DTUN ノードを用いた NAT の検出

新規ノードがサービスネットワークへ参加する際，まず始めにDTUN^{ノードへとアク} セスし，自ノードがNAT下にあるかそうでないかを判別する．判別する際に用いるプロ トコルは図 5.7のようになる．

まず始めに，新規ノードはDTUN^ノードへecho^{メッセージを}nonce1^{と共に送信し，}

送信した先の DTUN ノードが生存しているか確認を行う．もしも，送信先の DTUN ノードが生存していた場合，DTUNノードは，echoメッセージ中にあったnonce1と，

recvfrom関数で得られたIPアドレスとポート番号を含めたecho replyメッセージを新

NAT Node DTUN Node 1 echo, nonce1

echo reply, IP(NAT Node),

DTUN Node 2

Port(NAT Node), nonce1

echo, nonce2

echo reply, IP(NAT Node), Port(NAT Node), nonce2

図5.8 NATタイプ判定プロトコル

規参加ノードへと返信する．

echo replyメッセージを受け取った新規ノードは，新たに別なポートP2 を開いた後，

echo メッセージを送信したポートと同じポートから，P2 のポート番号と，nonce2を含 んだecho redirectメッセージをDTUNノードへ送信する．echo redirectメッセージを 受け取ったDTUN^{ノードは，ポート}P2 へ向けて，同様に，recvfrom^{関数で得られた}IP アドレスとポート番号を含めたecho redirect replyメッセージを返信する．ただし，こ の時に返信する宛先ポートは，echo redirectメッセージ中にあるポートP₂ となる．

ここで，もしも新規ノードがNAT 下にあった場合，新たに開いたポートP₂ は何もパ ケットを送信していないため，echo redirect replyメッセージを受信できないはずであ る．従って，一定時間内にecho redirect replyメッセージを受信しなかった場合は，新規 参加ノードはNAT下にあると言える．逆に，ポートP₂ でecho redirect replyメッセー ジを受信できた場合は，新規参加ノードはグローバルアドレスを持っていると言える．

図5.7のプロトコルを用いてノードがNAT下にあると判定された場合，次に図 5.8の プロトコルを用いて，そのNATがSymmetric NATであるかCone NATであるかを判 別する．

echo wait

NAT

global

echo wait 2

NAT symmetric NAT

cone

New Node: Socket 1, Socket 2 DTUN Node 1

DTUN Node 2

echo wait 1 send echo to DTUN Node 1

by Socket 1

unknown

timed out

redirect

timed out send echo redirect to DTUN Node 1

by Socket 1

recv echo redirect reply by Socket 2

timed out

timed out send echo to DTUN Node 1 and 2

by Socket 1

replied port numbers are same

not same

actors:

start

図5.9 ノードタイプの状態遷移

5.1節で述べたように，グローバルアドレス側で利用するポートが違う場合が

Symmet-ric NAT ^{であり，同じ場合が}Cone NAT である．従って，グローバルアドレスを持つ

2つのノードと通信を行えば，Symmetric NATかCone NATかが判別出来ることにな る．図 5.8は，2つのDTUNノードにアクセスしてNAT種別の判別を行うプロトコル である．

図5.8のプロトコルでは，NAT下にあるノードはDTUNノード1と2に対して，echo メッセージを送信する．echo メッセージを受け取った DTUNノード 1 と2は，NAT ノードに対して echo replyメッセージを返信する．このecho reply メッセージ中には，

recvfrom関数から得られたNAT ノード側のグローバルアドレスとポート番号が含まれ

ている．

このとき，DTUNノード1と2が返信したポート番号が同じであればCone NAT，違 えばSymmetric NATと判別することが出来る．なお，各echo^，echo reply^{メッセージ} 中にはnonceが含まれており，NATノード側でこのnonceを確認し，正しいecho reply メッセージのみ受信する．

図5.9は，図5.7と図 5.8のプロトコルを用いたときの状態遷移を表している．一番は じめの状態はunknownとなり，最終的に，global，cone NAT，symmetric NATのいず れかの状態となる．

このように，NATの検出には異なるグローバルアドレスを持つ2つのノードを利用し て行う．そのため，本論文で述べるNAT越え手法が正しく働くためには，グローバルア ドレスを持つノードが2つ以上存在し，それらノードがDTUNネットワークに参加して いることが必須となる．