(57)【要約】【課題】マルチホップの無線ネットワークにおいて経路を効率化する。【解決手段】相互に異なる通信サービスを提供するプロバイダ群（11-13）に接続可能な複数のアクセスポイント（30-1,30-2,30-3,30-4）のそれぞれをノードとする無線ネットワークにおいて、接続可能であるプロバイダの通信サービスに関する接続情報を認識し、前記接続情報を周囲へ通知し、周囲から通知された接続情報を用いて該接続情報が表す経路を記録し、前記周囲から通知された接続情報を前記無線ネットワークにて転送し、通信サービスを識別するためのサービスＩＤを宛先としたパケットを受信したとき、当該サービスＩＤに対応した経路を前記記録した経路から選択し、前記選択した経路へ前記パケットを転送する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に異なる通信サービスを提供するプロバイダ群に接続可能な複数のアクセスポイントのそれぞれをノードとする無線ネットワークにおいて、
接続可能であるプロバイダの通信サービスに関する接続情報を認識し、
前記接続情報を周囲へ通知し、
周囲から通知された接続情報を用いて該接続情報が表す経路を記録し、
前記周囲から通知された接続情報を前記無線ネットワークにて転送し、
通信サービスを識別するためのサービスＩＤを宛先としたパケットを受信したとき、当該サービスＩＤに対応した経路を前記記録した経路から選択し、
前記選択した経路へ前記パケットを転送することを特徴とする通信方法。
【請求項２】
前記接続情報を認識するとき、当該接続情報を前記プロバイダ群のいずれかから取得することを特徴とする請求項１記載の通信方法。
【請求項３】
前記接続情報を認識するとき、前記プロバイダ群のそれぞれへの接続を試行し、接続が成功したプロバイダを記録し、当該記録を前記接続情報として認識することを特徴とする請求項１記載の通信方法。
【請求項４】
前記経路を記録するとき、前記経路のホップ数を記録し、
前記経路を選択するとき、前記サービスＩＤに対応した経路が複数ある場合は、そのうちホップ数が最も少ない経路を選択することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の通信方法。
【請求項５】
前記接続情報を周囲へ通知することを定期的に実行することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の通信方法。
【請求項６】
前記サービスＩＤを宛先としたパケットを受信したとき、当該サービスＩＤに対応した通信サービスに関する接続情報を探索するための探索パケットを周囲へ発信し、
発信された探索パケットを受信したとき、当該受信した探索パケットに対する応答として、前記接続情報を通知することを実行することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の通信方法。
【請求項７】
相互に異なる通信サービスを提供するプロバイダ群のうちの接続可能であるプロバイダの通信サービスに関する接続情報を認識するサービス把握部と、
周囲へ前記接続情報を通知し、周囲から通知された接続情報を用いて該接続情報が表す経路を記録し、前記周囲から通知された接続情報を前記無線ネットワークにて転送し、通信サービスを識別するためのサービスＩＤを宛先としたパケットを受信したとき、当該サービスＩＤに対応した経路を前記記録した経路から選択し、前記選択した経路へ前記パケットを転送する無線ネットワーク通信部とを備えることを特徴とする通信装置。
【請求項８】
前記サービス把握部は、前記接続情報を認識するとき、当該接続情報を前記プロバイダ群のいずれかから取得することを特徴とする請求項７記載の通信装置。
【請求項９】
前記サービス把握部は、前記接続情報を認識するとき、前記プロバイダ群のそれぞれへの接続を試行し、接続が成功したプロバイダを記録し、当該記録を前記接続情報として認識することを特徴とする請求項７記載の通信装置。
【請求項１０】
前記無線ネットワーク通信部は、前記経路を記録するとき、前記接続情報が表す経路のホップ数を記録し、前記経路を選択するとき、前記サービスＩＤに対応した経路が複数ある場合は、そのうちホップ数が最も少ない経路を選択することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項１１】
前記無線ネットワーク通信部は、前記接続情報を他ノードへ通知することを定期的に実行することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項１２】
