先端ネットワーク環境研究部門
Advanced Network Environment Division(www.ane.cmc.osaka-u.ac.jp)
期課程修了。1997 年 6 月 大阪大学大学院基礎工学

1. 部門スタッフ

研究科博士後期課程退学。同年 7 月 大阪大学経済学教授

部助手。1998 年 4 月 大阪大学大学院経済学研究科

中野 博隆

助手。2000 年 7 月 大阪大学サイバーメディアセン
ター先端ネットワーク環境研究部門助手。2002 年 1月大阪大学サイバーメディアセンター助教授。大阪大学大学院情報科学研究科の発足に伴い、2002 年 4月より、同研究科兼任、現在に至る。電子情報通信学会、The Internet Society 各会員、2000 年博士（工学）。

1972 年 4 月 東京大学工学部電気工学科卒業、1977
年3月

助手

笹部 昌弘

東京大学大学院工学系研究科電子工学専門課程博士課程修了。同年 4 月

日本電信電話公社（1985 年 4 月より日本電信電話株式会社(NTT）)武
蔵野電気通信研究所画像通信研究部入社。1989 年 10月

NTT 情報通信処理研究所画像情報サービス研

究グループリーダ、1995 年 7 月 NTT ヒューマンイ
ンタフェース研究所メディア応用システム研究部長，
1999 年 1 月 NTT 移動通信網株式会社（現 NTT ド

2001 年 3 月 大阪大学基礎工学部情報科学科卒業。

コモ）マルチメディア研究所長を経て、2004 年 4 月

2003 年 3 月 大阪大学大学院基礎工学研究科博士前より大阪大学サイバーメディアセンター先端ネット期課程修了。2004 年 6 月 大阪大学大学院情報科学

ワーク環境研究部門教授、現在に至る。電子情報通研究科博士後期課程退学。2003 年 9 月より 2004 年 6

信学会，映像情報メディア学会，画像電子学会、IEEE月まで独立行政法人日本学術振興会特別研究員。

各会員、1977 年博士（工学）。

2004 年 7 月 大阪大学サイバーメディアセンター先端ネットワーク環境研究部門助手、現在に至る。電助教授

子情報通信学会、IEEE 会員、2006 年 3 月博士（情

長谷川 剛

報科学）。

1995 年 3 月 大阪大学基礎工学部情報工学科退学。
1997 年 3 月 大阪大学大学院基礎工学研究科博士前- 54 -

2. 教育および教育支援業績

インフラの機能強化の必要性を強く認識したた[1] 全学共通教育機構において開講されている以下

め、2007 年度の概算要求を行うこととした．この科目を分担した。

の結果、概算要求が認められた。所定の手続き(1) 情報処理教育科目「情報倫理と社会」に則り、仕様書策定委員会を招集し、2007 年度（以上、中野）末の開始を目途に設計を進めている（中野、長[2] 基礎工学部において開講されている以下の科目

谷川、笹部）。
業務の効率化に必要な全学統一認証システムを担当した。
(1) 情報処理教育科目「情報論 B」の担当として、プロジェクト全体の管理を行っ（以上、中野）た。2007 年 1 月からは本格的にサービスを開始(2) 情報ネットワーク（学部）した。学内共通システムはこの全学統一認証シ(3) 防災特論（学部）

ステムと連携することにより、所属員の ID 管理（以上、長谷川）とシングルサインオンが可能となる（中野、長(4) 基礎工学 PBL（情報科学）（学部）谷川）。
情報倫理ワーキングの議長として、大阪大学（以上、長谷川・笹部）(5) 情報科学ゼミナール（学部）として守るべき情報セキュリティーポリシー、(6) 情報科学実験 A 前期（学部）

倫理規定などの検討を進めた。国立情報学研究(7) プログラミング D（学部）所で大学向けセキュリティーポリシーの検討を（以上、笹部）

始めるフェーズとあっていたため、此方にも参[3] 大学院情報科学研究科情報ネットワーク学専攻

画し、レベルを合わせた検討を行った。2 月ににおいて開講されている以下の科目を担当した。

情報基盤委員会に中間報告を行った（中野、長(1) マルチメディアネットワーク

谷川）。
ODINS 緊急対応組織（ODINS-CERT）の議長（以上、中野）(2) 情報ネットワーク学基礎論

及び幹事としてネットワーク運営に関する連絡，(3) 情報ネットワーク構成学

管理、緊急対応業務を行った（中野、長谷川）。

（以上、中野・長谷川）(4) ギガビットネットワーク[5] 文部科学省 21 世紀 COE プログラム 「ネットワ(5) 情報ネットワーク学演習 Iーク共生環境を築く情報技術の創出」の一環とし(6) 情報ネットワークセミナーIて、大学院情報科学研究科情報ネットワーク学専(7) 情報ネットワークセミナーII

攻における演習科目「情報ネットワーク学演習 I」（以上、長谷川）の中で、ネットワークプロセッサ設計ラボ（NWPラボ）を推進した。
（長谷川）[4] IC カード導入検討ワーキングの議長として、大阪大学に統一 IC カードを導入する際の指針を検討した。高度に情報化された E-University を実現するためのキーインフラとして位置づけ、導入のメリット、導入方法について検討を取りまとめ、7 月の情報基盤委員会で報告した（中野）。
ODINS5 期導入検討ワーキングの議長及び幹事として、大阪大学に必要な通信インフラのあり方を検討した。外大との統合も控えて、通信- 55 -

3. 2006 年度研究実績

で連続的なデータ収集時の衝突回避を行う。アクセ

3.1. ユビキタスネットワーク環境における通信方式

スエリア内に侵入したにもかかわらずリーダに IDの研究を登録されていないノード（未登録ノード）、及びア

諸技術発展を受けて、あらゆるものが独自の識別

クセスエリアを離脱したにもかかわらずリーダに登子とコンピュータを持ちワイアレスリンクで接続さ録されたままのノード（未削除ノード）がシステム

れるユビキタスコンピューティング環境が新しいパの性能低下の要因となるため、これらのノード数にラダイムとして想定されている。その一環として、ついて解析する。なお、解析では本来複雑な状態方

あらゆる商品に RF-ID を付けて、生産から最終消費

程 式 を 解 く 必 要 が あ っ た が Palm calculus のまで一環管理しようとする構想は既に多くの実証実

Inversion formula を用いることで比較的容易に方程験が行われている。

式を解くことが可能となる。

このような背景を踏まえて、新たな研究領域としシミュレーションにより解析の妥当性を評価するて、「ユビキタスネットワーク環境における通信方式とともに、既存方式との性能比較を行った。Slottedの研究」を継続している。この研究では、ユビキタ

ALOHA 方式を用いた情報収集ではデータの収集効

スネットワーク環境下の様々なアプリケーションに率が 37%であったのに対し提案手法を用いた情報収適用する通信方式を提案し、その特性を明らかにし集では 74%となった。また、アクセスエリア内のモていく。

バイルノード数に応じて、ID 登録におけるノードのID 応答確率を制御することで提案手法の適用領域

3.1.1. 複数のモバイルノードからの連続的な情報収を拡大できることを示した。

集方式
安価なセンサの普及などにより、あらゆる情報が環境中に遍在するユビキタス社会が実現しつつある。
情報を保持するノードは必ずしも静止しているとは限らず、人など動くノード（モバイルノード）も存在する。モバイルノードの保持する情報は、自身及び周囲の環境により時々刻々と変化すると考えられ、こうした複数のモバイルノードから連続的に情報を［関連発表論文］

収集することができれば、環境のモニタリングや環(1)

Yusuke Hirano, Masahiro Sasabe, and Hirotaka

境に合わせたノードへの情報案内といったシステム

Nakano, “Information Gathering System based onが実現できる。

Combination of Random and Selective Accesses

しかしながら、複数のモバイルノードから定期的

for Ubiquitous Environments,” in Proceedings of

かつ公平に情報を収集するのに適した方式は存在しSPIE Vol. 6387, pp. 63870J-1-63870J-9, (Boston),ていない。多数のモバイルノードから連続的に情報

Oct. 2006.

を収集する場合、従来の ALOHA 方式や CSMA/CA(2)

Yusuke Hirano, “A scheme for continuous data

方式ではノード数の増加やノードの動きに伴い、情gathering form mobile nodes,” Master’s thesis,

報の収集効率が低下する。そこで本研究では多数のGraduate School of Information Science and

モバイルノードから効率よくかつ連続的に情報を収Technology, Osaka University, February 2007.
(3)

集するための方式を提案する。

Yusuke Hirano, Masahiro Sasabe, and Hirotaka

情報を収集する端末（リーダ）はまずノードの識

Nakano, “Proposal, analysis, and evaluation of a

別情報(ID)を確率的な方法で収集し、収集された ID

continuous data gathering scheme from mobile

を基にノードを指定し、データ読み出しを行うこと

nodes,” submitted to IEICE Transactions on Com-- 56 -

ID の分割によるオーバヘッドの影響次第ではこの応用が逆効果となる場合もあるため、仮 ID で RFID
3.1.2. 大量の RFID タグからの高速な情報読み取り

タグを識別する手法の有効領域や有効性の数学的な手法

解析を行なったところ、ID のサイズが大きく仮 ID

複数の RFID タグとリーダからなる RFID システ
ムは、バーコードシステムが実現できない新たなサのサイズが小さい場合に ID を 2 段階に読み取る手法が有効となることが確認できた。

ービスを創生するものとして、その活用が期待されている。特に生産分野では、商品管理に要する時間やコストを削減するために、各商品に取り付けた
RFID タグが保持する識別情報(ID)及び属性情報(データ)を高速かつ連続的に読み取る方式が必要とされている。
RFID タグとリーダ間の通信は無線で行なわれる。
RFID タグの情報の読み取りは一般的にリーダの要

また、RFID タグが一定の速さでアクセスエリア内求に対して RFID タグが応答する形で行なわれるたを通過するベルトコンベアシステムを想定したシミ

め、複数の RFID タグの情報を同時に読み取ろうとュレーションを行うことで、読み取り完了までに時すると、RFID タグが一斉に情報を送信することで衝間制限のある環境下での RPCM の性能評価を行った。

突が発生し、情報の読み取りが失敗に終わるというその結果、RFID タグ数の推定方式において、タグの問題がある。そこで、本研究では衝突を回避し、大到着率を考慮に入れることにより読み取り性能が約

量 RFID タグの持つ ID 及データを高速かつ連続して34%向上することがわかった。

読 み 取 る た め の 手 法 で あ る Response Probability
Control Method (RPCM)を提案した。
RPCM ではまず、リーダはリーダの読み取り範囲であるアクセスエリアに存在する RFID タグに対して、各 RFID タグを識別するために、その ID を要求する信号を送信する。その際、アクセスエリア内のRFID タグ数を推測し、推測結果に基づき RFID タグ
が ID を送信する確率を適切に制御することで ID の衝突を抑制する。数学的な解析とシミュレーション［関連発表論文］

によって RFID タグの ID の読み取りが完了するまで(1)

中野博隆, 長手航, 平野裕介, 笹部昌弘, “応答に要する時間を評価したところ、提案手法は平均で確率制御法による大量電子タグの高速読み出従来方式 1.6 倍の読み取り速度を達成できた。

し,” 電子情報通信学会論文誌, 2007 (採録決さらに、ID のサイズがアクセスエリアに存在するタグを識別するには冗長であることを利用し、ID の

定).
(2)

Wataru Nagate, Masahiro Sasabe, and Hirotaka

一部である仮 ID を前述の方法で事前に読み取り、ID

Nakano, “High-Speed Readout Method of ID In-の残りの部分である残 ID やタグのデータの読み取

formation on a Large Amount of Electronic Tags,”

りを、仮 ID を用いてタグを識別することによって

in

衝突を発生させずに行なうこともできる。これによ638708-1-638708-11, (Boston), Oct. 2006.

