無線 LAN の副次的効果を基にした新情報サービス検討
永田 正樹 1),2), 磯部 千裕 2), 池田 清花 3), 山崎 國弘 1),2), 長谷川 孝博 1)
1) 静岡大学 情報基盤センター
2) 株式会社アバンセシステム
3) 静岡大学大学院 総合科学技術研究科
nagata.masaki@shizuoka.ac.jp

New Information Services Consideration
Based on Secondary Effect of Wireless LAN
Masaki Nagata 1),2), Chihiro Isobe 2), Sayaka Ikeda 3),
Kunihiro Yamazaki 1),2), Takahiro Hasegawa 1)
1) Center for Information Infrastructure, Shizuoka University
2) AvanceSystem Corporation
3) Graduate School of Integrated Science and Technology, Shizuoka University
概要
昨今，大学の情報通信基盤において無線 LAN 環境の充実は重要な要素となっている．静岡大学では従来の無線 LAN 環境利用逼迫のため，新たに複数回線を追加して利便性向上を図っている．本来，無線 LAN の用途は PC やスマートフォンなどを学内システムやインターネットに接続するための通信基盤の提供だが，無線 LAN 管理システムやアクセスポイントの通信ログを利用することで，無線 LAN 設置エリアの混雑把握や新たなアクセスポイント設置場所の検討など，本来の通信用途に加えて副次的な効果を得られた．本稿では無線LAN の副次的効果を概説し，これらを基にした新たな情報サービス創出の検討を行う．

1

はじめに

2

静岡大学の無線 LAN 環境

昨今，スマートフォンの普及が著しい．総務省

2.1 利用状況「平成 29 年度情報通信白書 [1]」によると，世帯

本学には大きく分けて 3 種類の無線 LAN 環境

単位のスマートフォン保有率は，2010 年の 9.7%にがある．1 つ目は情報基盤センター（以下，センタ対して，2016 年では 71.8%と 60 ポイント以上増加ー）が設置運用する全学無線 LAN で全学生およびしている．大学生の普及も増加しており 2019 年卒

教職員が利用できる，2 つ目は学部が独自に設置業予定者のスマートフォン保有率は 98.8%となっした無線 LAN で学部関係者のみが利用できる．3ている [2]．静岡大学（以下，本学）も同様である．

つ目は研究室などに設置されている無線 LAN で大学では，パソコンの必携化，スマートフォン研究室関係者のみが利用できる．本稿の対象はセやタブレット端末を用いた授業などの利用拡大でンターが運用する全学無線 LAN となる．

無線 LAN 環境の重要性が増している．本学では全センターにて管理している全学無線 LAN は，学に対して無線 LAN 環境を整備，提供しており，共通教室，図書館，福利厚生施設などを中心に整多くの学生および教職員が利用している．無線備され，静岡キャンパスと浜松キャンパスの２キ

LAN は，学内システムやインターネットへの接続

ャンパスの合計で 320 台の無線アクセスポイント環境を提供することが本来の目的であるが，無線（以下，AP）が設置されている．全学無線 LAN は

LAN を利用する際の各データを分析することで，統合認証基盤に接続され「静大 ID」と呼ぶ全学共無線 LAN 利用の動向を把握できることが副次的通のアカウント情報で利用する．利用端末の制限な効果として得られた．

