Network Estimation and Tomography based on Incomplete Observation

• Project/Area Number: 18500046
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Computer system/Network
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: SHIODA Shigeo Chiba University, 大学院工学研究科, 教授 (70334167)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥4,260,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2008: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2007: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2006: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: インターネット / ネットワーク測定 / ネットワーク診断 / トラフィック / 性能評価 / サンプリング / フロー / センサ / オーバレイネットワーク / 非構造型P2P / ネットワークブロードキャスト / センサネットワーク / 形状推定 / 待ち行列 / 部分情報 / サンプリング測定 / フローレイト / 被覆特性 / IPトレースバック / 部分トラフィック情報 / ボトルネック / 交流トラフィック / フラッディング / DDoS

Research Abstract

本研究では不完全な部分情報からネットワーク状態を高精度に推定するための系統的な方法論を確立し, 種々のネットワーク管理技術への応用を展開した.具体的には, 1) 一定周期で計測されたトラフィック情報から損失トラフィック量を推定する技術, 2) ポリシングパラメタ等により知られるトラフィック量の上限値からネットワーク遅延分布を推定する技術, 3) サンプリング測定に基づきヘビーユーザを検出する技術, 4) 空間定常に配置された多数のセンサを 用いて侵入物体の軌跡・形状・大きさ推定する技術, 5) 非構造型P2Pにおいて各ピアが自律分散的かつ効率的にネットワークブロードキャストを行う技術等を提案した

Research Products

• [Journal Article] Loss bounds for a finite capacity queue based on interval-wise traffic observation (2008)
  • Author(s): 2. Shigeo Shioda
  • Journal Title: Queueing Systems vol. 60, no. 1-2 Pages: 153-170
• [Journal Article] An efficient network-wide broadcasting based on hop-limited shortest-path trees (2008)
  • Author(s): Shigeo Shioda, Kenji Ohtsuka, and Takehiro Sato
  • Journal Title: Computer Networks vol. 52 Pages: 3284-3295
• [Journal Article] インターネット性能解析手法に関する幾つかの話題 (2008)
  • Author(s): 塩田茂雄
  • Journal Title: オペレーションズ・リサーチ vol. 53, no. 6 Pages: 315-320
  • NAID: 110006781929
• [Journal Article] Loss bounds for a finite capacity queue based on interval-wise traffic observation (2008)
  • Author(s): Shigeo Shioda
  • Journal Title: Queueing Systems 60 Pages: 153-170
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An efficient network-wide broadcasting based on hop-limited shortest-path trees (2008)
  • Author(s): Shigeo Shioda, Kenji Ohtsuka, and Takehiro Sato
  • Journal Title: Computer Networks 52 Pages: 3284-3295
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Application of insensitivity analysis of coverage processes to wireless sensor networks (2008)
  • Author(s): Hiroshi Saito, Shigeo Shioda and Junko Harada
  • Journal Title: IEICE Trans. Commun. E91-B Pages: 3937-3944
  • NAID: 10026834308
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] インターネット性能解析手法に関する幾つかの話題 (2008)
  • Author(s): 塩田茂雄
  • Journal Title: オペレーションズ・リサーチ 53 Pages: 315-320
  • NAID: 110006781929
• [Journal Article] Performance bounds for feedforward queueing networks with upper-constrained inputs (2007)
  • Author(s): Shigeo Shioda
  • Journal Title: Performance Evaluation vol. 64, no. 7-8 Pages: 782-801
  • NAID: 110003205667
• [Journal Article] Fixed-period packet sampling and its application to flow rate estimation (2007)
  • Author(s): Sadayoshi Itou, Kousuke Uchiyama, and Shigeo Shioda
  • Journal Title: IEICE Trans. Commun vol. E90-B, no. 10 Pages: 2673-2682
  • NAID: 110007538269
