JP2000174851A

JP2000174851A - ネットワーク状態測定システムとクライアントおよびネットワーク状態測定方法とそのプログラムを記録した記録媒体

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Publication number: JP2000174851A
Application number: JP10350617A
Authority: JP
Inventors: Takuya Washimi; 卓哉鷲見; Yasuhisa Sakamoto; 泰久坂本
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1998-12-10
Filing date: 1998-12-10
Publication date: 2000-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】従来、クライアント・サーバシステム等にお
いて、クライアント側ではサーバ側の処理時間を測定す
ることができない。【解決手段】ネットワーク（ＬＡＮ８）を介してサー
バ９に接続されたクライアント１０に、サーバ９との接
続確立に要する時間を測定する接続確立時間測定部１２
と、接続確立後のサーバ９とのデータの応答時間を測定
する応答時間測定部１３と、接続確立時間測定部１２お
よび応答時間測定部１３で測定したそれぞれの時間を比
較して、応答遅延の原因がＬＡＮ８とサーバ９のいずれ
に起因するものかの判別を行う評価部１４とを設け、ク
ライアント１０側のみでネットワーク状態の測定を行な
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クライアント・サ
ーバシステム等、複数のコンピュータ装置を接続するネ
ットワークの性能を評価する技術に係わり、特に、接続
要求してデータの送信を依頼する側、例えば、クライア
ント側だけでの測定によりネットワークの性能を効率的
に評価するのに好適なネットワーク状態測定システムと
クライアントおよびネットワーク状態測定方法とそのプ
ログラムを記録した記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、インターネットの普及に伴いＷＷ
Ｗサービスを始めとしたクライアント・サーバシステム
型のネットワークサービスが多く利用されている。この
クライアント・サーバシステムにより、情報処理の効率
化が図られている。クライアント・サーバシステムは、
サービスを利用する側のコンピュータ(クライアント)
と、サービスを提供する側のコンピュータ(サーバ)の間
をネットワークを介して接続し、データ等の各資源をサ
ーバによって管理するシステムである。

【０００３】クライアントからサービスを利用する場
合、ネットワークを介してデータをプロトコルと呼ばれ
る予め決められた手順にのっとってやり取りすることに
よってサービスを利用することになる。この際、クライ
アントから要求を出してから、それに対する応答がクラ
イアントに戻るまでには、データのネットワーク経路伝
達での時間、および、サーバでのデータ処理にかかる時
間のために、多少の時間差が生じる。これにより、サー
ビスを利用するユーザがアクセスをしてから情報を得ら
れるまでの時間が変化し、応答が遅延するという状況が
発生する。

【０００４】ネットワークの経路を伝達する時間を決定
付ける主な要因としては、ネットワークの帯域、すなわ
ち、どれだけの量のデータを単位時間に伝送できるか
（第１の要因)、また、パケットを制御する装置(ルー
タ)の処理性能、すなわち、制御・転送処理にかかる時
間（第２の要因）、さらに、その時点でのネットワーク
上におけるトラフィックすなわちデータの流量（第３の
要因）がある。尚、これらの要因の内で最も時間的な変
化が大きいのは第３の要因である。

【０００５】また、サーバでのデータ処理に要する時間
を決定付ける要因としては、サーバの処理性能（第４の
要因）と、サーバ上のサービスを提供するプログラムが
受理・処理しているデータ量すなわちトランザクション
量（第５の要因）がある。これらの要因の内、時間的な
変化は第５の要因に影響されやすい。

【０００６】クライアント・サーバシステムのネットワ
ークサービスの処理に要する全体の時間を応答時間とし
て、「応答時間＝ネットワーク伝達時間＋サーバでの処
理時間」とおいた場合、応答時間は、上記第１〜第３の
要因(ネットワーク要因)と第４，第５の要因(サーバ要
因)の二つに大まかに分けることができる。

【０００７】従来より、ネットワークサービスの応答時
間を測定し、内訳としてネットワーク要因、サーバ要因
の比率を算出することは、図６で示すようにして行われ
ている。図６は、従来のネットワーク状態を測定するた
めの技術例を示すシーケンス図である。