り、衝突によって失われる情報量を削減し、情報の(3)

読み取りの効率化を計ることが可能である。ただし、- 57 -

Proceedings

of

SPIE

Vol.

6387,

pp.

Wataru Nagate, “High-speed information readout
method from a large amount of RFID tags,” Mas-

ter’s thesis, Graduate School of Information Science and Technology, Osaka University, February
2007.
(4)

Le Kieu Nhu,“Evaluation of Response Probability
Control Method on Belt Conveyor Systems，”大阪大学基礎工学部情報科学科特別研究報告, February 2007.

3.1.3. 領域に対するノードの出入りを考慮した移動［関連発表論文］

モデル(1)

Satoshi Aihara, Masahiro Sasabe, and Hirotaka

従来のノードの移動モデルとしてはランダムウェ

Nakano, “Mobility Model based on Incoming andイポイントモデルが有名である。これは携帯電話網

Outgoing Nodes to an Area,” to appear in The 5thなど比較的広範囲なセル内でのノードの移動を確率

International Symposium on Mobile Mapping

的にモデル化するための方式である。しかしながらTechnology (MMT’07), May 2007.

近年、Bluetooth，ZigBee などセル範囲の小さな通信方式が普及してきている。セルの範囲が小さくなる

3.1.4. 屋内向けノード移動モデルと、ランダムウェイポイントモデルでは想定してい

ZigBeeやBluetoothなどの微小セルを用いた通信シなかったセルに対する出入りの影響が無視できなくステムが普及しつつある。これらの特徴は至る所になると考えられる。移動モデルに基づくセル内のノ存在することであり、その特性を利用して様々な付ードの分布を推測することができれば、セル内にお加価値サービスが提案されている。特に、ZigBeeはけるノード間の疎通問題や通信容量増大を目的としアドホック通信の機能を持ち、設置するだけで面的た無線アクセスポイントの配置問題を解決することなアクセス網が構築できる特徴を持つ。家庭や事務が可能となる。

所で照明のコントロールが典型利用例として提案さそこで本研究では、セルの境界上に存在する複数れている。

のゲートに対するノードの出入りを観測し、セル内

しかし、このようなユビキタス性は未だ十分に解のノードの分布を推測するモデルを提案した。観測

明されているとはいえない。そこで、本研究では、する対象は、ノードの出入りが発生したゲートの位

ZigBeeを対象に室内の人物追跡を高精度に行う方式

置、その発生時刻、およびその発生数である。

を提案する。簡易に人物の存在を検出する方法に赤モデルを正確に構築するため、カメラを用いて実外線センサを使う方式がある。安価であり、照明コ

際の人流を正確に計測するシステムを作った。このントロールと組み合わせた実装が容易であると考え計測に基づき、トラヒックの性質に関するデータをられるため、主な想定手段とする。赤外線センサは得た。例えば、多くの場合、侵入ゲートから離脱ゲ

複数の人物を分解できないことの欠点があるが、追ートまでノードは一定の速度で直線的に移動すると跡を統計的に処理することにより、複数の人物の分の仮定が成り立っている。

解を可能にする。追跡アルゴリズムにベイズ推定法

ゲートに対する侵入と離脱のイベントと移動速度と最尤推定法を使う場合の利害得失を評価する。

から計算されたセル内の滞在時間を基に、侵入と離脱の対応付けを予測する方法について検討中である。

照明制御装置に組み合わせるべきセンサの機能と性能を提案していくことを目標としている。

- 58 -

内の人々に広告を配信する必要がある。この場合、隣接するセルとの境界付近にノードが存在しないよ
うに送信電力を制御することでPCPが成立する。さらに、ノードが基地局と通信できる確率（通信成功確率）や電波の利用効率を向上させるためPCPを改良したMPCPを提案した。MPCPでは、隣接するセルとの境界付近に存在するノードを犠牲にして、出来るだけ多くのノードにサービスを提供する。
PCPの適応領域を明らかにするために幾何学的解析を行った。さらに、解析の妥当性とPCPの有効性を評価するために、シミュレーション評価を行った。
また、MPCPについて提案と解析を行い、その有効
3.1.5. マイクロセルラネットワークにおける完全セ性について評価した。解析結果とシミュレーション

ル分割

結果により、PCPはセル内の平均ノード数が7より小従来、モバイル通信では音声やメールなどサイズ

さく、占有倍率が1.5より小さいときにセルラ方式よの小さいデータがトラヒックの大部分を占めていた。

り有効に電波を利用できることが分かった。それに

しかし近年、多くの携帯電話会社が通信料定額制を対してMPCPでは占有倍率が1.2のとき、PCPと比べ導入し、その影響で音楽のダウンロードや店舗の広て通信成功確率が最大で7倍に向上することが分か

告配信など音楽や動画を使ったサービスが徐々に普った。また、MPCPではセル内ノード数や占有倍率及してきている。このようなサービスではマルチメに関わらずセルラ方式より有効に電波を利用できる。

ディアデータを円滑に送受信するために多くの帯域を必要とする。それゆえ、従来と比較して通信容量や伝送速度がより重要になる。しかし、現状の携帯電話では未だ伝送速度が低く、通信に多くの時間を要してしまう。
携帯電話では基地局と端末（ノード）間の通信にセルラ方式を採用している。セルラ方式では、基地局とその通信領域（セル）内のノードとが円滑に通［関連発表論文］

信できるよう、隣接するセル間で周波数帯域が重な(1)

宮川明子, 笹部昌弘, 中野博隆, “モバイル通信

らないように設計している。そのためにはグラフ理における電力制御の効果,” 画像電子学会予稿

論より、周波数帯域を少なくとも4分割する必要があ(06-04-11), pp. 65-70, Nov. 2006.

り、伝送速度が低下してしまう。そこで、基地局が(2)

Akiko Miyagawa, Masahiro Sasabe, and Hirotaka

適切に送信電力制御を行いセルの重なりを防ぐこと

Nakano,ができれば、各セルにおいて元の周波数帯域すべて

cro-Cellular Networks,” to appear in Informationを利用でき、セルラ方式の約4倍の伝送速度が期待で

and Communication Technologies International

きる。このような方式を完全セル分割（PCP: Perfect

Symposium (ICTIS 2007), Apr. 2007.

Cell Partitioning）と定義する。

(3)“Perfect

Cell

Partitioning

in

Mi-

Akiko Miyagawa, “Proposal and Evaluation of

本研究では、店舗の広告配信サービスを想定した

Perfect Cell Partitioning in Micro-Cellular Net-PCPを提案した。このようなサービスでは、隣接す

works,” Master’s thesis, Graduate School of Infor-

る店舗のセルと電波干渉を起こさないように自セル

mation Science and Technology, Osaka University,- 59 -

February 2007.

［関連発表論文］(1)

時任宏, 笹部昌弘, 中野博隆,“通信距離の最3.1.6. 通信距離の最適化による無線ネットワーク容適化による無線ネットワーク容量の向上,” 電量の向上

子情報通信学会 情報ネットワーク研究会, Mar.
2007.

無線アドホックネットワークでは、領域内におけるノード数の増加にともない、電波の衝突による通(2)

時任 宏,“通信距離の最適化による無線ネット

信容量の低下が問題となる。特に、送受信ノードがワーク容量の向上，” 大阪大学基礎工学部情報

互いの送信電力範囲内に存在しない場合には、他の科学科特別研究報告, February 2007.

ノードを中継するマルチホップ通信により情報を交換する必要があり、その場合にはホップ数の増加に

3.1.7. 有線・無線統合ネットワークにおける TCP のともないスループットが低下してしまう。

性能向上に関する研究

限られた電波資源を有効に活用するための方法と現在利用可能である無線アクセス技術には、携帯して、ノードが送信電力を調整することにより、領電話の 2.5 G や 3 G、PHS、無線 LAN、衛星通信の域をノード間で空間的に分割することが考えられる。

ように様々な種類・規格が存在し、そのいずれもが次ホップのノードまでの距離を通信距離とすること

TCP/IP や UDP といったインターネットで用いられができれば、通信容量の大幅な改善が期待できるが、るプロトコルをシームレスに用いることができる。

他ノードとの距離を得るためには、計測のオーバヘ

それにより、無線ネットワークをアクセスネットワ

ッド、計測精度などの観点で困難であると考えられークとして端末をインターネットに接続する。いわる。

ゆる有線・無線統合ネットワークが普及し、多くのそこで本研究では、すべてのノードが均一な通信

インターネット上のサービスが、クライアント端末

距離を用いた場合に、領域全体の通信容量を最大化

が無線接続されているホストであることを考慮せずするような最適な通信距離について検討した。まず、に提供されることが多くなった。

既存の電波干渉のモデルに基づき、通信時に電波のしかし、有線・無線統合ネットワークにおいては、影響が及ぶ範囲内に自分と最も近くに位置するノー

インターネットでもっとも広く使用されているトラド（最近接ノード）しか存在しない場合に限り、最ンスポート層プロトコルである TCP (Transmission

近接ノードとの通信が成立すると仮定する。その上Control Protocol) データ転送の性能が低下するといで通信容量を最大にする通信距離を解析とシミュレう問題が指摘されている。特に、無線ネットワーク

ーション評価することによって最適な通信距離を明で発生するリンクエラーによって引き起こされるパらかにした。その結果、通信容量を最大にする通信

ケット廃棄(以下、無線リンクロス) と、ネットワー

距離は、ノード密度に依存し、通信容量の最大値はクの輻輳によって発生するパケット廃棄(以下、輻輳

ノード密度に依らない値をとることが明らかになっロス) を判別できないことが性能低下の大きな原因た。さらに従来方式と比べて2.1倍の通信容量を実現となっている。

できることを示した。

この問題に対しては以前より議論がなされており、解決手法が数多く提案されている。しかしこれ
ら既存の解決手法の多くは、送信側 TCP を修正する、あるいは途中経路のルータに機能を付加するな
ど、有線ネットワーク側の修正が必要となる。しかし、上述のように有線・無線統合ネットワークが浸透するにつれ、サービス提供者はクライアント端末のネットワークアクセス環境を考慮せずにサービス- 60 -

提供を行うようになったため、コスト面から有線ネ(1) Go Hasegawa, Masashi Nakata and Hirotaka Na-

ットワーク内の機器所有者が無線ネットワークに特kano, Receiver-based ACK Splitting Mechanism for

化した修正を積極的に行うことは期待できないと考

TCP over Wired/wireless Heterogeneous Networks,

えられる。すなわち、無線ネットワークを経由した

to appear in IEICE Transactions on Communications,

ネットワークアクセス性能の向上に意欲を持つのは、

2007.