• [Journal Article] A finite population model and product-form approximation for cellular mobile systems with traveling users (2007)
  • Author(s): Shigeo Shioda, Kenji Ohtsuka, and Fumiaki Machihara
  • Journal Title: Journal of the Operations Research Society of Japan vol. 50, no.4 Pages: 404-427
• [Journal Article] Some upper and lower bounds on the coupon collector problem (2007)
  • Author(s): Shigeo Shioda
  • Journal Title: Journal of Computational and Applied Mathematics vol. 200, no. 1 Pages: 154-167
• [Journal Article] コンピュータネットワークの性能モデルの新潮流 -マルコフモデルを超えて- (2007)
  • Author(s): 塩田茂雄
  • Journal Title: 電子情報通信学会誌 Vol. 90, No. 4
  • NAID: 110006272322
• [Journal Article] Performance bounds for feedforward queueing networks with upper-constrained inputs (2007)
  • Author(s): Shigeo Shioda
  • Journal Title: Performance Evaluation 64 Pages: 782-801
  • NAID: 110003205667
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fixed-period packet sampling and its application to flow rate estumation (2007)
  • Author(s): Sadayoshi Itou, Kousuke Uchiyama, and Shigeo Shioda
  • Journal Title: IEICE Trans.Communication E90-B Pages: 2673-2682
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A finite population model and product-form approximation forcellular mobile sstems with traveling users (2007)
  • Author(s): Shigeo Shioda, Kenji Ohtsuka, Fumiaki Machihara
  • Journal Title: Journal of the Operations Research Society of Japan 50 Pages: 404-427
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A finite population model and product-form approximation forcellular mobile sytems with traveling users (2007)
  • Author(s): Kenji Ohtsuka, Shigeo Shioda, Fumiaki Machihara
  • Journal Title: Proceedings of the IEEE GIobal Telecommunicatio Conference
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An efficient technique for message flooding based on partial shortest-path trees in wired networks (2007)
  • Author(s): Kenji Ohtsuka, Takehiro Satoh, and Shigeo Shioda
  • Journal Title: Proceedings of the IEEE International Conference on Communications
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fixed-period packet sampling and its application to flow rate estimation (2007)
  • Author(s): Sadayoshi Itoh, Kousuke Uchiyama, and Shigeo Shioda
  • Journal Title: Proceedings of the IEEE International Conference on Communications 50
  • NAID: 110007538269
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ハッシュフラグメントマーキングによるIPトレースバックの効率性評価 (2007)
  • Author(s): 池田 徹, 塩田 茂雄
  • Journal Title: 電子情報通信学会技術研究報告(ネットワークシステム研究会) NS2007-117 Pages: 67-72
  • NAID: 110006546916
• [Journal Article] ハッシュフラグメント方式によるIPトレースバックの特性分析 (2007)
  • Author(s): 塩田 茂雄, 池田 徹
  • Journal Title: 情報処理学会研究報告(システム評価) 2007-EVA-23 Pages: 61-66
  • NAID: 110006533800
• [Journal Article] Some upper and lower bounds on the coupon collector problem (2007)
  • Author(s): Shigeo Shioda
  • Journal Title: Journal of Computational and Applied Mathematics 200・1 Pages: 154-167
• [Journal Article] Estimating the source-destination traffic matrix of a VPN from access-link loads (2006)
  • Author(s): Shigeo Shioda and Kazuya Ohtani
  • Journal Title: Computer Communications vol. 29, no. 18 Pages: 3663-3678
