2022/03/17 更新

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フクシマ ユキノブ
福島 行信
FUKUSHIMA Yukinobu
所属
自然科学学域 准教授
職名
准教授
外部リンク

学位

  • 博士(情報科学) ( 大阪大学 )

研究キーワード

  • 情報ネットワーク

  • エッジコンピューティング

  • ネットワーク仮想化

  • 光ネットワーク

研究分野

  • 情報通信 / 情報ネットワーク

学歴

  • 大阪大学    

    2003年4月 - 2006年3月

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    国名: 日本国

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  • 大阪大学   Graduate School of Engineering Science  

    2001年4月 - 2003年3月

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    国名: 日本国

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  • 大阪大学    

    1997年4月 - 2001年3月

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    国名: 日本国

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経歴

  • 岡山大学   大学院自然科学研究科産業創成工学専攻   准教授

    2018年2月 - 現在

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  • 岡山大学   大学院自然科学研究科生命医用工学専攻   助教

    2015年4月 - 2018年1月

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  • 岡山大学   大学院自然科学研究科産業創成工学専攻   助教

    2007年4月 - 2015年3月

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  • 岡山大学   大学院自然科学研究科産業創成工学専攻   助手

    2006年4月 - 2007年3月

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論文

  • Modification of Enigmail to Use Unique Cryptographic Algorithms in Email 査読

    Ryotaro Tani, Yukinobu Fukushima, Yuya Tarutani

    IEIE Transactions on Smart Processing & Computing   10 ( 5 )   2021年10月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • A Server Migration Method Using Q-Learning with Dimension Reduction in Edge Computing

    Ryo Urimoto, Yukinobu Fukushima, Yuya Tarutani, Tutomu Murase, Tokumi Yokohira

    International Conference on Information Networking   2021-January   301 - 304   2021年1月

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    Edge computing is a promising computing paradigm that satisfies QoS requirements of delay-sensitive applications. In edge computing, server migration control is indispensable for managing client mobility. As a server migration method for edge computing, the method based on Q-learning has been proposed. However, the method assumes that there is only one application client and the number of destination edge servers is limited to one. In this paper, we propose a server migration method using Q-learning that copes with realistic situations where there are multiple application clients and destination edge servers. The contributions of this paper are as follows: 1) we clarify that, under the situation with multiple application clients and multiple destination edge servers, a straightforward server migration method using Q-learning (RL method) does not scale due to state space explosion, and 2) we propose a server migration method using Q-learning (RL-DR method) that reduces the dimensionality of state space by abstracting the numbers of application clients at all locations into a center of the gravity (COG) of application clients. The simulation results show that 1) RL method shows up to 248% worse performance than conventional server migration methods because of state space explosion and 2) RL-DR method achieves up to 38.3% better performance than the conventional methods.

    DOI: 10.1109/ICOIN50884.2021.9333965

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    その他リンク: https://dblp.uni-trier.de/db/conf/icoin/icoin2021.html#UrimotoFTMY21

  • Proposal of device control method based on consensus building using reinforcement learning

    Isato Oishi, Yuya Tarutani, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    International Conference on Information Networking   2021-January   451 - 456   2021年1月

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    Various information is collected from IoT devices through the network. As such device becomes more familiar to the user, services are required to consider the influence of user. However, it is difficult to set the parameters of actuators that build consensus among all users in an environment where people with various preferences coexist. The conventional method minimizes the power consumption under the constraints of the user stress. However, this method has a problem that the calculation overhead is increased as the number of devices and users is increased. In this study, we propose a device control method based on consensus building with reinforcement learning. In the proposed method, the state is reduced by applying reinforcement learning for reducing the calculation overhead. As a result of evaluation, we clarified that our method obtains the device parameters that improve the reward by 1.5 times compared with the conventional method. Moreover, we also clarified that a reward value of 98.6% can be achieved compared to the optimum value.

    DOI: 10.1109/ICOIN50884.2021.9333958

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    その他リンク: https://dblp.uni-trier.de/db/conf/icoin/icoin2021.html#OishiTFY21

  • An IP Fast Reroute Method against Multiple Node Failures

    Naoto Numata, Masashi Ishigai, Yuya Tarutani, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    International Conference on ICT Convergence   2020-October   714 - 719   2020年10月

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    Since network failures have a huge negative impact on our daily life, networks should be recovered from the failures as soon as possible. Although a lot of IP fast reroute methods have been proposed, most methods focus on multiple link failures or a single node failure. This paper proposes an IP fast reroute method which can reroute packets against multiple node failures. The paper is the first paper which deals with multiple node failures in the research area on IP fast reroute. The proposed method generates spanning trees to bypass the failures from a given network topology in network design stage, and reroutes a packet using one of the generated spanning trees every time the packet encounters a node failure in network operation stage. Numerical example shows that such spanning trees can be easily generated using our proposed method.

    DOI: 10.1109/ICTC49870.2020.9289623

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    その他リンク: https://dblp.uni-trier.de/db/conf/ictc/ictc2020.html#NumataITFY20

  • Performance Evaluation of Feature Encoding Methods in Network Traffic Prediction Using Recurrent Neural Networks

    Yusuke Tokuyama, Ryo Miki, Yukinobu Fukushima, Yuya Tarutani, Tokumi Yokohira

    ACM International Conference Proceeding Series   279 - 283   2020年3月

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    © 2020 ACM. Recurrent neural network method considering traffic volume, timestamp and day of the week (RNN-VTD method) is a promising network traffic prediction method because of its high prediction accuracy. The RNN-VTD method encodes timestamp and day of the week, which are categorical data, to numerical data using label encoding. The label encoding, however, gives magnitude to the encoded values, which may cause misunderstanding of recurrent neural network models, and consequently, the prediction accuracy of the RNN-VTD method may be degraded. In this paper, we investigate the effect of using one-hot encoding instead of label encoding for a feature encoding method in the RNN-VTD method. In the one-hot encoding, each input data is encoded to an k-dimensional 0 - 1 vector where k is the number of category types. Because the encoded data do not have magnitude, it is expected that the prediction accuracy of the RNN-VTD method is improved.

    DOI: 10.1145/3395245.3396441

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  • A TCP Incast Avoidance Method Based on Retransmission Requests from a Client.

    Shiden Kishimoto, Shigeyuki Osada, Yuya Tarutani, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    2019 International Conference on Information and Communication Technology Convergence(ICTC)   153 - 158   2019年

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/ICTC46691.2019.8939877

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    その他リンク: https://dblp.uni-trier.de/db/conf/ictc/ictc2019.html#KishimotoOTFY19

  • Determining Server Locations in Server Migration Service to Minimize Monetary Penalty of Dynamic Server Migration 査読

    Yukinobu Fukushima, Tutomu Murase, Gen Motoyoshi, Tokumi Yokohira, Tatsuya Suda

    Journal of Network and Systems Management   26 ( 4 )   1 - 41   2018年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer New York LLC  

    In this paper, we propose a new class of service called server migration service (SMS) to augment the existing IaaS (Infrastructure as a Service). SMS allows servers (server-side processes of a network application) to dynamically and automatically migrate as their clients (client-side processes of a network application) change their locations in order to reduce the total monetary penalty that the SMS provider pays to its SMS subscribers when failing to provide them with the guaranteed level of QoS. In this paper, we consider the monetary impact that arises from QoS degradation due to server migration and build an integer programming model to determine when and to which location servers should migrate to minimize the total monetary penalty incurred by the SMS provider. Numerical examples show that SMS achieves up to 96% lower total monetary penalty compared to that without server migration. Numerical examples also show that the integer programming model developed in this paper requires reasonable computation time under realistic parameter settings.

    DOI: 10.1007/s10922-018-9451-6

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  • The Effect of Using Attribute Information in Network Traffic Prediction with Deep Learning. 査読

    Yusuke Tokuyama, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    International Conference on Information and Communication Technology Convergence, ICTC 2018, Jeju Island, Korea (South), October 17-19, 2018   521 - 525   2018年

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    出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/ICTC.2018.8539488

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  • Workplace Capacity Design Using the Minimum Dominating Set in Server Migration Services. 査読

    Yukinobu Fukushima, Itsuho Goda, Tutomu Murase, Tokumi Yokohira

    9th IFIP International Conference on New Technologies, Mobility and Security, NTMS 2018, Paris, France, February 26-28, 2018   1 - 5   2018年

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    出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/NTMS.2018.8328725

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  • Backoff Algorithms to Avoid TCP Incast in Data Center Networks. 査読

    Shigeyuki Osada, Daichi Izumi, Shiden Kishimoto, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    International Conference on Information and Communication Technology Convergence, ICTC 2018, Jeju Island, Korea (South), October 17-19, 2018   515 - 520   2018年

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    出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/ICTC.2018.8539630

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  • Improvement of a TCP incast avoidance method using a fine-grained kernel timer 査読

    Shigeyuki Osada, Shogo Wakai, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    International Conference on Information and Communication Technology Convergence: ICT Convergence Technologies Leading the Fourth Industrial Revolution, ICTC 2017   2017-   147 - 152   2017年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.  

    When a standard TCP implementation using the minimum retransmission timeout (RTOmin) of 200 ms is used in distributed file systems in data centers, a well-known throughput degradation called TCP Incast occurs, because 200 ms is too large as an RTOmin in data centers. In order to avoid TCP Incast, a TCP implementation using a much smaller RTOmin attained by a fine-grained kernel timer is proposed. However, throughput still decreases in the implementation when the number of servers in distributed file systems is large. In this paper, we propose an improvement method introducing a new TCP option which enables a client to request servers to retransmit packets in a better timing. Numerical examples obtained by extensive simulation runs show the effectiveness of the improved method.

    DOI: 10.1109/ICTC.2017.8190962

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  • Power-Aware server location decision in server migration service 査読

    Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira, Tutomu Murase, Tatsuya Suda

    2016 International Conference on Information and Communication Technology Convergence, ICTC 2016   150 - 155   2016年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.  

    The server migration service (SMS) is an optional service that improves communication QoS of the IaaS cloud service. In the SMS, small-scale data centers (micro data centers) called work places (WPs) are deployed at various locations in the network. In the SMS, a network application (a NW-App) consists of one or more server-side processes of the application (servers) and one or more client-side processes of the application (clients). In the SMS, servers migrate among WPs in order to improve communication QoS between the servers and their clients, unlike in the IaaS cloud service where locations of the servers are always fixed at a data center in the network. In our previous study, we developed an integer programming model and solved it to determine when and to which WPs servers should migrate in the SMS in order to minimize the financial penalty, i.e., SMS provider's financial loss due to degradation of the communication QoS. In this paper, we consider the electricity power cost, an important component of the operational cost of the SMS, in addition to the financial penalty considered in our previous study, in determining when and to which WPs servers should migrate in the SMS. In this paper, we define the operational cost of the SMS as the sum of the financial penalty and electricity power cost and consider a power-Aware server location decision problem in order to minimize the operational cost of the SMS. We formulate the problem as a mixed-integer programming model and solve the model numerically. Numerical examples show that our mixed-integer programming model optimally determines the locations of the servers and decreases the operational cost by up to 15.5% compared to our previous integer programming model, where the power cost was not considered.

    DOI: 10.1109/ICTC.2016.7763457

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  • Performance improvement of an AS-friendly peer selection algorithm for P2P live streaming 査読

    Yukinobu Fukushima, Kazuki Kobayashi, Tokumi Yokohira

    International Journal of Computer Networks and Communications   8 ( 1 )   35 - 46   2016年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Academy and Industry Research Collaboration Center (AIRCC)  

    Minimum Physical Hop (MPH) has been proposed as a peer selection algorithm for decreasing inter-AS (Autonomous System) traffic volume in P2P live streaming. In MPH, a newly joining peer selects a peer whose physical hop count (i.e., the number of ASes traversed on the content delivery path) from it is the minimum as its providing peer. However, MPH shows high inter-AS traffic volume when the number of joining peers is large. In this paper, we propose IMPH that tries to further decrease the inter-AS traffic volume by distributing peers with one logical hop count (i.e., the number of peers or origin streaming servers (OSSes) traversed on the content delivery path from an OSS to the peer) to many ASes and encouraging the following peers to find their providing peers within the same AS. Numerical examples show that IMPH achieves at the maximum of 64% lower inter-AS traffic volume than MPH.

    DOI: 10.5121/ijcnc.2016.8103

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  • A trail multi-splitting method for throughput improvement in light trail networks 査読

    Yukinobu Fukushima, Wenjie Chen, Tokumi Yokohira

    PHOTONIC NETWORK COMMUNICATIONS   30 ( 2 )   178 - 189   2015年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER  

    Light trail networks have been proposed as an extension of lightpath networks in order to enable sub-wavelength bandwidth allocation in WDM networks. The networks need a medium access control (MAC) method to avoid collisions of data transmissions. We have proposed a MAC method which adopts a token-passing mechanism. The method splits one trail into two trails: one upstream trail and one downstream trail and permits independent data transmissions on the trails. However, the method leaves bandwidths of links upstream from the token-holding node idle because the method only splits the original trail into two trails and leaves the upstream trail unsplit. In this paper, we propose a novel token-passing MAC method for further improving trail throughputs. Our proposed method recursively splits the upstream trail, and consequently the original trail can be split into more than two trails. In the proposed method, an appropriate setting of upstream/downstream token-holding times of all nodes is a key factor to successfully accommodate an input traffic. Therefore, we tackle a problem (called a token-holding time decision problem) where we optimize token-holding times of all nodes so that input traffic is successfully accommodated. We formulate the problem as a linear programming model. Numerical examples on maximum effective throughput show that the proposed method is more superior as the ratio of short-hop traffic is higher in input traffic patterns.

    DOI: 10.1007/s11107-015-0509-z

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  • An On-line Algorithm to Determine the Location of the Server in a Server Migration Service 査読

    Yuta Hoshino, Yukinobu Fukushima, Tutomu Murase, Tokumi Yokohira, Tatsuya Suda

    2015 12TH ANNUAL IEEE CONSUMER COMMUNICATIONS AND NETWORKING CONFERENCE   740 - 745   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    In IaaS cloud services, QoS of network applications (NW-Apps) may degrade due to location factors such as significant distance between a server-side application (server) of a NW-App at a data center and a client-side application (client) of the NW-App at a client terminal. In order to shorten the distance and to improve the QoS, server migration services (SMSes) have been proposed. In SMSes, servers may migrate between different computers (called work places, WPs) on a network to prevent QoS degradation caused by the changes of client locations. Although server migrations can improve QoS of NW-Apps, they also generate a huge amount of traffic (server migration traffic) in the network. This paper focuses on a server location decision problem where the location of a server is decided in an on-line manner so that QoS of a NW-App is improved under the constraint that the server migration traffic has to be suppressed below an acceptable level. For the problem, we propose a practical on-line algorithm. The key idea behind the proposed algorithm is that the location of the server is decided with consideration of the QoS degradation in the future. The algorithm defines the averagely good location for the server where the QoS is expected to be relatively good for various client locations. Then, it keeps the range of the server's migration within the returnable range where the server can soon come back to the averagely good location. As a result, the QoS can be always kept as good as the one under the averagely good location. Simulation results show that the proposed algorithm improves QoS of the NW-App by up to 30% compared to a greedy algorithm.

    DOI: 10.1109/CCNC.2015.7158070

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  • Optimization of Maximum Timeout Value in TCP with a Fine-grained Timer for Data Center Networks 査読

    Ryo Miyayama, Shigeyuki Osada, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    2014 INTERNATIONAL CONFERENCE ON INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY CONVERGENCE (ICTC)   433 - 437   2014年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    When the standard TCP implementation is used in distributed. le systems in data center, a well-known throughput degradation called TCP Incast occurs. In order to avoid TCP Incast, a TCP implementation using a specialized. fine-grained timer is proposed. However, the throughput still decreases in the implementation when the number of servers in distributed. le systems is large. In this paper, we clarify that the cause of the decreasing is that maximum timeout value is too large and optimize the value.

