(57)【要約】【課題】  ＰＡＤＩパケットを受信したときにその宛先アドレスを所定のブロードバンドアクセスサーバのＭＡＣアドレスに書き換えて送信するレイヤ２スイッチ装置を提供する。【解決手段】  少なくとも２以上の接続ポート３５を有し、この接続ポート３５のいずれかが受信したレイヤ２レベルのパケットを、残りの接続ポート３５の少なくとも一つから送信するレイヤ２スイッチ装置３を、パケットの送受信を制御するパケット処理部３１と、通信可能なブロードバンドアクセスサーバ（ＢＡＳ４）のＭＡＣアドレスが記憶されたアドレスデータベース３３と、ＢＡＳ４の選択ポリシーが記憶された振り分けポリシー情報３４とを有して構成する。そして、パケット処理部３１が、パケットがＰＡＤＩパケットであるときに、振り分けポリシー情報３４に基づいてアドレスデータベース３３から１台のＢＡＳ４を選択し、パケットの宛先アドレスを、選択されたＢＡＳ４のＭＡＣアドレスに書き換えて送信するように構成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２以上の接続ポートを有し、前記接続ポートのいずれかが受信したレイヤ２レベルのパケットを、残りの前記接続ポートの少なくとも１つから送信するレイヤ２スイッチ装置であって、
前記パケットの送受信を制御するパケット処理手段と、
通信可能なブロードバンドアクセスサーバのＭＡＣアドレスが記憶されたアドレスデータベースと、
前記ブロードバンドアクセスサーバの選択ポリシーが記憶された振り分けポリシー情報とを有し、
前記パケット処理手段が、
受信した前記パケットがＰＡＤＩパケットであるときに、
前記振り分けポリシー情報に基づいて前記アドレスデータベースから１台の前記ブロードバンドアクセスサーバを選択し、前記パケットの宛先アドレスを、選択された前記ブロードバンドアクセスサーバの前記ＭＡＣアドレスに書き換えて送信するように構成されたことを特徴とするレイヤ２スイッチ装置。
【請求項２】
前記パケット処理手段が、
前記パケットのイーサタイプが０ｘ８８６３であり、且つ、前記宛先アドレスがブロードキャストアドレスであるときに、受信した前記パケットがＰＡＤＩパケットであると判断するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のレイヤ２スイッチ装置。
【請求項３】
前記ブロードバンドアクセスサーバを監視するＢＡＳ監視手段を有し、
前記ＢＡＳ監視手段が、前記アドレスデータベースに記憶されている前記ブロードバンドアクセスサーバの前記ＭＡＣアドレスを前記宛先アドレスに設定したＰＡＤＩパケットを送信し、前記ＰＡＤＩパケットに対してＰＡＤＯパケットが返信された前記ブロードバンドアクセスサーバの状態を正常として前記アドレスデータベースに記憶し、
前記パケット処理手段が、前記状態が正常である前記ブロードバンドアクセスサーバを選択して、前記パケットの前記宛先アドレスを書き換えるように構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のレイヤ２スイッチ装置。
【請求項４】
前記ブロードバンドアクセスサーバを監視するＢＡＳ監視手段を有し、
前記ＢＡＳ監視手段が、前記宛先アドレスにブロードキャストアドレスが設定されたＰＡＤＩパケットを送信し、前記ＰＡＤＩパケットに対してＰＡＤＯパケットが返信された前記ブロードバンドアクセスサーバの状態を正常として前記アドレスデータベースに記憶し、
前記パケット処理手段が、前記状態が正常である前記ブロードバンドアクセスサーバを選択して、前記パケットの前記宛先アドレスを書き換えるように構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のレイヤ２スイッチ装置。
【請求項５】
前記パケット処理手段が、前記ブロードバンドアクセスサーバに割り当てられた端末数を記憶するように構成され、
前記振り分けポリシー情報が、前記端末数の最も少ない前記ブロードバンドアクセスサーバを選択して、前記パケットの前記宛先アドレスを書き換えるように設定されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のレイヤ２スイッチ装置。
