情報ネットワーク統合化への知的マネージメントに関する研究

• 研究課題/領域番号: 05044092
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 共同研究
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 長谷川 利治 京都大学, 工学研究科, 教授 (40025911)
• 研究分担者: WAJDA Krzysz クラクフ大学, 通信工学, 準教授 ; BACCELLI Fra INRIA, 主任研究員 ; FILIPIAK Jan クラクフ大学, 通信工学, 教授 ; FAYOLLO GUY INRIA, 研究室長 ; SUDA Tatsuya カリフォルニア大学, アーバイン校, 教授 ; YEMINI Yechi コロンビア大学, 工学部, 準教授 ; SCHWARTS Mic コロンビア大学, 工学部, 教授 ; 三好 直人 京都大学, 工学研究科, 助手 (20263121) ; 河野 浩之 京都大学, 工学研究科, 助手 (70224813) ; 滝根 哲哉 大阪大学, 工学部, 助教授 (00216821) ; 高橋 豊 京都大学, 工学研究科, 助教授 (00135526) ; 尾家 祐二 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学センター, 教授 (50167293) ; 宮原 秀夫 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (90029314) ; FAYOLLE Guy INRIA, 研究室長 ; 西尾 章治郎 大阪大学, 工学部, 教授 (50135539) ; JANUEZ Filip クラクフ大学, 通信工学, 教授 ; KRZYSZTOF Wa クラクフ大学, 通信工学, 準教授 ; FRANSOIS Bac INRIA, 主任研究員 ; GUY Fayolle INRIA, 研究室長 ; TATSUYA Suda カリフォルニア大学, アーバイン校, 助教授 ; YECHIAM Yemi コロンビア大学, 工学部, 準教授 ; MISHA Schwar コロンビア大学, 工学部, 教授
• 研究期間 (年度): 1993 – 1995
• 研究課題ステータス: 完了 (1995年度)
• 配分額: 10,000千円 (直接経費: 10,000千円); 1995年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円); 1994年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 1993年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
• キーワード: 情報ネットワーク / 統合網 / マルチメディア / ATM / トラヒック / 知識獲得 / データマイニング / ネットワーク管理 / 性能評価 / モデリング / MIB / データベース / トラヒック解析 / シミュレーション

研究概要

情報ネットワーク統合化に向けて、将来の通信形態である広帯域ISDN、FDDI、ATM通信等における通信品質を考察するために、これら通信システムの数学的モデル化および性能評価手法さらには知的ネットワークマネージメントに関して世界的な視野での理論の到達度、必要性に関する情報交換を行い、下記の具体的なテーマで共同研究を行った。
得られた具体的成果としては、主に次のようなものがある。平成5年度においては
1)音声・画像・データ等を統一したマルチメディア環境下でのトラヒックのバースト性・相関性を考慮したトラヒックモデルの確立および解析法の開発を行った。これにより従来よりも一歩現実に近づいた性能予測が可能になり、セル廃棄率・送信遅延等の定量的評価が得られる。なお得られた結果は従来得られている待ち行列理論の種々の結果を完全に包含し、拡張したものになっている。
2)3ステージからなるATM交換機にセルの局所集中を防ぐ目的でもう1ステージ追加したATM交換機を提案し、その性能評価を行った。その結果大幅な性能の改善が図れることが判明した。
3)情報通信ネットワークにおける大量の網管理情報からの知識獲得に関する基礎的研究を行った。
4)情報ネットワークにおけるトラヒック特性を性能評価する上で理論的基礎をなすトラヒック理論を専門的知識なしに広く一般の利用に供するためのツールの開発に着手し、そのプロトタイプを完成した。
平成6年度においては次のような成果を得た。
1)統合型情報ネットワークの性能評価のために数学的モデルの開発およびその性能解析を行った。特に従来の通信網と比較し、トラヒックの面における大きな差異であるバースト性が通信品質を決定する重要な要因であることに着目し、入力過程におけるこのバースト性・相関性を記述するトラヒックモデルを構築し、併せて解析手法を開発した。
2)良好なマン・マシンインターフェースを有する性能評価支援システムの開発に着手した。このシステムは従来得られているトラヒック理論に関する理論的成果を活用するために利用者がワークステーション上に記述するモデルへの適用可能性を自律的にこのシステムが判断し、もし可能ならば内蔵されている数値計算プログラムによりに、もし不可能ならば汎用性の高いシミュレーションプログラムが駆動し、性能評価量を算出することを目標としている。今年度は基本的な機能を具備する段階に至った。
3)MIBを中心に構成されるネットワーク情報を用いた学習システム・知識獲得のための基礎研究を行った。
平成7年度においては次のテーマに関する共同研究を行った。
1)高度情報ネットワークにおけるマネージメントインフォメーションベースからのネットワーク管理に関する知識獲得を目指して、アクティブデータベースにおける知識発見アルゴリズムを適用する方法を提案した。
2)情報ネットワーク統合化に向けては、現時点においては基盤技術としてATMが有望視されているが、統合環境下におけるATM交換機の基本的特性を把握するために、待ち行列モデルを開発し、その数学的解析を行った。
3)統合環境下においては、動画像トラヒックの振舞いが情報ネットワーク全体の通信品質に与える影響は著しいと思われる。この観点から、動画像トラヒックの数学的モデル化、さらにはそれに基づきシミュレーションに際する入力の生成法、および数学的解析法を提案した。
4)多種のトラヒックを一元管理するためには、個々のトラヒック量の時変の度合が情報ネットワークに与える影響を明らかにする必要がある。摂動理論によりこの基本的関係を考察する方法を提案した。

研究成果

• [文献書誌] T.Hasegawa: "The Traffic-Control System on the Hanshin Expressway" INTERFACES. 25. 94-108 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Hasegawa: "Automatic Vehicle Type Identifier for Toll Collection Management System" Proc.of XII International conference on systems science. 372-386 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Oie: "Performance Analysis of Reactivve Congestion Control for ATM Networks" IEEE J.Selected Areas in Communications. 13. 651-661 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Oie: "On an Extension of Leaky Bucket Algorithm : Leaky Bucket Algorithm with Multiple Token Rates" Proc.of ICCC'95. 473-478 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Oie: "Performance Analysis of Backpressure Congestion Control : Preliminary Case" Proc.of Globecorn'95. 