無線ネットワーク事業者および無線端末のユーザで(2) Masashi Nakata, Go Hasegawa, and Hirotaka Na-あると考えられるため、既存の手法を適用すること

kano, Modeling TCP Throughput over Wired /は難しい。一方、有線ネットワーク側の修正を必要

Wirelessとせず、有線ネットワークと無線ネットワークの境

ceiver-Based ACK Splitting Mechanism, in Pro-界となるベースステーションを修正することによりceeding of ICWN2006, June 2006.

Heterogeneous

Networks

forRe-

性能向上を図る手法も存在するが、ベースステーシ
ョンで TCP コネクションを分割するために TCP の3.2. 高速トランスポートアーキテクチャに関する研End-to-end の原則を崩す、あるいはベースステーシ究ョンで TCP ヘッダにアクセスするために IPSec な

エンドホスト間でデータを高速に、かつ効率よく転どにより IP パケットのペイロード部分が暗号化さ送するための中心技術がトランスポートプロトコル

れたトラヒックに対応できないといった問題がある。

である。特にインターネットで用いられているTCP

そこで我々は、TCP スループットを改善する手

では、エンドホストがネットワークの輻輳状態を自法として、無線接続された受信端末のみに修正を限律的に検知して転送率を決定している。これは、イ定することにより、容易に導入が可能であり、TCP

ンターネットの基本思想であるEnd-to-end principleの end-to-end の原則を保ち、暗号化されたトラヒッの核になっているものであるが、エンドホストの高クにも適用できる動的 ACK 分割手法を提案した。

速化により、その適応性をより高度なものにできる提案手法では受信端末においてパケット廃棄の種類

可能性が十分にある。また、ネットワーク内ルータを判別し、無線リンクロスが発生したと判別されたでは、エンドホストの適応性を前提とした制御を考場合に TCP の ACK (ACKnowledgement) パケットをえていく必要があるが、それが実現されれば、自律分割送信する ACK 分割技術を用いて、送信側 TCP性、適応性に富んだ高機能ネットワークの可能性もの輻輳ウィンドウサイズをすばやく増加させる。そ見えてくる。本研究テーマでは、そのような高速トの際、輻輳ウィンドウサイズが無線リンクロス発生

ランスポートプロトコルに関する研究に取り組んで直前の値にまで回復すると ACK 分割を終了する機いる。また、CDN (Contents Distribution Network)やデ能、および ACK パケットの送信レートを動的に制ータグリッドなど、IPネットワーク上において特定御する機能を導入することにより、有線ネットワーのサービスを提供するためのオーバーレイネットワ

クの輻輳や無線アクセスネットワークの上り帯域のークにおけるトランスポートアーキテクチャに関す圧迫を回避する。

る研究にも取り組んでいる。

提案方式の有効性は、まずシミュレーションによる評価を行い、提案手法を用いることで TCP のスル

3.2.1. インラインネットワーク計測技術に関する研ープットが改善されることを示した。また本研究で究は、提案手法を用いた場合の TCP スループットの近年のネットワークサービスの多様化に伴い、サー

数学的な解析を行い、本提案手法の有効性に関する

ビスオリエンテッドなネットワーク(サービスオー

検討を行った。

バレイネットワーク)が拡がりつつある。これらのネットワークにおいてサービス品質を向上させるため［関連発表論文］には、下位層ネットワークであるIPネットワークを- 61 -

与条件として、サービス提供のためのコネクション

ため、帯域情報収集のためにネットワークへ与える設定要求が発生した時に、利用可能な下位層ネット

負荷が小さいという特長を持つ。さらに、ImSystem

ワーク資源量を適切に把握することが重要である。

をベースに、計測用のトラヒックが互いに重ならないように計測タイミングを調整するImSystemPlus

そこで我々の研究グループでは、 IP ネットワークを提案した。シミュレーション評価結果により、提のエンドホスト間で利用可能な帯域幅および物理帯

案システムが常に最新の帯域情報を高い精度で把握域を同時にかつ少ないオーバヘッドで計測する、イすることが可能であり、かつ、ネットワークへ与え

ンラインネットワーク計測手法を提案している。提る影響が少ないことを示した。また、オーバレイネ

案方式は TCP コネクションのデータ転送時に得らットワーク上のトラヒック量が少ない場合においてれる情報に基づいて計測を行なうインラインネット

も、提案システムがそれを有効に利用し、計測用ト

ワーク計測と呼ばれる方式であり、新たな計測用のラヒックを大幅に減らすことができることが明らか

トラヒックをネットワークに導入する必要がなく、となった。

かつ計測結果を素早く導出することが可能となる。
物理帯域の計測手法に関しては、同時に計測を行う
利用可能帯域値を利用することで、従来手法とはまったく異なるアルゴリズムを用いて物理帯域の推測を行っている。

本年度の研究においては、これまでに我々が提案したパケットの送信・受信間隔に基づいた計測手法、および高速ネットワークにおける計測のために提案［関連発表論文］

した、パケットバーストの送信・受信間隔に基づい(1) Cao Le Thanh Man, Go Hasegawa and Masayuki

た計測手法をLinuxおよびFreeBSDへ実装し、その有

Murata, “ImTCP: TCP with an inline measurement

効性を確認した。その結果、低速および高速インタ

mechanism for available bandwidth,” Computerーネット環境において、両手法が期待される性能をCommunications Special Issue: Monitoring and発揮することができることを確認した。特に、従来

Measurements of IP Networks, vol. 29, pp.

数多く提案のあるパケットの送信・受信間隔に基づ

1614–2479, June 2006.

いた計測手法が、100Mbpsを越える高い帯域を計測(2) Cao Le Thanh Man, Go Hasegawa and Masayuki

できないことを確認し、我々が新たに提案したパケ

Murata, “A simultaneous inline measurement me-

ットバーストの送信・受信間隔に基づく手法が、

chanism for capacity and available bandwidth of

1Gbpsに達するような広帯域環境においても利用可

end-to-end network path,” IEICE Transactions on

能帯域を高い精度で計測できることを確認した。

Communications, vol. E89-B, pp. 2469–2479, September 2006.

さらに本年度における研究では、オーバーレイネッ(3) Tomoaki Tsugawa, Cao Le Thanh Man, Go Hase-

トワークがトラヒックの経路選択を行うために必要

gawa and Masayuki Murata, “Implementation issuesとなる、経路の帯域情報を知るための、各オーバー

on inline network measurement in high-speed net-

レイノードで分散的に動作する帯域情報収集システ

works,” submitted for publication, January 2007.

ムImSystemを提案した。ImSystemは上述のインライ(4) Cao Le Thanh Man, Go Hasegawa and Masayuki

ンネットワーク計測を利用することにより、帯域計

Murata, “Inline bandwidth measurement techniques

測用のトラヒックを減少させることができる。そのfor gigabit networks,” submitted for publication,- 62 -

September 2006.

とにより、TCPコネクションが転送中のデータ・ACK(5) Cao Le Thanh Man, Go Hasegawa and Masayuki

パケットを利用して、ネットワークパスの帯域に関Murata, “ICIM: An inline network measurement

する情報を獲得することができる。この情報を用い

mechanism for highspeed networks,” in Proceedings

ることで、従来実現できなかった、あるいは、従来of the 4th IEEE/IFIP Workshop on End-to-End Mon-

アプリケーション層で実現する必要のあったさまざ

itoring Techniques and Services (E2EMON 2006),

まなネットワークサービスを、トランスポート層、

pp. 67–74, April 2006.

つまりTCPの制御によって実現することができると(6) Tomoaki Tsugawa, Go Hasegawa and Masayuki

考えられる。本年度における研究では、一定のスル

Murata, “Implementation and evaluation of an inline

ープットを確保したデータ転送を実現するTCPの輻

network measurement algorithm and its application

輳制御手法に関する検討を行った。

to TCP-based service,” in Proceedings of 4th
IEEE/IFIP Workshop on End-to-End Monitoring

インターネットの発展によりサービスが多様化し、Techniques and Services (E2EMON 2006), (Van-

リアルタイム配信型アプリケーションなど、通信品

couver, Canada), pp. 35–42, April 2006.

質の確保を必要とするアプリケーションが注目され(7) Tomoaki Tsugawa, Cao Le Thanh Man, Go Hase-ている。これまで、IP 層やアプリケーション層におgawa and Masayuki Murata, “Implementation issues

いて高い通信品質を提供する手法が提案されている

on inline network measurement in high-speed net-

が、ネットワーク規模に対するスケーラビリティや

works,” submitted for publication, January 2007.

導入コストなどの問題から実現が困難とされている。

(8) Cao Le Thanh Man, Go Hasegawa and Masayuki

そこで本研究では、トランスポート層において高い

Murata, “Inferring available bandwidth of overlay

通信品質を実現する一方式として、TCP コネクショ

network paths based on inline network measure-ンを用いてある一定のスループットを上位アプリケ

ment,” submitted for publication, January 2007.

