2017 Fiscal Year Annual Research Report

Study on Controllable P2P Content Distribution Based on Game Theoretic Approach

Research Project

Project/Area Number	15K00126
Research Institution	Nara Institute of Science and Technology
Principal Investigator	笹部昌弘奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 准教授 (10379109)
Project Period (FY)	2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords	P2Pストリーミング / 最適なピースフロー / Tit-for-tat戦略 / 整数線形計画問題
Outline of Annual Research Achievements	P2Pファイル配信システムの一つであるBitTorrentでは，ピア間での積極的なピース（ファイルの断片）交換を促進するために，ゲーム理論におけるtit-for-tat (TFT)戦略が導入されている．TFT戦略では，ピアは他のピアからピースを取得するためには，そのピアにピースを送信することが求められる．その結果，TFT戦略の導入によりピアのただ乗り行為を抑制できることから，TFT戦略のP2Pストリーミングへの応用についても検討されている．しかしながら，TFT型P2Pストリーミング配信における最適なピースフローは明らかにされていない．本研究では，TFT型P2Pストリーミング配信を離散時間システムとしてモデル化し，ピア間での平均再生開始遅延時間の最小化を目的とした整数線形計画として定式化した．整数線形計画問題を既存のソルバCPLEXを用いて解くことで，最適なピースフローに関する数値例を取得した．最適なピースフローを分析することで，以下の点を明らかにした．(1) 最適なピース選択はピースの再生順と希少性のバランスに基づいている，(2) 最適なピア選択はピアの回線容量とストリーミング配信の段階に依存する，(3) ピース数は性能に影響しない，(4) 再生開始遅延時間はピア数とサーバの回線容量の比で抑えられる，(5) TFT制約の緩和とシステム性能の改善度合いの関係．これらの知見は，サーバが適切に送信対象のピースとピアを選択することで，最適なTFT型P2Pストリーミング配信を実現できることを示唆している．