    DOI: 10.1109/ICTC.2014.6983174

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  • A Reroute Method to Recover Fast from Network Failure 査読

    Yasuhiro Harada, Wang Hui, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    2014 INTERNATIONAL CONFERENCE ON INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY CONVERGENCE (ICTC)   903 - 908   2014年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    The demand for high Internet availability has increased. As routing methods to recover fast from a single network component (link or node) failure, methods using multiple routing tables have been proposed. In the methods, when a component failure occurs, packets which are supposed to pass through the component in the failure-free state are rerouted using a routing table (backup table) which does not use the component for packet forwarding. Thus, it is important to decrease the increased routing cost (for example, the number of increased hops of rerouted packets if every link cost is one) due to the reroute as much as possible. In this paper, we propose a new routing method to decrease the increased routing cost. In the conventional methods, there are many components that do not fail but are not used for packet forwarding in a backup table. In our proposed method, we use such components as much as possible, and consequently we try to decrease the increased routing cost. Numerical examples show the effectiveness of our proposed method.

    DOI: 10.1109/ICTC.2014.6983329

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  • Throughput Improvement of TCP Proxies in Network Environment with Wireless LANs 査読

    Wang Hui, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    2014 IEEE REGION 10 SYMPOSIUM   82 - 87   2014年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    Split-connection type proxies have been proposed to improve TCP (Transmission Control Protocol) throughput in network environment with wireless LANs. A proxy is placed at the boundary of a wireless LAN (WLAN) and a wired network and it splits a TCP connection into two virtual TCP connections. We proposed a split-connection type proxy called MDA-Proxy (Modified Decreasing-ACK Proxy), which increases throughput of upflows (flows from wireless hosts to wired hosts) by decreasing the number of ACKs in a WLAN. MDA-Proxy uses two parameters, ack_stock and delay_timer, for each connection. The former controls the number of ACKs sent to a WLAN and the latter is used to recover from losses and delays of ACKs in a wired network. However, it is assumed that MDA-Proxy uses fixed values of the two parameters and their automatic tuning in response to network situation remains to be future work. In this paper, we propose a new type of proxy called ASA-Proxy (Ack_Stock Autotunning Proxy), which automatically tunes the two parameters in MDA-Proxy. Ack_stock is tuned comparing throughputs before and after its changing so that throughput of the connection becomes large, and delay_timer is replaced by the normal TCP retransmission timer because it is better than a fixed value of delay_timer for the inference of losses and delays of ACKs in a wired network. Extensive simulation runs show that ASA-Proxy is superior to MDA-Proxy.

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  • TCP Incast Avoidance Based on Connection Serialization in Data Center Networks 査読

    Shigeyuki Osada, Kazutoshi Kajita, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    2013 19TH ASIA-PACIFIC CONFERENCE ON COMMUNICATIONS (APCC): SMART COMMUNICATIONS TO ENHANCE THE QUALITY OF LIFE   142 - 147   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    In distributed file systems, a well-known congestion collapse called TCP Incast occurs because many servers send data to the same client and then many packets overflow the port buffer of the client link. Incast leads to throughput degradation in the network. In this paper, we propose two methods to avoid Incast based on the fact that only one connection can almost fully use the network bandwidth because the bandwidth-delay product is not so large in current data center networks. The first method is a method which completely serializes connection establishments. By the serialization, the number of packets in the port buffer becomes very small, which leads to Incast avoidance. The second method is a method which overlaps the slow start period of the next connection to the current established connection to improve throughput in the first method. Numerical results from extensive simulation runs show the effectiveness of our two proposed methods.

    DOI: 10.1109/APCC.2013.6765931

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  • A Reroute Method Using Multiple Routing Configurations for Fast IP Network Recovery 査読

    Daiki Imahama, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    2013 19TH ASIA-PACIFIC CONFERENCE ON COMMUNICATIONS (APCC): SMART COMMUNICATIONS TO ENHANCE THE QUALITY OF LIFE   433 - 438   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    The demands on Internet reliability and availability have increased. As a routing method to recover fast from a single network component (link or node) failure, a method using multiple routing tables has been proposed. In the method, when a component failure occurs, packets which are supposed to pass through the component in no failure state are rerouted using a routing table (backup table) which does not use the component for packet forwarding. Thus, it is important to decrease the increased routing cost (for example, the number of increased hops of rerouted packets if every link cost is one) due to the reroute as much as possible. In this paper, we propose a new routing method to decrease the increased routing cost. In the conventional method, there are such components that do not fail but are not used for packet forwarding in a backup table. In our proposed method, we use such components, and consequently we try to decrease the increased routing cost. Numerical examples show the effectiveness of our proposed method.

    DOI: 10.1109/APCC.2013.6765984

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  • Improvement of a TCP Incast Avoidance Method for Data Center Networks 査読

    Kazutoshi Kajita, Shigeyuki Osada, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    2013 INTERNATIONAL CONFERENCE ON ICT CONVERGENCE (ICTC 2013): FUTURE CREATIVE CONVERGENCE TECHNOLOGIES FOR NEW ICT ECOSYSTEMS   460 - 465   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    In distributed file systems, a well-known congestion collapse called TCP Incast occurs because many servers send data to the same client and then many packets overflow the port buffer of the client link. Incast leads to throughput degradation in the network In our previous work, we have proposed a method to avoid Incast. In the method, we limit the maximum number of simultaneously existing connections to a predetermined constant value. However, we cannot use the method when the data size is small, and because we have not investigated how to optimize the maximum value, Incast may occur if the maximum value is not appropriate. In this paper, we improve the method so that it is applicable regardless of the data size and the maximum value is optimized Numerical results show the effectiveness of our proposed method.

    DOI: 10.1109/ICTC.2013.6675396

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  • Throughput Improvement for TCP with a Performance Enhancing Proxy Using a UDP-Like Packet Sending Policy 査読

    Hui Wang, Yuichi Nishida, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira, Zhen Wu

    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS   E95B ( 7 )   2344 - 2357   2012年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    To improve TCP throughput even if the maximum receiving window size is small, a TCP performance enhancing proxy (PEP) using a UDP-like packet sending policy with error control has been proposed. The PEP operates on a router along a TCP connection. When the PEP receives a data packet from the source host, it transmits the packet to the destination host, copies the packet into the local buffer (PEP buffer) in case the packets need to be transmitted and sends a premature ACK acknowledging receipt of the packet to the source host. In the PEP, the number of prematurely acknowledged packets in the PEP buffer is limited to a fixed threshold (watermark) value to avoid network congestion. Although the watermark value should be adjusted to changes in the network conditions, watermark adjusting algorithms have not been investigated. In this paper, we propose a watermark adjusting algorithm the goal of which is to maximize the throughput of each connection as much as possible without excessively suppressing the throughputs of the other connections. In our proposed algorithm, a newly established connection uses the initial watermark value of zero to avoid drastic network congestion and increases the value as long as its throughput increases. In addition, when a new connection is established, every already-established connection halves its watermark value to allow the newly established connection to use some portion of the bandwidth and increases again as long as its throughput increases. We compare the proposed algorithm (CW method) with other methods: the FW method that uses a fixed large watermark value and the NP method that does not use the PER Numerical results with respect to throughput and fairness showed that the CW method is generally superior to the other two methods.

    DOI: 10.1587/transcom.E95.B.2344

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  • An Architecture and a MAC Protocol for Throughput Improvement in Light Trail Networks 査読

    Wenjie Chen, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS   E95B ( 7 )   2330 - 2343   2012年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    Light trail architecture is attracting attention as a new optical wavelength-division multiplexing network architecture that can be built with currently available devices and can achieve bandwidth allocation with granularity finer than a wavelength. Because a light trail is a shared medium, we need a medium access control (MAC) protocol to prevent collisions. Although MAC protocols using token passing can prevent collisions, the bandwidths of links that are located upstream of the token holding node are kept idle. We first propose a dynamic light trail splitting method for increasing throughput of a light trail by using such idle bandwidths. Our method splits a trail into upstream and downstream trails at the token holding node, and independent data transmission on the two trails are permitted. As a result, we expect that the split trail architecture will achieve higher throughput than the original non-split trail architecture. The degree of performance improvement with the split trail architecture depends on how appropriately we determine the upstream and downstream token holding times of every transmission node. Thus, we formulate a problem in which we optimize the token holding times to accommodate requested traffic volume as a linear programming problem. We then derive the throughput of the split trail architecture by solving the problem using the NUOPT solver and investigate the degree of improvement over the original architecture. In addition, we evaluate the end-to-end delay of the split trail architecture by simulation. According to numerical examples, the split trail architecture achieves 1) almost the same throughput as the original one for the worst-case traffic pattern where every transmission node sends data to the terminating node of the trail only, 2) about 1.6 times higher throughput for a uniform traffic pattern where every node pair requests the same traffic volume and an extremely unbalanced traffic pattern where only a few node pairs request huge traffic volume, 3) about 1.9 time higher throughput for the split trail architecture's good-case traffic pattern where every transmission node sends data to its adjacent downstream node only, and 4) the end-to-end delay enough to satisfy any application's QoS requirement according to ITU-T Recommendation Y.1541.

    DOI: 10.1587/transcom.E95.B.2330

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  • Inter-AS Traffic Volume Reduction by Localizing Delivery for P2P Live Streaming 査読

    Kazuki Kobayashi, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    2012 THIRD INTERNATIONAL CONFERENCE ON NETWORKING AND COMPUTING (ICNC 2012)   156 - 161   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    In recent years, there is a big demand for live streaming service over the Internet. As one of the service model, peer-to-peer (P2P) live streaming has been utilized. In the system, it is important to decrease inter-AS (Autonomous System) traffic volume and content delivery delay because the larger volume leads to higher transit cost of ASes and this system treats the live contents, respectively. Therefore, as a conventional peer selection algorithm that tries to decrease them, Minimum Physical Hop (MPH) has been proposed. In MPH, to decrease inter-AS traffic volume, a newly joining peer selects a providing peer with the minimum physical hop count, which is the minimum number of ASes between the providing peer and the newly joining peer. Furthermore, to decrease content delivery delay, if there are several such candidates, it selects a providing peer with the minimum logical hop count, which is the number of Origin Streaming Servers (OSS) or peers passed from an OSS to the peer, from the candidates. However, MPH shows high inter-AS traffic volume when the number of joining peers is large. When we use MPH, candidates for providing peer with large logical hop count tend to swarm in ASes without an OSS while those with small logical hop count do in ASes with an OSS because of the peer selection policy of MPH. As the number of joining peers becomes large, the logical hop counts of the candidates for providing peer in every AS increase. As a result, in the former ASes, the logical hop counts of all the candidates for providing peer reach the upper bound frequently, and the newly joining peer cannot often find its providing peer in the AS, and consequently have to select providing peers in different ASes. In this paper, we improve MPH in order to further decrease the inter-AS traffic volume. In the improved algorithm called Improved Minimum Physical Hop (IMPH), we try to decrease the volume by distributing providing peers with one logical hop count to many ASes. As a result of the evaluation, we show that IMPH achieves to reduce the inter-AS traffic volume by at a maximum of 38% compared to MPH under uniform peer generation distributions.

    DOI: 10.1109/ICNC.2012.31

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  • A Solution to Transmission Halting In a New Flow Control Method TCP-fox 査読

    Takumi Shinkai, Wang Hui, Hiroyuki Ishihara, Yuichi Nishida, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    18TH ASIA-PACIFIC CONFERENCE ON COMMUNICATIONS (APCC 2012): GREEN AND SMART COMMUNICATIONS FOR IT INNOVATION   806 - 811   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    TCP-fox is a new flow control method for TCP (Transmission Control Protocol) which allows the sender of a connection to send packets over the receive window advertised by the receiver to obtain higher throughput. However, TCP-fox has the problem that it halts sending packets when the receiver uses a receive buffer auto tuning mechanism. In this paper, we investigate the cause of the halting and present a way to avoid it.

    DOI: 10.1109/APCC.2012.6388193

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  • Destination selection algorithm in a server migration service 査読

    Asato Yamanaka, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira, Tutomu Murase, Tatsuya Suda

    Proceedings of the 7th International Conference on Future Internet Technologies, CFI'12   15 - 20   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:ACM  

    Using network virtualization technologies for network applications (NW-Apps) consisting of server and clients, we can implement a server migration service where there are many server running environments (working places: WPs) inside a network and servers onWPs can migrate to otherWPs when communication QoSs in some NW-Apps fall off. Because server size is large, the traffic for server migration causes QoS degradation of its background traffic. Thus, it is important to decrease the degree (network impact) of the QoS degradation. In this paper, we propose three destination selection algorithms, MIA (Minimum Impact Algorithm), MRA (Maximum Remaining space Algorithm) and MCA (Maximum Covering Algorithm) that try to decrease the impact while increasing the number of NW-Apps' clients whose SLA (service level agreement) are satisfied. When a server migration is triggered, MIA, MRA and MCA move the server in the WP with the minimum impact, the WP with the maximum remaining space for servers and the WP with the maximum coverage, which is the number of routers under which the corresponding clients can communicate with the server while satisfying the SLA, respectively. Numerical examples show that when the number of accommodatable servers in full-cover WP (a full-cover WP is such WP that communicates with an arbitrary client while satisfying the SLA) is small or there is no full-cover WP, MIA outperforms the others, otherwise MCA outperforms the others. Copyright © 2012 by the Association for Computing Machinery, Inc.

    DOI: 10.1145/2377310.2377315

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    その他リンク: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/cfi/cfi2012.html#conf/cfi/YamanakaFMYS12

  • Multi-stage change-point detection scheme for large-scale simultaneous events 査読

    Yukinobu Fukushima, Tutomu Murase, Masayoshi Kobayashi, Hiroki Fujiwara, Ryohei Fujimaki, Tokumi Yokohira

    COMPUTER COMMUNICATIONS   34 ( 15 )   1810 - 1821   2011年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    Change-point detection schemes, which represent one type of anomaly detection schemes, are a promising approach for detecting network anomalies, such as attacks and epidemics by unknown viruses and worms. These events are detected as change-points. However, the schemes generally also detect false-positive change-points caused by other events, such as improper parameter setting of detectors. Therefore there is a requirement for a scheme that detects only true-positive change-points caused by attacks and epidemics by unknown viruses and worms. The true-positive change-points tend to occur simultaneously and intensively in very large numbers, while the false-positive change-points tend to occur independently. Therefore, we expect that the multi-stage change-point detection scheme, which performs change-point detection in a distributed manner and takes account of the correlation among multiple change-points, can exclude false-positive change-points by neglecting those that occur independently. In this paper, we propose the multi-stage change-point detection scheme and introduce a weighting function that gives smaller weight to LDs with higher false-positive rate inferred by GD in order to avoid a set of false-positive alerts generated by the low-accuracy detectors from causing high false-positive rate of the scheme. We evaluate the performance of the scheme by a simulation using the parameter values obtained in an experiment using real random scan worms. In the evaluation, we modify AAWP (Analytical Active Worm Propagation) model so that it can derive the number of infected hosts (i.e., attack hosts) more accurately by considering a failure of infection behavior by random scan worms. The simulation results show that our scheme can achieve an optimal performance (detection rate of 1.0 and false-positive rate of 0) while the stand-alone change-point detection scheme, which does not use the correlation among multiple change-points, cannot attain such optimal performance, and our scheme with alert weighting always shows better detection performance than the scheme without alert weighting. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.comcom.2011.05.001

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  • Optimization of Token Holding Times in Split Light Trail Networks 査読

    Wenjie Chen, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    2011 IEEE GLOBAL TELECOMMUNICATIONS CONFERENCE (GLOBECOM 2011)   1 - 5   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    As a new optical WDM network architecture that can be built with currently available devices and can achieve bandwidth allocation with granularity finer than a wavelength, a light trail architecture attracts attention. Because a light trail is a shared medium, we need a medium access control (MAC) protocol to avoid collisions. Although MAC protocols using token passing can avoid collisions, bandwidths of links that locate upstream of the token holding node are kept idle. In this paper, we first propose a dynamic light trail splitting method in order to increase throughput of a light trail by using those idle bandwidths. Our method splits a trail into the upstream trail and the downstream trail at the token holding node and independent data transmissions on the two trails are permitted. As a result, we expect that the split trail architecture achieves higher maximum throughput than the original non-split trail architecture. The degree of throughput improvement by the split trail architecture depends on how appropriately we set upstream and downstream token holding times of every transmission node. Thus, we formulate a problem to decide the token holding times as a nonlinear programming problem, derive the maximum throughput of the split trail architecture by solving the problem using NUOPT solver, and investigate the degree of improvement compared to the original architecture. According to numerical examples, the split trail architecture achieves 1) almost the same maximum throughput as the original one for its unfavorite traffic pattern where every transmission node sends data to the terminating node of the trail only, 2) about 1.6 times as high maximum throughput for a uniform traffic pattern where every node-pair requests the same traffic volume, and 3) about 1.9 time as high maximum throughput for its favorite traffic pattern where every transmission node sends data to its adjacent downstream node only.