ーションに提供する。TCP の輻輳制御方式を提案し(9) 津川知朗，Cao Le Thanh Man，長谷川剛，村田た．提案手法は、送信側TCP の輻輳ウィンドウサイ

正幸, “高速ネットワークにおけるインラインネ

ズの増加方法を変更することで、データ送信レート

ットワーク計測手法の実装に関する検討およびを制御する。

性 能 評 価 ,” 電 子 情 報 通 信 学 会 技 術 研 究 報 告(IN2006-47), pp. 73–78, July 2006.

提案手法の評価はシミュレーションによって行い、(10) Cao Le Thanh Man, Go Hasegawa and Masayuki

その結果、背景トラヒック量が多く、利用可能帯域

Murata, “Inferring bandwidth of overlay networkがほとんど存在しない環境においても、物理帯域のpaths using inline network measurement,” 電子情約10-20%のスループットを高い確率で獲得できる

報通信学会技術研究報告, March 2007.

ことを示した。さらに、提案方式をLinux上へ実装し、(11) Cao Le Thanh Man, “Inline Network Measurement:

研究室内の小規模実験ネットワーク、および大阪-

TCP Built-in Techniques for Inferring End-to-end

東京間の公衆インターネット環境において実験を行

Bandwidth,” PhD thesis, Graduate School of Infor-った。その結果、提案方式がコンピュータシミュレ

mation Science and Technology Osaka University,ーションとほぼ同程度の性能を発揮できることを確

January 2007.

認した。

3.2.2. インラインネットワーク計測技術を利用した
新たな TCP サービスに関する研究
前項のインラインネットワーク計測技術を用いるこ- 63 -

ーネル内のソースコードのうち、輻輳ウィンドウサ
イズの増加幅と減少幅を決定しているパラメータを変更するだけでよく、わずか数行の改変で改造が可能である。この様にして改造されたTCP を、ここではtampered-TCP と呼ぶ。

本研究では、tampered-TCPがネットワークに与える影響を評価した。具体的には、tampered-TCP の中でもウィンドウサイズの上げ幅と下げ幅を変更したものを対象とし、数学的解析手法を用いて、TCP Reno
［関連発表論文］

コネクションとtampered-TCP コネクションが共存(1) Tomoaki Tsugawa, Go Hasegawa and Masayuki

する環境における、tampered-TCP コネクションの平Murata, “Background TCP data transfer with inline

均スループットを導出した。さらに、シミュレーシ

network measurement,” IEICE Transactions on

ョン評価によって数学的解析手法の妥当性を検証し、Communications, vol. E89-B, pp. 2152–2160, Au-(1) 上げ幅が3 以上の場合、再送タイムアウトが増

gust 2006.

加することによってスループットが低下すること、(2) Kana Yamanegi, Go Hasegawa and Masayuki Mu-(2) 下げ幅を小さくすることでスループットが増大

rata, “Congestion control mechanism of TCP for

すること、(3) 下げ幅を小さくすることの効果より、

achieving predictable throughput,” in Proceedings of

上げ幅の増加によるスループットの低下の影響の方

ATNAC 2006, pp. 117–121, December 2006.

が強いこと、などを明らかにした。また、これらの(3) 山根木果奈, 長谷川剛, 村田正幸, “インライン
ネットワーク計測に基づくTCP スループット

結果を通じて、tampered-TCP の有効範囲がごく狭い領域に限られることを示した。

の保証手法,” 電子情報通信学会技術研究報告(IN2006-50), pp. 7–12, September 2006.

さらに、エッジルータにおいてtampered-TCP コネク(4) 山根木果奈, 長谷川剛, 村田正幸, “スループッ

ションを検出・制御することによって、通常のTCP

ト保証を実現するTCP の輻輳制御方式の実装

コネクションを保護し、TCP コネクション間の公平評価,” 電子情報通信学会技術研究報告, March

性を実現する手法を提案した。提案手法は、エッジ

2007.

ルータにおいてTCP パケットを観測することによ(5) Kana Yamanegi, “TCP congestion control mecha-

り、TCP コネクションのウィンドウサイズ、あるいnisms for achieving predictable throughput,” Mas-

はスループットを推測する。さらに、その値をもとter’s thesis, Graduate School of Information ScienceにTCP コネクションのタンパリング性を判断し、必and Technology, Osaka University, February 2007.

要に応じてパケットを意図的に廃棄する。シミュレーション評価により検証した結果、提案手法によっ3.2.3. エッジルータにおける改造 TCP コネクションてtampered-TCP コネクションを高い確率で検出し、の検出・制御技術に関する研究

TCP Reno コネクションとのスループット比をほぼ

現在のインターネットには、悪意あるユーザによっ

1 に保つことができることを明らかにした。

て改造されたTCP が存在する。これは、カーネル内のソースコードやパラメータを少し変えるだけでTCPを改造できることに起因する。例えば、輻輳ウィンドウサイズの増減のレートを変更するには、カ- 64 -いる。

しかし、それらの多くは特に帯域や遅延が大きいネットワーク環境を想定した修正であるため、他の環境において適用された場合にも問題点を持たないかどうかは不明であり、本質的な解決を行っているとはいえない。これは、TCP Reno は送受信ホスト間［関連発表論文］のパスのRTT を計測しているが、利用可能帯域を知(1) Junichi Maruyama, Go Hasegawa, and Masayuki

るための効率的な方法を持たないためである。すな

Murata, “Is tampered-TCP really effective for get-

わち、TCP が何らかの手法を用いて、送受信ホスト

ting high throughput in the Internet?,” in Proceed-間のパスの帯域に関する情報をすばやく、高い精度

ings of ATNAC 2006, pp. 167–171, December 2006.

で取得することができれば、ウィンドウサイズの制(2) 丸山純一, 長谷川剛, 村田正幸, “改造TCP がネ

御にAIMD 方式を用いる必要はなく、より効率の良ットワークに与える影響に関する一検討,” 電子

い輻輳制御方式を考えることが可能となる。

情報通信学会技術研究報告(IN2006-40), vol. 106,
no. 151, July 2006. (情報ネットワーク研究賞)

これらの問題に対してわれわれは、インライン計測(3) 丸山純一, 長谷川剛, 村田正幸, “エッジルータ

技術を用いて帯域に関する情報を取得し、その情報における改造TCP の検出・制御手法の提案,” 電を用いてウィンドウサイズ制御を行うことによって、

子情報通信学会技術研究報告, March 2007.

従来のTCP Reno における問題を本質的に改善する(4) Junichi Maruyama, “Ill-effects of tampered-TCP

ための新たなTCP の輻輳制御方式を提案している。

flows and protection mechanisms for well-behaved

ウィンドウサイズ制御のアルゴリズムは、帯域に関TCP flows,” Master’s thesis, Graduate School ofする情報を用いることによってウィンドウサイズを

Information

適切な値にすばやく調節すること、および他のコネ

ScienceandTechnology,

Osa-ka-University, February 2006.

クションが競合する際に公平に帯域を分配できることを目的として設計する。そのために、数理生態学

3.2.4. 生物の増殖モデルに基づく TCP の輻輳制御方

において生物の個体数の変化を表すモデルとして有式

名なロジスティック増殖モデル、およびロトカ・ヴ

帯域や遅延が大きいネットワークにおいてTCP Re-

ォルテラ競争モデルを適用する。これらのモデルを

no を用いた場合においてスループットが低下する

TCP のウィンドウサイズ制御へ適用するために、生ことが問題点として挙げられる。この問題は、ウィ物の個体数をデータ転送速度に、個体数の収束値でンドウサイズの増加量を決定するパラメータが小さある環境容量を物理帯域に、および種間の競争を同く(1ラウンドトリップ時間(RTT) あたり1パケッ

一リンク上の複数コネクションの競合にそれぞれ変ト) 、ウィンドウサイズの減少量を決定するパラメ

換する。本研究では、提案方式の特性を数学的解析

ータが大きい(パケット廃棄発生時に半減させる)によって明らかにし、提案方式が持つパラメータ設ことに起因している。この問題に対する解決法は数定方法に関する議論を行った。また、前述の高速ネ

多く提案されているが、それらの多くはTCP Reno

ットワークにおけるインラインネットワーク計測手のウィンドウサイズ制御の基本的機構であるAIMD法を用いて、ネットワークパスの物理帯域および利方式を引き継いでおり、その増減の量を決定するパ用可能帯域を取得することによって、提案している

ラメータをネットワーク環境に応じて静的あるいは

輻輳制御方式が、将来の超高速ネットワーク環境に動的に調節することでスループットの改善を行っておいても十分な性能を発揮することができることを- 65 -

規模・複雑化している。それにともない、そのよう明らかにした。

な大規模ネットワークの設計手法や、性能解析手法
さらに、提案手法をLinuxへ実装し、研究室内の小規に対する要求が高まっている。しかし、インターネ

模実験ネットワーク、また、大阪-東京間および大阪

ットトラヒックの大部分を占めるTCPの挙動を考慮-米国カリフォルニア間の公衆インターネット環境した大規模ネットワークの性能解析・評価手法は、を用いて、データ転送実験を行った。その結果、イ十分に整備されていないのが現状である。

ンライン計測によって正確な利用可能帯域の値が得られる場合には、低速・低遅延環境においても十分

そこで本研究においては、TCP の輻輳制御を考慮しな性能を発揮できること、また、高速・高遅延ネッ

た、大規模ネットワークの解析手法を提案した。本

トワーク環境においては、計測精度が低下したとし解析では、エンドホストで動作するTCP およびネッても、従来手法に比べて最大で100%のスループット

トワークリンクを、それぞれ独立のシステムとして向上を達成できることがわかった。

モデル化し、これらを相互接続することで、大規模ネットワークをモデル化している。各リンクにおけるリンク利用率およびパケット棄却率、そしてTCP
コネクションのスループットを導出し、ネットワー
クの輻輳個所およびその輻輳の度合を求める。我々の解析手法を用いることによって、例えば、100/1,000 /100,000 を越えるルータ/ エンドホスト/ リ
ンク、そして、100,000 本を越えるTCP コネクショ［関連発表論文］

ンが存在するネットワークのエンド間のスループッ(1) Go Hasegawa and Masayuki Murata, “Self-adaptive

ト、リンク利用率等を短時間で評価できる。また、and scalable TCP congestion control based on inline

評価に必要な計算時間は、ns-2 とは異なり、ネット

network measurement,” submitted for publication,

ワークの帯域および伝播遅延に依存しない。本研究

December 2006.