304-309 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 尾家 祐二: "バックプレッシャー輻輳制御方式の基本特性の解析" 電子情報通信学会論文誌. J78-B-I. 837-845 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Takine: "Analysis of a Nonpreemptive Priority Queue with SPP Arrivals of High Class" Performance Evaluation. 21. 215-238 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Takahashi: "Analysis of Waiting Time of M/G/1/K System with Vacations under Random Scheduling and LCFS" Performance Evaluation. 21. 239-259 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Takahashi: "Message Waiting Times in a LAN Using the Demand-Priority Access Method" Proc.of 7th IEEE LAN/MAN Workshop. 43-50 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Takine: "Cell Loss and Output Process Analyses of a Finite-Buffer Discrete-Time ATM Queueing System with Correlated Arrivals" IEEE Transactions on Communications. 43. 1022-1037 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Takine: "On the Single-Server Queue with Independent MAP/G and M/GI Input Streams" Stochastic Models. 11. 227-234 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Takine: "A Generalization of the Matrix M/G/1 Paradigm for Markov Chains with a Tree Structure" Stochastic Models. 11. 411-421 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Takine: "Analysis of a Discrete-time Queue with Gated Priority" Performance Evaluation. 23. 121-143 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Takine: "A Conformance Measure for Queues" Stochastic Models. 11. 645-670 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Takine: "Matrix-Analytic Methods for Markov Chain on a Tree Structure" Proc. of the 1st Int'l Conf. on Matrix-Analytic Methods in Stochastic Models. 287-421 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Takine: "Loss Probability Approximation of a Statistical Multiplexer and Its Application to Call Admission Control in High-Speed Networks" Proc.of GLOBECOM '95. 417-421 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] H.Kawano: "Data Mining with Composite Events Based Sampling in a Dynamic Environment" Proc. of XII International conference on systems science. 141-58 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] N.Miyoshi: "Sample Path Optimization with Respect to Input Fraction of Two Job Classes in Queues" Proc. of the Third European Control conference. 395-400 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] N.Miyoshi: "Smoothed Perturbation Analysis Estimates for Statinary Multi-Class Queues" Proc.of the 34th IEEE Conference on Decision and Control. 2612-2617 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] N.Miyoshi: "On-Line Derivative Estimation for the Multiclass Single-Server Priority Queue Using Perturbation Analysis" IEEE Transactions on Automatic Control. 41. 300-305 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Hasegawa: "Local and Metropolitan Communication Systems vol.3" Chapman and Hall, 479 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Hasegawa: "The Traffic-Control System on the Hanshin Expressway" INTERFACES. 25. 94-108 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Hasegawa: "Automatic Vehicle Type Indentifier for Toll Collection Management System" Proc.of XII International conference on systems Science. 372-386 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Oie: "Performance Analysis of Reactive Congestion Control for ATM Networks" IEEE J.Selected Areas in Communications. 13. 651-661 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Oie: "On an Extention of Leaky Bucket Algorithm : Leaky Bucket Algorithm with Multiple Token Rates" Proc.of ICCC'95. 473-478 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Oie: "Performance Analysis of Backpressure Congestion Control : Preliminary Case" Proc.of Globecom'95. 