VPNを使った研究室間ネットワークの構築と 最小遅延経路選択

JT1-1
VPNを使った研究室間ネットワークの構築と
最小遅延経路選択アルゴリズムの実装
Implementation of Minimum Delay Routing Algorithm and Network Construction between Laboratories using VPN
発表者
9AJT1218 塚本 英幸
9AJT2108 篠木 駿次郎
9AJT2117 伊藤 歩
指導教員
石井啓之 教授
発表の流れ

研究背景・目的

研究内容
 LAN間接続VPNの検討
 最小遅延経路選択アルゴリズムの導入・実装

まとめ・検討課題
2
研究背景・目的

石井研究室では、1606実習室と1614研究室にそれぞれ独立した2
つのネットワークが存在する。

1614研究室のみ大学学内の回線と実験用のNTT回線の2回線を保
有するが、1606実習室から2回線を使用することはできない。
２回線のうち、より高速な回線を使用したい。

石井研究室
1606 実習室
1614 研究室
大学学内回線
大学学内回線
実験用NTT回線
3
研究背景・目的

Virtual Private Network（VPN）を用いて1606実習室と1614研究
室間を仮想的に1つのネットワークに構築し、本来は使用できない
1606実習室からでも2回線を使用したい。

2回線のうちできるだけ遅延の少ない回線を選択して接続できるように、
“最小遅延経路選択アルゴリズムの開発と実装に関する研究”で考
案されたアルゴリズムを実装。
4
ネットワーク完成予定図
VPN
1606 実習室
1614 研究室
大学学内回線
大学学内回線
実験用NTT回線
学内回線
学
内
N
T
T
インターネット
5
LAN間接続VPNの検討

VPN (Virtual Private Network)
 インターネットに接続されている利用者の間に、仮想的な通信トン
ネルを構成
 専用線のようなプライベートネットワークが利用可能
 トンネリングや暗号化で、第3者が侵入する事の出来ない、安全な
ネットワーク
参考画像：
http://news.mynavi.jp/photo/series/
vpn/001/images/001l.jpg
6
LAN間接続VPNの検討

PPTP （Point to Point Tunneling Protocol）
 Point-to-Point Protocol（PPP）をベースとしている。
 IPパケットの中に、PPPフレームをカプセル化する形でトンネリン
グを行っている。

IPsec（Security Architecture for Internet Protocol）
 インターネットの基盤プロトコルであるIPに、セキュリティ技術を
加えたもの。
 認証、鍵交換、暗号化などの複数のセキュリティ技術が組み
合わされている。
7
LAN間接続VPNの検討

NetperfでPPTP、IPsecのTCPスループットを測定をする
PPTP


IPSec
送信データサイズ：8192bytes
接続リンク：100BASE-TX
8
LAN間接続VPNの検討
35
29.16
Throughput[Mbps]
30
25
20
15
10
5
2.69
0
PPTP


IPsec
PPTP使用時throughput : 2.69Mbps
IPsec使用時throughput : 29.16Mbps
9
LAN間接続VPNの検討
考察・検討

PPTP、IPsecのTCPスループットを比較→IPsecの方が高速
 YAMAHAのHPでRTX-1000を調べたところ、IPsecはハードウェア処
理、PPTPはソフトウェア処理。
 2012年8月、PPTPの認証プロトコルMS-CHAPv2に脆弱性が発見
された。

本研究ではIPsecを使用してVPNを構築する。
10
最小遅延経路選択アルゴリズムの導入・実装

“最小遅延経路選択アルゴリズムの開発と実装に関する研究”とは
 複数の通信回線それぞれから接続したいサーバに対して、Pingコ
マンドによりRound Trip Time（RTT）をn回測定してその平均値
を求める。 RTTが小さいネットワークをデフォルトゲートウェイとする 。
11
ネットワーク完成図
12
まとめ・検討課題

まとめ
 異なる研究室間をVPN（IPsec）を用いて仮想的に一つのネット
ワークとして構築
 “最小遅延経路選択アルゴリズムの開発と実装に関する研究”の
アルゴリズムを実装、大学学内回線と実験用のNTT回線の切り
替えに成功

今後の課題
 経路選択プログラム起動中は回線を切り替える仕様によりコネク
ションが切断されてしまうため、常時接続が必要なyoutubeに代表
されるストリーミング通信には不向き
 回線の切り替えタイミングの検討
 VPN拠点数の拡大
13
JT1-2
地下鉄からの
ネット利用に関する調査
９ＡＪＴ１１０１ 高木 翔平
９ＡＪＴ１２０７ 木島 絢子
指導教員 石井啓之 教授
発表の流れ
背景
 目的
 研究内容
 研究結果
 まとめ・今後の課題

15
背景
地下鉄内において、モバイルネットワーク接続が得ら
れることが少ない。
通勤ラッシュ時、Webページのダウンロードにかかる時
間が大きく、ストレスを感じることが多い。
ユーザが通信速度の速い駅でアクセスをすることで、
ストレスを少なく通信を行うことができる。
16
目的