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2011.6133810

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  • Early Detection of Increasing Traffic with Distributed Traffic Measurement 査読

    Yukinobu Fukushima, Mamoru Niboshi, Tutomu Murase, Ryohei Fujimaki, Shunsuke Hirose, Tokumi Yokohira

    TENCON 2010: 2010 IEEE REGION 10 CONFERENCE   809 - 814   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    With the spread of broadband access lines, many bandwidth-consuming services such as video streaming have appeared. The popularity of these services can cause problems such as the shortage of the Internet backbone capacity, so it is important to detect increasing traffic caused by these services early. Conventional detection method called aggregation method tries to detect increasing traffic by predicting its future traffic volume with linear approximation. However, the aggregation method may not cope with increasing traffic whose growth is more rapid than linear growth. In this paper, we propose an early detection method (partial aggregation method) of increasing traffic under per-subnet based distributed traffic measurement. The method predicts 1) future traffic volume for each address in each subnet and 2) the number of subnets having increasing traffic in the future with a linear approximation. Then, the method estimates future traffic volume for each address as a product of the predicted future traffic volume in each subnet and the predicted subnet number. As a result, the method is expected to cope with rapid growth in traffic volume. Simulation results show that the partial aggregation method can detect increasing traffic earlier than the aggregation method by a maximum of 90 days.

    DOI: 10.1109/TENCON.2010.5686580

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  • Performance Evaluation of Multi-stage Change-point Detection Scheme with Alert Weighting 査読

    Mari Nakagawa, Yukinobu Fukushima, Tutomu Murase, Ryohei Fujimaki, Shunsuke Hirose, Tokumi Yokohira

    TENCON 2010: 2010 IEEE REGION 10 CONFERENCE   785 - 790   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    As a detection method of large-scale simultaneous events (e.g., DDoS attack), a multi-stage change-point detection scheme with alert weighting was proposed. In the scheme, local detectors (LDs), which are deployed on each monitored subnet, try to detect an event by change-point detection. If they do, they send an alert to global detector (GD). Then GD judges whether an event is occurring by comparing the weight sum of the received alerts with an predetermined threshold value. The weight of an alert is set lower for LDs with higher false-positive rate (FPR). Conventional evaluation results only showed that alert weighting improves the performance for particular combination of two kinds of LDs with different FPRs. In this paper, we investigate the effectiveness of alert weighting for various combinations of two kinds of LDs with different FPRs in detail. We first consider the situation where detection rates (DRs) of all LDs are identical. Then, we consider the situation where high-FPR LDs show higher DR than low-FPR LDs, which is more realistic. Simulation results show that 1) alert weighting does not lead to degradation of detection performance and 2) alert weighting is most effective when event scale is moderate in our numerical examples.

    DOI: 10.1109/TENCON.2010.5686586

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  • Performance Evaluation of Medium Access Control Methods in Light Trail Networks 査読

    Yukinobu Fukushima, Kota Tanaka, Tokumi Yokohira

    11TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON ADVANCED COMMUNICATION TECHNOLOGY, VOLS I-III, PROCEEDINGS,   1421 - 1425   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:ELECTRONICS TELECOMMUNICATIONS RESEARCH INST  

    We evaluate performance of two medium access control methods with token passing, LT-FA MAC and ART MAC, in light trail networks. LT-FA MAC aims at coping with bursty packet arrivals while ART MAC aims at decreasing transmission delay. Simulation evaluation is performed in terms of the number of the maximum transmission nodes accommodated on a light trail and the maximum communication distance under the constraints that the bandwidth utilization rate of 90% and the average transmission delay of 100 ms must be achieved. Simulation results show that ART MAC permits about 500-1500km longer communication distance than LT-FA MAC with the same number of transmission nodes on a light trail and ART MAC accommodates about 15-25 more nodes than LT-FA MAC with the same communication distance.

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  • Accuracy Improvement of Multi-Stage Change-Point Detection Scheme by Weighting Alerts based on False-Positive Rate 査読

    Yukinobu Fukushima, Tutomu Murase, Ryohei Fujimaki, Syunsuke Hirose, Tokumi Yokohira

    CQR: 2009 IEEE INTERNATIONAL WORKSHOP TECHNICAL COMMITTEE AND COMMUNICATIONS QUALITY AND RELIABILITY   29 - +   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    One promising approach for large-scale simultaneous events (e.g., DDoS attacks and worm epidemics) is to use a multi-stage change-point detection scheme. The scheme adopts two-stage detection. In the first stage, local detectors (LDs), which are deployed on each monitored subnet, detects a change point in a monitored metric such as outgoing traffic rate. If an LD detects a change-point, it sends an alert to global detector (GD). In the second stage, GD checks whether the proportion of LDs that send alerts simultaneously is greater than or equal to a threshold value. If so, it judges that large-scale simultaneous events are occurring. In previous studies for the multi-stage change-point detection scheme, it is assumed that weight of each alert is identical. Under this assumption, false-positive rate of the scheme tends to be high when some LDs sends false-positive alerts frequently. In this paper, we weight alerts based on false-positive rate of each LD in order to decrease false-positive rate of the multi-stage change-point detection scheme. In our scheme, GD infers false-positive rate of each LD and gives lower weight to LDs with higher false-positive rate. Simulation results show that our proposed scheme can achieve lower false-positive rate than the scheme without alert weighting under the constraint that detection rate must be 1.0.

    DOI: 10.1109/CQR.2009.5137356

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  • Retransmission control in TCP with a Performance Enhancing Proxy 査読

    Yuichi Nishida, Wang Hui, Hiroaki Matsumoto, Tokumi Yokohira, Yukinobu Fukushima

    10TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON ADVANCED COMMUNICATION TECHNOLOGY, VOLS I-III   1881 - +   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    In order to improve TCP performance in networks with large round trip time, a method using a PEP (Performance Enhancing Proxy) is proposed. In the method, the PEP is located on a intermediate router along a TCP connection, and returns acknowledgment packets (premature ACKs) to the source host instead of the destination host. In previous researches, although a congestion control in the PEP which keeps the number of prematurely acknowledged packets below a threshold (watermark) value has been proposed, packet losses are not taken into account, and consequently performance of the PEP under a packet-loss environment has not been investigated. In this paper, we incorporate a retransmission control to deal with packet losses into the congestion control. The proposed retransmission control mainly has two functions. One is to return duplicate premature ACKs or partial premature ACKs to urge the source host to execute the fast retransmission. The other is to retransmit prematurely acknowledged packets to the destination host, when a timeout occurs or three duplicate acknowledgments and a partial acknowledgment from the destination host are received. Simulation results under a packet-loss environment show that the PEP improves throughput larger as the end-to-end propagation delay becomes larger and throughput with PEP is a maximum of four times as much as throughput without PEP.

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  • Performance evaluation of a multi-stage network event detection scheme against DDoS attacks 査読

    Tutornu Murase, Yukinobu Fukushima, Masayoshi Kobayashi, Hiroki Fujiwara, Ryohei Fujimaki, Tokunii Yokohira

    2008 7TH ASIA-PACIFIC SYMPOSIUM ON INFORMATION AND TELECOMMUNICATION TECHNOLOGIES   58 - +   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    Change-point detection schemes, which represent one type of anomaly detection schemes, are a promising approach for detecting network anomalies, such as attacks and epidemics by unknown viruses and worms. These events are detected as change-points. However, they generally also detect false-positive change-points caused by other events, such as hardware problems. Therefore there is a requirement for a scheme that detects only true-positive change-points caused by attacks and epidemics by unknown viruses and worms. The true-positive change-points tend to occur simultaneously and intensively in very large numbers, while the false-positive change-points tend to occur independently. We can exclude false-positive change-points by excluding those that occur independently, based on information gathered from the entire network. In this paper, we combine change-point detection schemes with a distributed IDS, and evaluate performance of the combined scheme by a simulation using the parameter values obtained by an experiment using real worms. The simulation results show that the combined scheme detects all the DDoS attacks without any false-positives while we have to tolerate false-positive rate of at least 0.02 to detect all the attacks in a stand-alone IDS scheme.

    DOI: 10.1109/APSITT.2008.4653540

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  • Performance evaluation of a multi-stage network event detection scheme for decreasing the false-positive rate for a large number of simultaneous, unknown events 査読

    Tutomu Murase, Hiroki Fujiwara, Yukinobu Fukushima, Masayoshi Kobayashi, Tokumi Yokohira

    Proceedings of the Sixth International Conference on Networking, ICN'07   97   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE Computer Society  

    Change-point detection schemes are a promising approach for detecting network anomalies, such as attacks and epidemics by unknown viruses and worms. They detect those events as change-points. However, they generally also detect false-positive change-points, those caused by other events such as hardware trouble. A scheme is needed that only detects truepositive change-points, caused by attacks and epidemics. Truepositive change-points tend to occur simultaneously in very large numbers, while false-positive change-points tend to occur sporadically. We can exclude false-positive change-points by excluding change-points that occur sporadically, based on information gathered from the entire network. In this paper, we propose a multi-stage network event detection scheme that aggregates change-point information from distributed IDSs (Intrusion Detection Systems) and detects the true-positive change-points. Simulation results show that, compared to a scheme using only one IDS, our method always yields a smaller false-positive rate under the constraint that the detection rate of the true-positive change-points must exceed 0.99. © 2007 IEEE.

    DOI: 10.1109/ICN.2007.71

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  • Design of logical topology with effective waveband usage in IP-over-WDM networks 査読

    Y Fukushima, S Arakawa, M Murata

    PHOTONIC NETWORK COMMUNICATIONS   11 ( 2 )   151 - 161   2006年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER  

    We deal with the problem of designing the logical topology in IP-over-WDM networks. Many conventional methods for designing the logical topology assume that a constant number of wavelengths will be available on each fiber. But it is not necessary to utilize all wavelengths on each fiber in building an effective logical topology on a WDM network. Instead, several wave-bands may be considered for introduction while deploying additional wave-bands and their corresponding optical amplifiers when additional wavelengths are actually required. In this case, the number of wavelengths available on the respective fibers depends on the number of optical fiber amplifiers deployed on each fiber. In this paper, we propose a heuristic algorithm for the design of a logical topology with as few optical fiber amplifiers as possible. Our results indicate that our algorithm reduces the number of optical fiber amplifiers with a slight increase of average packet delays.

    DOI: 10.1007/s11107-005-6019-7

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  • A burst assembly method for decreasing end-to-end packet delays in optical burst switching networks 査読

    Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira, Yasuhiro Noine, Kazuteru Nagahara

    2006 10TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMMUNICATION TECHNOLOGY, VOLS 1 AND 2, PROCEEDINGS   459 - +   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    Although the offset-time-based scheme can differentiate packet/burst loss rate according to their QoS levels in optical burst switching networks, it increases end-to-end packet delays of packets in a burst with higher QoS level. This is because it increases offset time of bursts in proportional to their QoS levels. In this paper, we propose a burst assembly method that decreases end-to-end packet delays. Our proposed method includes packets that arrive during the offset time into the currently assembled bursts while the conventional method includes them into the burst assembled next time. Simulation results show that our method offers more than 21% delay reduction for bursts with the highest QoS level.

    DOI: 10.1109/ICCT.2006.341915

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  • Throughput optimization in TCP with a performance enhancing proxy 査読

    Shigeyuki Osada, Wang Hui, Tokumi Yokohira, Yukinobu Fukushima, Kiyohiko Okayama, Nariyoshi Yamai

    2006 10TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMMUNICATION TECHNOLOGY, VOLS 1 AND 2, PROCEEDINGS   392 - +   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    To improve TCP throughput performance, a method using a PEP (Performance Enhancing Proxy) has been proposed. The PEP operates on a router along a TCP connection. When a data packet arrives at the PEP, it forwards the packet to the destination host, transmits the corresponding ACK (premature ACK) to the source host in behalf of the destination host, and stores a copy of the packet into its own buffer (PEP buffer) in case retransmission of the packet is required. As a congestion control method on the PEP, a method which keeps the number of prematurely acknowledged packets in the PEP buffer below a threshold (watermark) value has been proposed. However, the relation between the watermark value and throughput is not sufficiently investigated, and an optimization method of the watermark value is not proposed. In this paper, we first investigate the relation between the watermark value and the average throughput. Extensive simulations show that the simulation results are roughly classified into two cases. In the first case, the average throughput becomes larger for larger watermark values and becomes a constant value when the watermark is over a certain value. In the second case, although the average throughput becomes larger for larger watermark values in the same way, it decreases when the watermark is over a certain value. Next, based on the results about the relation, we propose an watermark optimization algorithm which can adaptively maximize the average throughput of each connection and also satisfy a fairness condition that the average throughputs of connections are equal to each other.

    DOI: 10.1109/ICCT.2006.341898

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  • A distributed clustering method for hierarchical routing in large-scaled wavelength routed networks 査読

    Y Fukushima, H Harai, S Arakawa, M Murata

    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS   E88B ( 10 )   3904 - 3913   2005年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    The scalability of routing protocol has been considered as a key issue in large-scaled wavelength routed networks. Hierarchical routing scales well by yielding enormous reductions in routing table length, but it also increases path length. This increased path length in wavelength-routed networks leads to increased blocking probability because longer paths tend to have less free wavelength channels. However, if the routes assigned to longer paths have greater wavelength resources, we can expect that the blocking probability will not increase. In this paper, we propose a distributed node-clustering method that maximizes the number of lightpaths between nodes. The key idea behind our method is to construct node-clusters that have much greater wavelength resources from the ingress border nodes to the egress border nodes, which increases the wavelength resources on the routes of lightpaths between nodes. We evaluate the blocking probability for lightpath requests and the maximum table length in simulation experiments. We find that the method we propose significantly reduces the table length, while the blocking probability is almost the same as that without clustering.