【０００８】図６に示すように、クライアントが時間ｔ
61にデータ要求をサーバに送信し、サーバが、そのデー
タ要求を時間ｔ62に受信して、時間ｔ63に要求されたデ
ータをクライアントに送信し、このデータを時間ｔ64に
クライアントが受信するまでが「応答時間」となり、
「ｔ63−ｔ62」がサーバ要因で、「ｔ62−ｔ61」および
「ｔ64−ｔ63」がネットワーク要因となる。

【０００９】このことにより、クライアント側がデータ
要求を送出する時間（ｔ61）と返答をサーバから受信し
た時間（ｔ64）、および、サーバ側においてクライアン
トからのデータ要求を受信した時間（ｔ62）とそれに対
する応答データを送出した時間（ｔ63）の合計４つの時
間を取得することができれば、ネットワークの伝達時間
とサーバの処理時間を算出して分析を行うことができ
る。

【００１０】しかし、この時間を測定するためには、ク
ライアントおよびサーバの両方に時間を計測するための
仕組みを組み込む必要があり、クライアントの装置のみ
ではサーバ側の処理時間を特定するのは不可能である。
このように、従来のクライアント・サーバシステムにお
ける応答時間の要因分析のための測定技術において、ネ
ットワーク要因とサーバ要因とを切り分けるためには、
クライアント側のみならずサーバ側においても時間を計
測するための何らかの仕組みを組み込む必要がある。

【００１１】つまり、クライアント側の装置のみでは、
全体の応答時間は測定できても、内訳としてのデータの
ネットワーク到達時間とサーバ処理時間との区分けがで
きない。そのため、応答時間が、動的に変化したような
場合や通常考えられうる時間よりも長くかかったような
場合、その原因が途中のネットワーク上にあるのか、も
しくは、サーバにあるのかの判別が困難である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来の技術では、複数のコンピュータ装置がネッ
トワークで接続されてデータの送受信を行なう通信シス
テムにおいては、データを要求した側のコンピュータ装
置では、要求してからそのデータを受信するまでに要し
た時間のうち、要求先のコンピュータ装置の処理時間を
測定することができない、例えば、クライアント・サー
バシステムにおいて、クライアント側ではサーバ側の処
理時間を測定することができない点である。

【００１３】本発明の目的は、これら従来技術の課題を
解決し、複数のコンピュータ装置がネットワークで接続
されてデータの送受信を行なう通信システム、例えば、
クライアント・サーバシステムにおいて、クライアント
側で、全体の応答時間におけるサーバ側の処理時間を特
定して、クライアントからサーバにアクセスして情報を
得るまでの時間が変化して応答が遅延した場合、その応
答時間が変化した原因が、ネットワーク経路上でのデー
タの伝達に要する時間の変化によるものか、サーバでの
処理時間の変化によるものかを判別できるようにして、
ネットワークの状態測定を効率的に行なうことを可能と
するネットワーク状態測定システムとクライアントおよ
びネットワーク状態測定方法とそのプログラムを記録し
た記録媒体を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のネットワーク状態測定システムとクライア
ントおよびネットワーク状態測定方法は、例えば、サー
バ・クライアント間で接続を確立した後、通信を行う形
態のネットワークシステムにおいて、接続確立に要した
時間と、接続確立後のデータの応答時間との差に着目し
ている。すなわち、サーバが同時に接続を確立できるク
ライアント数には限りがあり、その数を超えた接続要求
に対しては、直ぐには接続を確立できない点を利用して
いる。そして、このクライアントとサーバ間の接続を確
立するまでの時間と、接続を確立した後のデータの応答
時間とを測定し比較することによって、応答遅延の原因
がネットワークとサーバのいずれに起因するものかの判
別を行う。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面により詳細に説明する。図１は、本発明のネットワー
ク状態測定システムの本発明に係る構成の一実施例を示
すブロック図である。本例は、複数のコンピュータ装置
をネットワークを介して接続したクライアント・サーバ
モデルを例としている。