• [Journal Article] リンクカットを用いたフラッディング効率化手法の提案 (2006)
  • Author(s): 大塚憲治, 石原田久, 塩田茂雄
  • Journal Title: 電子情報通信学会論文誌 vol. J89-B, no. 4 Pages: 532-542
  • NAID: 110003203976
• [Journal Article] リンクカットを用いたフラッディング効率化手法の提案 (2006)
  • Author(s): 大塚憲治, 石原田久, 塩田茂雄
  • Journal Title: 電子情報通信学会論文誌 J89-B・4 Pages: 532-542
  • NAID: 110003203976
• [Journal Article] Estimating the source-destination traffic matrix of a VPN from access-link loads (2006)
  • Author(s): Shigeo Shioda, Kazuya Ohtani
  • Journal Title: Computer Communications 29・18 Pages: 3663-3678
• [Journal Article] A Comparative Study on Different Probabilistic Packet Marking Schemes for IP Traceback (2006)
  • Author(s): S.Shioda, Hui Jing Wang
  • Journal Title: IEEE TENCON 2006 SC2. 4
  • NAID: 10016766823
• [Journal Article] Performance bound analysis if a single-server queue based on interval-wise traffic data (2006)
  • Author(s): S.Shioda
  • Journal Title: IADIS WWW/Internet 2006 Conference 1 Pages: 529-536
• [Journal Article] An efficient message flooding using partial shortest-path trees in wired networks (2006)
  • Author(s): K.Ohtsuka, T.Satoh, S.Shioda
  • Journal Title: IADIS WWW/Internet 2006 Conference 1 Pages: 521-528
• [Journal Article] Modeling and performance analysis of probabilistic packet marking schemes for IP traceback (2006)
  • Author(s): S.Shioda, Hui Jing Wang
  • Journal Title: IADIS WWW/Internet 2006 Conference 2 Pages: 339-344
• [Journal Article] 定周期サンプリングによるフローレイト推定法の精度評価 (2006)
  • Author(s): 伊藤貞義, 内山浩佑, 塩田茂雄
  • Journal Title: 電子情報通信学会 研究技術報告 (ネットワークシステム研究会) NS2006-15 Pages: 57-60
• [Journal Article] 定周期サンプリングによるフローレイト推定法の高度化 (2006)
  • Author(s): 伊藤貞義, 内山浩佑, 塩田茂雄
  • Journal Title: 電子情報通信学会 研究技術報告 (ネットワークシステム研究会) IN2006-1 Pages: 1-6
  • NAID: 110004741433
• [Journal Article] 異常トラフィック検出のためのパケットカウンタの最適構成法 (2006)
  • Author(s): 寺山雅宏, 塩田茂雄, 石橋圭介
  • Journal Title: 電子情報通信学会 研究技術報告 (ネットワークシステム研究会) IN2006-78 Pages: 7-12
  • NAID: 110004851432
• [Journal Article] 定周期サンプリングに基づく高レイトフロー検出手法の提案 (2006)
  • Author(s): 伊藤貞義, 内山浩佑, 塩田茂雄
  • Journal Title: 電子情報通信学会 研究技術報告 (ネットワークシステム研究会) IN2006-79 Pages: 13-18
  • NAID: 110004851433
• [Journal Article] ユーザの移動を考慮した移動体通信システムのネットワークモデルと積形式解条件 (2006)
  • Author(s): 大塚憲治, 塩田茂雄, 町原文明
  • Journal Title: 電子情報通信学会 研究技術報告 (ネットワークシステム研究会) IN2006-83 Pages: 37-42
• [Journal Article] Path coverage properties of randomly deployed sensors with finite data-transmission rangesv
  • Author(s): Junko Harada, Shigeo Shioda, and Hiroshi Saito
  • Journal Title: Computer Networks in press)
• [Presentation] Shape Estimation Using Networked Binary Sensors (2009)
  • Author(s): Hiroshi Saito, Shinsuke Shimogawa, Shigeo Shioda, and Junko Harada
  • Organizer: IEEE INFOCOM Mini-Conference
  • Place of Presentation: ブラジル
  • Year and Date: 2009-04-20
• [Presentation] 測位能力を持たないセンサネットワークによる物体サイズ・形状推定 (2008)
  • Author(s): 原田淳子, 塩田茂雄, 斎藤洋
  • Organizer: 電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会, IN2008-96
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2008-12-12
• [Presentation] 測位能力を持たないセンサネットワークによる物体サイズ・形状推定 (2008)
  • Author(s): 原田淳子,塩田茂雄,斎藤洋
  • Organizer: 電子情報通信学会情報ネットワーク研究会
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2008-12-12