前記無線ネットワーク通信部は、前記サービスＩＤを宛先としたパケットを受信したとき、当該サービスＩＤに対応した通信サービスに関する接続情報を探索するための探索パケットを周囲へ発信し、発信された探索パケットを受信したとき、当該受信した探索パケットに対する応答として、前記接続情報を通知することを実行することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項１３】
コンピュータを請求項７乃至１２のいずれか１項に記載の通信装置として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮのアクセスポイントにより形成される無線ネットワークの通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
低価格で高速のモバイルインターネット接続サービスを提供するために、多くの通信事業者が公衆無線ＬＡＮサービスを実施している。公衆無線ＬＡＮサービスにおいてサービスエリアを広げるには、通信事業者が無線ＬＡＮのアクセスポイントを増設することが考えられるが、そのためには、増設のコストがかかる。そこで、例えば、後述の非特許文献１に記載のFONやFreeSpotのような、ユーザが設置したアクセスポイントを利用した無線ＬＡＮサービスが提案されている。
【０００３】
しかしながら、上記の手法は、いわゆるタダ乗りを招く可能性がある。タダ乗りとは、インターネット接続プロバイダと契約していないユーザが、このプロバイダに接続してインターネットにアクセスすることである。タダ乗りを防ぐには、例えば、プロバイダＡにはその契約ユーザのみが接続できるという利用制限が有益である。その一方で、このような利用制限を上記非特許文献１の手法に適用すると、当初の目的であるサービスエリアの拡大が困難となる。
【０００４】
無線ＬＡＮのサービスエリアの拡大を図るための他の手法として、複数のアクセスポイントによりマルチホップの無線ネットワークを構築するというものがある。この無線ネットワークにおいては、発信元ノードと宛先ノードとの通信を他のアクセスポイントが中継する。マルチホップのネットワークを利用することにより、サービスエリアを拡大できる。かかるネットワークに関する技術は、例えば、後述の特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００３−３３３０５３号公報（段落0040-0041，図１）
【非特許文献１】「日経コミュニケーション」、日経ＰＢ社、２００７年６月１５日発行、ｐｐ．４０〜５０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、マルチホップネットワークを構築すると、パケットの発信元から宛先までの経路が長くなりやすいという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、マルチホップの無線ネットワークにおいて経路を効率化するための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る通信方法は、相互に異なる通信サービスを提供するプロバイダ群に接続可能な複数のアクセスポイントのそれぞれをノードとする無線ネットワークにおいて、接続可能であるプロバイダの通信サービスに関する接続情報を認識し、前記接続情報を周囲へ通知し、周囲から通知された接続情報を用いて該接続情報が表す経路を記録し、前記周囲から通知された接続情報を前記無線ネットワークにて転送し、通信サービスを識別するためのサービスＩＤを宛先としたパケットを受信したとき、当該サービスＩＤに対応した経路を前記記録した経路から選択し、前記選択した経路へ前記パケットを転送するという方法である。
【０００８】
本発明に係る通信装置は、相互に異なる通信サービスを提供するプロバイダ群のうちの接続可能であるプロバイダの通信サービスに関する接続情報を認識するサービス把握部と、周囲へ前記接続情報を通知し、周囲から通知された接続情報を用いて該接続情報が表す経路を記録し、前記周囲から通知された接続情報を前記無線ネットワークにて転送し、通信サービスを識別するためのサービスＩＤを宛先としたパケットを受信したとき、当該サービスＩＤに対応した経路を前記記録した経路から選択し、前記選択した経路へ前記パケットを転送する無線ネットワーク通信部とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、マルチホップの無線ネットワークにおいて経路を効率化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態を示す。本実施形態のシステム100は、複数の通信プロバイダＡ,Ｂ,Ｃが、各自の契約ユーザの端末に対し、無線ＬＡＮを介したインターネットへの接続サービスを提供することを想定したものである。