をしていないため認証方式が適合していれば任意

本稿では，無線 LAN 利用の副次的効果を基にの製品を全学無線 LAN に接続できる．また，1 ア

した，無線 LAN 利用の新サービスを検討する．

カウント当たりの接続端末数の制限をしていない4,000

プライベートクラウド（焼津DC）

3,500

学内LAN限
定サーバ

月の平均値

3,000

静岡，浜松
キャンパス

2,000

パブリッククラウド
学内関係者
限定公開サーバ

コアスイッチ

2,500
接続端末数

既存回線
BGP
ルータ

UTM

センタースイッチ(合計12ブロック)
静大IoTEブロック

1,500

ルータ
公開サーバ

棟スイッチ

1,000

静大IoTE回線（eduroam）
フロア フロアスイッチ スイッチ

500

無線AP
2018年6月

2018年4月

2018年2月

2017年12月

2017年8月

2017年10月

2017年6月

2017年4月2017年2月

2016年12月

2016年8月

2016年10月

2016年6月

2016年4月

2016年2月

2015年12月

2015年8月

2015年10月

0

SSID:
学内接続

フロアスイッチ
小型サーバ

一般Webサイト，他コンテンツ

SSID:
eduroam

図 1 月毎の接続端末数の最小，最大，平均値

図 2 静大 IoTE

ため，一人のユーザがパソコンとスマートフォン

教室で許容数を超える接続要求を受ける場合もあなど複数端末を同時に接続する機会も多く見られる．

る．全学無線 LAN の 2 時間平均の 1 日の同時接続

2.3 課題

数は最も多い 2018 年 7 月で 3,700 端末，1 日に接静大 IoTE では，インターネットへ接続するた

続される端末数は 7,670 台に上る（図 1）．

めのネットワークセグメントを分割し，学内のト

2.2 静大 IoTE

ラフィック分散および，複数の無線 AP を用いて無線 AP の増設と接続端末数の増加に伴いイン端末の接続を分散し，無線 LAN 全体の安定性向上

ターネット接続のトラフィックが 1 ヵ所に集中すを図っている．しかし，端末は必ずしも最も近いる従来の方式では，利用集中による無線 LAN の性無線 AP に接続されるとは限らない．たとえば複能低下だけでなく，学内サーバへの接続や業務用数の端末を無線 LAN に接続しようとすると，それシンクライアントなど学内リソースの利用に支障ぞれの端末が異なる無線 AP に接続されるというが生じてきた．そこで，教育機関向けの相互利用こともある．無線 LAN は端末の性能の差異，電波無線 LAN 環境である「eduroam [3]」の導入に合わの混信状態や強度，端末接続状況など多くの要素せて，学内リソースでなくインターネット接続をが使用感に影響する．このため無線 LAN 利用が拡目的とした無線 LAN 環境「静大 IoTE（図 2）」を大するほど，接続端末集中による通信速度の低下構築した．これまで本学ではデータセンターのや利用可能場所の制約など，ユーザへの無線 LANUTM を経由してインターネットに接続していた利用の利便性が低下する懸念がある．

が，「静大 IoTE」では無線 LAN のトラフィックをデータセンターに集約せず，キャンパスから直接3インターネットに接続する構成とした．静大 IoTE

3.1 概要のネットワークセグメントは，キャンパスの建物

無線 LAN 接続端末数の可視化
ユーザが無線 LAN の利用状況を容易に把握でや学部単位で 12 のブロックに分散し，VLAN で学きることで，接続端末集中による通信速度の低下内ネットワークから完全に分離した構成である．などの影響に対する理解を得られるようにするシ

全学無線 LAN は，無線 AP のマルチ SSID 機能ステムを構築した．無線 AP の設置場所を建物平を用いて，学内リソースへ接続するネットワーク面図に配置し，端末接続数の変化をグラフィカルと，インターネットへ接続する eduroam ネットワに表示することで，混雑状況や利用可能範囲を一ークの 2 つの SSID で運用している．キャンパス目で確認できる．図 3 はシステム概要，表 1 はシ

内の SSID はすべて共通にしており，ユーザがキャステム環境である．システムはリアルタイムの接ンパス内で移動した場合でも，ローミング機能で続端末と過去の接続端末数を可視化できる．リア

最寄りの無線 AP に接続して利用できる．1 つの無ルタイムでの可視化は，無線 LAN ネットワーク管線 AP は 2.4GHz 帯と 5GHz 帯を合わせて最大 248端末を同時に接続できる．端末が集中した場合には周辺の無線 AP に接続されることもあり，1 つの理システムから現在の接続端末情報を取得し，その情報をリアルタイム接続端末情報 DB に記録する．可視化は接続端末可視化機能にて，アクセスパブリッククラウドサーバ（新設）
無線LAN接続端末数可視化システム
リアルタイム
接続端末解析機能