    DOI: 10.1093/ietcom/e88-b.10.3904

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  • Planning method of robust WDM networks against traffic changes 査読

    Yukinobu Fukushima, Hiroaki Harai, Shin’ichi Arakawa, Masayuki Murata

    Proceedings of The 8th Working Conference on Optical Network Design and Modeling (ONDM 2004)   2004年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • A Design Method for Logical Topologies with Consideration of Wavebands. 査読

    Yukinobu Fukushima, Shin'ichi Arakawa, Masayuki Murata, Hideo Miyahara

    Next Generation Optical Network Design and Modelling, IFIP TC6 / WG6.10 Sixth Working Conference on Optical Network Design and Modeling (ONDM 2002), February 4-6, 2002, Torino, Italy   359 - 376   2002年

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    出版者・発行元:Kluwer  

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MISC

  • TD学習を用いた仮想網マッピング手法の性能改善

    佐川勇太, 福島行信, 樽谷優弥

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)   2021   2021年

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  • Audio Adversarial Exampleに対する音声加工を用いた防御方法の検討

    山本泰成, 樽谷優弥, 福島行信, 横平徳美

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)   121 ( 66(SP2021 1-23) )   2021年

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  • サーバ移動サービスにおけるQ学習を用いたサーバ移動手法

    瓜本稜, 福島行信, 樽谷優弥, 村瀬勉, 横平徳美

    電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集(CD-ROM)   71st   2020年

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  • サーバ移動サービスにおける最小支配集合を用いたワークプレース容量設計法の性能改善

    伊藤嵩真, 福島行信, 村瀬勉, 横平徳美

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)   2019   2019年

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  • サーバ移動サービスシステムのプロトタイプ開発

    高橋謙太, 福島行信, 村瀬勉, 樽谷優弥, 横平徳美

    情報科学技術フォーラム講演論文集   18th   2019年

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  • 深層学習を用いたネットワークトラフィック予測

    徳山雄丈, 福島行信, 樽谷優弥, 横平徳美

    情報科学技術フォーラム講演論文集   18th   2019年

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  • 多重ルーティング形態法における対象外故障の迂回可能性の検討

    石外将史, 樽谷優弥, 福島行信, 横平徳美

    情報科学技術フォーラム講演論文集   18th   2019年

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  • クライアントからの再送要求に基づくTCPインキャスト回避法

    岸本紫電, 長田繁幸, 長田繁幸, 樽谷優弥, 福島行信, 横平徳美

    情報科学技術フォーラム講演論文集   18th   2019年

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  • 複数ノード故障に対するIP高速迂回法の検討

    沼田直人, 樽谷優弥, 福島行信, 横平徳美

    情報科学技術フォーラム講演論文集   18th   2019年

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  • 深層強化学習を用いた経路制御における行動価値関数の変更による性能改善

    大石勲斗, 佐川勇太, 瓜本稜, 福島行信, 樽谷優弥

    情報科学技術フォーラム講演論文集   18th   2019年

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  • マルチパスTCPのスループット公平性の改善

    泉大地, 樽谷優弥, 福島行信, 横平徳美

    情報科学技術フォーラム講演論文集   18th   2019年

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  • Link Capacity Provisioning and Server Location Decision in Server Migration Service

    Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira, Tutomu Murase

    Proceedings of the 2018 IEEE 7th International Conference on Cloud Networking, CloudNet 2018   ???-??? - 3   2018年11月

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    出版者・発行元:IEEE  

    © 2018 IEEE. Server migration service (SMS) has been proposed as a new class of service to augment the existing IaaS (Infras-tructure as a Service) cloud service. SMS allows servers (server-side processes of a network application) to dynamically and automatically migrate close to their clients (client-side processes of the network application) in order to reduce the penalty that the SMS provider pays to is SMS subscribers when failing to provide them with the guaranteed level of QoS. In this paper, we tackle a link capacity provisioning and server location decision problem where we consider the sum of link capacity provisioning cost and the penalty as the total expenditure of SMS business, and aim at minimizing the total expenditure. In the problem, we determine how much capacity to add to links, and when and to which location to migrate servers. We formulate the problem as an integer programming model, solve the model, and obtain the optimal link capacities, server locations at each time, and the global optimum value of the total expenditure of SMS business. Numerical examples show that the proposed method decreases the total expenditure of SMS business by up to 49% compared to a conventional method that determines the server locations while fixing the link capacities.

    DOI: 10.1109/CloudNet.2018.8549545

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    その他リンク: https://dblp.uni-trier.de/db/conf/cloudnet/cloudnet2018.html#FukushimaYM18

  • マルチパスTCPのスループット公平性の検討

    廣山航洋, 福島行信, 横平徳美

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)   2018   ROMBUNNO.B‐6‐71   2018年3月

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    記述言語:日本語  

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  • 多重ルーティング形態法における予備テーブルのエントリ数の低減

    豊福成聖, 福島行信, 横平徳美

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)   2017   ROMBUNNO.B‐6‐79   2017年3月

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    記述言語:日本語  

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  • データセンターネットワークにおけるTCPインキャスト回避法の性能改善

    長田繁幸, 若井翔吾, 福島行信, 横平徳美

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)   2017   ROMBUNNO.B‐6‐64   2017年3月

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    記述言語:日本語  

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  • サーバ移動サービスにおける最小支配集合を用いたワークプレース容量設計手法

    合田一歩, 福島行信, 村瀬勉, 横平徳美

    電子情報通信学会技術研究報告   116 ( 484(NS2016 157-253) )   77‐82   2017年2月

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    記述言語:日本語  

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  • サーバ移動サービスにおける消費電力をも考慮したサーバ配置決定アルゴリズム

    杉山弘道, 福島行信, 村瀬勉, 横平徳美

    電子情報通信学会技術研究報告   116 ( 484(NS2016 157-253) )   71‐76   2017年2月

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    記述言語:日本語  

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  • サーバ移動サービスにおける省電力を指向した最適サーバ配置手法

    福島行信, 村瀬勉, 横平徳美

    電子情報通信学会技術研究報告   116 ( 428(NS2016 141-156) )   53‐58   2017年1月

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    記述言語:日本語  

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  • A Prototype Virtual Network Embedding System Using OpenStack,

    Yukinobu Fukushima, Kohei Sato, Itsuo Goda, Heung-Gyoon Ryu, Tokumi Yokohira

    IEIE Transactions on Smart Processing & Computing   6 ( 1 )   60 - 65   2017年

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  • サーバ移動サービスにおけるサーバ配置決定アルゴリズムの性能改善

    杉山弘道, 福島行信, 本吉彦, 村瀬勉, 横平徳美

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)   2016   ROMBUNNO.B‐6‐63   2016年3月

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    記述言語:日本語  

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  • サーバ移動サービスにおけるサーバ配置決定アルゴリズムの性能改善

    杉山弘道, 福島行信, 本吉彦, 村瀬勉, 横平徳美

    電子情報通信学会技術研究報告   115 ( 483(NS2015 168-258) )   493‐498   2016年2月

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    記述言語:日本語  

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  • Nonlinearity Sensitivity of FBMC and UFMC Modulation System for the 5G Mobile System

    Changyoung An, Heung-Gyoon Ryu, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    The 31st International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications (ITC-CSCC 2016)   1 - 4   2016年

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  • Prototype Development of a Virtual Network Embedding System Using OpenStack

    Itsuho Goda, Kohei Sato, Yukinobu Fukushima, Heung-Gyoon Ryu, Tokumi Yokohira

    The 31st International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications (ITC-CSCC 2016)   21 - 24   2016年

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  • Modification of an Energy-Efficient Virtual Network Mapping Method for a Load-Dependent Power Consumption Model

    Shigeyuki Osada, Ryo Miyayama, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    WSEAS Transactions on Communications   15   240 - 250   2016年

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  • Candidate Path Selection Method for TCP Performance Improvement in Fixed Robust Routing

    Yukinobu Fukushima, Takashi Matsumura, Kazutaka Urushibara, Tokumi Yokohira

    IEIE Transactions on Smart Processing & Computing   5 ( 6 )   445 - 453   2016年

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  • TCP Incast avoidance based on connection serialization in data center networks

    Shigeyuki Osada, Ryo Miyayama, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    International Journal of Computer Networks and Communications   8 ( 4 )   83 - 102   2016年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Academy and Industry Research Collaboration Center (AIRCC)  

    In distributed file systems, a well-known congestion collapse called TCP incast (Incast briefly) occurs because many servers almost simultaneously send data to the same client and then many packets overflow the port buffer of the link connecting to the client. Incast leads to throughput degradation in the network. In this paper, we propose three methods to avoid Incast based on the fact that the bandwidth-delay product is small in current data center networks. The first method is a method which completely serializes connection establishments. By the serialization, the number of packets in the port buffer becomes very small, which leads to Incast avoidance. The second and third methods are methods which overlap the slow start period of the next connection with the current established connection to improve throughput in the first method. Numerical results from extensive simulation runs show the effectiveness of our three proposed methods.

    DOI: 10.5121/ijcnc.2016.8406

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  • サーバ移動トラヒックの背景トラヒックへの影響に関する実験的評価

    合田一歩, 福島行信, 横平徳美

    電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集(CD-ROM)   66th   ROMBUNNO.20-2   2015年10月

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    記述言語:日本語  

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  • 複数アプリケーション存在下におけるマルチパスTCPのスループット評価

    CHEN Chen, 福山諒, 福島行信, 横平徳美

    電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集(CD-ROM)   66th   ROMBUNNO.20-1   2015年10月

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    記述言語:日本語  

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  • Performance Evaluation of an Energy Efficient Virtual Network Mapping Method-In the case of load-dependent power consumption model-

    Yuta Hoshino, Yukinobu Fukushima, Tutomu Murase, Tokumi Yokohira, Tatsuya Suda

    The International Conference on Electronics and Software Science 2015 (ICESS 2015)   134 - 144   2015年

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  • サーバ移動サービスにおけるサーバ配置決定アルゴリズム (ネットワークシステム)

    星野 佑太, 福島 行信, 村瀬 勉, 横平 徳美, 須田 達也

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   114 ( 297 )   59 - 64   2014年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    IaaS型クラウドサービスで稼働するネットワークアプリケーション(NW-App)の通信品質を改善するためのサービスとして,サーバ移動サービス(SMS)が提案されている.SMSでは,NW-Appのサーバを稼働できる計算機(WP:Work Place)がネットワーク内に分散配置されており,サーバはより良好な通信品質が得られるWPへ移動できる.一方で,サーバ移動に伴い発生するトラヒックは移動経路上の背景トラヒックの通信品質の劣化(NWインパクト)を引き起こすため,NW-Appの通信品質とNWインパクトの双方を考慮してサーバの配置を決定しなければならない.本研究では,NWインパクトを定められた水準以下に抑制しつつ,NW-Appの通信品質を極力良好に保つようにサーバの配置を決定する問題に取り組む.この問題に対して,NW-Appの通信品質が多くの状況で良好になると考えられるWPの近傍のみにサーバの移動範囲を制限することで,現在のNW-Appの通信品質だけでなく将来のそれをも良好に保つことを試みるサーバ配置決定アルゴリズムを提案する.

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  • サーバ移動サービスにおけるサーバ配置決定アルゴリズム

    星野佑太, 福島行信, 村瀬勉, 横平徳美, 須田達也

    電子情報通信学会技術研究報告   114 ( 297(NS2014 128-146) )   59 - 64   2014年11月

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    記述言語:日本語  

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  • メッシュプル型P2Pライブストリーミングにおけるオーバーレイネットワーク構築方式の性能評価

    高塚泰明, 福島行信, 横平徳美

    電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集(CD-ROM)   65th   ROMBUNNO.21-13   2014年10月

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    記述言語:日本語  

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  • クラウドコンピューティングにおけるデータセンターネットワークでのTCPインキャストの回避に関する研究

    福島行信

    山陽放送学術文化財団リポート   ( 58 )   24 - 28   2014年9月

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    記述言語:日本語  

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  • 光トレイルネットワークにおける省電力を指向したトラヒックエンジニアリング手法 (ネットワークシステム)

    福島 行信, 横平 徳美

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   113 ( 472 )   337 - 342   2014年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    トラヒックの増加に伴いインターネットの総消費電力が急速に増加しており,その省電力化が急務の課題となっている.総消費電力の増加を緩和できるネットワークとして,光パスネットワークが注目されている.このネットワークは光スイッチでの波長ルーティングにより消費電力が膨大なルータによる中継処理を回避できる.一方,光パスネットワークよりも高いスループットを達成できるネットワークとして光トレイルネットワークが提案されており,消費電力に関しても同様に優れている可能性があるが,その省電力性能はいまだ明らかではない.そこで,本稿では,光トレイルネットワークの省電力性能を評価する.評価では光トレイルネットワークを対象とした省電力を指向した経路選択・波長割当問題を補助グラフ上での最短経路問題へと帰着して解く必要があるが,そのために補助グラフに対して光トレイル上の通信方式を反映するように拡張を施し,さらにはトラヒック収容に伴う消費電力の増分を適切に求められるように補助グラフ上のリンクコストを算出する.シミュレーション評価の結果,1)光トレイルネットワークが光パスネットワークよりも優れた省電力性能を達成できるのはネットワーク負荷が低く,なおかつ,通信チャネルの帯域幅の粒度が荒い状況に限定されていること,2)省電力を指向した際には光トレイルネットワークは光パスネットワークよりも高いトラヒック要求棄却率を示すことがわかった.

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  • ロバストルーティング方式におけるバースト分配方式 (ネットワークシステム)

    鍋田 敬寛, 福島 行信, 横平 徳美

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   113 ( 472 )   367 - 372   2014年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    トラヒック計測および動的な経路変更を行うことなくトラヒック変動に対する高いロバスト性を実現するルーティング方式として,ロバストルーティング方式が提案されている.しかし,この方式はマルチパスルーティングを実施するため,パケットの順序逆転が頻発し,TCPスループットが大幅に低下する.本稿では,マルチパスルーティングを実施する拠点間のパケットを送出する経路を決定する方式(トラヒック分配方式)に着目し,これを改善することでTCPスループットの改善を図る.従来のトラヒック分配方式では,パケットの送出経路が1パケット毎にランダムに決定されていたが,この場合にはパケット送出経路の切替回数がパケット数に比例することになり,その結果,パケットの順序逆転が頻発していたと考えられる.そこで,パケット送出経路をパケットではなくバースト(同一拠点間で連続して送出されるパケットの集合)を単位として切り替える方式(バースト分配方式)を提案する.数値例によると,バースト分配方式はバースト長にかかわらず,パケット分配方式に比してかなり大きいスループットを達成でき,また,バースト長を適切に選べば,トラヒックが変動したとしても,スループットを高く保つことができる.

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  • 多重ルーティングテーブル法における迂回経路導出法の改良

    今濱宇紀, 原田康弘, 福島行信, 横平徳美

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)   2014   ROMBUNNO.B-6-41   2014年3月

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    記述言語:日本語  

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  • 光トレイルネットワークにおける省電力を指向したトラヒックエンジニアリング手法

    福島行信, 横平徳美

    電子情報通信学会技術研究報告   113 ( 472(NS2013 177-279) )   337 - 342   2014年2月

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    記述言語:日本語  

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  • ロバストルーティング方式におけるバースト分配方式

    鍋田敬寛, 福島行信, 横平徳美

    電子情報通信学会技術研究報告   113 ( 472(NS2013 177-279) )   367 - 372   2014年2月

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    記述言語:日本語  

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  • Power Efficiency Evaluation of Medium Access Control Methods in Light Trail Networks

    Ryo Fukuyama, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    The 29th International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications (ITC-CSCC 2014)   338 - 341   2014年

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  • AS-friendly Peer Selection Algorithm for P2P Live Streaming

    Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    International Journal of Multimedia Technology   4 ( 2 )   63 - 73   2014年

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  • Power Consumption Evaluation of Light-trail Networks

    Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    The 29th International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications (ITC-CSCC 2014)   289 - 292   2014年

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  • Performance Evaluation of Overlay Construction Algorithms in Mesh-pull P2P Live Streaming

    Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    The 29th International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications (ITC-CSCC 2014)   334 - 337   2014年

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  • ロバストルーティング方式におけるバースト分配方式

    鍋田敬寛, 瀬崎裕, 福島行信, 横平徳美

    電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集(CD-ROM)   64th   234 - 235   2013年10月

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    記述言語:日本語  

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  • コネクション直列化によるTCP Incastの回避 (ネットワークシステム)

    長田 繁幸, 梶田 和俊, 福島 行信, 横平 徳美

    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報   112 ( 463 )   249 - 254   2013年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    データセンタで使用される分散ファイルシステムでは,複数のサーバからクライアントに向けて一斉にパケットが送信されることにより,クライアント側リンクでバッファオーバーフローが発生し,その結果,スループットが極端に低下してしまう現象(TCP Incast,以下,インキャストと呼ぶ)が起こり得る.本論文では,インキャストを回避する手法として,完全直列化法と準完全直列化法という2つの手法を提案する.前者は,コネクション設定を完全に直列化することにより,2つ以上のサーバからのパケットが同時にクライアント側リンクに到着することを避けることで,インキヤストを回避する方法である.後者は,少数のコネクション設定を並列化することにより,インキャストを回避しつつ,前者よりもスループットを増加させようとする方法である.ここでは,NS2によるシミュレーションにより2つの方法の有効性を確認する.

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  • サーバ移動サービスにおける移動先決定アルゴリズム : 複数サーバ移動の場合 (ネットワークシステム)

    山中 麻人, 福島 行信, 村瀬 勉, 横平 徳美, 須田 達也

    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報   112 ( 463 )   391 - 396   2013年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    IaaS型グラウトサービスの1つとして,1台以上のサーバとクライアントからなるネットワークアプリケーション(NW-App)に対して,サーバが稼働できる計算機(WP:Work Place)を複数用意し,NW-Appの通信品質が劣化した際にそれを改善できるWPヘサーバを移動させるサービスが考えられている.このサービスでは,NW-Appの通信品質を良好に保ちつつ,サーバの移動に伴う背景トラヒックの通信品質の劣化の程度(インパクト)を極力低減することが重要である.本報告では,複数のサーバの移動を許すという前提の下で,NW-Appの通信品質とインパクトを考慮してサーバの移動先を決定するアルゴリズム:EMIA (Extended MIA)とEMCA (Extended MCA)を提案する.累積インパクトの低減のために,EMIAは毎回のサーバ移動に伴うインパクトを常に最小化し,EMCAは被覆度(NW-Appの通信品質を良好に保つことのできる範囲)が最大のWPヘサーバを移動させることで将来必要とされるサーバ移動の回数を極力低減する.数値例によると,両者はNW-Appの通信品質を同程度に保つこと,および,EMCAはEMIAよりもインパクトを低減できる.