• [Presentation] ホップ制限付き距離ベクトルを用いた非構造型P2Pネットワークにおける経路制御 (2008)
  • Author(s): チュンマニプーペー, 塩田茂雄
  • Organizer: 電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会, IN2008-91
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2008-12-11
• [Presentation] ホップ制限付き距離ベクトルを用いた非構造型P2Pネットワークにおける経路制御 (2008)
  • Author(s): チュンマニプーペー塩田茂雄
  • Organizer: 電子情報通信学会情報ネットワーク研究会
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2008-12-11
• [Presentation] Shape and size estimation using stochastica11y deployed networked sensors (2008)
  • Author(s): Hiroshi Saito, Shigeo Shioda and Junko Harada
  • Organizer: IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics
  • Place of Presentation: シンガポール
  • Year and Date: 2008-10-14
• [Presentation] 物体サイズ測定能力を持つセンサネットワークの被覆性能に関する上下限式と単調性 (2008)
  • Author(s): 塩田茂雄, 原田淳子, 斎藤洋
  • Organizer: 日本オペレーションズ・リサーチ学会 秋季研究発表会, 1-G-3
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2008-09-10
• [Presentation] 物体サイズ測定能力を持つセンサネットワークの被覆性能に関する上下限式と単調性 (2008)
  • Author(s): 塩田茂雄,原田淳子,斎藤洋
  • Organizer: 日本オペレーションズ・リサーチ学会秋季研究発表会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2008-09-10
• [Presentation] Path coverage property of randomly deployed sensor networks with finite communication ranges (2008)
  • Author(s): Junko Harada, Shigeo Shioda, and Hiroshi Saito
  • Organizer: IEEE International Conference on Communications
  • Place of Presentation: 北京(中国)
  • Year and Date: 2008-05-20
• [Presentation] Shape and size estimation using networked sensors : general stationary spatial placement (2008)
  • Author(s): 斎藤洋, 塩田茂雄, 原田淳子
  • Organizer: 日本オペレーションズ・リサーチ学会 春季研究発表会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2008-03-25
• [Presentation] インターネットの未解決問題とOR (2008)
  • Author(s): 塩田茂雄
  • Organizer: 日本オペレーションズ・リサーチ学会 第59回シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2008-03-24
• [Presentation] 距離ベクトル情報の交換による部分最短配信木の構築とフラッディング効率化距離ベクトル情報の交換による部分最短配信木の構築とフラッディング効率化 (2007)
  • Author(s): 佐藤武大, 塩田茂雄
  • Organizer: 電子情報通信学会 ネットワークシステム研究会 NS2007-116
  • Place of Presentation: 千葉
  • Year and Date: 2007-12-21
• [Presentation] ハッシュフラグメントマーキングによるIPトレースバックの効率性評価 (2007)
  • Author(s): 池田徹, 塩田茂雄
  • Organizer: 電子情報通信学会 ネットワークシステム研究会 NS2007-117
  • Place of Presentation: 千葉
  • Year and Date: 2007-12-21
• [Presentation] ハッシュフラグメント方式によるIPトレースバックの特性分析 (2007)
  • Author(s): 塩田茂雄, 池田徹
  • Organizer: 情報処理学会 システム評価研究会
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2007-11-19
• [Presentation] 被覆過程の不変性とセンサネットワークへの応用 (2007)
  • Author(s): 斎藤洋, 塩田茂雄, 原田淳子
  • Organizer: 日本オペレーションズ・リサーチ学会 秋季研究発表会 2-F-4
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-09-28
• [Presentation] トラフィックモデルフリーな性能解析の試み-バイトカウントに基づくデータロス推定- (2007)
  • Author(s): 塩田茂雄
  • Organizer: 電子情報通信学会 ソサエティ大会, BS803
  • Place of Presentation: 鳥取
  • Year and Date: 2007-09-11
• [Presentation] トラフィックモデルフリーな性能解析の試み-バイトカウントに基づくデータロス推定- (2007)
  • Author(s): 塩田 茂雄
  • Organizer: 電子情報通信学会ソサエティ大会
  • Place of Presentation: 鳥取大学
  • Year and Date: 2007-09-11
• [Presentation] An efficient technique for message flooding based on partial shortest-path trees in wired networks (2007)
  • Author(s): Kenji Ohtsuka, Takehiro Satoh, and Shigeo Shioda