【００１１】
システム100は、プロバイダＡに対応するプロバイダ11、プロバイダＢに対応するプロバイダ12、プロバイダＣに対応するプロバイダ13を備える。これらのプロバイダ11,12,13は、それぞれ特定の装置を意図したものではなく、各プロバイダが通信サービスを提供するために必要な装置やネットワーク等の集合である。また、プロバイダ11,12,13のそれぞれには、各自が提供する通信サービスの識別子であるサービスＩＤが割り当てられている。本実施形態では、プロバイダ11に「Ａ」、プロバイダ12に「Ｂ」、プロバイダ13に「Ｃ」が、それぞれサービスＩＤとして割り当てられているとする。
【００１２】
システム100には、無線ＬＡＮのアクセスポイント（以下、「ＡＰ」と記す。）である４つのＡＰ（30-1,30-2,30-3,30-4）が設けられている。これらの各ＡＰは、本発明における通信装置に対応するものである。システム100において、ＡＰ30-1及びＡＰ30-2は、共通の回線21を介してプロバイダ11またはプロバイダ12に接続可能である。ＡＰ30-3及びＡＰ30-4は、別の回線22を介してプロバイダ13に接続することができる。
【００１３】
端末41及び端末42は、インターネット10への接続サービスを利用するユーザの端末である。このうち、端末41は、プロバイダＣ（13）の契約ユーザのものであり、プロバイダＣ（13）を通じてのみインターネット10にアクセスすることができる。端末42は、プロバイダＡ（11）の契約ユーザのものであり、プロバイダＡ（11）を通じてのみインターネット10にアクセスすることができる。
【００１４】
インターネット10への接続に関し、例えば端末41のユーザは、いずれかのＡＰの通信エリアにおいて、端末41に対しインターネット接続のための操作を行えばよい。その操作を認識した端末41は、契約しているプロバイダＣのサービスＩＤ「Ｃ」を宛先に設定したパケットを発信する。
【００１５】
図２に、各ＡＰ30（30-1,30-2,30-3,30-4）の構成を示す。サービス通信部310は、回線（21,22）を介してプロバイダ（11,12,13）に接続する処理を担う。具体的には、例えば、Ethernet（登録商標）やXDSL、FTTHなどである。無線通信部320は、端末（41,42）や周囲のＡＰと無線通信により交信する。具体的には、例えば、Wi-Fi やBluetooth、ZigBee、WiMAX、フェムトセルなどである。サービス通信部310及び無線通信部320は、物理的に別個のものでも共通のものであってもよい。共通の場合、例えば、無線ＬＡＮによりプロバイダに接続する一方で、その無線ＬＡＮで端末や周囲のＡＰにも接続する。
【００１６】
サービス把握部330は、サービス通信部310により接続可能なプロバイダ（11,12,13）が提供する通信サービスを認識するための処理を担う。例えば、図１に示すＡＰ30-1の場合、そのサービス把握部330は、サービスＩＤ「Ａ」のプロバイダ11だけでなく、サービスＩＤ「Ｂ」のプロバイダ12にも接続可能であることを認識するための処理を行う。このとき認識する情報が、本発明における接続情報に対応するものである。
【００１７】
上記のサービス把握部330による処理は、そのＡＰから接続可能なプロバイダのサービスを認識できるものであれば、任意のものでよい。例えば、ＡＰの管理者などが接続情報として事前にＡＰへ入力した情報を利用することができる。また、例えば、接続に関し初期設定されているプロバイダや特定のサーバに対し、接続情報を問い合わせ、これにより得られた情報を利用するという方法でもよい。さらにまた、プロバイダのそれぞれに接続を試行して、何れのプロバイダと接続できたかを記録し、その記録を接続情報として利用するという試行錯誤の方法でもよい。
【００１８】
マルチホップネットワーク通信部340は、本発明における無線ネットワーク通信部に対応するものであり、周囲のＡＰとの間でマルチホップの無線ネットワークを構築して通信する処理を担う。図１に記された点線は、マルチホップの無線ネットワークにおけるノード（ＡＰ）間の接続関係を表す。マルチホップネットワーク通信部340は、図２に示すように、通知機能341，記憶機能342，転送機能343を備える。
