コンピュータソフトウェア

特集「ネットワーク技術」の編集に当たって

和泉順子, 明石修, 小柏伸夫, 島慶一, 寺岡文男, 藤本衡

2012 年 29 巻 2 号 p. 2_1
発行日: 2012/04/25
公開日: 2012/06/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.29.2_1

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IaaSクラウドを構築するソフトウェア技術～WIDEクラウドを事例として～

関谷勇司

2012 年 29 巻 2 号 p. 2_2-2_15
発行日: 2012/04/25
公開日: 2012/06/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.29.2_2

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クラウドコンピューティング(以下クラウド)は，ネットワーク分散処理やHPCI (High Performance Computing Infrastructure)，インターネットにおけるWeb技術において注目されるキーワードとなっている．ユーザは，ネットワークを通じて遠隔にあるリソースを利用することができ，規模性に優れたサービス提供を受けることが可能となっている．一口にクラウドと言っても，その種類やサービス形態は多種多様であり，ユーザに提供されるサービスやその構成技術も様々である．特に，Infrastructure as a Service(IaaS)と呼ばれるサービス形態は，仮想マシンを時間単価や容量単価でユーザに提供するサービスであり，WebサイトやWebアプリケーションのスケールアウトを容易に実現できるインフラとして活用されている．
そこで本論文では，一般的なIaaSクラウドの構造と要素技術を解説し，それら要素技術をまとめあげてIaaSクラウドを構築するための，マネージメントソフトウェア技術に関して解説する．さらに，実際に広域分散IaaSクラウドを構築した実例を紹介し，今後のIaaSクラウドの構築と改良，信頼性向上に関する指針を示すことで，IaaSクラウドの現状と今後の課題を明確にする．

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全学生教職員向けユビキタス・キャンパス環境の構築と運用

小柏伸夫

2012 年 29 巻 2 号 p. 2_16-2_22
発行日: 2012/04/25
公開日: 2012/06/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.29.2_16

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共愛学園前橋国際大学では，2010年4月からユビキタス・キャンパスネットワークを開始した．このユビキタス・キャンパスネットワークプロジェクトの一環として，2010年4月及び2011年4月に無線LAN対応端末として全学生にiPod touch，全教職員にiPod touch又はiPadを配布した．このユビキタス・キャンパスネットワークは，単純に無線LAN環境を整備しただけのユビキタス環境ではなく，全学生教職員がそれらの無線LAN対応端末を常時保有することや，適切な学内情報サービスの提供までをも含めた環境である．2010年4月からの1年以上の運用の経験を経て，大学における1年間の教育及び研究活動，付随する業務におけるユビキタス・キャンパスの利便性や，今後の方向性，解決すべき課題が明らかとなった．この論文では本学のユビキタス・キャンパスネットワークの運用に基づいた知見について述べる．

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インターネットにおけるインセンティブ問題および制度設計

石橋圭介, 高橋洋介

2012 年 29 巻 2 号 p. 2_23-2_32
発行日: 2012/04/25
公開日: 2012/06/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.29.2_23

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インターネットは，定義通りネットワークのネットワークであり，複数の組織が自律分散的に相互接続し，ネットワーク運用・制御を行っている．このとき，各組織が個別最適となるよう運用・制御した場合，全体最適から乖離する可能性がある．本稿ではこの社会的ジレンマに関する研究や事例を紹介する．さらに，不要トラヒックのアウトバウンド制御が普及していない事例に関して，AS間の不要トラヒックペナルティ課金制度がこの問題を解決すること，さらにシミュレーションにより，この課金制度自体がASの接続関係を通じて自発的に導入されていくことを示す．

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計算複雑さの研究って？

渡辺治

2012 年 29 巻 2 号 p. 2_33-2_40
発行日: 2012/04/25
公開日: 2012/06/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.29.2_33

