全体構成

実装したシステムの構成を図 5.2に示す．前章の通信モデルでは3カ所が接続している ことを示しているが，本実装および後の評価においては，2^台のEdge Server^と1^つのCore Serverによる構成で実装を行った． Edge Serverの数は論理的には制限はない．しかし，

Edge Serverの数が増えた場合，Core Serverに制御が集中するためCPU負荷やネットワー クトラフィックが増加する．この問題を回避するためには，負荷分散やトラフィック分散 などの技術を適用することも必要である．

5.4.2 仮想ネットワークの実装

通信モデルではHTTPトンネル技術によってセッションを開始する仮想ネットワークが 必要となる．第2章でも述べたとおり一般的な小学校では，インターネットへの接続には ファイヤウォール等が設置されており，エンドツーエンドのIP通信は困難である．そこ で，学校間をシームレスに接続できる仮想ネットワークであるedutabネットワークを使っ て構成した[48]^．edutabネットワークは学校で利用するPC^のBrowser^とData Center^に

配置したHTTP Serverの通信を想定して開発したものである．本研究では，学校に配置し

たEdge ServerとData Centerに配置したCore Server間の通信に機能拡張を行いServer 間でのedutabネットワークの構築を実現している．Edge Server A, B^からCore Server^に

第5 ^章HTML5技術を用いた仮想通信網上に構築した応用システム構築手法

図5.2: 実装したシステムの構成

向けてHTTPトンネル技術を使って通信を開始する．また，教師や学生もCore Serverへ PC^やTablet^のBrowser^{を利用して}edutabネットワークに接続を行う．

双方向の通信を実現する方法として，現在の実装ではWebSocket^とXHR(XML Http Request)を利用できるようにした．HTTP ClientはHTTP Reverse Proxy Serverおよび HTTP Serverを介して，まずWebSocketでの通信を試みる．WebSocketでの通信が行え ない場合には，XHRでの擬似的な双方向通信を行うようにしている．XHR^ではHTTP ClientからHTTP Serverへ任意のタイミングでデータを送信し，HTTP Serverから返信 を受けることができる．そのためHTTP Clientから始まる通信は問題ない．

HTTP Server^からHTTP Clientへの通信について説明する．HTTP Server^はHTTP Clientからのリクエストにもとづいてパケットを返答する．そこで，HTTP Clientから定 期的に送信要求パケットを送信するようにしている．HTTP Clientは送信要求を送った後，

一定時間待ってもデータがHTTP Serverから送られてこない場合には，再度送信要求パ ケットを送信する．データが送られてきた場合は，データを受け取った後ただちに送信要 求パケットを送信し，また受信待ち状態となる．実装では受信待ち時間を10秒とした．

5.4.3 仮想ネットワーク通信の詳細

通信モデル上でDevice Manager^とDevice Controllerが実際に通信を開始するまでのプ ロセスをより詳細に図5.3を用いて説明する．ここではSchool Aに配置されたEdge Server

第5 ^章HTML5技術を用いた仮想通信網上に構築した応用システム構築手法

図5.3: WebSocket^{技術を用いて実装した}edutabネットワークに遠隔装置を制御するため の仮想通信網をオーバーレイした通信網の詳細

A^のDevice Controller^がCore Server^のDevice Managerと通信を開始するまでのプロセ スを例としている．そのため，図の中からはDevice Manager^{に指令を出す教師の}PC,^学 習者が利用するTabletは省略している．

1. School AのEdge Server A はHTTP Client Aを起動し，Data Center のHTTP Server^{を経由して}Session Controllerに通信開始リクエストを送る．

2. Session Controllerは通信が可能であれば仮想ネットワーク層(edutab network^層)^へ 通信を移行させる．

3. Session Controller^とHTTP Client A^でedutab network^{層の通信を開始する．}

4. HTTP Client Aはユーザ情報をReflectorに送信する．

5. ReflectorはHTTP Client Aの情報を登録して，HTTP Client Aに応答を返す．

6. HTTP Client A^とReflector^{での接続が完了し}edutab network^{層での双方向の通信} が行える状態となる．

7. edutab network層を経由してDevice ManagerとDevice Controllerが通信を行う．

第5 ^章HTML5技術を用いた仮想通信網上に構築した応用システム構築手法

Session Controller^は各HTTP Client^とのedutabネットワーク通信のセッション管理，

維持を行う．具体的には，一度セッションが開始されると，Session Controllerは接続され

たHTTP Clientに対してポーリングを行う．ポーリングに対する応答がないとセッション

の終了を行う．現在の実装ではポーリングの間隔は25^{秒に設定している．}

Reflector^はSession Controllerを通じてユーザ情報（利用者ID, Session ID,^{役割（教師，}

生徒））に基づきHTTP Clientとの通信を行う．Session ControllerとReflectorの間の関 係は，ルータの役割と似ている．すなわち，Session Controllerは経路情報を構築するため の設定を行う部分であり，Reflectorは構築された経路情報に基づきパケットの転送を行う 転送エンジンである．