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  • サーバ移動サービスにおける最適サーバ配置 (ネットワークシステム)

    福島 行信, 村瀬 勉, 横平 徳美, 須田 達也

    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報   112 ( 463 )   385 - 390   2013年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    IaaS型グラウトサービスにおいて,1つ以上のサーバとクライアントからなるネットワークアプリケーション(NW-App)に対して良好な通信QoSを提供するためにサーバ移動サービス(SMS:Server Migration Service)が提案されている.SMSではWork Place (WP)と呼ばれる計算機がネットワーク内に配置され,NW-Appのサーバは通信QoSがより良好なWPへ移動できる.本報告では,サーバ移動トラヒックが引き起こす背景トラヒックのQoS劣化(NWインパクト)をあらかじめ定められた水準以下に抑制するという制約の下で,通信QoSの劣化に伴いSMSプロバイダがNW-Appプロバイダへ支払わなければならないペナルティを極力低減するようにサーバ移動の実施時期,実施対象サーバおよびそれらの移動先WPを決定する問題に取り組む.この問題を整数計画問題として定式化し,それを解くことにより最適なサーバ配置とペナルティの最適値を求める.数値例によると,許容されるNWインパクトの水準が低くサーバ移動の実施が厳しく制限される場合には,最適サーバ配置手法は貪欲アルゴリズムと比較して36%から49%程度低いペナルティを達成する.

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  • 多重ルーティングテーブル法における予備テーブル数の低減

    今濱宇紀, 森田健悟, 大谷章太, 福島行信, 横平徳美

    電子情報通信学会大会講演論文集   2013   82   2013年3月

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    記述言語:日本語  

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  • サーバ移動サービスにおける移動先決定アルゴリズム―複数サーバ移動の場合―

    山中麻人, 福島行信, 村瀬勉, 横平徳美, 須田達也

    電子情報通信学会技術研究報告   112 ( 463(NS2012 165-289) )   391 - 396   2013年2月

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    記述言語:日本語  

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  • コネクション直列化によるTCP Incastの回避

    長田繁幸, 梶田和俊, 福島行信, 横平徳美

    電子情報通信学会技術研究報告   112 ( 463(NS2012 165-289) )   249 - 254   2013年2月

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    記述言語:日本語  

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  • サーバ移動サービスにおける最適サーバ配置

    福島行信, 村瀬勉, 横平徳美, 須田達也

    電子情報通信学会技術研究報告   112 ( 463(NS2012 165-289) )   385 - 390   2013年2月

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    記述言語:日本語  

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  • Decreasing of the Number of Backup Tables in Multiple Routing Table Method for Fast IP Network Recovery

    Daiki Imahama, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    The 28th International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications (ITC-CSCC 2013)   823 - 826   2013年

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  • Optimization of Server Locations in Server Migration Service

    Yukinobu Fukushima, Tutomu Murase, Tokumi Yokohira, Tatsuya Suda

    The Ninth International Conference on Networking and Services (ICNS 2013)   200 - 206   2013年

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  • A Wavelength and Converter Assignment Scheme using Converter Usage History in Wavelength-Routed Networks

    Yukinobu Fukushima, Takahiro Ooishi, Tokumi Yokohira

    International Journal of Computer Networks & Communicationsd   5 ( 4 )   63 - 73   2013年

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  • A Multi-splitting Method for Light-trail Networks

    Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    The 28th International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications (ITC-CSCC 2013)   803 - 806   2013年

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  • A Per-burst Traffic Distribution Method for TCP Performance Improvement in Fixed Robust Routing

    Yu Sezaki, Yukinobu Fukushima, Takahiro Nabeta, Tokumi Yokohira

    The 28th International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications (ITC-CSCC 2013)   819 - 822   2013年

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  • 多重ルーティングテーブルを用いたルート迂回法の改良

    森田健悟, 今濱宇紀, 福島行信, 横平徳美

    電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集(CD-ROM)   63rd   384 - 385   2012年10月

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    記述言語:日本語  

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  • TCPの性能を考慮した複合型ロバストルーティング方式

    鍋田敬寛, 漆原和孝, CHEN Wenjie, 福島行信, 横平徳美

    電子情報通信学会技術研究報告   112 ( 9(CS2012 1-22) )   17 - 22   2012年4月

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    記述言語:日本語  

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  • TCPの性能を考慮した複合型ロバストルーティング方式

    鍋田 敬寛, 漆原 和孝, 陳 文傑, 福島 行信, 横平 徳美

    電子情報通信学会技術研究報告. CS, 通信方式   112 ( 9 )   17 - 22   2012年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    トラヒック計測および動的な経路変更を行うことなくトラヒック変動に対する高いロバスト性を実現するルーティング方式として,ロバストルーティング方式が提案されている.しかし,この方式はマルチパスルーティングを実施するため,パケットの順序逆転が頻発し,TCPスループットが大幅に低下する.これを改善する方式として,我々はこれまでに互いの伝搬遅延の差が極力小さい複数の経路をマルチパスルーティングに用いる方式(経路間遅延差最小化法)を提案しているが,数値例によるとそのTCPスループットは理想値の7割程度であり,さらなる改善の余地がある.本稿では,さらなるTCPスループットの改善を目的として,あらかじめ定められた割合の拠点ペアに対してはパケットの順序逆転によるTCPスループットの低下が回避できるシングルパスルーティングを実施し,その他の拠点ペアに対しては従来のロバストルーティング方式と同様にマルチパスルーティングを実施するような複合型ロバストルーティング方式を提案する.数値例によると,トラヒック変動により最も都合の悪いトラヒックが発生した際のリンク利用率の中で最大の値(最悪時リンク利用率)を1.0未満に抑制するという制約の下で提案方式は経路間遅延差最小化法と比較して最大で24%程度TCPスループットを改善できることがわかった.

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  • TCPスループットを考慮した複合型ロバストルーティング方式

    漆原和孝, 福島行信, 横平徳美

    電子情報通信学会大会講演論文集   2012   138   2012年3月

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    記述言語:日本語  

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  • B-7-41 P2PライブストリーミングにおけるASフレンドリーなピア選択法の性能改善(B-7.情報ネットワーク,一般セッション)

    小林 和貴, 福島 行信, 邉見 修平, 横平 徳美

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2012 ( 2 )   2012年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • B-6-150 CAIDA Datasetに基づく国内ASトポロジーの精度検証と改善(B-6.ネットワークシステム,一般セッション)

    邉見 修平, 福島 行信, 森田 健悟, 横平 徳美

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2012 ( 2 )   2012年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • B-6-138 TCPスループットを考慮した複合型ロバストルーティング方式(B-6.ネットワークシステム,一般セッション)

    漆原 和孝, 福島 行信, 横平 徳美

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2012 ( 2 )   2012年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • P2PライブストリーミングにおけるASフレンドリーなピア選択法の性能改善

    小林和貴, 福島行信, 邉見修平, 横平徳美

    電子情報通信学会大会講演論文集   2012   202   2012年3月

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    記述言語:日本語  

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  • CAIDA Datasetに基づく国内ASトポロジーの精度検証と改善

    邉見修平, 福島行信, 森田健悟, 横平徳美

    電子情報通信学会大会講演論文集   2012   150   2012年3月

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    記述言語:日本語  

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  • 光トレイルネットワークにおけるトレイル多重分割方式

    福島行信, 菊本大志, CHEN Wenjie, 横平徳美

    電子情報通信学会技術研究報告   111 ( 468(NS2011 179-275) )   463 - 468   2012年3月

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    記述言語:日本語  

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  • 光トレイルネットワークにおけるトレイル多重分割方式

    福島 行信, 菊本 大志, 陳 文傑, 横平 徳美

    電子情報通信学会技術研究報告. NS, ネットワークシステム   111 ( 468 )   463 - 468   2012年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    近年,既存の光デバイスにより構築可能であり,かつ,波長単位よりも細かい粒度での帯域割当が可能な光ネットワークアーキテクチャとして光トレイルネットワークが注目されている.また,このアーキテクチャとトークンパッシング型メディアアクセス制御を前提として,トークン保持ノードにおいてトレイルを上流トレイルと下流トレイルへと分割し,それぞれのトレイルで独立してデータ転送を行うことによりスループットの向上を目指したトレイル二分割方式も提案されている.この方式は下流トークンの受信のみを契機としてトレイルを分割するため,上流トークン保持ノードの上流に位置するリンク上の帯域は未だ遊休状態のままである.本稿では,さらなるスループットの向上を目的として,トレイル多重分割方式を提案する.この方式は,下流トークンだけでなく上流トークンをもトレイル分割の契機とすることにより,上述した遊休状態の帯域を有効利用する.提案方式を用いた場合のトラヒック収容判定問題を線形計画問題として定式化し,それを解くことにより多重分割トレイルの最大実効スループットを導出し,従来の二分割トレイルに対する最大実効スループットの向上の程度を検討している.数値例によると,多重分割トレイルに都合の悪い(各ノードペアの送信レートが互いに等しい)トラヒックパターンでは,最大実効スループットの向上は見られないが,多重分割トレイルに都合の良い(隣接ノード間のみで送信が行われ,かつ,それらの送信レートが互いに等しい)トラヒックパターンでは,最大で約1.93倍の最大実効スループットを得ることができる.

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  • Improvement of an ACK returning method of TCP proxies in network environment with wireless LANs

    Naohiro Honda, Wang Hui, Yuichi Nishida, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    1st IEEE Global Conference on Consumer Electronics 2012, GCCE 2012   704 - 708   2012年

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    記述言語:英語  

    In a network environment including a wireless LAN and a wired network, split-connection type proxies have been proposed to improve TCP (Transmission Control Protocol) throughput. A proxy is placed at the boundary between a wireless LAN and a wired network, and it splits a TCP connection which is established between a host (WSTA) in a wireless LAN and a host (STA) in a wired network into two virtual TCP connections. We have proposed a split-connection proxy called DA-Proxy, and simulation results in our previous works show that although the DA-Proxy can increase throughput of downflows (flows from STAs to WSTAs), throughput of upflows (flows from WSTAs to STAs) is not improved and is almost the same as that of upflows without the proxy. In this paper, we propose a new proxy called MDA-Proxy which tries to increase throughput of upflows by decreasing the number of ACKs in a WLAN and show its effectiveness using simulation results. © 2012 IEEE.

    DOI: 10.1109/GCCE.2012.6379960

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  • Optimal TCP Receive Buffer Size under Packet Loss Environment

    Kazutoshi Kajita, Takumi Shinkai, Naohiro Honda, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    The 27th International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications (ITC-CSCC 2012), CD-ROM (4 pages)   2012年

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  • サーバ移動サービスにおける移動先決定アルゴリズム

    中川真里, 山中麻人, 福島行信, 村瀬勉, 横平徳美, 須田達也

    電子情報通信学会技術研究報告   111 ( 232(NS2011 82-103) )   93 - 98   2011年10月

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    記述言語:日本語  

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  • サーバ移動サービスにおける移動先決定アルゴリズム

    中川 真里, 山中 麻人, 福島 行信, 村瀬 勉, 横平 徳美, 須田 達也

    電子情報通信学会技術研究報告. NS, ネットワークシステム   111 ( 232 )   93 - 98   2011年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    IaaS型クラウドサービスの一つとして,1つ以上のサーバとクライアントからなるネットワークアプリケーション(NW App)に対して,サーバが稼働できる計算機(WP:Working Place)を用意し,NW Appの通信品質が劣化したときに通信品質が良くなる別のWPにサーバを移動させるサービスが考えられている.しかし,サーバのファイルサイズは一般に非常に大きいため,その移動に伴い,背景トラヒックの通信品質の劣化を引き起こすので,この劣化の程度(インパクト)を極力低減することが重要である.本報告では,NW AppのSLA(Service Level Agreement)を満たすクライアントの総数(収容クライアント数)を多くしつつ,インパクトの低減を目指した3つの移動先決定アルゴリズムMIA,MRAおよびMCAを提案する.MIA,MRAおよびMCAでは,サーバ移動が必要なとき,それぞれ,移動に伴うインパクトが最小となるWP,全WPの残余収容サーバ数が極力均一となるWP,および,そのサーバの被覆度(SLAを満たす通信範囲)が最大となるWPに移動させる.数値例によれば,フルカバーWP(任意の位置のクライアントとSLAを満たす通信が行えるWP)が存在しない,もしくは,その収容サーバ数が小さい場合はMIAが最も優れており,それ以外の場合,MCAが最も優れている.

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  • 無線LAN混在環境におけるTCPプロキシのACK返送法の改良

    UHI Gyu, 西田裕一, 福島行信, 横平徳美

    電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集(CD-ROM)   62nd   140 - 141   2011年10月

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    記述言語:日本語  

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  • IaaS型クラウドサービスにおけるQoSを考慮したサーバ移動アルゴリズム

    神崎康治, 中川真里, 福島行信, 村瀬勉, 横平徳美, 須田達也

    電子情報通信学会大会講演論文集   2011   S.119-S.120   2011年2月

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    記述言語:日本語  

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  • BS-5-13 IaaS型クラウドサービスにおけるQoSを考慮したサーバ移動アルゴリズム(BS-5.無線・有線シームレス統合時代の品質制御・ネットワーク制御に関する萌芽的技術,シンポジウムセッション)

    神崎 康治, 中川 真里, 福島 行信, 村瀬 勉, 横平 徳美, 須田 達也

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2011 ( 2 )   "S - 119"-"S-120"   2011年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • サーバ移動サービスにおけるサーバ追い出しアルゴリズム

    神崎康治, 福島行信, 村瀬勉, 横平徳美, 須田達也

    電子情報通信学会技術研究報告   110 ( 449(IN2010 144-210) )   163 - 168   2011年2月

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    記述言語:日本語  

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  • サーバ移動サービスにおけるサーバ追い出しアルゴリズム

    神崎 康治, 福島 行信, 村瀬 勉, 横平 徳美, 須田 達也

    電子情報通信学会技術研究報告. IN, 情報ネットワーク   110 ( 449 )   163 - 168   2011年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    IaaS型クラウドサービスの一つとして,1つ以上のサーバと各サーバに属する1つ以上のクライアントからなるネットワークアプリケーション(NW App)に対して,サーバ移動サービスを提供することが考えられている.このサービスでは,ネットワーク内に複数設置された計算機(WP: Working Place)上でサーバが稼働することができ,サーバは必要とあれば別のWPに移動(自発移動)することができる.ただし,移動先のWP内のサーバ数があらかじめ決められた上限値に等しい場合,自発移動のサーバを格納するために,そのWPに存在するいずれかのサーバを追い出して別のWPに移動(強制移動)させることもある.本報告では,まず,各サーバの移動の公平性の観点から,特定のサーバが過度に頻繁に自発移動できない,逆に過度に頻繁に強制移動させられることを防ぐことを目的として,各サーバの過去の自発移動回数と強制移動回数にもとづいて,追い出しサーバを絞り込む方法を3つ提案する.また,絞り込まれたサーバの中から,移動に伴うネットワークへのインパクトを極力小さくできるようなサーバの決定法を2つ提案する.