【請求項６】
前記パケット処理手段が、前記宛先アドレスの書き換えの対象としない前記ブロードバンドアクセスサーバを記憶するように構成され、
前記振り分けポリシー情報が、前記書き換えの対象としない前記ブロードバンドアクセスサーバを除外して前記ブロードバンドアクセスサーバを選択して、前記パケットの前記宛先アドレスを書き換えるように設定されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のレイヤ２スイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レイヤ２レベルのパケットの送受信を行うレイヤ２スイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にブロードバンドネットワークにおけるアクセス方式には、イーサネット（登録商標）上でＰＰＰ（ポイント・ツー・ポイントプロトコル）の認証機能を利用可能なＰＰＰｏＥ（「PPP over Ethernet」の略であり、ＲＦＣ２５１６に定義されている）を用いている。
【０００３】
図６にＰＰＰｏＥを用いたネットワークの構成を示す。通常、ブロードバンドネットワークの加入者の端末（コンピュータ）１には、ＰＰＰｏＥソフトウェア１ａがインストールされており、この端末１は、ＤＳＬモデム２を介して通信事業者の集線装置（レイヤ２スイッチ装置３）に接続されている。このレイヤ２スイッチ装置３は加入者を管理するシステムであるブロードバンドアクセスサーバ（ＢＡＳ）４に接続され、さらに、このＢＡＳ４を介して、インターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）のシステム５やインターネット６に接続している。
【０００４】
ＢＡＳ４は、ＰＰＰｏＥを用いて加入者端末１と通信を行い、この加入者の認証を行うと同時に、この加入者が指定するＩＳＰのシステム５への接続等を行う。そのため、ＢＡＳ４に障害が発生したりメインテナンスのために停止したりすると、加入者はネットワークを利用することができなくなるため、通信事業者は、継続したサービスを加入者に提供可能なように、ブロードキャストドメイン内にＢＡＳ４を複数台設置して信頼性を確保している。端末１が複数のＢＡＳ４から１台を選択する処理もＰＰＰｏＥを用いて行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１９８５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＰＰＰｏＥを用いてＢＡＳ４を選択する場合、どのＢＡＳ４を選択するかは端末１（ＰＰＰｏＥソフトウェア１ａ）の処理に依存することになり、通信事業者はこれを制御することができない。そのため、負荷分散のために複数のＢＡＳ４に均等にセッションを振り分けることができないという課題や、メインテナンス等に備えて、所定のＢＡＳ４（メインテナンスの対象でないＢＡＳ４）にセッションを集中させることができないという課題があった。
【０００７】
端末１に実装されたＰＰＰｏＥソフトウェア１ａにおいて、接続するＢＡＳ４を明示的に指定させる方法もあるが、そのような設定をできるソフトウェア１ａは特殊なものであり、また、ＢＡＳ４のアドレス（ＭＡＣアドレス）を指定できたとしても加入者への通知手段や手入力による設定等が必要となり現実的でない。