リアルタイム
接続端末情報 DB

過去接続端末
情報 DB

接続端末数
可視化機能

安否確認用
所在情報提供機能

ユーザ＋端末
管理用DB

パブリッククラウドサーバ（既設）無線LAN管理サーバ
RRDtool

無線ネットワーク管理システム

接続端末MACアドレス

統計情報
集計結果

過去接続端末解析機能
eduroamIdP
個人ID,MACアドレス

アクセスポイント設置場所 DB

認証機能

認証ログ
解析機能

個人IDと端末接続情報を紐づけて管理

キャンパス図 3 システム概要
ポイント設置場所 DB から無線 AP 設置場所，リアルタイム接続端末情報 DB から接続端末数をそ

表 1 システム環境

れぞれ取得し，Web サイトに表示する．過去の接接続端末数可視化システム
Azure Virtual Machines
D1 v2

続端末数の可視化は，RRDtool から過去の接続情

OSCentOS 7.4

報を取得し，無線 AP の 5 分平均の接続数を過去

アプリケーション

Apache 2.4.6, PostgreSQL 9.6.9

接続端末情報 DB に記録する．可視化はリアルタ

無線LAN管理サーバ
Cloudnイムでの可視化と同要領で，接続端末数を過去接続端末 DB から取得し，Web サイトに表示する．
3.2 接続端末数可視化システム
接続端末数可視化システムは，接続端末数のフロアマップ上への可視化と RRD ツール出力デー

PHP 7.2.5, HTML/CSS/JavaScript
FLATタイププランv1
WindowsServer2012R2

OS
アプリケーション
eduroam IdP

IIS 8.5, UNIFAS 2.90

Azure Virtual Machines
OSD2 v3
CentOS 7.4

アプリケーション

FreeRADIUS 3.0.13-8, openladp 2.4.44

タのダウンロード機能を有する．

2018年7月1日 13:00時点での接続数

リアルタイム接続端末数表示

図 4 は，接続端末数のフロアマップ表示画面で共通教育棟ある．フロアマップ上に無線 AP 設置場所を表示

表示SSID選択

eduroam

WRL-SUCCES-S3

1F

し，そこに無線 AP 毎の接続端末数および量イメージをアニメーション表示する．量イメージは接続端末数の多少によりアニメーションが大小で変化する．端末数の表示は現在および過去を選択できる．現在表示は，無線ネットワーク管理システ
ムの API を用いて取得したデータを利用する．APIを実行した時点での接続数が取得可能であるため，最新の接続数を表示できる．API は 30 分間隔など

AP名

設置場所

接続端末数

SAP-A0101

大会議室

42 台

SAP-A0102

小会議室

19 台

図 4 フロアマップ表示画面

定期的に実行可能である．過去表示は，RRD ツールで記録しているデータを利用する．5 分平均の接続数データを 1 日単位で表示する．
RRD ツール出力データダウンロード機能は，日々バックアップしているログデータをダウンロードできる．ダウンロードしたデータは接続端末数可視化システム以外での解析などに流用できる．

4

新サービスの検討

4.1 無線 AP 設置サポート
無線ネットワーク管理システムや無線 AP のログを利用することで，無線 LAN 本来の通信インフラ提供だけでなく他サービスへの応用に期待できる．たとえば，キャンパスに新たに無線 AP を設置

端末の無線 LAN への接続情報は，無線ネットする際の判断サポートである．無線 LAN の利用がワーク管理システムの API を使用して取得する．

進むにつれて無線 AP の増設要望が多くよせられユーザ（端末）の移動，電波環境の変化などで接続るが，予算を有効に使用するためには，現在の近する無線 AP が頻繁に変化する場合があることと，接する無線 AP の状況を把握し，増設後の利用が無線ネットワーク管理システムの負荷増加などを見込まれる箇所に優先的に設置しなければならな考慮して 30 分間隔でデータ取得を行い，その結果い．また，著しく利用が少ない箇所は，利用の見込をキャンパスやフロア所在が分かるように Web 画