では、解析結果をシミュレーション結果と比較する(2) Go Hasegawa and Masayuki Murata, “TCP symbio-

ことにより、解析の妥当性を示した。さらに、我々

sis: congestion control mechanisms of TCP based onの解析手法が、大規模ネットワークにおけるTCP コ

Lotka-Volterra competition model,” in Proceedings

ネクションの振舞いを適切に捉えていることを明ら

of Workshop on Interdisciplinary Systems Approach

かにした。

in Performance Evaluation and Design of Computer& Communications Systems (Inter-Perf 2006), (Pisa,

さらに、提案した解析手法を用いて、コアネットワ

Italy), October 14, 2006.

ークおよびエッジネットワークを含んだ大規模なネ(3) 児玉瑞穂, “インライン計測に基づいたTCP 輻

ットワークにおいて、コアルータのバッファサイズ

輳制御方式のネットワークにおける性能評価,”を小さくすることの妥当性を検証した。具体的には、大阪大学基礎工学部情報科学科特別研究報告,

解析手法をAbilene-inspired ネットワークに適用す

February 2007.

ることにより、コアルータのバッファサイズを小さくすることが、ネットワークおよびTCP コネクショ

3.2.5. TCP トラヒックを考慮した大規模 IP ネットワ

ンの性能にあたえる影響を調査した。その結果、エークの性能評価に関する研究

ッジネットワークのリンク帯域が大きくなったとき、

インターネットユーザの増大、アプリケーションのコアルータのバッファサイズを小さくすることは、多様化にともない、インターネットは加速度的に大コアルータを通過するTCP コネクションと通過し- 66 -

ないTCP コネクション間に、大きな不公平性を引きングそのものを目的(アプリケーション) とするオ

起こすことが明らかとなった。

ーバレイネットワークも登場しつつある。オーバレ
イルーティングを行うことによって、通常のIP ルー
ティングに比べて、利用するユーザにとってのネッ
トワーク性能(スループットや転送遅延時間など)が改善することが明らかとなっている。これは、オーバレイルーティングとIP ルーティングではルー
ティングに用いるポリシーが大きく異なることに起因している。しかし、逆にオーバレイルーティング
が、IP ルーティングを司るISP に悪影響を及ぼすことが考えられる。これは、主にISP が持つ他ISP との接続リンクの課金構造が原因で発生する。ISP が［関連発表論文］

上位ISP に対して持つトランジットリンクは、通過(1) Hiroyuki Hisamatsu, Go Hasegawa and Masayuki

するトラヒック量の最大値に応じて通常課金される。

Murata, “Performance analysis of large-scale IP

一方、ピアリングリンクはコストは回線そのもののnetworks considering TCP traffic,” submitted for

維持コスト(通常ピアリングするISP で折半される)

publication, December 2006.

を除いてほとんど発生しない。ISP が行うIP ルーテ(2) Hiroyuki Hisamatsu, Go Hasegawa and Masayuki

ィングはこのコスト構造の違いを考慮して行われてMurata, “Sizing router buffers for large-scale

おり、ピアリングリンクにはピアリング関係にある

TCP/IP networks,” to be presented at The 2007 In-

両ISP を起点・終点とするトラヒックのみが通過す

ternational Symposium on Frontiers in Networking

る。一方、アプリケーションレベルで行われるオーwith Applications (FINA 2007), May 2007.

バレイルーティングはこのようなISP の都合を考慮(3) 久松潤之, 長谷川剛, 村田正幸, “TCP トラヒッ

せず、ネットワーク性能やアプリケーションの要求

クを考慮した大規模ネットワーク解析手法の提のみに基いて行われるため、ISP が前提としている

案,” 電子情報通信学会技術研究報告(CQ2006-7),コスト構造を無視したトラヒックが発生することがpp. 31–36, April 2006.

考えられる。

(4) 久松潤之, 長谷川剛, 村田正幸, “大規模ネット
ワークにおけるTCP トラヒックを考慮したル

本研究ではこの問題をオーバレイルーティングによータのバッファサイズの検討,” 電子情報通信

るネットワークただ乗り問題と呼び、それがISP に

学会技術研究報告(IN2006-130), pp. 97–102, De-

とって無視できない問題であることを指摘した。まcember 2006.

ず、本研究において対象とするただ乗り問題の定義を行い、ISP にとって深刻な問題となり得ることを

3.2.6. オーバレイルーティングに起因するネットワ指摘した。また、オーバレイルーティングがルート

ークただ乗り問題に関する研究

選択の際に用いるパスの性能指標として空き帯域

オーバレイネットワークには、エンドホスト間の(利用可能帯域) およびノード間ラウンドトリップ

TCP スループットや遅延時間、IP ネットワークレ

時間を考え、それぞれを用いた場合に、他のノード

ベルあるいはオーバレイネットワークレベルのホッを中継してトラヒックが運ばれる条件およびそのト

プ数などのネットワーク性能を指標として、トラヒ

ラヒック量に関する定式化を行った。また、研究用ック制御を行うものが存在する。また、特定のアプ

大規模オーバレイネットワークであるPlanetLabでリケーションを前提とせず、トラヒックのルーティ得られている参加ノード間の計測データを用いて、- 67 -

ネットワーク全体でどの程度のトラヒックがただ乗り経路によって運ばれる可能性があるかを試算し、そこで本研究では、ns-2 を用いたシミュレーション

それが無視できない量であることを指摘した。

により、paced TCP がルータのバッファサイズの設定に与える影響を、さまざまな視点から考察した。
その結果、paced TCP の導入により、ほとんどの場
合でパケット廃棄率が小さくなるものの、パケット廃棄率がnon-paced TCP とほとんど差がない場合は，データ転送遅延時間に悪影響を及ぼし、リンク利用率も高く維持できないことが明らかとなった。また、
paced TCP とnon-paced TCP が混在した環境においては、normal 指標ではpaced TCP フローが増加する
につれ、paced TCP のスループットが大きくなるが、
sqrtN 指標の場合はpaced TCP のフロー数に関係な
くnon-paced TCP のスループットのほうが高く、［関連発表論文］

paced TCP を普及させるにはsqrtN 指標では不適当(1) Go Hasegawa and Masayuki Murata, “Free-riding

であり、バッファサイズを大きくする必要があるこ

traffic problem in routing overlay networks,” sub-とが明らかとなった。

mitted for publication, February 2007.
(2) 長谷川剛, 小林正好, 村田正幸, 村瀬勉, “オーバ［関連発表論文］

レイルーティングに起因するネットワークただ(1) 多田健太郎, 長谷川剛, 村田正幸, “Paced TCP

乗り問題に関する一検討,” 電子情報通信学会

がルータのバッファサイズ設定に与える影響,”

技 術 研 究 報 告 (IN2006-136), pp. 133–138, De-

電子情報通信学会技術研究報告, March 2007.

cember 2006.

(2) 多田健太郎, “TCP のバースト性およびその緩和手法がルータのバッファサイズ決定に与える

3.2.7. インターネットルータのバッファサイズに関影響,” 大阪大学基礎工学部情報科学科特別研する研究究報告, February 2007

現在、インターネットルータのバッファサイズの決定には帯域遅延積を指標とする方法（以下normal 指3.2.8. トランスポートプロトコルの改良によるシン標と称する）が広く利用されている。これに対し、

クライアントシステムの性能向上に関する研究

TCP を用いた通信が多数存在するという条件の下シンクライアントシステムとは、クライアントからであれば、ネットワークリンクの利用率を維持する

キーボード・マウスイベントを送信し、サーバからためには帯域遅延積をフロー数の平方根で除算した処理結果の画面情報を受信するシステムを指し、そだけのサイズで十分であるという方法（以下sqrtNのトラヒックは、文字情報に相当するインタラクテ

指標と称する）が提唱されている。また、TCP コネ

ィブな特性のトラヒックと、ウィンドウなどの画面

クションのデータパケット転送におけるバースト性情報に相当するバルク転送的な特性のトラヒックにを緩和する手法であるpaced TCP を用いることによ大別できる。本研究においては、前者に対してパケって、さらに小さい数十パケットのバッファサイズ

ットロスへの耐性向上を課題として、データパケッ

で十分であるという主張も提起されている。しかし、

トの複製同時送信を提案し、後者に対しては、スルこれら主張はボトルネックリンクの利用率以外の視ープットの向上を課題として、TCP のスロースター

点からの十分な評価が行われていない。

ト再スタート (SSR) の影響を評価するとともに、デ- 68 -

ータセグメントの再構成手法に関する検討を行った。

ことが可能になるため、求されるサービス品質に応じた制御を行うことが可能になる。

実トラヒックを利用したシミュレーションにより評価を行った結果、インタラクティブなトラヒックにそこで本研究では、TCP オーバレイネットワークにおいて、ランダムなパケットロスに対しては効果をおける基本技術であるコネクション分割に着目し。

得られることがわかった。また、バルク転送的なト

コネクション分割を行うことによりエンドホスト間ラヒックのバースト性が、SSR 設定オフにより増大のデータ転送速度が向上すること、および、プロキ

し、セグメント再構成により緩和されることを明ら

シノードにおけるパケット処理のオーバヘッドが原かにした。

因になり、期待するほどのスループットが得られないことを明らかにした。また、これらの影響を考慮したエンドホスト間のスループット解析を示し、その妥当性をシミュレーションとの比較により検証した。その結果、スループット劣化はTCPプロキシの前後のコネクションが通過するネットワーク環境に差が少ない場合に大きくなり、最大で約60%性能が低下することがわかった。また、そのスループット
劣化を防止するためには、従来TCPコネクションに必要とされる量の3倍から10倍の送信バッファが必要であることが明らかとなった。

［関連発表論文］(1) 小川祐紀雄, 長谷川剛, 村田正幸, “シンクライ

また、NECとの共同研究により、東京―大阪間の公アントトラヒックの性能向上手法の検討,” 電衆インターネット回線を用いた、TCPプロキシ機構

子情報通信学会の実証実験を行った。その結果、TCPプロキシ機構

情報ネットワーク研究会,

March 2007.