【０００８】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、ＰＡＤＩパケットを受信したときにその宛先アドレスを所定のブロードバンドアクセスサーバのＭＡＣアドレスに書き換えて送信するレイヤ２スイッチ装置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】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明に係るレイヤ２スイッチ装置は、少なくとも２以上の接続ポートを有し、この接続ポートのいずれかが受信したレイヤ２レベルのパケットを、残りの接続ポートの少なくとも１つから送信するものであり、パケットの送受信を制御するパケット処理手段（例えば、実施形態におけるパケット処理部３１）と、通信可能なブロードバンドアクセスサーバのＭＡＣアドレスが記憶されたアドレスデータベースと、ブロードバンドアクセスサーバの選択ポリシーが記憶された振り分けポリシー情報とを有して構成される。そして、パケット処理手段が、受信したパケットがＰＡＤＩパケットであるときに、振り分けポリシー情報に基づいてアドレスデータベースから１台のブロードバンドアクセスサーバを選択し、パケットの宛先アドレスを、選択されたブロードバンドアクセスサーバのＭＡＣアドレスに書き換えて送信するように構成される。
【００１０】
このとき、パケット処理手段が、パケットのイーサタイプが０ｘ８８６３であり、且つ、宛先アドレスがブロードキャストアドレスであるときに、受信したパケットがＰＡＤＩパケットであると判断するように構成されることが好ましい。
【００１１】
また、ブロードバンドアクセスサーバを監視するＢＡＳ監視手段（例えば、実施形態におけるＢＡＳ監視部３２）を有し、このＢＡＳ監視手段が、アドレスデータベースに記憶されているブロードバンドアクセスサーバのＭＡＣアドレスを宛先アドレスに設定したＰＡＤＩパケットを送信し、このＰＡＤＩパケットに対してＰＡＤＯパケットが返信されたブロードバンドアクセスサーバの状態を正常としてアドレスデータベースに記憶し、パケット処理手段が、状態が正常であるブロードバンドアクセスサーバを選択して、パケットの宛先アドレスを書き換えるように構成されることが好ましい。あるいは、ＢＡＳ監視手段が、宛先アドレスにブロードキャストアドレスが設定されたＰＡＤＩパケットを送信し、このＰＡＤＩパケットに対してＰＡＤＯパケットが返信されたブロードバンドアクセスサーバの状態を正常としてアドレスデータベースに記憶し、パケット処理手段が、状態が正常であるブロードバンドアクセスサーバを選択して、パケットの宛先アドレスを書き換えるように構成されることが好ましい。
【００１２】
さらに、パケット処理手段が、ブロードバンドアクセスサーバに割り当てられた端末数を記憶するように構成され、振り分けポリシー情報が、この端末数の最も少ないブロードバンドアクセスサーバを選択して、パケットの宛先アドレスを書き換えるように設定されていることが好ましい。
【００１３】
あるいは、パケット処理手段が、宛先アドレスの書き換えの対象としないブロードバンドアクセスサーバを記憶するように構成され、振り分けポリシー情報が、書き換えの対象としないブロードバンドアクセスサーバを除外してブロードバンドアクセスサーバを選択して、パケットの宛先アドレスを書き換えるように設定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るレイヤ２スイッチ装置を以上のように構成すると、ＰＰＰｏＥで接続をしようとする端末等やブロードバンドアクセスサーバに影響を与えることなしに、このレイヤ２スイッチ装置でＰＡＤＩパケットの宛先アドレスを書き換えて、選択されるブロードバンドアクセスサーバを制御することができ、加入者に複数のブロードバンドアクセスサーバを提供して信頼性を確保しつつ、システム健全時における柔軟な運用を可能とすることができる。このとき、パケットのイーサタイプと宛先アドレスを調べることによりこのレイヤ２スイッチ装置３で送受信されるパケットの中からＰＡＤＩパケットを識別することができる。
【００１５】
また、このレイヤ２スイッチ装置からＰＡＤＩパケットを送信し、ＰＡＤＯパケットが返信されたブロードバンドアクセスサーバの状態を正常として監視することにより、障害が発生したり停止したりしているブロードバンドアクセスサーバを宛先アドレスの書き換え対象から除外することができ、信頼性を向上させることができる。
【００１６】
