協調エージェントを用いた大規模高速ネットワーク経路制御の研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14550345
• 研究機関: 福岡工業大学
• 研究代表者: BAROLLI Leonard 福岡工業大学, 情報工学部, 助教授 (40312722)
• キーワード: 通信ネットワーク / 協調エージェント / 知的エージェント / ファジィ論理 / 遺伝的アルゴリズム / 経路制御 / アドホックネットワーク / 大規模高速ネットワーク

研究概要

近年のデータ通信の急速な普及に伴い、ネットワーク規模とその上を流れるトラヒックが急速に拡大している。しかし従来の集中して経路制御を行うアルゴリズムは、ネットワーク規模の急速な拡大への対応に問題があり、有線、無線を問わず、急増するトラヒックに対処するための効率の良い分散型の経路制御手法の開発が急務となっている。より高速なネットワークを実現するためのルーチング・アルゴリズムとしては、実時間処理における速さと、ネットワーク規模の拡大に柔軟に対処可能なスケーラビリティという二つの要求を満たす必要がある。
我々の従来の研究では、インテリジェントなアルゴリズムの性能評価を比較的ローカルなネットワーク規模での性能評価を中心に行ったため、大規模で高速なネットワークへの適用手法と性能評価までには十分いたっていない。したがって,より大規模な高速ネットワークの制御運用のために、エージェントの概念を導入し、実際のシミュレーションシステムを構築し、性能評価を行うことが必要である。そこで、今回の研究として、ネットワーク・トラフィックの増加、QoS保証及びネットワーク・スケールの拡大の問題を解決するために協調エージェントに基づいた高速ネットワークのためのルーチング及び接続制御を統合した手法の開発をめざした。
今回の研究では高速データネットワークの経路制御に、トラヒック制御のためファジイ理論や遺伝的アルゴリズムに基づく知的エージェントをどのように用いれば各ドメインごとの経路制御の最適化の積み重ねがネットワーク全体の効率の良い制御に結びつくかを研究した。研究の基本的アイディアは各ローカルドメイン内の経路制御を担当するエージェントとドメイン間経路制御を担当するエージェントに分け、ファジィ理論に基づく接続制御を行い、また経路制御はドメイン内に遺伝的アルゴリズムで、ドメイン間はエスカレーション手法により行う。これをシミュレーションした結果、それぞれのエージェントを効果的に用いることでエージェントが検索を行う空間を圧縮することができることがわかった。この研究ではQoS問題を考えなかった。ルーチング・アルゴリズムとしては一つのパラメター(遅延時間)しか考慮しなかった。しかし、マルチメディア通信を実現するためにはQoS制御は重要である。QoSルーチングはNP完全問題であり、解決手法としてはヒュリスティックな手法が有効である。我々の最近の研究では遺伝的アルゴリズムに基づいたQoSルーチング手法を提案し、シミュレーションを行った結果、提案手法は高速ネットワーク及びアドホック・ネットワークに対してQoSルーチングが実現できることを示した。

研究成果

• [文献書誌] L.Barolli, A.Koyama, T.Suganuma, N.Shiratori: "GAMAN : A GA Based QoS Routing Method for Mobile Ad-hoc Networks"Journal of Interconnection Networks (JOIN). 4・3. 251-270 (2003)
• [文献書誌] L.Barolli, A.Koyama: "A Distance Learning System for Delivering Appropriate Studying Materials and Simulating Learner Volition"Journal of Distance Education Technologies (JDET). 2・1. 1-17 (2004)
• [文献書誌] A.Koyama, L.Barolli, Z.Cheng: "A Campus Information Providing System for Cellular Phone Using Agents"Journal of Distance Education Technologies (JDET). 2・1. 42-51 (2004)
• [文献書誌] A.Koyama, L.Barolli, Y.Okada, N.Kamibayashi, N.Shiratori: "Performance Evaluation of Wavelength Assignment Methods for WDM Networks"Journal of Applied System Studies (JASS). Vol.5. (2004)
• [文献書誌] J.Ma, L.Barolli, M.Shizuka, R.Huang: "A Pure P2P Synchronous Collaborative System"Journal of Applied System Studies (JASS). Vol.5. (2004)
• [文献書誌] L.Barolli, A.Koyama, N.Shiratori: "A QoS Routing Method for Ad-Hoc Networks Based on Genetic Algorithm"Proc.of IEEE NBiS'2003/DEXA'2003 (Prague, Czech Republic). September. 175-179 (2003)
• [文献書誌] A.Koyama, L.Barolli, B.O.Apduhan, R.Miho: "A New Media Access Control Protocol for Single Hop WDM Networks"Proc.of IEEE MNSA'2004/ICDCS'2004. March. (2004)
• [文献書誌] A.Koyama, L.Barolli, K.Matsumoto, B.O.Apduhan: "A GA-based Multi-purpose Optimization Algorithm for QoS Routing"Proc.of IEEE AINA'2004 (Fukuoka, Japan). Vol.1. 23-28 (2004)
• [文献書誌] J.Arai, A.Koyama, L.Barolli: "An Adaptive Medium Access Control Protocol for Robot Inter-communicati on in Autonomous Distributed Systems"Proc.of IEEE AINA'2004 (Fukuoka, Japan). Vol.2. 545-550 (2004)
• [文献書誌] L.Barolli: "Proc.of IEEE 18th International Conference on Advanced Information Networking and Applications (AINA2004), Vol.1, Long Papers"IEEE Computer Society. 651 (2004)
• [文献書誌] L.Barolli: "Proc.of IEEE 18th International Conference on Advanced Information Networking and Applications (AINA2004), Vol.2, Regular Papers"IEEE Computer Society. 566 (2004)