【００１９】
通知機能341は、前述のサービス把握部330が認識した接続情報、すなわち自ノードから接続可能なプロバイダのサービスに関する情報を、周囲のＡＰに通知する。図１のＡＰ30-2を例に挙げると、このＡＰ30-2は、回線21を介してプロバイダ11またはプロバイダ12に接続可能である。よって、ＡＰ30-2の接続情報には、これらのプロバイダ（11,12）のサービスＩＤ「Ａ」及び「Ｂ」が含まれる。ＡＰ30-2の通知機能341は、この接続情報を後述の通知パケットにより周囲のＡＰへ通知する。
【００２０】
記憶機能342は、自ノードから発信した通知パケットあるいは他ノードからの通知パケットをもとに、各ＡＰから接続可能なプロバイダに関する情報や、各ＡＰへの経路に関する情報を記録する。
【００２１】
転送機能343は、記憶機能342に記憶された経路の情報をもとに、他ノードあるいは端末（41,42）から受信したパケットを、目的のサービスを提供するプロバイダに接続可能なＡＰへ転送する。
【００２２】
図３に示すフローチャートに沿って、本実施形態における各ＡＰ30（30-1,30-2,30-3,30-4）の動作を説明する。本実施形態では、マルチホップの無線ネットワークを定期的に構築するために、ＡＰ30間で通知パケットにより接続情報を定期的に通知し合う。
【００２３】
まず、サービス把握部330が、前述したような方法により、自ノードから接続可能なプロバイダのサービスを認識する（ステップS1）。そして、通知パケットを送信すべきタイミングが到来すると（ステップS2：Yes）、サービス把握部330が認識した接続情報を含む通知パケットを、周辺のＡＰに対しブロードキャスト通信により発信する（ステップS3）。
【００２４】
図４に、ＡＰ30-2が作成して発信する通知パケットの例を示す。この通知パケットには、ＡＰ30-2から接続可能なプロバイダのサービスＩＤが「Ａ」及び「Ｂ」であることが記述される。ホップ数「０」は、この通知パケットの発信元であるＡＰ30-2から、サービスＩＤ「Ａ」及び「Ｂ」の各プロバイダ（11,12）に対し、他のＡＰを経由することなく直接的に接続できることを表す。
【００２５】
各ＡＰ30は、他ノードから通知パケットを受信した場合（ステップS4：Yes）、その通知パケットをもとに接続情報や経路の情報を記録する（ステップS5）。図５に、ＡＰ30-3が、ＡＰ30-2からの通知パケット（図４）と、ＡＰ30-4からの通知パケット（図示略）とを受信した場合に記録する経路表の例を示す。この経路表の項目には、パケットの宛先としてのサービスＩＤが記述される「宛先」と、その宛先に対応したプロバイダに至るまでに経由するＡＰの数である「ホップ数」と、その宛先への転送時の次ホップである「送信先」とが設けられている。経路表の「ホップ数」は、受信した通知パケット（図４）に記載の「ホップ数」に１を加算したものである。
【００２６】
図５の経路表によれば、ＡＰ30-3は、サービスＩＤ「Ａ」あるいは「Ｂ」を宛先としたパケットを転送する場合、次ホップがＡＰ30-2の経路または次ホップがＡＰ30-4の経路にパケットを送信すればよいことを認識できる。
【００２７】
また、各ＡＰ30は、他ノードから通知パケットを受信した場合は、それに自ノードの接続情報を付加してブロードキャスト通信により転送する（ステップS6）。例えば、ＡＰ30-3が、前述したＡＰ30-2からの通知パケット（図４）を転送する場合、その通知パケットは、図６に示すようなものとなる。この通知パケットには、ＡＰ30-2からの通知パケットに基づく情報61と、ＡＰ30-3の接続情報、すなわちＡＰ30-3がサービスＩＤ「Ｃ」のプロバイダ（13）に接続可能であるという情報62が記述される。情報61は、ＡＰ30-3からサービスＩＤ「Ａ」又は「Ｂ」のプロバイダ（11,12）へ至るまでには、１つのＡＰ（30-2）を経由することを表す。
【００２８】
各ＡＰ30は、宛先がサービスＩＤであるパケットを受信したとき（ステップS7：Yes）、そのサービスＩＤのプロバイダに自ノードが接続されているかどうかを確認する。これは、前述のステップS1で認識した情報から確認することができる。確認の結果、対象のプロバイダに接続可能な場合は（ステップS8：Yes）、そのプロバイダにパケットを転送する（ステップS9）。
【００２９】