さらに、ブロードバンドアクセスサーバ毎に宛先アドレスを書き換えて割り当てた端末数を記憶しておき、割り当てられた端末数の最も少ないブロードバンドアクセスサーバを割り当てるように構成することにより、負荷分散を行うことができる。あるいは、宛先アドレスの書き換え対象としないブロードバンドアクセスサーバを記憶して割り当てないようにすることにより、メインテナンス等が計画されているブロードバンドアクセスサーバを宛先アドレスの書き換え対象としないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、簡単にＰＰＰｏＥを用いて、端末１が複数のＢＡＳ４から１台を選定して通信を開始する処理について図１を用いて説明する。なお、ＰＰＰｏＥにおいては、ＢＡＳ４を探してセッションを確立するステージ（ディスカバリーステージ）と、確立したセッションによりインターネット６等と通信を行うステージ（ＰＰＰセッションステージ）とがあるが、ここでは、ディスカバリーステージについてのみ説明する。
【００１８】
端末１がネットワークに接続する場合、最初に、ＰＡＤＩ（PPPoE Active Discovery Initiation）パケットを送信する。このＰＡＤＩパケットは、そのイーサネットフレームの宛先アドレスに、イーサネットブロードキャストアドレスが設定されている。そのため、このＰＡＤＩパケットを受信したレイヤ２スイッチ装置３は、このレイヤ２スイッチ装置３のこの端末１が接続されているポートを除くポートからＰＡＤＩパケットを複製して送信する。
【００１９】
ＰＡＤＩパケットを受信したＢＡＳ４（第１ＢＡＳ４ａ，第２ＢＡＳ４ｂ）は、それぞれ、ＰＡＤＯ（PPPoE Active Discovery Offer）パケットを端末１に送信する。このとき、ＰＡＤＯパケットの宛先アドレスには、ＰＡＤＩパケットを送信した端末１のＭＡＣアドレスが設定されている（すなわち、ユニキャストアドレスが設定される）。そして、このＰＡＤＯパケットを受信した端末１は、これらのＰＡＤＯパケットから１台のＢＡＳ４を選択し、そのＢＡＳ４にＰＡＤＲ（PPPoE Active Discovery Request）パケットを送信する。なお、図１においては、第１ＢＡＳ４ａが選択された場合を示している。このＰＡＤＲパケットの宛先アドレスもユニキャストアドレスであって、第１ＢＡＳ４ａのＭＡＣアドレスが設定される。最後に、このＰＡＤＲパケットを受け取った第１ＢＡＳ４ａがＰＡＤＳ（PPPoE Active Discovery Session-confirmation）パケットを端末１に送信して、ディスカバリーステージを終了し、このＰＡＤＳパケットを受け取った端末１は、ＰＰＰセッションステージに移行する。このＰＡＤＳパケットの宛先アドレスもユニキャストであって、端末１のＭＡＣアドレスが設定される。
【００２０】
なお、図示しないが、ＰＰＰｏＥセッションを終了する場合に、ＰＡＤＴ（PPPoE Active Discovery Terminate）パケットが送信されるが、このパケットの宛先アドレスもユニキャストアドレスである。
【００２１】
それでは、ＰＰＰｏＥにおけるディスカバリーステージにおいて、接続するＢＡＳ４を端末１に関係なく通信事業者が制御するためのレイヤ２スイッチ装置３について説明する。このレイヤ２スイッチ装置３は、端末１からＰＡＤＩパケット（ブロードキャストパケット）を受信したときに、所定のＢＡＳ４にだけそのパケットを送信するものである。このレイヤ２スイッチ装置３は、図２に示すように、複数のポート３５（３５ａ〜３５ｃ）を有しており、これらのポート３５に接続された端末１やＢＡＳ４（４ａ，４ｂ）との間で送受信されるパケットを相互に転送するパケット処理部３１と、ＢＡＳ４を監視して、パケット処理部３１により端末１から受信したＰＡＤＩパケットに割り当てるＢＡＳ４を制御するＢＡＳ監視部３２とから構成される。
【００２２】