【００１６】本図１に示すように、本例のクライアント
１０は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid
Crystal Display）等からなる表示装置１と、キーボー
ドやマウス等からなる入力装置２、ＨＤＤ（Hard Disk
Drive unit）等からなる外部記憶装置３、ＣＰＵ（Cent
ral Processing Unit）や主メモリを具備して蓄積プロ
グラム方によるコンピュータ処理を行なう情報処理装置
４、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc - Read Only Memor
y）等の光ディスク５、光ディスクを駆動する駆動装置
６、イーサネットカード７により構成され、ＬＡＮ（Lo
cal Area Network、ローカル・エリア・ネットワーク）
８を介してサーバ９に接続されている。

【００１７】情報処理装置４は、ＣＰＵにより、駆動装
置６を起動して光ディスク５から外部記憶装置３や主メ
モリにプログラムやデータを読み出すことにより、接続
確立時間測定部１２と応答時間測定部１３および評価部
１４からなる本発明に係わるネットワーク状態測定部１
１を構成している。

【００１８】接続確立時間測定部１２は、クライアント
１０とサーバ９間の接続確立に要する時間を測定し、ま
た、応答時間測定部１３は、接続確立後のサーバ９から
クライアント１０へのデータの応答時間を測定し、そし
て、評価部１４は、接続確立時間測定部１２と応答時間
測定部１３のそれぞれで測定した時間を比較して、応答
遅延が発生した場合、その原因がＬＡＮ８とサーバ９の
いずれに起因するものかを判別する。

【００１９】以下、図２〜図５を用いて、このような構
成のクライアント９におけるネットワーク状態測定部１
１の動作を説明する。図２は、図１におけるクライアン
トとサーバ間での接続手順例を示すシーケンス図であ
る。相手との接続を確認してからデータをやり取りする
ようなコネクション型のプロトコルの場合、接続には、
本図２に示すような手順を取る。

【００２０】まず、クライアント１０がサーバ９に対し
て接続要求を出す()。それを受信した()サーバ９
は、その接続要求に対する処理を行い、クライアント１
０側に対して、接続を確認した旨の信号(応答確認信
号、ＡＣＫ）を送信する()。その応答確認信号（ＡＣ
Ｋ）を受信したクライアント１０は、接続が確立された
ことを確認する()。この際、サーバ９における接続要
求の受信（）とＡＣＫの送信（）の間は、サーバ９
が、要求を受け付けて処理をするための時間である。

【００２１】図３は、図１におけるサーバの複数クライ
アントとの接続状態例を示す説明図である。一般に、サ
ーバ９が同時に接続を確立できるクライアントの数は限
られており（本例では「２」）、その数を超えた接続要
求があった場合、超えた分の接続要求に対して直ぐには
接続を確立することができないので、接続数が接続限度
数を下回るまでは新たな接続要求はサーバ９側に受け入
れられない。

【００２２】すなわち、クライアント（図中、「クライ
アントＣ」と記載）１０からの接続要求は、接続数が接
続限度数を下回るまで、すなわち、接続数が「２」未満
になるまではサーバ９側に受け入れられない。そのた
め、クライアント１０でも、応答確認信号（ＡＣＫ）の
返答は受けられない。

【００２３】その結果、図２において、サーバ９が接続
限度数を超えた接続を確立している場合、接続要求の受
信（）とＡＣＫの送信（）との間に要する時間は、
サーバ９が接続要求を受け入れるまでの待ち時間だけ、
接続限度数を超えていない場合に比べて増加する。これ
は、クライアント１０側で観測される接続要求の送信
（）とＡＣＫ受信（）との間の時間にも影響する。

【００２４】一方、接続が確立した後のデータの送受信
においては、接続要求を受け入れるまでの待ち時間は存
在しない。従って、クライアント１０からデータ要求が
送信（）され、サーバ９が、このデータ要求を受信
()してからデータ送信を開始()するまでの時間は、
サーバ９の処理に要する時間のみとなる。本例では、こ
のような、接続の確立までに要する時間Ｔ１（−）
と、データの転送に要する時間Ｔ２（−）との関係
から、サーバ９の応答時間の動的な変化が、ネットワー
ク８とサーバ９のどちらに起因するのかを判別する。