具体的には、図１のＡＰ30-4が、例えば、宛先がサービスＩＤ「Ｃ」のパケットを、端末41からＡＰ30-1を経て受信したとする。ＡＰ30-4は、サービスＩＤ「Ｃ」のプロバイダ13に接続できることから、受信したパケットを回線22を通じてプロバイダ13へ転送する。
【００３０】
一方、宛先のプロバイダが自ノードから接続できないものである場合は（ステップS8：No）、前述のように記録した経路表から、今回の宛先に対応する候補を検索する（ステップS10）。そして、候補が複数ある場合は、そこから１つを選択し、選択した経路の次ホップにパケットを転送する（ステップS11,S12）。
【００３１】
具体的には、例えばＡＰ30-3が、宛先がサービスＩＤ「Ａ」のパケットを端末42から受信した場合に、そのパケットを、図５の経路表における宛先「Ａ」に関する経路へ転送するというケースである。ここでは、宛先「Ａ」に関する経路が２つあり、宛先までのホップ数に両者間で差異がある。このような場合は、ホップ数が最も少ない経路、すなわち次ホップがＡＰ30-2の経路を選択することで、転送が効率化される。
【００３２】
本実施形態によれば、各ＡＰが、自ノードから接続可能なプロバイダを把握して、それを他ノードとの間で通知し合うことから、パケットの転送経路をより多く認識することができる。これにより、マルチホップの無線ネットワークにおいて経路を効率化することができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
前述の第１の実施形態のように、マルチホップの無線ネットワークを定期的に構築する形態をプロアクティブ型と呼ぶ。一方で、端末がサービスを利用するときなど、必要に応じてマルチホップの無線ネットワークを構築するリアクティブ型がある。このリアクティブ型の実施形態を以下に説明する。なお、本実施形態のシステム構成は、基本的には前述のシステム100（図１）と同様であり、説明を省略する。
【００３４】
図７に、本実施形態における各ＡＰ30（30-1,30-2,30-3,30-4）の構成を示す。図示の構成において、前述の実施形態のもの（図２）との違いは、マルチホップネットワーク通信部340が、プロアクティブ型のための通知機能341に代えて、リアクティブ型のための探索機能344を備える点である。探索機能344は、パケットを受信した際に、後述の探索パケットを用いて経路の情報を探索する機能である。
【００３５】
図８に示すフローチャートに沿って、本実施形態における各ＡＰ30の動作を説明する。まず、サービス把握部330が、前述したような方法により、自ノードから接続可能なプロバイダのサービスを認識する（ステップS21）。
【００３６】
各ＡＰ30は、宛先にサービスＩＤが記述されたパケットを受信したとき（ステップS22：Yes）、そのサービスＩＤのプロバイダに自ノードが接続されているかどうかを確認する。対象のプロバイダに接続可能な場合は（ステップS23：Yes）、そのプロバイダにパケットを転送する（ステップS24）。
【００３７】
一方、宛先のプロバイダが、自ノードから接続できないものである場合は（ステップS23：No）、そのプロバイダに接続可能なノードへの経路の情報を探索するための探索パケットを発信する（ステップS25）。
【００３８】
図９に、探索パケットの一例を示す。この探索パケットは、ＡＰ30-3が、宛先がサービスＩＤ「Ａ」のパケットを端末42から受信した場合に発信するものである。探索パケットは、例えば、ブロードキャスト通信により送信し、宛先のプロバイダに接続できるノードに受信されるまで転送する。また、図示の探索パケットのように、転送ごとに加算される「ホップ数」を設定し、その値について各ノードで共通の上限を設けることにより、無限に転送されることを防止できる。
【００３９】
探索パケットを受信したノードは、そのパケットの内容をもとに経路を記録する。図１０は、ＡＰ30-3からの探索パケット（図９）を受信したＡＰ30-2が記録する経路である。ここでは、宛先がＡＰ30-3であるパケットをＡＰ30-2が受信した場合に、それを直接ＡＰ30-3へ送信すればよいことが記録されている。
【００４０】
また、探索パケットを受信したノードが、「宛先」に対応したプロバイダに接続されている場合、その旨を応答するための応答パケットを返信する。図１１は、ＡＰ30-3からの探索パケット（図９）を受信したＡＰ30-2が返信する応答パケットの例である。この応答パケットには、「送信者」のＡＰ30-2から「宛先」のサービスＩＤ「Ａ」のプロバイダまでのホップ数が「０」、すなわち、このプロバイダにＡＰ30-2が直接的に接続可能であることが示されている。