が実ネットワークにおいても有効であり、エンド端末のプロトコルやパラメータ設定を変更することな

3.2.9. ＴＣＰオーバレイネットワークに関する研究

く従来手法に比べて高いデータ転送スループットを我々の研究グループでは、IP層やアプリケーション獲得できることを明らかにした。また、TCPプロキ層において品質制御を行うのではなく、IP層においシ間のTCPコネクションに高速TCPを用いることで、ては従来のルーティングなど必要最低限の機能のみさらに高いスループットが得られることがわかった。

を提供し、品質制御をトランスポート層において行
うTCPオーバレイネットワークに関する研究を行っている。TCPオーバレイネットワークにおいては、
通常エンドホスト間に設定されるTCPコネクション
をネットワーク内のノード(TCPプロキシ) で終端し、分割されたコネクションごとにパケットを中継しながら転送を行う。これにより、TCPコネクションのフィードバックループを小さくすることが可能になるため、スループットの向上を期待することができ［関連発表論文］

る。また、TCPオーバレイネットワークを構築する(1) Go Hasegawa, Yasuhiro Yamasaki, Masayuki Mu-

ことによって、ネットワーク環境の違いを吸収する

rata and Tutomu Murase, “TCP proxy mechanism in- 69 -

TCP overlay networks: Performance analysis andに低下させるため、両者の間の公平性を維持するこ

evaluation,” submitted for publication, June 2006.

とができない等の問題点を持つことを明らかにして(2) Kana Yamanegi, Takayuki Hama, Go Hasegawa,いる。さらに本研究では、解析によって明らかにな

Masayuki Murata, Hideyuki Shimonishi, and Tu-

ったHighSpeed TCPが持つ問題点を解決し、高いスル

tomu Murase, “Performance evaluation of transport

ープットを得るとともに、TCP Renoコネクションとlayer overlay mechanism in an actual internet envi-の公平性を改善するTCPの輻輳制御方式の提案を行

ronment,” submitted for publication, July 2006.

っている。提案方式の有効性はシミュレーションに
よって評価を行い、提案方式によって、従来のTCP

3.2.10. 超高速データ転送を実現する TCP の輻輳制

Reno コ ネ ク シ ョ ン 公 平 性 を 大 幅 に 改 善 し 、御方式に関する研究

HighSpeed TCPに比べて最大で約50%のスループッ

例えば、近年注目されているデータグリッドネット

ト向上を実現できることを示している。

ワーク、ストレージエリアネットワーク等においては、エンド端末が1-10 Gbpsクラスの帯域を持つ高速

さらに本研究では、そのような高速TCPプロトコル

ネットワークに直接接続され、データの取得・送出，ではなく、GridFTPなどにおいて用いられている、

データベースの更新、遠隔バックアップ等において、通常のTCPコネクションを複数本並列的に用いるこ

ギガバイトからテラバイト級のデータを高速に転送とでデータ転送性能を向上させる並列TCP手法に着することが要求される。このような高速データ転送

目し、その性能を数学的解析により明らかにした。

を行う場合に、現在のインターネットにおいて標準解析においては、並列に設定されるTCPコネクショ的に用いられているTCP Renoバージョンを用いる

ンが同期的に動作する場合、および非同期的に動作と、大きなリンク帯域を十分使う程度のスループッする場合の両方を考慮し、並列TCP手法によるデー

トを得ることができないという問題が指摘されていタ転送スループットの上限と下限を明らかにした。

る。この問題を解決するための一つの方法として，

その結果、理想的なTCP コネクション数はネットワ

TCP Renoの輻輳制御方式を改変し、高いスループッークパラメータなどによって大きく変化し、その設トを得ることができるHighSpeed TCPと呼ばれる方定が困難であることが明らかとなった。また、高速式が提案されているが、その性質はこれまで明らか

TCPプロトコルと比較すると、ネットワーク環境のになっておらず、特に従来のTCP Renoバージョンと変動に対する性質などの点で、並列TCP 方式が劣っの公平性に関しては考慮されていない。

ていることを明らかにした。

そこで本研究では、HighSpeed TCPコネクションが従来のTCP Renoコネクションと同じリンクを共有する場合の、スループットおよび公平性に関して、数学的解析手法およびコンピュータ上のシミュレーシ
ョンを用いて考察している。その結果、HighSpeed
TCPは従来のTCP Renoに比べて非常に高いスループ
ットを得ることができるが、システム条件によっては大量のパケット廃棄によってスループットが著しく低下し、リンク帯域を十分使う程度のスループッ［関連発表論文］

トを得ることができない場合があること、また、従(1) Zongsheng Zhang, Go Hasegawa and Masayuki

来のTCP Renoと同じリンクを共有する場合、TCP

Murata, “Analysis evaluation of parallel TCP: Is it

Renoを用いたコネクションのスループットを大幅

really effective for long fat networks?,” to appear in- 70 -

IEICE Transactions on Communications, April
2007.
(2) Zongsheng Zhang, Go Hasegawa and Masayuki
Murata, “Reasons not to parallelize TCP connections
for long fat networks,” in Proceedings of SPECTS
2006, August 2006.
(3) 長谷川剛, 村田正幸, “高速・高遅延ネットワークのためのトランスポート層プロトコル,” 電子
情 報 通 信 学 会 技 術 研 究 報 告 (IN2006-169), pp.
41–46, February 2007.

3.2.11. エンドシステム／ネットワーク統合環境に［関連発表論文］

おける TCP の高速・高機能化に関する研究(1)

Kazuhiro Azuma, Go Hasegawa and Masayuki

インターネットの急速な発展にともなうトラヒック

Murata, “A study on a receiver-based managementの増大に対し、バックボーンネットワークでは広帯

scheme域化、高速化が急速に進められている。一方、してQoS-controllable TCP connections,” International

アクセスネットワークの帯域はバックボーンネット

Journal of Communication Systems, vol. 19, pp.

ワークに比べると十分ではなく、特にユーザが複数

751–773, September 2006.

ofaccesslink

resourcesforのネットワークアプリケーションを同時に利用する
ような場合ではアクセスリンク帯域がボトルネック

3.3. P2P アーキテクチャに関する研究となる。また、標準のTCP コネクションのスループ

近年、コンピュータの高性能化により従来のクラットはRTT などのパラメータに大きく影響される

イアント－サーバ型アーキテクチャのようにファイため、必ずしもユーザの意図した割合でアクセスリ

ルサーバや WWW サーバといったコンテンツを所

ンク帯域がアプリケーション間で共有されない。

有、管理するサーバを介するのではなく、ユーザ同

そこで本研究では、これらの問題点を解決し、ボト士が直接、情報およびデータを交換する P2P 型通信

ルネックとなるアクセスリンク資源を有効に活用す技術が注目されている。このような分散システムのるためのアクセス資源管理方式を提案した。提案方一つである P2P 型システムにおいては、利用するユ式においては、まずユーザホストで全てのTCP コネ

ーザに対する QoS（検索・取得効率など）向上やシクションに割り当てられる受信バッファの総量を仮

ステム負荷（ネットワーク利用率，ピア使用率など）

想的に調節することによって、アクセスリンクの輻軽減が重要となる。

輳を防止する。その後、各TCP コネクションへの受本研究では、動画像ストリーミングやファイル交換

信バッファの割り当てを、TCPコネクションの性質

システムに着目し、ファイルの検索、キャッシング、に基づいて決定する。シミュレーションによる性能

P2P 論理網の構築といった要素技術を提案すること

評価結果より、提案方式はデータ転送時間の減少、で、これらの問題に取り組んでいる。

およびアクセスリンクでの輻輳の回避や遅延の減少に大きな効果があり、従来方式と比較した場合、ア3.3.1. 高速なファイル検索，取得のための障害回復

クセスリンクの利用率を高く維持したまま、力のある P2P 論理網構築手法に関する研究

short-lived コネクションにおけるドキュメント転送

P2Pファイル共有システムではピアは論理網を利の遅延を最大 90% 削減できることが明らかとなっ用して所望するファイルの検索を行うため、論理網

た。

の構造が下位の物理網の負荷及びユーザQoSである- 71 -

ファイルの検索・取得効率に影響を及ぼす。論理網

Low-Diameter, Location-Aware, and Resilient P2Pが物理網トポロジを考慮せずに構築された場合には、

Network,” in Proceedings of The First International

物理的に遠いピアが隣接関係を持つ可能性があり、Mobility, Collaborative Working, and Emerging Ap-

その結果、論理網上でのメッセージのやりとりによplications (MobCops 2006), (Atlanta), Nov. 2006.

って物理網に冗長なトラヒックが発生する。また、
検索メッセージに対して早く応答メッセージを返信

3.3.2. ファイル共有システムにおける進化ゲーム理

したピアが必ずしも物理的に近いとは限らないため、論を用いたキャッシングアルゴリズム

ピアは、より近く、高速にファイル取得が行えるピ

P2P ファイル共有システムでは、ノード同士が論アを発見するため、複数の応答メッセージの受信を理的なリンクを確立することによって、論理的なネ待たなければならない。さらに、検索速度の向上のットワークが構築され、その上でノードは自分の必ためには、検索メッセージが効率的に論理網上で拡要とするファイルを検索、取得する。複数のノード散するのがよく、同じピア数に対してより直径の小が同一ファイルをキャッシュし、他のノードに提供

さい論理網を構築するのが望ましい。

することによって、低遅延でファイル可用性の高い

そこで、Barabasi-Albert (BA) モデルに基づく高速

ファイル共有が期待できる。しかしながら、ファイなファイル検索、取得のための論理網構築手法を提ルのキャッシングには処理負荷、ストレージ資源な案した。提案手法では、新規参加ピアが物理的に近どのコストが発生する。ファイル共有システムを構

くかつ論理網上で隣接ピア数の多いピアに接続する成するノードはユーザ端末であり、それぞれが利己ことで、直径が小さくかつ物理網特性を考慮した論的に振る舞うと、十分にファイルがキャッシュされ理網を構築することができる。その結果、下位の物

ず、特に人気の低いファイルがシステムから消失す

理網の負荷を抑えるとともに、ピアはより物理的にるなどの問題が発生する可能性がある。適切なキャ近い取得先ピアをより早く発見することができる。

ッシュ状態を保つためにすべてのノードの状態を監

さらに、動的に論理リンクを切り替えることにより、視，制御するのは困難であるため、ノードの自律的、論理網の構造を改善し、ピア消失などの障害から回利己的な振る舞いによってシステム全体で適切なキ復することができる。現実的な物理網トポロジを用ャッシングが行えるのが望ましい。

いた計算機シミュレーションにより、BAモデルに比進化ゲーム理論は、生物社会において様々な個体

べて最大で約60%程度到達率を向上させるとともに、が相互に影響を与え合う環境の下、生物の進化の過隣接ピアが物理的にも近く、また、障害回復力を有程で最適な行動が受け継がれるという考え方を、ゲする論理網を構築できることを示した。

ーム理論を用いて説明しようと試みたものである。

［関連発表論文］(1)