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  • Performance evaluation of TCP over multiple paths in fixed robust routing

    Wenjie Chen, Yukinobu Fukushima, Takashi Matsumura, Yuichi Nishida, Tokumi Yokohira

    2011 IEEE International Workshop Technical Committee on Communications Quality and Reliability, CQR 2011   2011年

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    記述言語:英語  

    Fixed robust routing is a promising approach for ISP networks to accommodate variable traffic patterns with low operational complexity. The routing minimizes the maximum link load by distributing traffic of every source-destination pair to multiple paths (multipath routing). The multipath routing can result in performance degradation of TCP because of frequent out-of-order packet arrivals. In this paper, we first investigate the influences of delay differences among multiple paths and ratio of shorter paths among multiple paths on TCP performance with simulation using ns-2. The simulation results clarify that smaller delay difference and lower ratio of shorter paths among multiple paths lead to higher TCP throughput. Based on the investigation results, we next propose fixed robust routing algorithms that try to improve TCP throughput in addition to decreasing the maximum link load. The first algorithm called MDD (Minimum Delay Difference) selects a set of paths with the minimum delay differences between the shortest and the longest paths as candidate paths for every source-destination pair The second algorithm called MDD-LF (Minimum Delay Difference with Limited Fraction) bounds the fraction of traffic routed on the shortest delay path in addition to selecting the same candidate paths as MDD. Simulations using ns-2 show that, compared to a straightforward fixed robust routing that selects k-shortest hop paths as the candidate paths, MDD and MDD-LF achieve about 22% and 27% higher TCP throughput while MDD and MDD-LF produce about 1.7 and 2.3 times higher maximum link load, respectively. © 2011 IEEE.

    DOI: 10.1109/CQR.2011.5996088

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  • 分割型光トレイルネットワークにおけるトークン保持時間の最適化

    陳 文傑, 福島 行信, 横平 徳美

    電子情報通信学会技術研究報告. NS, ネットワークシステム   110 ( 339 )   197 - 202   2011年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    近年,既存の光デバイスにより構築可能であり,かつ,波長単位よりも細かい粒度での帯域割当が可能なネットワークアーキテクチャとして光トレイルネットワークが注目されている.また,このアーキテクチャとトークンパッシング型メディアアクセス制御を前提として,トークン保持ノードにおいてトレイルを上流トレイルと下流トレイルへと分割し,それぞれのトレイルで独立してデータ転送を行うことにより最大スループットの向上を目指した分割型光トレイルネットワークも提案されている.分割トレイルにおける最大スループットの向上度合は,上流/下流トレイルでの各送信ノードのトークン保持時間をいかに適切に設定するかに依存する.本稿では,最大スループットの最大化を目的としたトークン保持時間設定問題を非線形計画問題として定式化し,それを解くことにより分割トレイルの最大スループットを導出し,非分割の通常トレイルに対する最大スループットの向上の程度を検討している.数値例によると,分割トレイルに最も都合の悪い(全ノードが終点ノードのみに送信を行う)トラヒックパターンでは,最大スループットの向上は見られないが,一様な(各ノード間の送信レートが互いに等しい)トラヒックパターンでは最大で約1.6倍,分割トレイルに最も都合の良い(隣接ノード間のみで送信が行われる)トラヒックパターンでは,最大で約1.9倍の最大スループットを得ることができる.

    DOI: 10.1109/GLOCOM.2011.6133810

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  • 分割型光トレイルネットワークにおけるトークン保持時間の最適化

    CHEN Wenjie, 福島行信, 横平徳美

    電子情報通信学会技術研究報告   110 ( 339(NS2010 105-141) )   197 - 202   2010年12月

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    記述言語:日本語  

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  • P2Pライブストリーミングにおけるピア選択法の性能評価―部分的なASトポロジーのみが利用可能である場合―

    陶一然, 稲田和也, 辺見修平, 福島行信, 横平徳美

    電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集(CD-ROM)   61st   324 - 325   2010年10月

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    記述言語:日本語  

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  • 無線LAN混在環境におけるスプリット型TCPプロキシの性能評価

    何旭明, 西田裕一, 王輝, 福島行信, 横平徳美

    電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集(CD-ROM)   61st   349 - 350   2010年10月

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    記述言語:日本語  

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  • AS-friendly peer selection algorithms without AS topology information in P2P live streaming

    Yukinobu Fukushima, Yin Tao, Kazuya Inada, Tokumi Yokohira

    8th Asia-Pacific Symposium on Information and Telecommunication Technologies, APSITT 2010   2010年9月

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    In recent years, peer-to-peer (P2P) live streaming systems are emerging because of their high scalability and robustness. In the systems, peer selection algorithms that determine logical topologies of P2P overlay networks have a great influence on important performance metrics such as the maximum number of joining peers and inter-AS (autonomous systems) traffic volume. As conventional algorithms that take account of those metrics, MLH (Minimum Logical Hop) and MPH (Minimum Physical Hop) have been proposed. In MLH, a newly joining peer (say Pnew) selects peers whose logical hop counts are as small as possible, where the logical hop count of a peer is defined as the number of hops from an origin streaming server (OSS) to itself. When there are too many such peers, Pnewselects peers whose physical hop counts are as small as possible, where the physical hop count between two peers is defined as the number of ASs between them. In MPH, Pnewselects peers in the reverse order of MLH. These conventional peer selection algorithms use physical hop count under the assumption that complete AS topology information is available. However, it is hard to obtain the complete information. In this paper, we modify the conventional algorithms so that they use each peer's belonging AS information only instead of AS topology information in order to make them practical. In the modified version of MLH and MPH (MLH' and MPH'), Pnewselects the peers within the same AS as Pnewinstead of peers whose physical hop counts are as small as possible. In addition, in order to distribute top level peers (i.e., peers that directly retrieve video from an OSS) to many ASs, MPH' gives higher priority to selecting peers except OSSs in ASs with OSSs. We evaluate the performance of the modified algorithms by simulation. Simulation results show that 1) MLH' and MPH' achieve almost the same maximum number of joining peers as MLH and MPH, respectively, 2) MLH' shows a maximum of 37% larger inter-AS traffic volume than MLH, 3) MPH' shows larger traffic volume than MPH when the number of joining peers is small, while MPH' shows a maximum of 38% smaller traffic volume than MPH when the number of joining peers is large thanks to the distribution of top level peers to many ASs.

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  • マルチパスルーチングにおけるTCPの性能評価

    松村隆史, 福島行信, 西田裕一, 横平徳美

    電子情報通信学会大会講演論文集   2010   40   2010年8月

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    記述言語:日本語  

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  • B-6-40 マルチパスルーチングにおけるTCPの性能評価(B-6.ネットワークシステム,一般セッション)

    松村 隆史, 福島 行信, 西田 裕一, 横平 徳美

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集   2010 ( 2 )   2010年8月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • 分散トラヒック計測に基づく増加トラヒックの早期検出

    二星護, 福島行信, 村瀬勉, 藤巻遼平, 広瀬俊亮, 横平徳美

    電子情報通信学会大会講演論文集   2010   92   2010年3月

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    記述言語:日本語  

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  • B-6-92 分散トラヒック計測に基づく増加トラヒックの早期検出(B-6.ネットワークシステム,一般セッション)

    二星 護, 福島 行信, 村瀬 勉, 藤巻 遼平, 広瀬 俊亮, 横平 徳美

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2010 ( 2 )   2010年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • 分散的なトラヒック計測に基づく増加トラヒック早期検出法

    二星護, 福島行信, 村瀬勉, 藤巻遼平, 広瀬俊亮, 横平徳美

    電子情報通信学会技術研究報告   109 ( 449(IN2009 144-215) )   331 - 336   2010年2月

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    記述言語:日本語  

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  • 分散的なトラヒック計測に基づく増加トラヒック早期検出法

    二星 護, 福島 行信, 村瀬 勉, 藤巻 遼平, 広瀬 俊亮, 横平 徳美

    電子情報通信学会技術研究報告. IN, 情報ネットワーク   109 ( 449 )   331 - 336   2010年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    近年,インターネットアクセス回線の高速化に伴い,動画配信のような大容量データを扱うサービスが続々と登場している.このようなサービスの急激な流行は,そのサービスに起因するトラヒック(増加トラヒック)が流れ込むバックボーン回線の容量不足といった問題を引き起こすため,その早期検出が重要となる.本報告では,サブネット単位での分散的なトラヒック計測を前提として,各サブネットでのトラヒック量と増加トラヒックの発生するサブネットの数の将来の増加傾向とを考慮して,将来のトラヒックの量を予測する部分集約法を提案し,前者のみを考慮する従来法(集約法)との検出性能をシミュレーションにより比較する.数値例によれば,部分集約法の方が最大で90日程度早期に増加トラヒックを検出できる.

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  • 光トレイルネットワークにおけるトレイルの動的分割によるスループットの向上

    田中 康太, 陳 文傑, 福島 行信, 横平 徳美

    電子情報通信学会技術研究報告. NS, ネットワークシステム   109 ( 448 )   479 - 484   2010年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    近年,既存の光デバイスを用いて低コストで構築可能な光ネットワークアーキテクチャとして光トレイルネットワークが注目されている.トレイルは送受信ノード間で特定の波長を予約することにより設定される通信チャネルであり,トレイル上の任意のノードはその下流ノードへのパケット送信が可能である.トレイルは共有メディアであるため,パケットの衝突回避を目的としたメディアアクセス制御(MAC)が必要となる.従来,MAC方式としてトークンパッシング型のMAC方式が提案されているが,これらの方式ではトークン保持ノードの下流の帯域のみが使用され,その上流の帯域は遊休状態になるという問題が発生する.そこで,本研究では,トークンパッシング型MAC方式において,遊休状態にある帯域を有効に利用することによるスループットの向上を試みる.そのために,トークン保持ノードにおいて,トレイルを上流トレイルと下流トレイルの二つのトレイルへと分割し,それぞれのトレイルにおいてパケットを送信する動的トレイル分割方式を提案する.数値計算およびシミュレーションにより通常のトレイルと分割トレイルの最大スループットを比較評価した結果,提案法により最大スループットが最大で80%以上向上することが明らかとなった.

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  • 光トレイルネットワークにおけるトレイルの動的分割によるスループットの向上

    田中康太, CHEN Wenjie, 福島行信, 横平徳美

    電子情報通信学会技術研究報告   109 ( 448(NS2009 162-260) )   479 - 484   2010年2月

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    記述言語:日本語  

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  • Performance Evaluation of TCP Proxies in Network Environment Including Wireless LANs

    Yuichi Nishida, Wang Hui, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    The 25th International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications (ITC-CSCC 2010)   1231 - 1234   2010年

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  • TCP-fox: A New Flow Control Method for Improving TCP Throughput in Large Bandwidth-Delay Product Networks

    Yuichi Nishida, Hiroyuki Ishihara, Wang Hui, Yukinobu Fukushima, Tokumi Yokohira

    International Symposium on Broadband Communication (ISBC) 2010   2010年

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  • A burst assembly method to reduce end-to-end delay in optical burst switching networks

    Fukushima Yukinobu, Wenjie Chen, Fujiwara Yasuyuki, Tokumi Yokohira

    WSEAS Transactions on Communications   8   894 - 903   2009年11月

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    Although the offset-time-based scheme can differentiate loss rates of packets according to their QoS levels in optical burst switching networks, it also increases end-to-end delay of packets with higher QoS level. This is because it increases offset time of bursts in proportional to QoS levels of packets which are included in the bursts. In this paper, we propose a burst assembly method that reduces end-to-end delay. Our proposed method includes packets that arrive during the offset time into the currently assembled bursts while the conventional method includes them into the burst assembled next time. Simulation results show that our method offers 12-23% delay reduction for packets with the highest QoS level.

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  • P2PライブストリーミングにおけるAS間トラヒックの低減を目指したピア選択法

    銀桃, 福島行信, 稲田和也, 横平徳美

    電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集(CD-ROM)   60th   ROMBUNNO.21-17   2009年10月

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    記述言語:日本語  

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  • 光トレイル網におけるメディアアクセス制御方式の性能評価

    田中康太, 福島行信, 横平徳美

    電子情報通信学会大会講演論文集   2009   174   2009年3月

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    記述言語:日本語  

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  • B-6-13 アラートの重み付けによる階層型変化点検出方式の精度改善(B-6.ネットワークシステム,一般セッション)

    王 遠, 福島 行信, 村瀬 勉, 藤巻 遼平, 広瀬 俊亮, 横平 徳美

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2009 ( 2 )   2009年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • B-7-32 カットスルー機能を備えた光トレイル網の性能評価(B-7.情報ネットワーク,一般セッション)

    陳 文傑, 福島 行信, 横平 徳美

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2009 ( 2 )   2009年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • カットスルー機能を備えた光トレイル網の性能評価

    CHEN Wenjie, 福島行信, 横平徳美

    電子情報通信学会大会講演論文集   2009   176   2009年3月

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    記述言語:日本語  

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  • アラートの重み付けによる階層型変化点検出方式の精度改善

    WANG En, 福島行信, 村瀬勉, 藤巻遼平, 広瀬俊亮, 横平徳美

    電子情報通信学会大会講演論文集   2009   13   2009年3月

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    記述言語:日本語  

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  • P2Pライブストリーミングにおけるピア選択方式の性能評価

    藤原 康行, 福島 行信, 銀 桃, 稲田 和也, 横平 徳美

    電子情報通信学会技術研究報告. IN, 情報ネットワーク   108 ( 458 )   423 - 428   2009年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    本稿では,P2Pライブストリーミングにおいて,リアルタイム性を維持するために,ストリーミング配信サーバから各ピアまでに経由するピアの数(論理ホップ)をあらかじめ決められた値以下するという前提の下で,参加可能ピア数の増加とAS間トラヒック量の減少を目標として二つのピア選択方式を提案している.一つ目の方法は,参加可能ピア数を増加させることを優先する方法であり,新規参加ピアは,既に参加しているピアのうちで,論理ホップの極力小さいピアを供給元として選択する.また,そのようなピアの数が多すぎるときには,AS間トラヒック量を減少させるために,自分が属するASと候補となるピアが属するASとの間のAS数(物理ホップ数)が極力小さくなるように候補を選ぶ.二つ目の方法は,AS間トラヒック量を減少させることを優先させる方法であって,一つ目の方法とは逆に,まず物理ホップの極力小さなピアを選択し,候補となるピア数が多すぎるときには,論理ホップ数の極力小さいピアを選択する方法である.数値例によれば,参加可能ピア数の面からは,前者が優れている.また,AS間トラヒック量の面からは,参加ピア数が少ない時点では,後者が優れているが,参加ピア数が増加してくると,前者が優れている.

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  • Throughput Improvement of TCP using Split-Connection Type Proxies in Network Environment including Wireless LANs

    Yuichi Nishida, Wang Hui, Hiroaki Matsumoto, Hiroyuki Ishihara, Tokumi Yokohira, Yukinobu Fukushima

    The 24th International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications (ITC-CSCC 2009   1360 - 1363   2009年

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  • Dynamic splitting of light trails for increasing throughput in light trail networks

    Yukinobu Fukushima, Kota Tanaka, Wenjie Chen, Tokumi Yokohira

    The 24th International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications (ITC-CSCC 2009)   1370 - 1373   2009年

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  • B-7-30 光トレイル網におけるメディアアクセス制御方式の性能評価(B-7.情報ネットワーク,一般セッション)

    田中 康太, 福島 行信, 横平 徳美

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2009 ( 2 )   1421 - 1425   2009年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    Web of Science

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  • P2Pライブストリーミングにおけるピア選択方式の性能評価

    藤原康行, 福島行信, YIN Tao, 稲田和也, 横平徳美

    電子情報通信学会技術研究報告   108 ( 458(IN2008 132-221) )   866 - 870   2009年

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  • Performance evaluation of AS-friendly peer selection algorithms for P2P live streaming

    Yukinobu Fukushima, Kazuya Inada, Yin Tao, Yasuyuki Fujiwara, Tokumi Yokohira

    2009 15th Asia-Pacific Conference on Communications, APCC 2009   866 - 870   2009年

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    記述言語:英語  

    In this paper, we evaluate the performance of peer selection algorithms: MLH (Minimum Logical Hop) and MPH (Minimum Physical Hop) to increase the number of joining peers and to decrease inter-AS traffic volume in P2P live streaming, where we assume that every peer's logical hop count (the number of providing peers between an origin streaming server and the peer) is limited by a predetermined value in order to keep real-time property of live streaming. In MLH, a newly joining peer selects such providing peers that the logical hop count is minimum to increase the number of joining peers. And then if there are several such providing peers, the newly joining peer selects such providing peers that the number (physical hop count) of ASs between the newly joining peer and each of the providing peers is minimum to decrease the inter-AS traffic volume. In MPH, a newly joining peer selects providing peers in the reverse order of MLH. Simulation results show that MLH achieves about from 20% to 60% more maximum joining peers than MPH, and MPH shows smaller inter-AS traffic volume than MLH when the number of joining peers is small while MLH shows smaller inter-AS traffic volume when the number of joining peers is large. ©2009 IEEE.