地下鉄駅のホームにおいて、スマートフォンア
プリケーションによる
・往復遅延時間
・ダウンロード／アップロード時間
の測定を行い、通信速度を測定。

どの駅で通信を使用することで、高速でスト
レスを少なくネットワーク環境を利用できるの
かを調査。
17
実験内容

測定に使用する機材、状況は以下のとおりである。
測定時間帯 8:00～9:00
測定日数
4日間
測定機器
apple iPhone 4s
通信キャリア
softbank
NTT DOCOMO回線のb-mobile(以下b-mobile)
使用ソフト
SPEEDTEST.NET
測定場所
東京メトロ　南北線　各19駅
RTT (往復遅延時間）
測定項目
アップロード時間
ダウンロード時間
※東京のサーバーとの間のスピードで測定される
18
softbankとb-mobile

最大受信の速さ（３Gにおける公称値）
Softbank
最大受信14.4Mbps
b-mobile
最大受信14.4Mbps
※b-mobileとは、NTT DOCOMOの保有している
通信網を借りて通信サービスを行っている事業
者。(MVNO)
19
実験内容
評価方法
 各測定日・・・４日間
 測定事項・・・ＲＴＴ（往復遅延時間、ping機能により
測定）、アップロード時間（ファイルをサーバにアップロードする
時間、ファイルはソフトで自動生成）、ダウンロード時間（ファ
イルをサーバからダウンロードする時間、ファイルはサーバで
自動生成）
上位３つの測定項目のそれぞれにつて全１９駅で時間の短い
順に順位付けし、上位３位までに該当した回数を求める。
20
実験結果（ Softbank ）
赤羽岩淵
志茂
王子神谷
王子
西ヶ原
駒込
本駒込
東大前
後楽園
飯田橋
市ヶ谷
四ツ谷
永田町
溜池山王
六本木一丁目
麻布十番
白金高輪
白金台
目黒
ping
0

5
10
上位3位以内に該当した回数
down
up
15
Softbankキャリアで南北線内の最も高速で通信できると考えられる駅
は、上位3位までに該当回数が最も多い赤羽岩淵
21
実験結果（B-mobile)
赤羽岩淵
志茂
王子神谷
王子
西ヶ原
駒込
本駒込
東大前
後楽園
飯田橋
市ヶ谷
四ツ谷
永田町
溜池山王
六本木一丁目
麻布十番
白金高輪
白金台
目黒
ping
0
5
down
10
up
15
上位3位以内に該当した回数

b-mobileで南北線内の最も繋がりやすい駅は、上位3位までに該当
回数が最も多い後楽園
22
まとめ
Softbankは赤羽岩淵
b-mobileでは後楽園
で利用することでよりストレスを少なく通信
できると評価。
キャリア毎によって通信速度の速い駅は、異
なる。
23
今後の課題

多くの路線の通信速度を調査し、その路線
内でより速く通信ができる駅を評価する。

Softbank・b-mobile以外の回線での測定
をし、通信速度の速い駅の指標を作成する。
24
JT1-3
遠隔地監視システムを用いた
見守りシステムの検討
指導教員：石井 啓之
発表者：9AJT1219 横田 健嗣
9AJT2103 吉積 周史
9AJT2114 和田 昂宗
アウトライン
１．研究背景・目的
２．実験・考察
実験１
ー実験方法
ー実験結果・考察
実験２
ー実験方法
ー実験結果・考察
３．まとめと検討課題
26
１．研究背景・目的

近年一人暮らしの
孤独死が増加

孤独死者数は平成１２年
に比べ約3倍増
世間の関心が高まる
 様々なサービスの提供

http://www8.cao.go.jp/kourei/whitepaper/index-w.html
平成23年版 高齢社会白書 より引用
27
１．研究背景・目的

サービスの例
 ・象印のi-Pot
 ・自治体の見守りテレビなど

見守られる側の操作が必要
象印マホービン株式会社 公式HPより
http://www.mimamori.net/service/03.html

見守られる側の操作不要な遠隔見守りシステム検討
 検討１：どのようなセンサーを使えばよいか？
 検討２：どのようにネットワークを構築するか？
28
検討１に関する実験

実験１
 最適なセンサーの組み合わせの検討

実験２
 実験１の結果を踏まえた
民家での実験
29
２．実験１

人感・感圧・加速度の三種類のセンサーを二つ以上
組み合わせて1号館６Fの３つの研究室に設置

実験1では、どの組み合わせが在室判断に
適しているかを検証する。
30
実験方法

実験機器
・Mote Viewソフトウェア
・Crossbow社,無線ネットワークセンサデバイス（XM２１１０J）
・センサ基盤（MTS400・MDA100）
31
実験方法