Masahiro Sasabe, Naoki Wakamiya, and Masayuki
Murata, “LLR: A Construction Scheme of a

- 72 -

近年、進化ゲーム理論により、利己的・非協力的害発生時における緊急対策用ネットワークや会議やに思われる個人の振る舞いが社会全体としての協力

講演会における参加者間での情報交換用ネットワー

行動の表れにどのような影響を与えるかを解明しよクといった、一時的に必要とされるネットワーク構うとする研究が行われている。そこで本研究では、築時に特に有効である。

進化ゲーム理論を用いることで、ファイル共有シス

モバイル P2P ネットワークの構築手法には、Ekta，

テムにおいて、局所的なノードの振る舞いがシステ

MADPastry といった既存研究がある。これらは、主ム全体のキャッシング状態に与える影響について検に有線ネットワークを対象とした P2P ネットワーク

証した。その結果、キャッシングに対するコストと構築手法と無線ネットワーク上でのルーティングプ

需要のモデルによっては、ノードが利己的に振る舞ロトコルを統合することで、効率の良いモバイルったとしてもファイルがシステムから消失すること

P2P ネットワークの構築を実現している。しかしなのない、ファイル共有が実現可能であることを示し

がら、ノードのモビリティを考慮した制御の仕組みた。さらに、検索遅延の観点からも高い QoS を実現は考えられていないのが問題である。
そこで本研究では、ノードのモビリティとノード可能であることを示した。

間の物理的な距離を同時に考慮したモバイル P2P ネ
ットワークの構築手法を検討している。特に、各ノードが自律分散的に自分と周囲の状況を把握した上で、局所的なクラスタを動的に形成するための方式を提案している。

［関連発表論文］(1)

笹部昌弘, 若宮直紀, 村田正幸, “ファイル共有
システムにおける進化ゲーム理論を用いたキャッシングアルゴリズム,”電子情報通信学会
技術研究報告書(IN2006-154), pp. 97-1102, Jan.
2007.

(2)

Masahiro Sasabe, Naoki Wakamiya, and Masayuki
Murata, “A Caching Algorithm using Evolutionary
Game Theory in a File-Sharing System,” to appear
IEEE Symposium on Computers and Communications (ISCC'07), Feb. 2007.

3.3.3. ノードのモビリティを考慮したモバイル P2P
ネットワークの構築
ノート PC、PDA、携帯端末など無線通信を利用する機器の普及により、固定的なネットワーク設備環
境がなくてもノード同士が自由に通信可能なモバイ
ル P2P ネットワークが注目されている。例えば、災- 73 -

4. 社会貢献に関する業績

ティ研究会専門委員

4.1. 教育面における社会貢献(3)

電子情報通信学会英文論文誌 B 分冊編集委員

4.1.1. 学外活動

（以上、長谷川）該当なし
4.2.2. 論文誌編集(1)

4.1.2. 研究部門公開

Section on Networking Technologies for Overlay(1) 2006 年 4 月 30 日午後 13:00-16:00 まで、銀杏祭

Networks’’，編集委員

において研究部門公開を行い、84 名の来訪者を得た。公開内容はモバイルマルチメディア、次

電子情報通信学会英文論文誌特集号“Special（以上、長谷川）世代インターネット技術に関するもので、現在の数十倍～数百倍の速度を持つ超高速ネットワ

4.2.3. 国際会議への参画

ーク構築のための光技術を用いたネットワーク、(1)

Committee Member

そのネットワークを用いて高画質映像などのさまざまなマルティメディアコンテンツの転送、

IFIP/IEEE MMNS 2006, Technical Program(2)

The 2007 International Conference on Communi-

携帯電話等のモバイル機器を用いた高速ネット

cations (ICC 2007), Technical Program Committee

ワークアーキテクチャ等に関する紹介を行った。

Co-Chair(2) 2006 年 12 月 8 日に行われた、オーバレイネット(3) IEEE GLOBECOM 2006, Technical Program
Committee Member

ワークシンポジウムにおいて、TCP オーバレイネ(4)

ットワークに関する研究内容のデモを行った。

working (ICOIN), Technical Program Committee(3) 2007 年 3 月 1 日に行われた、文部科学省 21 世紀

Member

COE プログラムネットワーク共生環境を築く情報技術の創出 最終報告会において、生物の増殖(5)モデルに基づく TCP の輻輳制御方式に関する研4th AEARU Workshop on Network Education,
Technical Program Committee Member, 2006

(6)

究内容のデモ公開を行った。

The International Conference on Information Net-

Fifth International Workshop on Protocols for Fast
Long-Distance

Networks,

Technical

ProgramCommittee Member, 2007
（以上，長谷川）4.2.4. 学会における招待講演・パネル
該当なし．

4.2.5. 招待論文
(1) 長谷川剛, 村田正幸, “高速・高遅延ネットワー
クのためのトランスポート層プロトコル,” 電子情報通信学会技術研究報告(IN2006-169), pp.
41–46, February 2007. (招待講演)

4.2. 学会活動
4.2.1. 国内学会における活動(1)

電子情報通信学会評議員(2006.8-2008.5)

4.2.6. 学会表彰
(1) 丸山純一, 長谷川剛, 村田正幸, “改造 TCP がネ（以上、中野）(2)

電子情報通信学会コミュニケーションクオリ

- 74 -

ットワークに与える影響に関する一検討,” 電確立」, 2004-2007 分担

子情報通信学会技術研究報告(IN2006-40), vol.
106, no. 151, July 2006. (情報ネットワーク研究(8)

文 部 科 学 省 科 学 研 究 費 補 助 金 ( 若 手 (A))
「10Gbps のスループットを達成する真にスケ賞)

ーラブルな TCP の輻輳制御方式の開発」、
2004-2006 代表

4.3. 産学連携
4.3.1. 企業との共同研究(以上、長谷川)(1)(9)

株式会社ルネサステクノロジ 「モバイル・ユ

文部科学省 科学研究費補助金 (基盤(A))「べきビキタスネットワーク技術の研究」(2006年度後

乗則に従うトポロジーを有する情報ネットワー

期)

クのための新しい制御方式の確立」、2006～2008
年度分担（以上、中野）（以上、長谷川・笹部）(10) 文部科学省 科学研究費補助金 (若手(B))「P2P

4.3.2. 学外での講演
該当なし．

ネットワークにおけるユーザ QoS を考慮した検索手法に関する研究」、2005～2007 年度代表

（以上，笹部）

4.3.3. 特許(1)

科学技術振興機構の支援制度による国際特許(特願 2006-010390 の PCT 出願) (2007.1)

4.5. その他の活動（以上、中野）該当無し

4.3.4. 学外委員
(1)

国立情報学研究所ネットワーク運営連携本部
会議委員（以上、中野）4.4. プロジェクト活動(1)

IC カード導入検討ワーキング議長（2005.10～
2006.7,学内活動）(2)

ODINS5 期導入検討ワーキング議長 （2005.4～,学内活動）(3)

ODINS-CERT 議長 （2005.4～,学内活動）(4)

情報倫理ワーキング議長（2006.2～，学内活動）(5)

全学統一認証システム責任者（2005.4～学内活動）（以上、中野）(6)

総務省 戦略的情報通信研究開発推進制度 特
定領域重点型研究開発 「ネットワークサービ
スの早期展開を実現するオーバレイネットワ
ーク基盤の研究開発」（2005～2007 年度）分担(7)

文部科学省 科学研究費補助金 (基盤(A))「メタ情報環境を実現するネットワーキング技術の- 75 -

Masayuki Murata, Hideyuki Shimonishi, and Tu-

2006 年度研究発表論文一覧

tomu Murase, “Performance evaluation of transportlayer overlay mechanism in an actual internet envi-

学術論文誌
(1)

中野博隆, 長手航, 平野裕介, 笹部昌弘, “応答
確率制御法による大量電子タグの高速読み出

ronment,” submitted for publication, July 2006.
(9) Go hasegawa and Masayuki Murata, “Self-adaptive
and scalable TCP congestion control based on inline

し,” 電子情報通信学会論文誌, 2007 (採録決

network measurement,” submitted for publication,

定).
(2) Cao Le Thanh Man, Go Hasegawa and Masayuki
Murata, “ImTCP: TCP with an inline measurement

December 2006.
(10) Hiroyuki Hisamatsu, Go Hasegawa and Masayuki
Murata, “Performance analysis of large-scale IP

mechanism for available bandwidth,” Computer

networks considering TCP traffic,” submitted forCommunications Special Issue: Monitoring and
Measurements of IP Networks, vol. 29, pp.
1614–2479, June 2006.

publication, December 2006.
(11) Tomoaki Tsugawa, Cao Le Thanh Man, Go Hasegawa and Masayuki Murata, “Implementation is-(3) Tomoaki Tsugawa, Go Hasegawa and Masayukisues on inline network measurement in high-speed

Murata, “Background TCP data transfer with inline
network measurement,” IEICE Transactions on
Communications, vol. E89-B, pp. 2152–2160, Au-

networks,” submitted for publication, January 2007.
(12) Cao Le Thanh Man, Go Hasegawa and Masayuki
Murata, “Inline bandwidth measurement tech-gust 2006.

niques for gigabit networks,” submitted for publi-(4) Cao Le Thanh Man, Go Hasegawa and Masayuki
Murata, “A simultaneous inline measurement mechanism for capacity and available bandwidth ofcation, September 2006.
(13) Go Hasegawa, Masashi Nakata and Hirotaka Nakano, Receiver-based ACK Splitting Mechanism

end-to-end network path,” IEICE Transactions on

for TCP over Wired/wireless Heterogeneous Net-

Communications, vol. E89-B, pp. 2469–2479, Sep-

works, to appear in IEICE Transactions on Com-

tember 2006.

munications, 2007.

(5) Kazuhiro Azuma, Go Hasegawa and Masayuki
Murata, “A study on a receiver-based management
schemeofaccesslink

resourcesfor

QoS-controllable TCP connections,” International

国際会議会議録(1) Yusuke Hirano, Masahiro Sasabe, and Hirotaka Nakano, “Information Gathering System based on

Journal of Communication Systems, vol. 19, pp.

Combination of Random and Selective Accesses for

751–773, September 2006.

Ubiquitous Environments,” in Proceedings of SPIE

(6) Zongsheng Zhang, Go Hasegawa and Masayuki

Vol. 6387, pp. 63870J-1-63870J-9, (Boston), Oct.