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計算複雑さの理論の研究についての解説．計算複雑さの理論は計算機科学の一分野であり，ソフトウェアの基盤であるアルゴリズムの設計の基礎理論でもある．しかし，ソフトウェアの開発などからは少し離れた研究分野でもある．この解説では，この近くて遠い計算複雑さの理論に親しみを持って頂くために，この分野の研究者たちは日々どんな研究をしているのか，という観点からの紹介を試みる．計算複雑さを研究する意義，この分野の重要なテーマであるP ≠ NP予想やその解決の難しさ，そして，この課題にどのように挑んでいるかを具体的な研究例を紹介しながら解説する．

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『ソフトウェアの要求と設計の科学』シリーズについて

鷲崎弘宜

2012 年 29 巻 2 号 p. 2_41-2_42
発行日: 2012/04/25
公開日: 2012/06/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.29.2_41

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要求工学：現実と仮想をつなぐために

妻木俊彦

2012 年 29 巻 2 号 p. 2_43-2_64
発行日: 2012/04/25
公開日: 2012/06/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.29.2_43

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要求工学は，ソフトウェアシステムの外部仕様である振る舞いや制約を定義するための技術の集合である．そして，そこで定義された要求は，われわれが実際に生存している現実世界における意味や価値を反映したものでなければならない．極めて多岐にわたる要求工学の技術を，本稿では，正確な要求を定義するための技術，変動する要求に対処するための技術，および，視点の多様性に対応するための技術という3つの観点から概観する．

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『計算機科学者のためのゲーム理論入門』シリーズについて

横尾真, 岩崎敦, 櫻井祐子, 岡本吉央

2012 年 29 巻 2 号 p. 2_65-2_68
発行日: 2012/04/25
公開日: 2012/06/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.29.2_65

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非協力ゲーム(基礎編)

横尾真, 岩崎敦, 櫻井祐子, 岡本吉央

2012 年 29 巻 2 号 p. 2_69-2_84
発行日: 2012/04/25
公開日: 2012/06/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.29.2_69

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本稿では，ゲーム理論の基礎となる標準形の非協力ゲームについて概説する．標準形の非協力ゲームでは，複数のプレイヤが，自身の利得の最大化を目指して，独立かつ同時に行動を選択する．各プレイヤの利得は，自身の行動と他のプレイヤの行動の組合せにより決定される．非協力ゲームの帰結を予測するために，様々な均衡概念が提案されている．本稿では，標準形の非協力ゲームの基礎となる用語と均衡概念について概説する．また，単純に標準形の非協力ゲームを記述した場合，その記述量はプレイヤの数に対して指数的に増加する．本編では，ゲームの簡潔な記述方法であるグラフィカルゲームと混雑ゲーム，およびこれらのゲームにおいて均衡を計算するためのアルゴリズム/計算量について概説する．

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Do the right things

木下佳樹

2012 年 29 巻 2 号 p. 2_89
発行日: 2012/04/25
公開日: 2012/06/25

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.29.2_89

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AS規模定量化によるAS間接続関係の推定

浅井大史, 江崎浩

2012 年 29 巻 2 号 p. 2_95-2_108
発行日: 2012/04/25
公開日: 2012/05/20

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.29.2_95

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インターネットにおける自律システム(AS: Autonomous System)間の接続関係は，相互接続における経済関係および経路交換ポリシーから大きくトランジットおよびピアリングの2つに分類される．本論文ではASの全域部分グラフ(一部のAS間リンクを含まない部分グラフ)からAS規模を定量化し，このAS規模に基づいたAS間接続関係の推定手法を提案する．本論文の貢献は次の2点である．1) 従来の推定手法と比較して，少数のトポロジー計測点でのAS間接続関係，特にピアリングの推定精度を向上した．2) 本手法ではASの全域部分グラフから定量化したAS規模を用いることで，従来の経路解析に基づく手法では推定できなかった推定に用いた経路情報に含まれないAS間リンクに対してもAS間接続関係を推定可能にした．

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ハイブリッド型Peer-to-Peerネットワークにおける効率的なコンテンツ共有のための移転型複製配置手法