    DOI: 10.1109/APCC.2009.5375467

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  • 光バースト交換網におけるオフセット期間中の到着パケットもバースト化するバースト生成法の性能比較

    野稲泰寛, 福島行信, 横平徳美

    電子情報通信学会大会講演論文集   2008   150   2008年3月

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    記述言語:日本語  

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  • BS-5-2 階層型変化点検出機構における宛先IPアドレス数の変化に基づくワーム拡散の検出(BS-5. ネットワークサービスのセキュリティ技術の展開,シンポジウムセッション)

    二星 護, 村瀬 勉, 小林 正好, 藤巻 遼平, 福島 行信, 横平 徳美

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2008 ( 2 )   "S - 60"-"S-61"   2008年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • B-7-73 光バースト交換網におけるオフセット期間中の到着パケットもバースト化するバースト生成法の性能比較(B-7. 情報ネットワーク,一般セッション)

    野稲 泰寛, 福島 行信, 横平 徳美

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2008 ( 2 )   2008年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • 階層型変化点検出機構における宛先IPアドレス数の変化に基づくワーム拡散の検出

    二星護, 村瀬勉, 小林正好, 藤巻遼平, 福島行信, 横平徳美

    電子情報通信学会大会講演論文集   2008   S.60-S.61   2008年3月

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    記述言語:日本語  

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  • Performance Evaluation of Multi-Stage Change-Point Detection Scheme against DDoS Attacks by Random Scan Worms

    Tutomu Murase, Yukinobu Fukushima, Masayoshi Kobayashi, Sakiko Nishimoto, Ryohei Fujimaki, Tokumi Yokohira

    IEEE Communications Society Communications Quality and Reliability Workshop 2008 (CQR 2008)   2008年

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  • A throughput optimization algorithm for TCP connections with different routes in long-delay satellite environments

    Wang Hui, Nobuto Watanabe, Shigeyuki Osada, Tokumi Yokohira, Yukinobu Fukushima

    25th AIAA International Communications Satellite Systems Conference   2007年12月

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    Although Transmission Control Protocol (TCP) is widely used in the Internet, its performance is poor in networks with long delays. To improve TCP performance in such networks as long-delay satellite environments, the use of a PEP (Performance Enhancing Proxy) has been proposed. The PEP operates on a router that connects a terrestrial link and a satellite link along a TCP connection. When a data packet arrives at the PEP, it forwards the packet to the destination host, transmits the corresponding ACK (premature ACK) to the source host on behalf of the destination host, and stores a copy of the packet in a local buffer (PEP buffer) in case retransmission of the packet is required. As a congestion control method on the PEP, a method that keeps the number of prematurely acknowledged packets in the PEP buffer below a threshold (watermark) value has been proposed, and a watermark value optimization algorithm has been also proposed under the assumption that all connections have the same route. In this paper, we propose a watermark value optimization algorithm under a more realistic assumption that connections have different routes. We define the upper bound of the average throughput of a connection as the maximum average throughput in the case that the connection only exists in network. For a given set of connections, the proposed algorithm tries to attain that the average throughputs of connections with smaller upper bounds are equal to their respective upper bounds, and the number of such connections (maximized-connections) is maximized, and the average throughputs of connections with larger upper bounds are maximized under the condition that they are equal to each other and are larger than or equal to any upper bound of the maximized-connections. Numerical examples show that the proposed algorithm attains such goal. © 2007 by the American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc. All rights reserved.

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  • 同時多発イベント検出を目的とした階層型変化点検出機構の性能評価

    王遠, 村瀬勉, 小林正好, 藤巻遼平, 福島行信, 横平徳美

    電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集(CD-ROM)   58th   ROMBUNNO.21-11   2007年10月

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    記述言語:日本語  

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  • 性能向上プロキシを用いたTCPにおける再送制御

    西田裕一, 横平徳美, 福島行信

    電子情報通信学会技術研究報告   107 ( 221(NS2007 53-79) )   77 - 82   2007年9月

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    記述言語:日本語  

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  • 性能向上プロキシを用いたTCPにおける再送制御

    西田 裕一, 横平 徳美, 福島 行信

    電子情報通信学会技術研究報告. NS, ネットワークシステム   107 ( 221 )   77 - 82   2007年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    ラウンドトリップ時間の大きい環境でのTCPの性能改善手法の一つとして,TCPコネクションの途上にプロキシ(PEP:Performance Enhancing Proxy)を設置し,PEPが送信先ホストの代理として送信元ホストに送達確認パケット(早期ACK)を返送する手法が知られている.従来,早期ACKの返送数をあるしきい値(ウォーターマーク)以下に制限するという輻輳制御が提案されていたが,パケット消失への対策については検討されていなかった.本報告では,この輻輳制御を前提に,パケット消失に対するPEPでの再送制御について検討している.この再送制御では,通常のTCPとほぼ同様に,PEPから送信元ホストへの重複早期ACKの返送により,送信元ホストでの高速再転送を誘発する機能,PEPにおけるタイムアウトと送信先ホストからの重複ACKの受信とにより引き起こされるパケットの再送機能を有する.また,PEPにおいてTCPのSACKオプションにも対応できるようにし,送信元ホストがSACKオプションに対応している場合には,SACKオプション付きの重複早期ACKを返送する.

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  • A Wavelength and Converter Assignment Scheme for Decreasing Blocking Probability in Wavelength-Routed Networks

    Yukinobu Fukushima, Takahiro Ooishi, Tokumi Yokohira

    The 12th OptoElectronics and Communication Conference and The 16th International Conference on Integrated Optics and Optical Fiber Communication (OECC/IOCC 2007)   454 - 455   2007年

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  • 同時多発する未知イベントに対する情報集約による偽陽性アラート排除検知方法の性能評価

    村瀬勉, 福島行信, 小林正好, 藤原弘輝, 横平徳美

    電子情報通信学会技術研究報告   106 ( 358(IN2006 89-113) )   25 - 30   2006年11月

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    記述言語:日本語  

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  • 同時多発する未知イベントに対する情報集約による偽陽性アラート排除検知方法の性能評価

    村瀬 勉, 福島 行信, 小林 正好, 藤原 弘輝, 横平 徳美

    電子情報通信学会技術研究報告. IN, 情報ネットワーク   106 ( 358 )   25 - 30   2006年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    未知のウィルス・ワームの攻撃・感染の検知方法として、攻撃行動・感染行動に起因する変化点検出を利用する方法が有望視されている。しかし、この方法においては、ハードウェア障害等に起因する変化点をも検出してしまうため、攻撃行動・感染行動のみを検出するような絞り込み方法が求められている。このような方法として、ネットワーク全体で変化点が同時多発的に検出されるかどうかに着目する方法が考えられる。なぜなら、未知のウィルス・ワームの攻撃行動・感染行動は同時多発的に発生する傾向があるためである。そこで本稿では、分散配置したIDSからの変化点検出情報を集約し、ネットワーク全体で統合的に同時多発イベントの発生を検出する階層型検出機構を提案する。シミュレーションの結果、0.99の検出率を達成しようとする場合に、提案法はIDS単体での検出法よりも常に低い誤検出率を実現し、最大で約98%低減できることがわかった。

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  • 性能改善プロキシを用いたTCPにおける公平性の検討

    渡辺暢人, 長田繁幸, 福島行信, 横平徳美

    電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集(CD-ROM)   57th   532 - 533   2006年10月

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    記述言語:日本語  

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  • 光バースト交換網におけるエンド間遅延の低減を目指したバースト生成法

    福島行信, 永原一輝, 野稲泰寛, 横平徳美

    電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集(CD-ROM)   57th   530 - 531   2006年10月

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    記述言語:日本語  

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  • Design of wavelength-convertible edge nodes in wavelength-routed networks

    Yukinobu Fukushima, Hiroaki Harai, Shin'ichi Arakawa, Masayuki Murata

    Journal of Optical Networking   5 ( 3 )   196 - 209   2006年

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    Wavelength converters reduce the connection blocking probability in wavelength-routed networks by eliminating the wavelength continuity constraint. We develop a method for deployment of wavelength converters in wavelength-routed networks with an overlay model. In these networks, most wavelength converters are deployed on edge nodes to cover the difference in the numbers of wavelengths multiplexed on access and core links. Therefore reduction of wavelength converter cost on edge nodes leads to minimizing the wavelength converter cost in the whole network. We propose an ingress edge node architecture with fixed wavelength converters that have limited wavelength convertibility but are more economical than full wavelength converters. In our architecture, each input access link of ingress edge nodes is equipped with fixed wavelength converters, and input wavelengths from the access links are evenly distributed on the output core link. As a result, competition for a free wavelength on an output core link is avoided. Simulation results show that our edge node architecture offers about 20% cost reduction compared with a node architecture that uses only full wavelength converters where networks are actually under operation and a full wavelength converter cost to fixed wavelength converter cost ratio is 3:1. © 2006 Optical Society of America.

    DOI: 10.1364/JON.5.000196

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  • Throughput Optimization for TCP with an Active Proxy in Long-Delay Satellite Environments

    Wang Hui, Shigeyuki Osada, Tokumi Yokohira, Yukinobu Fukushima, Deng Chaolong, Kiyohiko Okayama, Nariyoshi Yamai

    2006 Joint Conference on Satellite Communications (JC-SAT 2006)   2006年

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  • 性能向上プロクシを用いたTCPにおけるスループットの最適化

    長田繁幸, WANG H, 横平徳美, 福島行信, 岡山聖彦, 山井成良

    電子情報通信学会技術研究報告   106 ( 236(NS2006 70-98) )   392 - +   2006年

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  • オーバレイ型光パスネットワークにおける波長変換器配置に関する検討(IPバックボーンネットワーク, フォトニックネットワークの構成/管理/制御プロトコル技術及び一般)

    福島 行信, 原井 洋明, 荒川 伸一, 村田 正幸

    電子情報通信学会技術研究報告. IN, 情報ネットワーク   105 ( 323 )   13 - 18   2005年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    本稿では、オーバレイ型光パスネットワークにおけるキャリアネットワークでの波長変換器配置を検討する。まずシミュレーションにより、キャリアネットワークではアクセスリンク-コアリンク間での多重化波長数の差異を埋めるためにエッジノードで多数の波長変換器が必要となり、エッジノードに配置される波長変換器の数を抑えることがキャリアネットワーク全体での波長変換器コスト低減に繋がることを示す。次に、エッジノードにおける波長変換器コストを抑えるために、比較的安価な固定波長変換器を用いたエッジノード構成法を提案する。提案手法では、各アクセスリンクからの入力波長を固定波長変換によりコアリンク上の異なる波長へと変換する。シミュレーションの結果、提案手法により波長変換器コストが従来手法を用いた場合と比較して46%以上低減されることがわかった。

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  • オーバレイ型光パスネットワークにおける波長変換器配置に関する検討(IPバックボーンネットワーク, フォトニックネットワークの構成/管理/制御プロトコル技術及び一般)

    福島 行信, 原井 洋明, 荒川 伸一, 村田 正幸

    電子情報通信学会技術研究報告. IN, 情報ネットワーク   105 ( 323 )   13 - 18   2005年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    本稿では、オーバレイ型光パスネットワークにおけるキャリアネットワークでの波長変換器配置を検討する。まずシミュレーションにより、キャリアネットワークではアクセスリンク-コアリンク間での多重化波長数の差異を埋めるためにエッジノードで多数の波長変換器が必要となり、エッジノードに配置される波長変換器の数を抑えることがキャリアネットワーク全体での波長変換器コスト低減に繋がることを示す。次に、エッジノードにおける波長変換器コストを抑えるために、比較的安価な固定波長変換器を用いたエッジノード構成法を提案する。提案手法では、各アクセスリンクからの入力波長を固定波長変換によりコアリンク上の異なる波長へと変換する。シミュレーションの結果、提案手法により波長変換器コストが従来手法を用いた場合と比較して46%以上低減されることがわかった。

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  • On the robustness of planning methods for traffic changes in WDM networks

    Y Fukushima, H Harai, S Arakawa, M Murata

    JOURNAL OF OPTICAL NETWORKING   4 ( 1 )   11 - 25   2005年1月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:OPTICAL SOC AMER  

    Many conventional WDM network planning and/or designing schemes assume that future traffic demand is known beforehand. However, it is difficult to predict future traffic demand accurately. We develop a scheme to design a WDM network that accommodates as much traffic as possible against a variety of traffic patterns, that is, a WDM network robust against traffic uncertainties. Our basic idea is to select a node pair that is expected to be a bottleneck in the future and then to deploy network equipment so that the volume of traffic accommodated by the node pair increases. Our simulation results show that the WDM network designed with our method can accommodate more traffic demand than those designed with the existing methods at the same cost. (c) 2004 Optical Society of America.

    DOI: 10.1364/JON.4.000011

    Web of Science

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  • Distributed clustering method for large-scaled wavelength routed networks

    Y Fukushima, H Harai, S Arakawa, M Murata

    2005 Workshop on High Performance Switching and Routing   416 - 420   2005年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    The scalability of routing protocol has been considered as a key issue in large-scaled wavelength routed networks. Hierarchical routing scales well by yielding enormous reductions in routing table length, but it also increases path length. This increased path length in wavelength-routed networks leads to increased blocking probability because longer paths tend to have less free wavelength channels. However, if the routes assigned to longer paths have greater wavelength resources, we can expect that the blocking probability will not increase. In this paper, we propose a distributed node-clustering method that maximizes the number of lightpaths between nodes. The key idea behind our method is to construct node-clusters that have much greater wavelength resources from the ingress border nodes to the egress border nodes. which increases the wavelength resources on the routes of lightpaths between nodes. We evaluate the blocking probability for lightpath requests and the maximum table length in simulation experiments. We find that the method we propose significantly reduces the table length, while the blocking probability is almost the same as that without clustering.

    Web of Science

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  • 光パスネットワークにおける階層化ルーティングのための分散ノードクラスタリング手法

    福島 行信, 原井 洋明, 荒川 伸一, 村田 正幸

    電子情報通信学会技術研究報告. PN, フォトニックネットワーク   104 ( 518 )   1 - 6   2004年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    光ネットワークにおいてスケーラブルなルーティングを実現するためにはルーティング機構の階層化が必要不可欠である.階層化によって経路表サイズは抑えられるが,経路長は増加する.光ネットワークでは波長連続性制約を満たす必要があり,経路長の増加により光パス設定要求の棄却率は増加すると考えられる.本稿では,ノード間で設定可能な光パス数の最大化を目指してクラスタを構築する手法を提案する.提案手法は,階層化されたネットワーク上で選択される経路として,ファイバ数の大きな経路を用いるようにクラスタを構築することで設定可能な光パス数を増加させると,棄却性能の劣化を抑えられるという考えに基づいている.なお,本手法は,各ノードが分散してクラスタ構築動作を行う分散クラスタリングである.シミュレーションによって,提案手法で構築したネットワークは,経路表サイズが大幅に減少し,棄却率の上昇が抑えられることを示す.

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  • 光パスネットワークにおける階層化ルーティングのための分散ノードクラスタリング手法

    福島行信, 原井洋明, 荒川伸一, 村田正幸

    電子情報通信学会技術研究報告   104 ( 518(PN2004 68-75) )   1 - 6   2004年12月

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    記述言語:日本語  

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  • トラヒック変動に対する耐性を備えた WDM ネットワーク設計手法

    福島 行信, 原井 洋明, 荒川 伸一, 村田 正幸, 宮原 秀夫

    電子情報通信学会技術研究報告. PS, 光スイッチング   103 ( 1 )   11 - 16   2003年4月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    これまでの設備コスト最小化を目標とするWDMネットワーク設計手法では,将来ネットワークに要求されるトラヒックが既知であると仮定した上でネットワーク設計を行っている.しかし実際には,将来のトラヒックデマンドを正確に予測することは難しい.そのため,本稿では,将来のトラヒックデマンドが未知である状況で,将来収容可能なトラヒック量の最大化を目的としたWDMネットワーク設計手法を提案する.提案手法は,現在のトラヒックデマンドをもとに将来のトラヒックデマンドを推定し,推定したトラヒックデマンドに基づいてネットワーク設備であるOXCおよびファイバの配置場所を決定する.シミュレーションにより,ネットワーク設備コストおよび設定されなかった光パスの割合に関して,提案手法により設計したネットワークと従来手法により設計したネットワークの比較を行う.その結果,従来手法と提案手法により同じコストのネットワークを設計した際,提案手法は従来手法よりも多くの光パスを設定可能であることがわかった.