【００２５】以下、図４を用いて、このようなネットワ
ーク要因とサーバ要因との比較を具体例に説明する。図
４は、図２におけるクライアントとサーバ間での接続手
順での応答時間の遅延の要因例を示すシーケンス図であ
る。図２に示したように、図４においても、クライアン
ト１０での接続要求の送信時間（）からＡＣ受信の時
間（）までの時間をＴ１、データ要求の送信時間
（）からデータ受信開始の時間（）までの時間Ｔ２
とする。

【００２６】尚、Ｔ１は、図１における接続確立時観測
値部１２により、また、Ｔ２は、応答時間測定部１３に
より、それぞれ測定される。また、本例では、これらの
，，，の各測定点に関しては、接続要求やデー
タ要求を送信し終わった時点、また、ＡＣＫやデータを
受信し始めた時点での時間を測定するものとするが、デ
ータ量が十分少ない一般の場合、このような測定時点の
重要性は薄い。

【００２７】ここで、短時間でのネットワークの伝達時
間変化を考慮しなければ、Ｔ１およびＴ２は、以下のよ
うな式で表わすことができる。Ｔ１＝ネットワーク伝達時間（Ｎ）＋サーバ受理待ち時
間(Ｓｗ)＋サーバ処理時間(Ｓｅ) Ｔ２＝ネットワーク伝達時間（Ｎ）＋サーバ処理時間
(Ｓｅ)

【００２８】この式を用いてＴ１とＴ２との比率を計算
すると、以下のようになる。Ｔ１／Ｔ２＝（Ｎ＋Ｓｗ＋Ｓｅ）／（Ｎ＋Ｓｅ）＝（Ｎ＋Ｓｅ）／（Ｎ＋Ｓｅ）＋Ｓｗ／（Ｎ＋Ｓｅ）＝１＋Ｓｗ／（Ｎ＋Ｓｅ）このことから、Ｔ１とＴ２との比率は、「Ｓｗ，Ｎ，Ｓ
ｅ」の三つの変数によって、数値の大小で表わされるこ
とになる。

【００２９】さらに、これらの変数の内、サーバ９がデ
ータ要求受信（）後の処理に要するサーバ処理時間
（Ｓｅ）はほぼ一定であり、ネットワークの伝達時間
（Ｎ）や、サーバ９での受理待時間（Ｓｗ）の変化が大
きいようなモデルを考えると、サーバ処理時間（Ｓｅ）
が、他の変数（Ｎ，Ｓｗ）の値に比べて十分小さい値を
取ると仮定すれば、すなわち、Ｓｅ≪Ｎ、および、Ｓｅ
≪Ｓｗと考えると、Ｔ１とＴ２との比率は、以下のよう
になる。Ｔ１／Ｔ２＝１＋Ｓｗ／Ｎ

【００３０】この結果、変数Ｓｗすなわちサーバ要因
と、変数Ｎすなわちネットワーク要因とのそれぞれの数
値的な比較は、以下のような形で表すことができる。Ｓｗ／Ｎ＝Ｔ１／Ｔ２−１

【００３１】この式によれば、図１の接続確立時間測定
部１２により測定されるＴ１（−、）と、図１の応
答時間測定部１３により測定されるＴ２（−）とに
基づき、図１の評価部１４により、サーバ要因とネット
ワーク要因とのそれぞれの数値的な比較ができ、クライ
アント１０側のみで、サーバ９の応答遅延が、ネットワ
ーク（ＬＡＮ８）に起因するものか、あるいは、サーバ
９に起因するものかを判別することができる。

【００３２】図５は、図１におけるネットワーク状態測
定システムの本発明に係わる処理動作例を示すフローチ
ャートである。本例は、特に、図１におけるクライアン
ト１０での処理を示しており、まず、サーバ９に接続を
要求して（ステップ５０１）、ＡＣＫ受信を受信し（ス
テップ５０２）、それぞれの時点の時間ｔ１，ｔ２を、
接続確立時間測定部１２において測定する。