【００４１】
各ＡＰ30は、応答パケットを受信したとき（ステップS26：Yes）、その内容をもとに経路を記録する（ステップS27）。図１２は、ＡＰ30-2からの応答パケット（図１１）と、ＡＰ30-4からの応答パケット（図示略）とを受信したＡＰ30-3が記録する経路である。この記録から、ＡＰ30-3は、サービスＩＤ「Ａ」を宛先としたパケットを転送する場合に、次ホップがＡＰ30-2の経路と、次ホップがＡＰ30-4の経路とがあることを知ることができる。
【００４２】
なお、１件の応答パケットを受信した時点で経路探索を終了してもよいが、より多くの経路を把握するために、所定期間は応答パケットを待機するようにしてもよい。そのためには、例えば、探索パケットの発信とともにタイマ処理を開始し、それがタイムアウトするまで、応答パケットを待機する（ステップS28）。これにより、より多くの応答パケットを収集することが可能になる。
【００４３】
経路を記録し終えると、各ＡＰ30は、前述の実施形態と同様にしてパケットを転送する（図３：S10〜S12）。すなわち、今回の宛先に対応する候補を経路表から検索し（ステップS29）、そこから今回の転送に使用する経路を選択する（ステップS30）。例えば、「Ａ」を宛先としたパケットを転送するＡＰ30-3の場合、図１２の経路表から、最もホップ数が少ないＡＰ30-2の経路を選択することができる。そして、選択した経路にパケットを転送する（ステップS31）。
【００４４】
本実施形態によれば、前述の第１の実施形態と同様な効果ある。また、リアクティブ型の制御により、必要に応じてマルチホップの無線ネットワークが構築されるので、各ＡＰに処理負荷がかかり難いという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る各実施形態のシステムの構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるＡＰの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるＡＰのフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態における通知パケットの説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における経路表の説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における通知パケットの説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態におけるＡＰの構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態におけるＡＰのフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態における探索パケットの説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態における経路表の説明図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態における応答パケットの説明図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態における経路表の説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
100  システム
11,12,13  プロバイダ
21,22  回線
30-1,30-2,30-3,30-4  ＡＰ（アクセスポイント）
41,42  端末
【図１】
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【図２】
2010074504.tif 000004
【図３】
2010074504.tif 000005
【図４】
2010074504.tif 000006
【図５】
2010074504.tif 000007
【図６】
2010074504.tif 000008
【図７】
2010074504.tif 000009
【図８】
2010074504.tif 000010
【図９】
2010074504.tif 000011
【図１０】
2010074504.tif 000012
【図１１】
2010074504.tif 000013
【図１２】
2010074504.tif 000014