菅原真司, 井上友介, 石橋豊, 山岡克式

2012 年 29 巻 2 号 p. 2_109-2_122
発行日: 2012/04/25
公開日: 2012/05/20

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.29.2_109

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近年，多数のユーザによる効率的なコンテンツ共有を目的として，ピュア型Peer-to-Peer (P2P)ネットワークにおける様々な複製配置手法の研究が行われている[5]. 一般にP2P型情報共有では利用するストレージが増大する傾向にあるが，特にハイブリッド型P2Pでは，サーバにおいて各コンテンツの位置を特定することが可能であり，ピュア型P2Pと比較してコンテンツ検索に要するネットワーク負荷は小さいため，コンテンツ共有のコストを総合的に削減するには，ストレージ資源の抑制にも配慮する必要がある．このような観点から，ハイブリッド型P2Pネットワークにおける効率的な複製配置手法が著者らにより提案されているが[10][11], レプリカの容量がコンテンツにより異なる条件についての検討は十分ではない．また，各ピアのストレージ容量にも現実には制限があるため，従来手法では複製配置の際に消去せざるを得ないレプリカが発生し，利便性の低下を招く問題があった．著者らはこれを防ぐためにレプリカ移転を繰り返し試みる手法を提案したが[12][4]，移転を試みることの効果が十分に検証されていなかった．そこで，本論文では，各コンテンツの容量が異なる条件において，効率的に複製配置を行い，各ピアのストレージ容量を超えるレプリカは配置可能なピアへの移転を繰り返し試みる手法の効果を検証し，同時に移転の試行回数を制御する仕組みを取り入れ，無駄な移転試行処理を省くことの有効性について論じる．

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Overlay WeaverのALM機能拡張とP2P型コミュニケーションシステムUenewへの応用

坂野遼平, 佐藤晴彦, 小山聡, 栗原正仁

2012 年 29 巻 2 号 p. 2_123-2_139
発行日: 2012/04/25
公開日: 2012/05/20

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.29.2_123

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オーバーレイネットワーク構築用ミドルウェアであるOverlay Weaverには，Scribeアルゴリズムに基づくアプリケーション層マルチキャストの機能が実装されている．しかしScribeではマルチキャストグループ毎のアーカイブを取得する方法が確立されておらず，Overlay Weaverにもアーカイブの取得機能は実装されていないため，応用が狭められているという問題があった．そこで我々は，Scribeにおけるアーカイブの取得手法を新たに提案し，Overlay Weaverの機能を拡張する形で実装した．実装した提案手法についてはシミュレーションによる動作実験を実施し，10万ノードでの稼働を確認した．また本稿では，提案手法の実応用であるP2P型のウェブ閲覧者間コミュニケーションシステムUenewについても言及する．

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コラボレーションシステムqwikWebの実装

江渡浩一郎

2012 年 29 巻 2 号 p. 2_140-2_157
発行日: 2012/04/25
公開日: 2012/05/20

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.29.2_140

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グループによる共同作業を支援するシステムとして，メーリングリストとWikiを統合したコラボレーションシステムqwikWebを実装した．本システムは，人々が一般的に利用する電子メールをコミュニケーションの媒体として用い，そこにコラボレーションのためのシステムとしてWikiを組み合わせることによって，知識の集約・構造化をシームレスに行えるようにした．本論文では，コラボレーションシステムに関わる背景から，設計，実装に係る知見を述べる．

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MyCloud: 複数ベンダのクラウドを用いて構成する高速で高信頼な分散ストレージ

