつかは、前記ネットワーク内において記憶されているアドレス情報を参照するための参照情報を含むことを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の呼設定システム。
【請求項８】
前記メッセージの少なくともいくつかは、前記メディアパケットが通過することになるネットワークの識別情報を含むことを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の呼設定システム。
【請求項９】
各ネットワークは、固有のグローバル識別情報を有していることを特徴とする請求項８に記載の呼設定システム。
【請求項１０】
前記コールエージェントは、オファー／アンサー型のプロトコルを使用することを特徴とする請求項１ないし９の何れかに記載の呼設定システム。
【請求項１１】
前記オファー／アンサー型のプロトコルは、ＳＩＰ（セッション・イニシエーション・プロトコル）であることを特徴とする請求項１０に記載の呼設定システム。
【請求項１２】
コールエージェントへ送信されるメディアパケット用の前記アドレス情報は、ＳＩＰメッセージへのマルチパート添付として、スタック内に含まれていることを特徴とする請求項１１に記載の呼設定システム。
【請求項１３】
メッセージのスタックには、オファーメッセージまたはアンサーメッセージが記入されることになる領域用のエントリーが含まれており、整合した最も深層のエントリーが新規のセッション記述となるまで、前記スタックが調査されることを特徴とする請求項１２に記載の呼設定システム。
【請求項１４】
前記オファーメッセージまたは前記アンサーメッセージが前記領域へ記入するためのネットワーク変換装置（ＮＡＴ）において開いているいずれかのピンホールが閉じられることを特徴とする請求項１３に記載の呼設定システム。
【請求項１５】
メッセージのスタックが、前記アンサーメッセージが出てきた前記領域用のエントリーを有していない場合、ネットワーク変換装置（ＮＡＴ）において開いている該領域へのいずれかのピンホールが閉じられることを特徴とする請求項１２ないし１４の何れかに記載の呼設定システム。
【請求項１６】
前記コールエージェントは、前記ネットワーク変換装置（ＮＡＴ）を制御するよう構成されていることを特徴とする請求項１ないし１５の何れかに記載の呼設定システム。
【請求項１７】
前記コールエージェントは、前記ネットワーク変換装置（ＮＡＴ）内に搭載されていることを特徴とする請求項１ないし１６の何れかに記載の呼設定システム。
【請求項１８】
前記ネットワークの少なくとも１つは、３Ｇ無線ネットワークであることを特徴とする請求項１ないし１７の何れかに記載の呼設定システム。
【請求項１９】
複数のコールエージェントを使用してネットワークアドレス変換装置（ＮＡＴ）により相互に接続された複数のパケット交換ネットワークにおいて呼を設定する呼設定方法であって、
前記呼のメディア経路を定義するために一連のコールエージェントへメッセージを送信するステップを含み、
前記メッセージは、前記コールエージェントに関連付けられたネットワーク内でのメディアパケット用のアドレス情報を含み、
前記メッセージの少なくともいくつかは、さらに、前記呼の設定に関与する先行のコールエージェントへ送信されるメディアパケット用のアドレス情報を含むことを特徴とする呼設定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１０３９５（Ｐ２０１２−１０３９５Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−１８５２３１（Ｐ２０１１−１８５２３１）
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【分割の表示】特願２００６−５３７３２３（Ｐ２００６−５３７３２３）の分割
【原出願日】平成１６年１１月５日（２００４．１１．５）
【出願人】（５０７００２７５６）エリクソン エービー (26)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８５２３１（Ｐ２０１１−１８５２３１）
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【分割の表示】特願２００６−５３７３２３（Ｐ２００６−５３７３２３）の分割
【原出願日】平成１６年１１月５日（２００４．１１．５）
【出願人】（５０７００２７５６）エリクソン エービー (26)
【Ｆターム（参考）】
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