  • Organizer: IEEE International Conference on Communications
  • Place of Presentation: グラスゴー, 英国
  • Year and Date: 2007-06-27
• [Presentation] Fixed-period packet sampling and its application to flow rate estimation (2007)
  • Author(s): Sadayoshi Itoh, Kousuke Uchiyama, and Shigeo Shioda
  • Organizer: IEEE International Conference on Communications
  • Place of Presentation: グラスゴー, 英国
  • Year and Date: 2007-06-26
• [Presentation] ランダムセンサネットワークによる軌跡の被覆性能 (2007)
  • Author(s): 原田淳子, 塩田茂雄, 斎藤洋
  • Organizer: 電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会, IN2007-7
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-05-18
• [Presentation] New packet sampling technique for robust flow measurements (2007)
  • Author(s): Shigeo Shioda
  • Organizer: IEEE Communication Quality and Reliability Workshop
  • Place of Presentation: フロリダ, 米国
  • Year and Date: 2007-05-17
• [Presentation] New packet samping technique for robust flow measurements (2007)
  • Author(s): Shigeo Shioda
  • Organizer: IEEE Commimication Quality and Reliability Workshop
  • Place of Presentation: Sanibel Harbor Hotel(Florida,USA)
  • Year and Date: 2007-05-16
• [Presentation] 客の移動を考慮した移動体通信システムのネットワークモデルと積形式解条件 (2007)
  • Author(s): 塩田茂雄, 大塚憲治, 町原文明
  • Organizer: 日本オペレーションズ・リサーチ学会 待ち行列部会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-04-21
• [Presentation] DDoS攻撃に対するIPトレースバック技術の漸近評価 (2007)
  • Author(s): 篠塚耕一, 三好直人, 塩田茂雄
  • Organizer: 日本オペレーションリサーチ学会 待ち行列シンポジウム
  • Place of Presentation: 葉山(神奈川)
  • Year and Date: 2007-01-25
• [Presentation] A finite population model and product-form approximation for cellular mobile systems with traveling users (2007)
  • Author(s): Kenji Ohtsuka, Shigeo Shioda, and Fumiaki Machihara
  • Organizer: IEEE Global Telecommunication Conference
  • Place of Presentation: ワシントンDC, 米国
• [Presentation] A Comparative Study on Different Probabilistic Packet Marking Schemes for IP Traceback (2006)
  • Author(s): Shigeo Shioda, and Hui Jing Wang
  • Organizer: IEEE TENCON
  • Year and Date: 2006-11-17
• [Presentation] ユーザの移動を考慮した移動体通信システムのネットワークモデルと積形式解条件 (2006)
  • Author(s): 大塚憲治, 塩田茂雄, 町原文明
  • Organizer: 電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会, IN2006-83
  • Year and Date: 2006-10-13
• [Presentation] 異常トラフィック検出のためのパケットカウンタの最適構成法 (2006)
  • Author(s): 寺山雅宏, 塩田茂雄, 石橋圭介
  • Organizer: 電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会 IN2006-78
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2006-10-12
• [Presentation] 定周期サンプリングに基づく高レイトフロー検出手法の提案 (2006)
  • Author(s): 伊藤貞義, 内山浩佑, 塩田茂雄
  • Organizer: 電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会, IN2006-79
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2006-10-12
• [Presentation] 定周期サンプリングによるフローレイト推定法の高度化 (2006)
  • Author(s): 伊藤貞義, 内山浩佑, 塩田茂雄
  • Organizer: 電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会, IN2006-1
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2006-05-11
• [Presentation] 定周期サンプリングによるフローレイト推定法の精度評価 (2006)
  • Author(s): 伊藤貞義, 内山浩佑, 塩田茂雄
  • Organizer: 電子情報通信学会 ネットワークシステム研究会, NS2006-15
  • Place of Presentation: 高知
  • Year and Date: 2006-04-21
• [Remarks]
  • URL: http://www.qos.tu.chiba-u.jp
• [Remarks]
  • URL: http://www.qos.tu.chiba-u.jp