2009 Fiscal Year Annual Research Report
生物システムのダイナミクスに学ぶ持続発展可能な情報ネットワークの構築手法
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21240004
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
村田 正幸 Osaka University, 大学院・情報科学研究科, 教授 (80200301)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
滝根 哲哉 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00216821)
荒川 伸一 大阪大学, 大学院・情報科学研究科, 助教 (20324741)
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| Keywords | ネットワーク設計 / 生物システム / 持続成長 / べき則 / 回線容量設計 / ISPトポロジ / フロー制御 / パケット転送遅延 |
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| Research Abstract |
情報ネットワークの構造的特徴として通信ネットワーク固有の特徴であるリンクの物理回線容量分布がし, そのモデル化を行った. まず, 国内の商用ISPにおけるバックボーンネットワークの回線容量分布がべき則に従うことを示している. また, 回線容量がべき則であることの利点を明確にするために, 様々な物理回線容量分布を生成し, トポロジに割り当て, ネットワークに収容可能なトラヒック量を比較評価している. 対数正規分布に従うトラヒックマトリクスを生成し, ISPトポロジおよびトポロジのモデル化手法により生成したトポロジに適用した結果, 回線容量分布がべき則に従う場合に収容可能なトラヒック量が増加することが明らかとなった. さらに, 情報ネットワークの時間的環境変動特性として, べき則の性質を有するISPルータレベルトポロジにおけるエンドホスト間フロー制御機構がもたらすトラヒックグイナミクスを評価した. BAモデルにより生成したトポロジ, およびISPルータレベルトポロジがパケット転送遅延に与える影響を評価し, さらにトポロジが持つ構造の違いに着目することで, トポロジが持つ構造とフロー制御の相互作用がパケット転送遅延分布, 各リンクの待ち行列長の変動の規模に与える影響を評価している. 計算機シミュレーションの結果, エンドホスト間のフロー制御としてTCPを用いた場合には, ストップアンドウェイトと比較してエンドホスト間の遅延が増大し, 待ち行列長の変動が大きいリンクの出現確率が増すことが明らかになった. また, TCPにもとづくフロー制御では, ネットワーク負荷が小さい場合は待ち行列長が大きく変動するリンクが全体の0.8%程度である一方, ネットワク負荷が大きい場合には, ボトルネックリンクでは待ち行列長の変動は小さくなるにもかかわらず, 全体の約10%のリンクで待ち行列長が大きく変動することが明らかになった.
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