人感センサー
・感知範囲（約５ｍ）内に侵入した
場合に検知

感圧センサー
・ドアノブに設置し
握る際の握力を利用し検知

加速度センサー
・ドア上部に設置し
ドアの開閉を利用し検知
各センサーの長所短所を
実験データから考察する
32
実験方法


設置期間：2012/12/12～12/19
設置箇所：1604,1606,1607[ｹﾞｰﾄｳｪｲは1606]
(個)
センサー
１６０４研究室
人感
２
感圧
２
加速度
ー
１６０６研究室
１
１
１
１６０７研究室
１
ー
２
場所
表 1 センサー設置場所一覧
33
実験結果・考察
人感
加速度
閾値
考察①
700
１
0
図1 １６０７研究室の実験データ

人感と加速度の結果が不一致
┗加速度の変化が少ない⇒ドアが常に開放状態
人の出入りが正確に確認出来なくなったと考えられる
34
実験結果・考察
考察②
人感
感圧1
感圧2
閾値
１
600
0
図２ １６０４研究室の実験データ

人感と感圧に常に反応
┗結果が一致していたため在室確認可能
35
実験結果・考察
人感センサー
感圧センサー
閾値
考察③
１
700
0
図３ １６０６研究室の実験データ

人感と感圧に常に反応
┗結果が一致していたため在室確認可能
36
実験結果・考察

人感と感圧に反応があり 在室確認が出来た

実際に授業中であったため 在室が確実であった

人感と感圧は考察②と③に見られるように双方のデータの反応が
ほぼ一致
⇒この組み合わせが最良と判った

加速度・・・1606室と1607室で装置不備
データの不取得，細かいドアの開閉検知不可
⇒実験に不向き

37
実験2・方法




設置期間：2012/12/20～12/26
使用センサー：人感・感圧センサー
設置箇所：1DKの一人暮らし家宅内
想定環境：ペット無し，一人暮らしに多い1DK
玄関（感圧）
玄関（人感）
玄関（人感）
38
実験結果・考察
洗面所
玄関
寝室
居間
感圧センサー
閾値
１
550
0
図５ 民家の実験データ
・外出している間はどのセンサーも検知することなく，在宅している間は適
宜反応している
・各センサーの反応が一致しているため，在室していると考えられる。故
にこの組み合わせは，単身世帯に有用であると言える
39
３．まとめと検討課題
まとめ
今回の実験では、人感と感圧センサーの組み合わせが一番適す
ると考えられる
 見守られる側も特別な操作を行わなくても生活状況確認実現
の可能性を見出せた

課題


人間の生活状況をセンサーで第三者が管理出来るようにネット
ワークを用いたシステム化を検討する
今回考慮しなかった想定環境へ変えて実証する
40
JT1-4
RFIDタグを利用した
入退室管理システムの構築
発表者 9AJT2203 稲村誓也
9AJT2212 古怒田圭佑
指導教員 石井啓之 教授
41
目次

① 研究背景

② システム構築

③ 結果

④ まとめ・検討課題
42
研究背景
マグネット
IC/磁気カード
アクティブタグ
費用
○
△
△
信頼性
×
○
○
ユビキタス性
×
○
○
手間
×
×
○
43
研究目的
アクティブ型のRadio Frequency Identificationタグ
(以下アクティブタグ)を使用して、
研究室で入退室状況を携帯端末から確認可能な入退室管理システ
ムを構築する。

44
システム全体の概要図
45
45
システム環境

■アクティブタグ環境

◆レシーバ：RFF15-01R 2007年モデル

■サーバ環境

◆OS:Linux(レンタルサーバ:XREA.COM)[2]
◆ウェブサーバ:Apache
◆使用言語：PHP


46
使用機器
47
システム内部図
サーバ
(Ⅵ )
attendance.php
(Ⅴ )
table.php
Web表示
Web表示変換
(Ⅳ )
status.php
status.php
情報変換
(Ⅲ )
status.csv
Apache
ログ②
（AA_data.php）
タグ
レシーバ
(Ⅱ )
AA_data.php
AA_data.php
csv読み込み
(Ⅰ)
AA_data.csv
ログ①
（レシーバ）
PC
48
結果
49
まとめ

本研究は入退室管理システムを構築し運用している。

今まで研究室に入退室を管理していた扉に貼ってあるマグネットよ
り、開発したシステムの方が、手間が省けどこでも端末から在室/退
室を閲覧出来るようになった。
50
検討課題

ボタンを押さずに退室処理にする。

個人別の1日の滞在時間・出席日数を格納する。

来ていない学生に自動でEメールを送信し講義があることを知らせる
機能をシステムを作る
51
参考文献




[1] RFIDタグ
http://e-words.jp/w/RFIDE382BFE382B0.html
[2]レンタルサーバ(XREA.COM)
http://www.xrea.com/
52
石井研究室の卒研発表は以上です。
ご清聴ありがとうございました。
53