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  • A design method for logical topologies with consideration of wavebands

    Yukinobu Fukushima, Shin'ichi Arakawa, Masayuki Murata, Hideo Miyahara

    IFIP Advances in Information and Communication Technology   114   360 - 376   2003年

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    Among the several architectures for IP (Internet Protocol) over WDM networks, one promising approach is to overlay a logical topology that consists of lightpaths on the physical WDM network, such that each lightpath carries IP traffic between edge nodes. Many of the conventional methods for designing the logical topology deal with the case of a constant number of wavelengths being available on each fiber. While the number of wavelengths offered by current optical technology is now of the order of thousands, it is not necessary to utilize all wavelengths on each fiber in building an effective logical topology on a WDM network. Instead,.several wavebands may be considered for introduction by deploying. optical fiber amplifiers when additional wavelengths are actually required. In this case, the number of available wavelengths on the respective fibers depends on the number of optical fiber amplifiers deployed on each fiber. In this paper, we propose a new heuristic algorithm for the design of a logical topology with as few optical fiber amplifiers as possible, so that the approach is cost-effective. We then compare our proposal with conventional methods in terms of average packet delays and throughput, and show that our algorithm reduces the number of optical fiber amplifiers required. We also investigate the effect of increasing the number of wavelengths multiplexed on each fiber, by assuming that the product of the number of available wavelengths and the bandwidth of each wavelength is constant. The results show that such a logical topology is able to accommodate a greater volume of traffic by multiplexing more wavelengths on each fiber. The approach thus conforms to Cao's Law. © 2003 by Springer Science+Business Media Dordrecht.

    DOI: 10.1007/978-0-387-35670-9

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  • 定期拡張するWDMネットワークにおける不確定な光パス設定要求に対する光パス経路決定アルゴリズム

    福島 行信, 原井 洋明, 荒川 伸一, 村田 正幸, 宮原 秀夫

    電子情報通信学会技術研究報告. IN, 情報ネットワーク   102 ( 213 )   7 - 12   2002年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    従来提案されてきたWDMネットワークの複数期間設計手法では,将来発生するトラヒック量が既知と仮定して低コストのネットワークを構築しているが,実際にその予測は困難である.本稿では,将来のトラヒック量が不確定な状況で,将来収容可能なトラヒック量を最大にする光パス経路決定アルゴリズムを提案する.本アルゴリズムは使用するファイバ数を少なくできるため,定期的に設備を拡張しながら低コストのネットワークを構築する手法に導入すると,追加するネットワーク設備量を抑えることができる.性能評価により,提案アルゴリズムが,従来方式よりも必要となるファイバ数を抑えつつ,収容可能なトラヒック量が増加することを明らかにする.

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  • A minimum interference routing algorithm for multi-period planning of wdm lightpath networks without traffic prediction

    Yukinobu Fukushima, Hiroaki Harai, Shin'iehi Arakawa, Masayuki Murata, Hideo Miyahara

    European Conference on Optical Communication, ECOC   3   2002年

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    © 2002 DTU. We propose a new routing algorithm for accommodating lightpaths in WDM networks. Our algorithm is integrated into multi-period planning of WDM networks without traffic prediction. We show that it achieves higher efficiency than existing algorithms.

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  • 定期拡張するWDMネットワークにおける不確定な光パス設定要求に対する光パス経路決定アルゴリズム

    福島行信, 原井洋明, 荒川伸一, 村田正幸, 宮原秀夫

    電子情報通信学会技術研究報告   3 ( 213(IN2002 33-41) )   7 - 12   2002年

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    記述言語:日本語  

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  • 利用可能波長帯域を考慮した論理パストポロジー設計手法の提案

    福島行信, 荒川伸一, 村田正幸, 宮原秀夫

    電子情報通信学会技術研究報告   101 ( 196(RCS2001 62-78) )   33 - 38   2001年7月

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    記述言語:日本語  

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  • 利用可能波長帯域を考慮した論理パストポロジー設計手法の提案

    福島 行信, 荒川 伸一, 村田 正幸, 宮原 秀夫

    電子情報通信学会技術研究報告. NS, ネットワークシステム   101 ( 194 )   33 - 38   2001年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    IP over WDMネットワークのアーキテクチャの1つに, エンドノード間に光パスを設定することで論理パストポロジーを構築し, その上にIPトラヒックを収容することが考えられている.しかし, 従来の論理パストポロジー設計手法では, 各光ファイバでの波長多重度が一定であるとし, 光ファイバに導入される光ファイバ増幅器の数については考慮されていなかった.そこで, 本稿では, IP over WDMネットワークを対象とし, 光ファイバに導入される光ファイバ増幅器を考慮した, 発見的手法に基づく論理トポロジー設計手法を提案する.提案アルゴリズムを論理トポロジー上での平均遅延時間, スループットおよび必要となる光ファイバ増幅器の数に関して評価を行い, 設計された論理トポロジーに必要となる光ファイバ増幅器の数が大幅に減少することを示す.また, 波長多重度と1波長当たりの伝送帯域の積が一定であるとした上で, 波長多重度の違いがネットワークの性能におよぼす影響も明らかにし, その結果, 波長多重度を上げることで収容可能なトラヒック量が増加することがわかった.

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  • 利用可能波長帯域を考慮した論理パストポロジー設計手法の提案

    福島 行信, 荒川 伸一, 村田 正幸, 宮原 秀夫

    電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム   101 ( 196 )   33 - 38   2001年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    IP over WDMネットワークのアーキテクチャの1つに, エンドノード間に光パスを設定することで論理パストポロジーを構築し, その上にIPトラヒックを収容することが考えられている.しかし, 従来の論理パストポロジー設計手法では, 各光ファイバでの波長多重度が一定であるとし, 光ファイバに導入される光ファイバ増幅器の数については考慮されていなかった.そこで, 本稿では, IP over WDMネットワークを対象とし, 光ファイバに導入される光ファイバ増幅器を考慮した, 発見的手法に基づく論理トポロジー設計手法を提案する.提案アルゴリズムを論理トポロジー上での平均遅延時間, スループットおよび必要となる光ファイバ増幅器の数に関して評価を行い, 設計された論理トポロジーに必要となる光ファイバ増幅器の数が大幅に減少することを示す.また, 波長多重度と1波長当たりの伝送帯域の積が一定であるとした上で, 波長多重度の違いがネットワークの性能におよぼす影響も明らかにし, その結果, 波長多重度を上げることで収容可能なトラヒック量が増加することがわかった.

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産業財産権

共同研究・競争的資金等の研究

  • ICTおよび暗号技術を駆使した医療情報セキュア管理システムの構築

    研究課題/領域番号:20K20484  2019年06月 - 2023年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的研究(開拓)  挑戦的研究(開拓)

    野上 保之, 日下 卓也, 福島 行信, 横平 徳美, 山内 利宏

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    配分額:25350000円 ( 直接経費:19500000円 、 間接経費:5850000円 )

    効率のよい秘密鍵暗号実装のための乱数生成法の提案,ブロック暗号ベースの検索可能暗号の実装について研究を進めた.ペアリング暗号を活用した公開鍵暗号ベースの検索可能暗号の実装,個人情報保護のための可変長セキュリティ公開鍵暗号について着手した.データベース・秘密分散について,TCPインキャストの対策研究を行った.メールシステムについて,本研究で開発する拡散暗号法をプロトコルスタック内のどのプロトコルレイヤに対して適用することが望ましいかを検討した.その結果,メールの送信者から受信者までのエンドツーエンドでの暗号化通信を可能とするPGPやS/MIMEに対して拡散暗号法を適用するのが最も望ましいとの結論に至った.このようにエンドツーエンドでの暗号化通信を担うプロトコルレイヤに対して拡散暗号法を適用することにより,拡散暗号法を利用できるユーザは送信者と受信者のみに限定されるものの,その一方で,送信者から受信者までの通信路上のすべての通信区間および中継ホスト(メールサーバ)において,メールが拡散暗号法により暗号化された状態を保つことが可能となる.メールシステムで,メールサーバを運用するサーバ計算機のセキュリティを向上させるために,Linuxにおいて標準で採用されているSELinuxに着目し,SELinuxのセキュリティポリシを細粒度に削減する手法を提案し,その実現方式を示した.この手法によって,SELinuxで標準で配布しているセキュリティポリシから不要なポリシ記述を削減でき,メールサーバで必要となる操作のみを許可するセキュリティポリシを生成できる.これにより,メールサーバプログラムや他のプログラムに脆弱性があったとしても,必要最小限の操作しか許可されず,被害を抑制することが期待できる.また,仮想計算機モニタを利用して,ゲストOSでのプログラム実行の証拠を保
    全するシステムの検討を行った.

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  • データセンターネットワークにおけるスループット急落の回避に関する研究

    研究課題/領域番号:19K11926  2019年04月 - 2022年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    横平 徳美, 福島 行信

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    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

    分散ファイルシステムを採用している最近のデータセンターのネットワークにおいては、多数のサーバが、ほぼ同時に(並列に)、1台のコンピュータ(クライアント)に向けてデータを送信しようとすることがしばしば起こる。このとき、イーサネットスイッチのポートにおいてバッファーオーバーフローが起こり、スループットが0に近い値に急落するという最悪の状況(インキャスト)が起こってしまうことがある。本研究の目的は、分散ファイルシステムにおいて、各サーバのデータ送信終了時間の公平性を気にする必要はなく、全サーバがデータ送信を終了するための時間が重要であることに着目して、サーバからのデータ送信を直列化することにより、インキャストを回避しつつスループットを最大にする方法を考案し、実際に実験ネットワークでその有効性を実証することである。
    2019年度は、データセンターネットワークにおける各リンクの伝送速度、イーサネットスイッチのポートバッファサイズ、サーバから送信されるデータ量(ユニットサイズ)等が与えられた時、インキャストを回避し、かつ、スループットを最大化できる同時設定(同時に並列化できる)コネクション数を求めることができるように、従来筆者らが提案しているコネクション直列化法を拡張した方法(拡張コネクション直列化法)を考案した。
    また、高精度のカーネルタイマーを使用して、最小タイムアウト値を従来の200ミリ秒から数100マイクロ秒にすることにより、インキャストを回避しようとする従来の方法において、クライアントからサーバに再送要求を出すことで、インキャスト回避の可能性を高くできる方法を提案した。
    さらに、上述した方法を統合して、実際のデータセンターネット上で動作できるようにするための基礎的検討を行った。

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  • 省電力を指向した仮想網マッピング技術の確立

    研究課題/領域番号:15K00129  2015年04月 - 2018年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    福島 行信

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    配分額:4940000円 ( 直接経費:3800000円 、 間接経費:1140000円 )

    インターネットの消費電力は年々増加しており,その低減は急務の課題である.本研究では,消費電力の低減を目的関数として仮想網を物理網に収容する問題(仮想網マッピング問題)を対象として,まずは,数理計画法を用いて仮想網マッピングに伴う消費電力の下限値を導出し,次に,多項式時間で極力下限値に近い解を得られる仮想網マッピング技術を考案した.

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  • 全光網における省電力化トラヒックエンジニアリング技術の確立

    研究課題/領域番号:24500081  2012年04月 - 2015年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    福島 行信

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    配分額:4810000円 ( 直接経費:3700000円 、 間接経費:1110000円 )

    本研究では,インターネットの基幹網である全光網を対象として,空間的トラヒック集約および時間的トラヒック集約によりネットワーク機器の消費電力を低減するような省電力化トラヒックエンジニアリング技術の確立を試みる.計算機シミュレーションによる評価の結果,(1)空間的トラヒック集約を利用する経路・波長割当方式は従来方式と比較して最大で9%程度消費電力を低減できること,および,(2)時間的トラヒック集約を利用するメディアアクセス制御方式はネットワークの利用率が0.9の場合と比較して0.1の場合には消費電力を最大で60%程度低減できることを明らかにした.

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  • 新世代全光網における経路・メディアアクセス制御技術の確立

    研究課題/領域番号:22700073  2010年 - 2011年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究(B)  若手研究(B)

    福島 行信

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    配分額:2600000円 ( 直接経費:2000000円 、 間接経費:600000円 )

    本研究では,新世代全光網を対象として,(1)トラヒック変動に対する高い柔軟性および上位層プロトコルとの高い親和性を実現する経路制御技術の確立,および,(2)通信容量を最大化するメディアアクセス制御技術の確立を試みる.数値計算および計算機シミュレーションによる評価の結果,(1)考案した経路制御方式はトラヒック変動に対する柔軟性を確保しつつ従来方式と比較してTCPスループットを最大で27%程度改善すること,および,(2)考案したメディアアクセス制御方式は従来方式と比較して最大で1. 94倍程度のスループットを実現することを明らかにした.

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  • 次世代基幹網における高スループット実現のためのスケーラブルな光パス設定方式

    研究課題/領域番号:19760257  2007年 - 2008年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究(B)  若手研究(B)

    福島 行信

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    配分額:2500000円 ( 直接経費:2200000円 、 間接経費:300000円 )

    本研究の目的は、スケーラブル(拡張性がある)かつ高いスループットを実現する(より多くのトラヒックを収容可能である)次世代基幹網を実現することである。これを達成するために、通信チャネルである光パスを設定する際に経路上の資源利用情報および各ノードペアの過去の波長変換器使用履歴に基づいて適切に波長変換箇所を決定することによりスケーラビリティおよびスループットの向上を実現する光パス設定方式を考案した。シミュレーション評価により、考案方式はスループットを向上させること、および、大規模網へも適用可能であることを明らかにした。

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担当授業科目

  • UNIXプログラミング (2021年度) 第1学期  - 月7,月8,木1,木2

  • セキュリティ概論 (2021年度) 3・4学期  - 水7,水8

  • ネットワークシステム学演習 (2021年度) 通年  - その他

  • ネットワークシステム論 (2021年度) 後期  - その他

  • ネットワーク設計特論 (2021年度) 後期  - 月3,月4

  • プログラミング (2021年度) 3・4学期  - 水1,水2

  • プログラミング (2021年度) 3・4学期  - 水1,水2

  • プログラミング1 (2021年度) 第3学期  - 水1,水2

  • プログラミング2 (2021年度) 第4学期  - 水1,水2

  • プログラミング言語演習I (2021年度) 第1学期  - 月7,月8,木1,木2

  • 分散データ管理演習 (2021年度) 夏季集中  - その他

  • 特別講義Ⅲ (2021年度) 特別  - その他

  • 電子情報システム工学特別研究 (2021年度) 通年  - その他

  • UNIXプログラミング (2020年度) 第1学期  - 月7,月8,木1,木2

  • クロスサイトスクリプティング対策演習 (2020年度) 夏季集中  - その他

  • セキュリティ総論E (2020年度) 3・4学期  - 水7,水8

  • ネットワークシステム学演習 (2020年度) 通年  - その他

  • ネットワークシステム論 (2020年度) 後期  - その他

  • ネットワーク設計特論 (2020年度) 後期  - 月3,月4

  • プログラミング (2020年度) 3・4学期  - 水1,水2

  • プログラミング1 (2020年度) 第3学期  - 水1,水2

  • プログラミング2 (2020年度) 第4学期  - 水1,水2

  • プログラミング言語演習I (2020年度) 第1学期  - 月7,月8,木1,木2

  • 安全性評価のための衝突型暗号攻撃演習 (2020年度) 夏季集中  - その他

  • 暗号ハードウェアセキュリティ演習 (2020年度) 第4学期  - その他

  • 特別講義Ⅲ (2020年度) 特別  - その他

  • 電子情報システム工学特別研究 (2020年度) 通年  - その他

  • 電子情報システム工学論 (2020年度) 前期  - 金1,金2

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