パケット処理部３１は、端末１から送信されたパケットの宛先アドレスがユニキャストアドレスのときは、そのユニキャストアドレスに対応するポート３５（３５ｂまたは３５ｃ）からそのパケットを送信し、ブロードキャストアドレスのときはそのパケットを複製して所定のポート（この場合、ＢＡＳ４が接続されているポート３５ｂ，３５ｃ）から送信する。また、レイヤ２スイッチ装置３は、このレイヤ２スイッチ装置３と通信可能な（同一のブロードキャストドメイン内にある）ＢＡＳ４のＭＡＣアドレスが記憶されたアドレスデータベース３３と、端末１からＰＡＤＩパケットを受信したときに、どのＢＡＳ４にそのＰＡＤＩパケットを送信するかを決定するための振り分けポリシー情報３４とを有している。
【００２３】
ここで、アドレスデータベース３３には、予めこのレイヤ２スイッチ装置３と通信可能なＢＡＳ４のＭＡＣアドレスを通信事業者が設定するように構成しても良いし、ＢＡＳ監視部３２が、パケット処理部３１を介してＢＡＳ４にＰＡＤＩパケット（ブロードキャストパケット）を送信し、これを受信したＢＡＳ４から送信されるＰＡＤＯパケットを受信して接続されているＢＡＳ４をスキャンすることにより、このＰＡＤＯパケットに設定されたＢＡＳ４のＭＡＣアドレスをアドレスデータベース３３に記憶するように構成しても良い。
【００２４】
また、ＢＡＳ４に障害が発生したり、メインテナンスにより停止されたりしていると、端末１が通信できなくなるため、ＢＡＳ監視部３２は、所定の時間間隔でＢＡＳ４の状態を監視するように構成されている。例えば、図３に示すように、ＢＡＳ監視部３２は、一定時間毎に、アドレスデータベース３３に記憶されているＢＡＳ４の各々に対して各ＢＡＳ４のＭＡＣアドレスを宛先アドレスとして（すなわちユニキャストパケットとして）ＰＡＤＩパケットを送信し、所定の時間内にＰＡＤＯパケットが返信されたＢＡＳ４については、正常な状態であるとしてアドレスデータベース３３に記憶し、所定の時間内にＰＡＤＯパケットを受信することができない場合は、異常な状態であるとしてアドレスデータベース３３に記憶する。なお、このときも、ＰＡＤＩパケットをブロードキャストパケットして送信し、所定の時間内にＰＡＤＯパケットを返信したＢＡＳ４について正常な状態であるとしてアドレスデータベース３３に記憶するように構成することも可能である。
【００２５】
上述のように、レイヤ２スイッチ装置３のパケット処理部３１は、図４に示すとおり、ディスカバリーステージにおいて端末１から送信されてポート３５ａにより受信されたパケットを識別し、そのパケットがＰＡＤＩパケットのときは、イーサネットフレームの宛先アドレスを、振り分けポリシー情報３４に基づいてアドレスデータベース３３から選択して置き換え、所定のポート３５ｂ，３５ｃから送信するように構成されている（図４においては第１ＢＡＳ４ａが選択された場合を示している）。この処理について、図５を用いて説明する。
【００２６】
パケット処理部３１は、ポート３５（例えば、ポート３５ａ）からパケットを受信すると、そのパケットのイーサネットフレームを構成するイーサタイプが０ｘ８８６３であるか否かを検査する（ステップＳ１００）。上述のように、ＰＰＰｏＥにおいては、ディスカバリーステージとＰＰＰセッションステージがあり、ディスカバリーステージのときはイーサタイプに０ｘ８８６３が設定され、ＰＰＰセッションステージのときはイーサタイプに０ｘ８８６４が設定されている。イーサタイプが０ｘ８８６３でないときは、ＰＡＤＩパケットではないため、そのままポート３５（３５ｂ，３５ｃ）からそのパケットを送信する（ステップＳ１０３）。
【００２７】
受信したパケットのイーサタイプが０ｘ８８６３であった場合は（ステップＳ１００）、次に、イーサネットフレームを構成する宛先アドレスがブロードキャストアドレスであるか否かを検査する（ステップＳ１０１）。イーサタイプ０ｘ８８６３であるとき、すなわち、ＰＰＰｏＥにおけるディスカバリーステージであるときに送信されるパケット（ＰＡＤＩ，ＰＡＤＯ，ＰＡＤＲ，ＰＡＤＳ，ＰＡＤＴ）のうち、宛先アドレスにブロードキャストアドレスが設定されるのはＰＡＤＩパケットのときだけだからである。宛先アドレスがブロードキャストアドレスでない場合は、そのパケットをそのままポート３５（３５ｂ，３５ｃ）から送信する（ステップＳ１０３）。
【００２８】