304-309 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Oie: "Performance Analysis of Backpressure Congestion Control : Preliminary Case (in Japanese)" The Trans. of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers. J78-B-I. 837-845 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Takine: "Analysis of Nonpreemptive Priority Queue with SPP Arrivals of High Class" Performance Evaluation. 21. 215-238 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Takahashi: "Analysis of Waiting Time of M/G/1/K System with Vacations under Random Scheduling and LCFS" Performance Evaluation. 21. 239-259 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Takahashi: "Message Waiting Times in a LAN Using the Demand-Priority Access Method" Proc.of 7th IEEE LAN/MAN Workshop. 43-50 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Takine: "Cell Loss and Output Process Analyzes of a Finite-Buffer Discrete-Time ATM Queueing System with Correlated Arrivals" IEEE Transactions on Communications. 43. 1022-1037 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Takine: "On the Single-Server Queue with Independent MAP/G and M/GI Input Streams" Stochastic Models. 11. 227-234 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Takine: "A Generalization of the Matrix M/G/1 Paradigm for Markov Chains with a Tree Structure" Stochastic Models. 11. 411-421 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Takine: "Analysis of a Discrete-time Queue with Gated Priority" Performance Evaluation. 23. 121-143 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Takine: "A Conformance Measure for Queues" Stochastic Models. 11. 645-670 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Takine: "Matrix-Analytic Methods for Markov Chain on a Tree Structure" Proc.of the 1st Int'l Conf.on Matrix-Analytic Methods in Stochastic Models. 287-301 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Takine: "Loss Probability Approximation of a Statistical Multiplexer and Its Application to Call Admission Control in High-Speed Networks" Proc.of Globecom'95. 417-421 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H.Kawano: "Data Mining with Composite Events Based Sampling in a Dynamic Environment" Proc.of XII International conference on systems science. 141-158 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] N.Miyoshi: "Sample Path Optimization with Respect to Input Fraction of Two Job Classes in Queues" Proc.of the Third European Control Conference. 395-400 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] N.Miyoshi: "Smoothed Perturbation Analysis Estimates for Stationary Multi-Class Queues" Proc.of the 34th IEEE Conference on Decision and Control. 2612-2617 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] N.Miyoshi: "On-Line Derivative Estimation for the Multiclass Single-Server Priority Queue Using Perturbation Analysis" IEEE Transactions on Automatic Control. 41. 300-305 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Hasegawa: Chapman and Hall. Local and Metropolitan Communication Systems vol.3, 479 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Oie: "RookNet:A Switching Network for High Speed Communication" IEICE Trans.Commun.E-77B. 139-146 (1994)
• [文献書誌] T.Takine: "The Workload in the MAP/G/1 Queue with State-dependent Services:Its Application to a Queue with Preemptive Resume Priority" Stochastic Models. 10. 183-204 (1994)
• [文献書誌] T.Takine: "An Analysis of a Discrete-Time Queue for Broadband ISDN with Priorities among Traffic Classes" IEEE Trans.on Commun.42. 1837-1845 (1994)
• [文献書誌] T.Takine: "Analysis of the Resequencing Buffer in a Homogeneous M/M/2 Queue" Performance Evaluation. 19. 353-366 (1994)