堀内公平

2012 年 29 巻 2 号 p. 2_158-2_167
発行日: 2012/04/25
公開日: 2012/05/20

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.29.2_158

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本研究では複数ベンダのクラウドを用いて構成する高速で高信頼な分散ストレージMyCloudを提案する．従来のクラウドコンピューティングでは，単一のクラウドベンダに依存することによる，転送遅延問題，可用性問題，プライバシー問題が指摘されている．これらの問題を解決するため，本研究では次の3点を実現した．(1)高速性: 並列分散処理によりダウンロード速度を9倍程度高速化した．(2)高可用性: データを冗長化して分散し，システムの一部であるクラウドサービスが一定数以下停止しても，継続して利用できるシステムを構成した．(3)強秘匿性: 暗号化と分散配置により，クラウドからデータが漏洩，あるいはベンダがユーザのデータを無断利用しようとしても，有為な情報を読み取れないシステムを実現した．

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ソースコード編集履歴を用いたプログラム変更の検出

木津栄二郎, 大森隆行, 丸山勝久

2012 年 29 巻 2 号 p. 2_168-2_173
発行日: 2012/04/25
公開日: 2012/05/20

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.29.2_168

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プログラム変更の検出のためには，そのプログラムの2つの版に対する行単位の差分を使用することが多い．しかしながら，単一の更新において複数の変更が存在している場合，それらを適切に解きほぐす必要があり，変更の理解者にとって手間がかかる．本手法では，検出対象のプログラムに対するすべての編集操作を記録した編集履歴を用いることで，ソースコードのスナップショットを復元し，2つの連続するスナップショット間でそれぞれの構文解析の結果を比較する．これにより，従来より細かい時間間隔でのプログラム変更を検出することができる．さらに，実際のプログラム作成に対して本手法を適用した実験結果を示す．

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模倣に基づくグラフスキーマを利用したビュー更新可能性判定

中野圭介, 日高宗一郎, 胡振江, 稲葉一浩, 加藤弘之

2012 年 29 巻 2 号 p. 2_174-2_192
発行日: 2012/04/25
公開日: 2012/05/20

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.29.2_174

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ビューとはデータベースに含まれる情報の一部をある変換言語によって抽出・整形したものである．ビュー側の更新をデータベースに反映するというビュー更新問題は，データベース研究者のみならず，双方向変換とよばれる枠組みとしてプログラミング言語の研究者にも盛んに取り組まれている．我々は，これまでの研究において，グラフ変換言語UnCALを対象にしたビュー更新問題の解決法を提案してきたが，任意のビュー更新に対してデータベースへの反映を計算しようとしたため，ビューが値域に含まれていない場合や対応するデータベースがユーザの意図から外れている場合に結果的に不要な計算を行ってしまっていた．本論文では，この問題を解決するために，ユーザの意図するデータベースに対応する値域をあらかじめ算出し，更新されたビューがユーザの与えたグラフスキーマの値域に含まれるかを事前に判定する手法を提案する．ユーザの意図は本研究で提案する独自のグラフスキーマによって表現するが，このスキーマは，Bunemanらが提案したUnCAL用グラフスキーマと同様に模倣関係に基づいて定義されているため，そのスキーマを満たす入力に対する値域が自然に算出することができる．一方で，我々のグラフスキーマは，従来表現できなかった“必要な辺”に関する記述ができるように拡張されているため，より正確なビュー更新の妥当性を事前に確認することが可能となる．

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SML#へのC言語の埋め込み

篠埜功, 大堀淳

2012 年 29 巻 2 号 p. 2_193-2_203
発行日: 2012/04/25
公開日: 2012/05/20

DOIhttps://doi.org/10.11309/jssst.29.2_193

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SML#はCとの高い相互運用性を持っており，インポート構文により，Cの関数をSML#から整数型などを変換することなく呼び出すことができる．本論文では，SML#プログラム中にCプログラムを直接書けるようにSML#言語の拡張を行う．Cプログラムの埋め込み用の特別な構文をSML#の宣言部分に追加し，その構文内にCプログラムを埋め込めるようにする．この拡張により，Cのプログラムを，トップレベルのみでなく，let式の宣言部分，structure，functor，local宣言等の宣言部分に書くことができるようになる．さらに，埋め込まれたCからSML#プログラム中の変数の値を参照する機能を追加する．

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