まれる箇所へ無線 AP の移設を検討しなければな面に表示する．通常の画面表示は個人が特定できらない．ユーザの合意形成を円滑化し，無線 AP のないようしておき，有事の際に学内管理者の権限増設に対する不公平感を生じさせないよう無線でユーザを検索できる．接続端末情報は数日間保LAN 利用の集計結果をグラフィカルでわかりや持するようにすれば，災害発生前のユーザの所在すく表示し，すべてのユーザが確認できることがを確認でき，災害時の所在探索の手がかりにも利望ましい．

用できる．

また，キャンパス内には情報基盤センターの全学無線 LAN 以外に学部や研究室が設置した無線LAN が多数存在している．これらの無線 AP の電5

おわりに
本稿では無線 LAN を利用する際に得られるロ波が混信した状況になると，全学無線 LAN の性能グデータを基にした新サービスの検討を行った．

低下の原因となる場合がある．無線 AP の周辺電

ログデータからは無線 AP 毎の利用差が把握でき，波検出機能を用いて本システムに他の無線 AP の状況を表示することで，電波環境改善への協力依頼や，電波の混信が多くかつ低利用の無線 AP を他場所へ移動するなどの検討ができる．
4.2 ユーザ安否確認

新たに無線 AP を設置する際の位置検討に利用できる．また，ユーザのアカウントと端末の MAC アドレスを紐づけることで，災害時の安否確認に利用できる．
課題としては，ログデータやアクセスデータの昨今多くの安否確認の仕組みが検討されてお取り扱いがある．これらデータは使用目的によっり，本学も Web 安否確認システムを開発および運ては，ユーザ個人のデータに成り得るため，論理用している [4]．本学の安否確認システムの動作仕的な問題がある．個人情報などを伏せた状態で利様は，有事の際にシステムからユーザへ Email な用できる仕組みや手法を確立できれば，さらに利どで災害発生通知を自動発信し，ユーザはメール便性が高い新サービス提供に期待できる．

中の URL をクリックして自発的に自身の安否報告を行う．この仕様の場合，災害に巻き込まれ自身で安否報告ができないユーザの安否状況はシステムには通知されず，所在も不明となる．そこで，
図 3 の安否確認用所在情報提供機能を用いて，無線 LAN のアクセス情報を基に有事の際のユーザ所在を確認する仕組みを検討する．
現在の無線ネットワーク管理システムは接続した端末の MAC アドレスのみを記録しているため，ユーザの識別はできない．そこで，MAC アドレスとユーザの紐づけができれば，どの無線 AP にどのユーザが接続しているかを判断できる．本学の無線 LAN 認証は WPA2 エンタープライズでユーザのアカウントとパスワードを使用して端末接続時の認証を行っている．つまり，認証サーバ（RADIUS）の認証ログから接続時のアカウントと接続端末の MAC アドレスを取得することで，ユーザと端末の紐づけを行うことができる．

参考文献[1] 総 務 省 , “ 情 報 通 信 白 書 平 成 29 年 版 , ”
http://www.soumu.go.jp/johotsusintokei/whitepaper/h29.html, 2017 年.
[2] 株式会社マイナビ, “2019 年卒マイナビ大学
生 の ラ イ フ ス タ イ ル 調 査 , ”
https://saponet.mynavi.jp/release/student/life/2019 年卒マイナビ大学生のライフスタイル
調査/, 2018 年.
[3] 後藤英昭，曽根秀昭, “大学間無線 LAN ローミング基盤 eduroam の動向と容易な導入方法,” 平成 22 年度情報教育研究集会 講演
論文集, 2010 年.
[4] 永田正樹, 阿部祐輔, 金原一聖, 福井美彩都,
峰野博史, “アクセス予測に基づいた広域冗長型安否システムの提案と基礎評価,” 情報処理学会論文誌コンシューマ・デバイス &システム (CDS), 6(1), pp. 94-105, 2016 年.