ネットワーク上の通信スケジューリングアルゴリズム

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05780219
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 中野 真一 東北大学, 情報科学研究科, 助手 (30227855)
• Keywords: グラフ / スケジューリング / アルゴリズム / 彩色

Research Abstract

本研究はネットワーク上の通信スケジューリングのアルゴリズムをグラフ理論,特に彩色アルゴリズムの応用により研究開発するものである.ネットワーク上の通信をグラフにモデル化する.グラフ上の各点はコンピュータセンターに,多重辺はコンピュータセンター間の通信要求に対応する.各コンピュータセンターuは同時に通信できる最大数f(u)が定められており,各コンピュータセンターu,w間には同時に使用できる回線の最大数g(uw)が定めてられているする.このときf(u),g(uw)の条件を満足し,同時に通信可能な辺を同一色で塗る.このようにしてグラフをなるべく少ない色数で彩色することは通信要求を満足する効率のよいスケジューリングに相当する.上記モデルを検討強化し,ネットワーク全体の通信を効率よく実行する通信のスケジュールを与えるアルゴリズムを研究開発した.上記のようなモデル上で各コンピュータセンターの通信負荷が常にほぼ一定となるようなスケジューリングアルゴリズムを開発した.通信負荷がほぼ一定であるということは,通信負荷をなるべく時間的に均一に分散させ,その計算機を他の目的にも使用するとき,処理能力の変動をすくなくなるということであるので望ましい性質である.今年度に得られた主な研究成果は,通信スケジューリング問題をグラフの辺彩色問題を拡張した均等辺彩色問題に帰着し,これまでに知られているグラフの均等辺彩色を解くアルゴリズムに比べて,非常に高速なアルゴリズムを開発できたことである.
しかし現実の問題では通信のスケジューリングは各コンピュータがそれぞれ独立に行うのが望ましく,全てのスケジューリングを集中管理することは非現実的である.よって今後は通信スケジューリングの分散アルゴリズムの研究開発にとりくむ.

Research Products

• [Publications] S.Nakano: "Nearly uniform scheduling of file transfers" Proc.Integer Prugramming and Combinatorial Optimization. 3. 425-432 (1993)
• [Publications] S.Nakano: "Scheduling file transfers under port and charnel constraints" Interatioral Jourral Fardatiurs of Computer Science. 4. 101-115 (1993)
• [Publications] 中野真一: "グラフの辺をf彩色する近似アルゴリズム" 日本応用数理学会論文誌. 3. 279-307 (1993)
• [Publications] 中野真一: "グラフをC-三角化する線形時間アルゴリズム" 電子情報通信学会論文誌A. (採録決定).
• [Publications] X,Zhou: "A linear Algorithm for Edge-Coloring Partial k-tree" Lecture Nutes in Computer Science. 726. 409-418 (1993)