【００３３】このようにして接続が確立した後、サーバ
９にデータ転送要求を行ない（ステップ５０３）、サー
バ９からのデータを受信し（ステップ５０４）、それぞ
れの時点の時間ｔ３，ｔ４を、応答時間測定部１３にお
いて測定する。その後、接続確立時間測定部１２におい
て、「ｔ２−ｔ１」に基づき、接続確立に要した時間
（Ｔ１）を算出し（ステップ５０５）、また、応答時間
測定部１３において、「ｔ４−ｔ３」に基づき、データ
転送までに要した時間（Ｔ２）を算出する（ステップ５
０６）。

【００３４】そして、図１の評価部１４において、これ
らの接続確立時間測定部１２と応答時間測定部１３の算
出結果（Ｔ１、Ｔ２）に基づき、サーバ要因（Ｓｗ）と
ネットワーク要因（Ｎ）の比率を算出して（Ｓｗ／Ｎ＝
Ｔ１／Ｔ２−１）評価を行ない、その評価結果を、画面
表示出力、もしくは、ファイル出力等する（ステップ５
０７）。

【００３５】以上、図１〜図５を用いて説明したよう
に、本例のネットワーク状態測定システムおよびネット
ワーク状態測定方法では、クライアント・サーバシステ
ムを構成するクライアント１０に、サーバ９との接続確
立に要する時間を測定する接続確立時間測定部１２と、
接続確立後のサーバ９とのデータの応答時間を測定する
応答時間測定部１３と、これらの接続確立時間測定部１
２と応答時間測定部１３のそれぞれで測定した時間を比
較して、サーバ９の応答遅延の原因がネットワーク（Ｌ
ＡＮ８）とサーバ９のいずれに起因するものかの判別を
行う評価部１４とを設けることにより、クライアント１
０のみでのネットワーク状態測定が可能となる。

【００３６】尚、本発明は、図１〜図５を用いて説明し
た実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能である。例えば、本例で
は、クライアント・サーバシステムを例としたが、第１
のコンピュータ装置から第２のコンピュータ装置にネッ
トワークを介して接続要求を送信し、第２のコンピュー
タ装置から第１のコンピュータ装置に応答確認信号（Ａ
ＣＫ）を送信することによって接続を確立した後に、第
１のコンピュータ装置から第２のコンピュータ装置に対
してデータ要求を行なうシステムに適用可能である。

【００３７】また、本例では、クライアント・サーバシ
ステムにおけるクライアントで、本発明のネットワーク
状態測定を行なっているが、クライアント自体ではな
く、他の装置において、ネットワーク状態測定を行なっ
ても良い。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、複数のコンピュータ装
置がネットワークで接続されてデータの送受信を行なう
通信システム、例えば、クライアント・サーバシステム
において、クライアント（データを要求した側のコンピ
ュータ装置）で、要求してからそのデータを受信するま
でに要した時間（全体の応答時間）のうち、サーバ側
（要求先のコンピュータ装置）の処理時間を測定するこ
とができ、クライアントからサーバにアクセスして情報
を得るまでの時間が変化して応答が遅延した場合、その
応答時間が変化した原因が、ネットワーク経路上でのデ
ータの伝達に要する時間の変化によるものか、サーバで
の処理時間の変化によるものかを判別でき、ネットワー
クの状態測定を効率的に行なうことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のネットワーク状態測定システムの本発
明に係る構成の一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１におけるクライアントとサーバ間での接続
手順例を示すシーケンス図である。