Murata, “Analysis evaluation of parallel TCP: Is it
really effective for long fat networks?,” to appear in
IEICE Transactions on Communications, April

2006.
(2) Wataru Nagate, Masahiro Sasabe, and Hirotaka Nakano, “High-Speed Readout Method of ID Informa-

2007.

tion on a Large Amount of Electronic Tags,” in Pro-

(7) Go Hasegawa, Yasuhiro Yamasaki, Masayuki Mu-

ceedings

rata and Tutomu Murase, “TCP proxy mechanism in
TCP overlay networks: Performance analysis andevaluation,” submitted for publication, June 2006.

of

SPIE

Vol.

6387,

pp.

638708-1-638708-11, (Boston), Oct. 2006.
(3) Masahiro Sasabe, Naoki Wakamiya, and Masayuki(8) Kana Yamanegi, Takayuki Hama, Go Hasegawa,- 76 -

Murata, “LLR: A Construction Scheme of a2006, August 2006.

Low-Diameter, Location-Aware, and Resilient P2P
Network,” in Proceedings of The First International(11) Go Hasegawa and Masayuki Murata, “TCP symbio-

Mobility, Collaborative Working, and Emerging Ap-

sis: congestion control mechanisms of TCP based onplications (MobCops 2006), (Atlanta), Nov. 2006.

Lotka-Volterra competition model,” in Proceedings(4) Akiko Miyagawa, Masahiro Sasabe, and Hirotaka

of Workshop on Interdisciplinary Systems Approach

Nakano, “Perfect Cell Partitioning in Micro-Cellular

in Performance Evaluation and Design of Computer

Networks,” to appear in Information and Communi-& Communications Systems (Inter-Perf 2006), (Pisa,

cation Technologies International Symposium (IC-

Italy), October 14, 2006.
(12) Junichi Maruyama, Go Hasegawa, and Masayuki

TIS 2007), Apr. 2007.
(5) Satoshi Aihara, Masahiro Sasabe, and Hirotaka Na-

Murata, “Is tampered-TCP really effective for get-kano, “Mobility Model based on Incoming andting high throughput in the Internet?,” in Proceed-

Outgoing Nodes to an Area,” to appear in The 5th

ings of ATNAC 2006, pp. 167–171, December 2006.

International Symposium on Mobile Mapping Tech-(13) Kana Yamanegi, Go Hasegawa and Masayuki Murata, “Congestion control mechanism of TCP for

nology (MMT’07), May 2007.

achieving predictable throughput,” in Proceedings of(6) Masahiro Sasabe, Naoki Wakamiya, and Masayuki

ATNAC 2006, pp. 117–121, December 2006.

Murata, “A Caching Algorithm using Evolutionary
Game Theory in a File-Sharing System,” to appear(14) Hiroyuki Hisamatsu, Go Hasegawa and Masayuki

in IEEE Symposium on Computers and Communica-

Murata, “Sizing router buffers for largescale TCP/IP

tions (ISCC'07), July 2007.

networks,” to be presented at The 2007 International(7) Masashi Nakata, Go Hasegawa, and Hirotaka Na-

Symposium on Frontiers in Networking with Applications (FINA 2007), May 2007.

kano, Modeling TCP Throughput over Wired /Re-(15) Tomoaki Tsugawa, Cao Le Thanh Man, Go Hase-

ceiver-Based ACK Splitting Mechanism, in Pro-

gawa and Masayuki Murata, “Implementation issues

ceeding of ICWN2006, June 2006.

on inline network measurement in high-speed net-

Wireless

Heterogeneous

Networks

forworks,” submitted for publication, January 2007.

(8) Cao Le Thanh Man, Go Hasegawa and Masayuki
Murata, “ICIM: An inline network measurement(16) Cao Le Thanh Man, Go Hasegawa and Masayuki

mechanism for highspeed networks,” in Proceedings

Murata, “Inferring available bandwidth of overlayof the 4th IEEE/IFIP Workshop on End-to-End Mon-

network paths based on inline network measure-itoring Techniques and Services (E2EMON 2006),

ment,” submitted for publication, January 2007.
(17) Go hasegawa and Masayuki Murata, “Free-riding

pp. 67–74, April 2006.

traffic problem in routing overlay networks,” sub-(9) Tomoaki Tsugawa, Go Hasegawa and Masayuki

mitted for publication, February 2007.

Murata, “Implementation and evaluation of an inline
network measurement algorithm and its application
to TCP-based service,” in Proceedings of 4th

口頭発表（国内研究会など）

IEEE/IFIP Workshop on End-to-End Monitoring(1) 宮川明子, 笹部昌弘, 中野博隆, “モバイル通信

Techniques and Services (E2EMON 2006), (Van-

における電力制御の効果,” 画像電子学会予稿

couver, Canada), pp. 35–42, April 2006.

(06-04-11), pp. 65-70, Nov. 2006.

(10) Zongsheng Zhang, Go Hasegawa and Masayuki(2) 笹部昌弘, 若宮直紀, 村田正幸, “ファイル共有

Murata, “Reasons not to parallelize TCP connections

システムにおける進化ゲーム理論を用いたキャ

for long fat networks,” in Proceedings of SPECTS

ッシングアルゴリズム,”電子情報通信学会技術- 77 -

(12) 小川祐紀雄, 長谷川剛, 村田正幸, “シンクライ研究報告書(IN2006-154), pp. 97-1102, Jan. 2007.
(3) 時任宏, 笹部昌弘, 中野博隆,“通信距離の最適

アントトラヒックの性能向上手法の検討,” 電子化による無線ネットワーク容量の向上,” 電子情情報通信学会 情報ネットワーク研究会, March

報 通 信 学 会 情 報 ネ ッ ト ワ ー ク 研 究 会 , Mar.

2007.
(13) 多田健太郎, 長谷川剛, 村田正幸, “Paced TCP

2007.
(4) 久松潤之, 長谷川剛, 村田正幸, “TCP トラヒッ

がルータのバッファサイズ設定に与える影響,”

クを考慮した大規模ネットワーク解析手法の提電子情報通信学会技術研究報告, March 2007.

案,” 電子情報通信学会技術研究報告(CQ2006-7),(14) 津川知朗，藤田範人，浜崇之，下西英之，村瀬勉, “TCP-AFEC: TCP によるエンドホスト間のpp. 31–36, April 2006.
(5) 津川知朗，Cao Le Thanh Man，長谷川剛，村田

帯域確保のための冗長度動的決定手法,” 電子情正幸, “高速ネットワークにおけるインラインネ

報通信学会 情報ネットワーク研究会, March

ットワーク計測手法の実装に関する検討および

2007.
(15) 丸山純一, 長谷川剛, 村田正幸, “エッジルータ

性能評価,” 電子情報通信学会技術研究報告(IN2006-47), pp. 73–78, July 2006.

における改造TCP の検出・制御手法の提案,” 電子情報通信学会技術研究報告, March 2007.

(6) 丸山純一, 長谷川剛, 村田正幸, “改造TCP がネットワークに与える影響に関する一検討,” 電子(16) 山根木果奈, 長谷川剛, 村田正幸, “スループッ

情報通信学会技術研究報告(IN2006-40), vol. 106,

ト保証を実現するTCP の輻輳制御方式の実装

no. 151, July 2006. (情報ネットワーク研究賞)

評価,” 電子情報通信学会技術研究報告, March
2007.

(7) 山根木果奈, 長谷川剛, 村田正幸, “インライン
ネットワーク計測に基づくTCP スループットの保証手法,” 電子情報通信学会技術研究報告(IN2006-50), pp. 7–12, September 2006.
(8) 長谷川剛, 小林正好, 村田正幸, 村瀬勉, “オーバレイルーティングに起因するネットワークただ乗り問題に関する一検討,” 電子情報通信学会技術研究報告(IN2006-136), pp. 133–138, December
2006.
(9) 久松潤之, 長谷川剛, 村田正幸, “大規模ネット
ワークにおけるTCP トラヒックを考慮したルータのバッファサイズの検討,” 電子情報通信学
会技術研究報告(IN2006-130), pp. 97–102, December 2006.
(10) 長谷川剛, 村田正幸, “高速・高遅延ネットワークのためのトランスポート層プロトコル,” 電子情報通信学会技術研究報告(IN2006-169), pp. 41–46,
February 2007.
(11) Cao Le Thanh Man, Go Hasegawa and Masayuki
Murata, “Inferring bandwidth of overlay network
paths using inline network measurement,” 電子情報通信学会技術研究報告, March 2007.

- 78 -

2006 年度特別研究報告・修士論文・博士論文

特別研究報告

博士論文

(1)

(1)

時任 宏,“通信距離の最適化による無線ネット

Cao Le Thanh Man, “Inline Network Measure-

ワーク容量の向上，” 大阪大学基礎工学部情報

ment: TCP Built-in Techniques for Inferring

科学科特別研究報告, February 2007.

End-to-end Bandwidth,” PhD thesis, Graduate(2)

Le Kieu Nhu,“Evaluation of Response Probability

School of Information Science and Technology

Control Method on Belt Conveyor Systems，”大阪

Osaka University, January 2007. Osaka University,

大学基礎工学部情報科学科特別研究報告,

January 2006.

February 2007.
(3)

児玉瑞穂, “インライン計測に基づいたTCP 輻

修士論文

輳制御方式のネットワークにおける性能評(1)

Wataru Nagate, “High-speed information readout価,” 大阪大学基礎工学部情報科学科特別研究

method from a large amount of RFID tags,” Mas-

報告, February 2007.

ter’s thesis, Graduate School of Information Sci-

(2)

(4)

ence and Technology, Osaka University, February

和手法がルータのバッファサイズ決定に与え2007.

る影響,” 大阪大学基礎工学部情報科学科特別Yusuke Hirano, “A scheme for continuous data

研究報告, February 2007.

gathering form mobile nodes,” Master’s thesis,
Graduate School of Information Science andTechnology, Osaka University, February 2007.
(3)

Akiko Miyagawa, “Proposal and Evaluation of
Perfect Cell Partitioning in Micro-Cellular Networks,” Master’s thesis, Graduate School of Information Science and Technology, Osaka University, February 2007.

(4)

Junichi Maruyama, “Ill-effects of tampered-TCP
flows and protection mechanisms for well-behaved
TCP flows,” Master’s thesis, Graduate School ofInformation Science and Technology, Osaka-University, February 2006.

(5)

多田健太郎, “TCP のバースト性およびその緩Kana Yamanegi, “TCP congestion control mechanisms for achieving predictable throughput,” Master’s thesis, Graduate School of Information Science and Technology, Osaka University, February
2007.

- 79 -