受信したパケットの宛先アドレスがブロードキャストアドレスであった場合は（ステップＳ１０１）、パケット処理部３１は、アドレスデータベース３３に記憶されているＢＡＳ４のうち正常な状態にあるものから、振り分けポリシー情報３４に従って一台のＢＡＳ４を選択し、そのＭＡＣアドレス（すなわち、ユニキャストアドレス）に、受信したパケットの宛先アドレスを書き換える（ステップＳ１０２）。
【００２９】
なお、パケット処理部３１は、ＰＡＤＳパケットを監視し、ＢＡＳ４毎に接続されている端末数を記憶するように構成されている。具体的には、パケット処理部３１は、ＰＡＤＳパケットを受信すると、ＢＡＳ４のＭＡＣアドレス毎に、そのＢＡＳ４に接続されている端末数（ＰＰＰｏＥセッションＩＤの対応数）をカウントして記憶するように構成されている。また、パケット処理部３１はＰＡＤＴパケットを監視し、ＰＰＰｏＥセッションが終了した場合は、そのＢＡＳ４に接続されている端末数を減らすように構成される。同様に、一定時間以上通信がないＰＰＰｏＥセッションに対しても接続されている端末数を減らすように構成される。
【００３０】
ここで、振り分けポリシー情報３４の設定内容としては、「パケット処理部３１が記憶しているＢＡＳ４毎の端末数から、接続されている端末数の最も少ないＢＡＳ４を選択する」という振り分けポリシーに設定することができる。これにより、複数のＢＡＳ４に対してその負荷が均等になるように、端末１を振り分けることができる。あるいは、メインテナンスを行うＢＡＳ４があるような場合には、そのＢＡＳ４の情報を除外対象ＢＡＳとしてパケット処理部３１に記憶しておき、パケット処理部３１が「その除外対象ＢＡＳを選択対象から除外する」という振り分けポリシーに設定することができる。これにより、その設定以降は除外されたＢＡＳ４に接続される（宛先アドレスが書き換えられる）端末１は無くなり、メインテナンスのためにＢＡＳ４を停止しても加入者にメインテナンスの影響を与えないようにすることができる。
【００３１】
そして、以上のようにして宛先アドレスが書き換えられたパケットは、ポート３５（３５ｂ，３５ｃ）から送信される（ステップＳ１０３）。なお、このアドレス置換処理（Ｓ１０２）において、宛先アドレス以外（例えば、送信元アドレス等）は書き換えを行わない。
【００３２】
以上のようにレイヤ２スイッチ装置３を構成すると、端末１（ＰＰＰｏＥソフトウェア１ａ）やＢＡＳ４は現状のものを利用した状態で、このレイヤ２スイッチ装置３により、利用されるＢＡＳ４の選択を制御することができるため、このＢＡＳ４に接続される端末１の台数を均等に振り分けて負荷分散を行うことや、メインテナンス等により停止するＢＡＳ４には端末１が接続されないようにすることができるため、加入者に複数のＢＡＳ４を提供して信頼性を確保しつつ、システム健全時における柔軟な運用を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ディスカバリーステージにおける端末とＢＡＳとの間のパケットのやり取りを示すダイアグラムである。
【図２】本発明に係るレイヤ２スイッチ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】ＢＡＳを監視するときのパケットのやり取りを示すダイアグラムである。
【図４】ＰＡＤＩパケットを書き換えるときを示すダイアグラムである。
【図５】宛先アドレスの書き換え処理を示すフローチャートである。
【図６】ＰＰＰｏＥを用いたネットワークの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３４】
３  レイヤ２スイッチ装置
４  ＢＡＳ（ブロードバンドアクセスサーバ）
３１  パケット処理部（パケット処理手段）
３２  ＢＡＳ監視部（ＢＡＳ監視手段）
３３  アドレスデータベース
３４  振り分けポリシー情報
３５  ポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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