【図３】図１におけるサーバの複数クライアントとの接
続状態例を示す説明図である。

【図４】図２におけるクライアントとサーバ間での接続
手順での応答時間の遅延の要因例を示すシーケンス図で
ある。

【図５】図１におけるネットワーク状態測定システムの
本発明に係わる処理動作例を示すフローチャートであ
る。

【図６】従来のネットワーク状態を測定するための技術
例を示すシーケンス図である。

【符号の説明】

１：表示装置、２：入力装置、３：外部記憶装置、４：
情報処理装置、５：光ディスク、６：駆動装置、７：イ
ーサネットカード、８：ＬＡＮ、９：サーバ、１０：ク
ライアント、１１：ネットワーク状態測定部、１２：接
続確立時間測定部、１３：応答時間測定部、１４：評価
部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5B089 GA11 GA21 HA06 JB19 KA12 KB02 MC06 MC16 5K032 AA00 BA08 BA11 CC01 DA01 DB22 EA03 EA06 5K035 AA01 AA06 BB03 CC01 EE01 EE22 JJ04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のコンピュータ装置が接続されたネ
ットワークの状態を測定するシステムであって、第１，
第２のコンピュータ装置間の接続確立に要する時間を測
定する接続確立時間測定手段と、接続確立後の上記第１
のコンピュータ装置から上記第２のコンピュータ装置へ
のデータの応答時間を測定する応答時間測定手段と、上
記接続確立時間測定手段で測定した時間と上記応答時間
測定手段で測定した時間とを比較して、応答遅延の原因
が上記ネットワークと上記第１のコンピュータ装置のい
ずれに起因するものかの判別を行う評価手段とを有する
ことを特徴とするネットワーク状態測定システム。
【請求項２】クライアントとサーバが接続されたネッ
トワークの状態を測定するシステムであって、上記クラ
イアントと上記サーバ間の接続確立に要する時間を測定
する接続確立時間測定手段と、接続確立後の上記サーバ
から上記クライアントへのデータの応答時間を測定する
応答時間測定手段と、上記接続確立時間測定手段で測定
した時間と上記応答時間測定手段で測定した時間とを比
較して、応答遅延の原因が上記ネットワークと上記サー
バのいずれに起因するものかの判別を行う評価手段とを
有することを特徴とするネットワーク状態測定システ
ム。
【請求項３】ネットワークを介してサーバに接続され
たクライアントであって、上記サーバとの接続確立に要
する時間を測定する接続確立時間測定手段と、接続確立
後の上記サーバとのデータの応答時間を測定する応答時
間測定手段と、該応答時間測定手段で測定した時間と上
記接続確立時間測定手段で測定した時間とを比較して、
応答遅延の原因が上記ネットワークと上記サーバのいず
れに起因するものかの判別を行う評価手段とを有するこ
とを特徴とするクライアント。
【請求項４】複数のコンピュータ装置が接続されたネ
ットワークの状態を測定する方法であって、第１，第２
のコンピュータ装置間の接続確立に要する時間を測定す
る第１のステップと、接続確立後の上記第１のコンピュ
ータ装置から上記第２のコンピュータ装置へのデータの
応答時間を測定する第２のステップと、上記第１のステ
ップで測定した時間と上記第２のステップで測定した時
間とを比較して、応答遅延の原因が上記ネットワークと
上記第１のコンピュータ装置のいずれに起因するものか
の判別を行う第３のステップとを有することを特徴とす
るネットワーク状態測定方法。
【請求項５】クライアントとサーバが接続されたネッ
トワークの状態を測定する方法であって、上記クライア
ントと上記サーバ間の接続確立に要する時間を測定する
第１のステップと、接続確立後の上記サーバから上記ク
ライアントへのデータの応答時間を測定する第２のステ
ップと、該第２のステップで測定した時間と上記第１の
ステップで測定した時間とを比較して、応答遅延の原因
が上記ネットワークと上記サーバのいずれに起因するも
のかの判別を行う第３のステップとを有することを特徴
とするネットワーク状態測定方法。
【請求項６】ネットワークを介してサーバに接続され
たクライアントによる上記ネットワークの状態を測定す
る方法であって、上記サーバとの接続確立に要する時間
を測定する第１のステップと、接続確立後の上記サーバ
からのデータの応答時間を測定する第２のステップと、
該第２のステップで測定した時間と上記第１のステップ
で測定した時間とを比較して、応答遅延の原因が上記ネ
ットワークと上記サーバのいずれに起因するものかの判
別を行う第３のステップとを有することを特徴とするネ
ットワーク状態測定方法。
【請求項７】コンピュータが読み取り可能なプログラ
ムおよびデータを記録する記録媒体であって、請求項４
から請求項６のいずれかに記載の各ステップの処理をコ
ンピュータに実行させるためのプログラムを記録したこ
とを特徴とする記録媒体。