• [文献書誌] T.Takine: "Mean Waiting Times in Nonpreemptive Priority Queues with Markovian Arrival and I.I.D.Service Processes" Performance Evaluation. 20. 131-149 (1994)
• [文献書誌] 河野浩之: "データベースからの知識獲得技術" 人工知能学会誌. 10. 38-44 (1995)
• [文献書誌] H.Kawano: "How Does Knowledge Discovery Cooperate with Active Database Techniques in Controlling Dynamic Environment?," Proc.5th Int'l Conf.on DEXA. 370-379 (1994)
• [文献書誌] N.Miyoshi: "On-Line Derivative Estimation for the GI/G/1 Queue with Multiple Vacations and Bernoulli Service Discipline" The Fundamental Role of Teletraffic in the Evolution of Telecommunication Networks. 709-718 (1994)
• [文献書誌] N.Miyoshi: "Perturbation Analysis for the GI/G/1 Queue with Two Priority Classes" Proc.of 11th Int'l Cont.on Analysis and Optimization of Systems. 436-442 (1994)
• [文献書誌] F.Ishizaki: "A Generalized SBBP/G/1 Queue and Its Applications" Performance Evaluation. 21. 163-181 (1994)
• [文献書誌] A.Sugahara: "Analysis of a Nonpreemptive Priority Queue with SPP Arrivals of High Class" Performance Evaluation. 21. 215-238 (1995)
• [文献書誌] S.Kasahara: "Analysis of Waiting Time of M/G/1/K System with Vacations under Random Scheduling and LCFS" Performance Evaluation. 21. 239-259 (1995)
• [文献書誌] Y.Oie: "Performance analysis of interrally unbuffered large scale ATM switch with bursty traffic" Proceedings of IEEE INFOCOM'93. 1270-1279 (1993)
• [文献書誌] Y.Oie: "RookNet:A switching network for high speed communication" IEICE Trans.on Communications. E77-B. 139-146 (1994)
• [文献書誌] T.Takine: "Mean waiting times in nonpreemptive priority queues with Markaian arrival and i.i.d.service processes" Proceedings of Performance'93. 129-148 (1993)
• [文献書誌] M.Yoshimoto: "Waiting time and queue length distributions for Go-Back-N and Selective-Repeat ARQ protocals" IEEE Transactions on Communications. 41. 1687-1693 (1993)
• [文献書誌] S.Kasahara: "Analysis of an SPP/G/1 system with multiple vacations and E-limited service discipline" Queueing Systems. 14. 349-367 (1993)
• [文献書誌] T.Takine: "The workload in the MAP/G/1 queue with state-dependent services:Its application to a queue with preemptive resume priority" Stochastic Models. 10. (1994)
• [文献書誌] T.Takine: "Analysis of the resequencing buffer in a howogeneous M/M/2 queue" Performance Evaluation. 20. (1994)
• [文献書誌] T.Takine: "An analysis of a discrete-time queue for broadband ISDN with priorities among traffic classes" IEEE Trans.on Communications. 42. (1994)
• [文献書誌] F.Ishizaki: "A generalized SBBP/G/1 queue and its applications" Performance Evaluation. 20. (1994)
• [文献書誌] A.Sugahara: "Analysis of a nonpreemptive priority queue with SPP arrivals of high class" Performance Evaluation. 21. (1995)
• [文献書誌] F.Ishizaki: "Analysis of a discrete-time queue with a gate" Proceedings of ITC 14. (1994)
• [文献書誌] T.Takine: "A conformance measure for traffic shaping in high-speed networks with an application to the leaky bucket" Proceedings of IEEE INFOCOM'94. (1994)
• [文献書誌] K.Kawahara: "Forward evror correction in ATM networks:An anelysis of cell loss distribution in a block" Proceedings of IEEE INFOCOM'94. (1994)
• [文献書誌] T.Takine: "Cell loss and output process analyses of a finite-buffer discrete-time ATM queueing system with correlated arrivals" IEEE Trans,on Communications. (1995)
• [文献書誌] J.Han: "Knowledge discovery in object-oriented and active database" Proceedings of International Conf.on Building and Sharing of Very Large-Scale Knowledge Bases'93. 205-214 (1993)
• [文献書誌] S.Nishio: "Knowledge discovery in object-oriented databases:The first step" Proceedings of AAAI-93 Workshop on Knowledge Discovery in Databases. 299-313 (1993)
• [文献書誌] H.Kawano: "Software environment for hybrid performance evaluation tool" Proceedings of IEEE Pacific Rim Conference on Communications,Computers and Signal Processing. 532-535 (1993)