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2013 Fiscal Year Annual Research Report

自己組織型冗長設計による持続成長型情報ネットワーク構築手法

Research Project

Project/Area Number 24240010
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

村田 正幸  大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (80200301)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 滝根 哲哉  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00216821)
荒川 伸一  大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (20324741)
Project Period (FY) 2012-05-31 – 2015-03-31
Keywords情報ネットワーク / ネットワーク設計 / 機能創発 / 生物システム / 自己組織化
Research Abstract

構造的冗長設計のために導入した相互情報量を用いてトポロジー構造の多様性を高めるネットワーク設計手法を提案した。提案設計手法は、ノード追加時の接続先を決定する際に、相互情報量が最小となるノードを接続先としている。提案設計手法を物理距離とホップ間距離の重み付き和を最小化するFKPモデルに基づいて規模拡張したネットワークと比較評価した。その結果、提案手法に基づいて規模拡張したネットワークは、FKPモデルに基づいて規模拡張したネットワークと比較して、単一ノード故障に対応するために求められる回線設備量を半減することが明らかとなった。さらに、提案設計手法は、単一ノード故障への対応するよう配置した回線設備量を用いた場合でも、2ノード故障時のネットワーク特性が良好であることを示している。
次に、回線容量に関する重み付きの相互情報量にもとづいた機能創発機構の検討を進めた。冗長に接続された物理トポロジーにおいて、エンド・エンド間の予測通信需要収容時の割当回線容量に多様性を持たせることにより、予測通信需要に誤りがあった場合においても多くのトラヒックを収容できる例を示した。すなわち、割当回線容量に多様性を持たせることで、機能創発が誘発されることが明らかとなった。
回線容量に関する相互情報量の定義を、回線容量そのものに与える方法と、エンド・エンド間への割当回線容量に与える方法が候補として残されているため、今後は2つの方法を比較しつつ、機能創発機構の検討・評価を進める。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の目標である、トラヒック量の増加や機器故障への環境変動への適応性に優れた情報ネットワーク設計手法の確立に向け順調に進捗している。

Strategy for Future Research Activity

回線容量に関する相互情報量の定義を、回線容量そのものに与える方法と、エンド・エンド間への割当回線容量に与える方法が候補として残されているため、今後は2つの方法を比較しつつ、機能創発機構の検討・評価を進める。

  • Research Products

    (5 results)

All 2013

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Quantifying network heterogeneity by using mutual information of the remaining degree distribution2013

    • Author(s)
      Lu Chen, Shin’ichi Arakawa and Masayuki Murata
    • Journal Title

      International Journal On Advances in Systems and Measurements

      Volume: 6 Pages: 214-223

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Improving reliability of interconnected networks through connecting structure2013

    • Author(s)
      Yuka Takeshita, Shin’ichi Arakawa and Masayuki Murata
    • Organizer
      Proceedings of International Conference on Systems and Networks Communications
    • Place of Presentation
      Venice, Italy
    • Year and Date
      20131027-20131101
  • [Presentation] Understanding the evolution of the Internet topology through hierarchical analysis2013

    • Author(s)
      Yu Nakata, Shin’ichi Arakawa and Masayuki Murata
    • Organizer
      Proceedings of European Conference on Complex Systems
    • Place of Presentation
      Barcelona, Spain
    • Year and Date
      20130916-20130920
  • [Presentation] フロー階層に着目したインターネットトポロジーの成長過程の分析2013

    • Author(s)
      中田 侑, 荒川 伸一, 村田 正幸
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告 (PN2013-26)
    • Place of Presentation
      北海道
    • Year and Date
      20130808-20130809
  • [Presentation] ネットワークの相互接続構造が大域的な信頼性に与える影響の比較評価2013

    • Author(s)
      竹下 結花, 荒川 伸一, 村田 正幸
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告 (IN2013-40)
    • Place of Presentation
      北海道
    • Year and Date
      20130718-20130719

URL: 

Published: 2015-05-28  

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