べき乗則に従うトポロジーを持つインターネットにおける新しいトラヒック制御法の確立

一种新的幂律拓扑互联网流量控制方法的建立

基本信息

批准号：
17650017
负责人：
村田正幸
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

これまでインターネットにおけるトラヒック制御方式については、ノードにおけるリンク接続数が指数的な分布を持つランダムネットワークを対象としてその有効性の評価・検証が行われてきた。しかし、最近は、インターネットトポロジもべき乗則を持つことが指摘されている。本課題では、べき乗則に従うネットワークに関する関連分野の研究成果の知見に基づきつつ、さらに、ノードやリンクの処理能力、それらとトポロジとの相関関係など他の研究では対象とされていないインターネット固有の特性を考慮したトラヒック制御方式およびネットワーク設計手法を考案した。まず、既存のトポロジ生成手法によって得られるトポロジは、べき乗則の性質を有するものの、ISPレベルで観測されるトポロジと構造が大きく異なり、その結果トラヒック制御手法を適用した際の結果にも大きな違いが現れることを明らかにした。その結果に基づいて物理的距離およびクラスタ係数に着目したトポロジ生成手法を提案し、その生成トポロジは経路制御手法の評価に適用可能であることを示した。さらに、べき乗則の性質を持っトポロジにおいて耐故障性を向上させるための回線容量設計手法を検討し、べき乗則の性質を有するトポロジでは、必要回線容量の分布もまたべき乗則に従うことを明らかにした。すなわち、べき乗則の性質を持つトポロジでは多くの回線は少ない回線容量で十分であり、その一方で少数の回線が多くの回線容量を必要とすることが明らかとなった。以上の結果をもとに、各リンクにおける1リンク故障時のトラヒック増加量を計算することでトポロジ構造の特性を取り入れた回線容量設計手法を提案した。本手法の評価の結果、提案手法は既存のオーバープロビジョニング手法と比較して、ネットワーク全体で40%の回線容量を削減しつつ耐故障性も向上することを示した。

到目前为止，已经对Internet上的流量控制方法进行了评估和验证，以确保其在节点上链路连接的指数分布对随机网络的有效性。但是，最近有人指出，互联网拓扑也有电力法。在这个主题中，我们设计了一种交通管制方法和一种网络设计方法，该方法考虑了互联网的独特特征，例如节点和链接的处理能力，以及这些与拓扑之间的相关性，而其他研究并未涵盖，同时也从相关领域的有关网络的研究结果中设计了信息，这些信息也遵循了电力法。首先，我们透露，尽管现有拓扑生成方法获得的拓扑具有幂律性质，但在ISP级别上观察到的拓扑结构却大不相同，因此，应用交通控制方法时的结果存在显着差异。根据结果，我们提出了一种拓扑生成方法，该方法着重于物理距离和簇系数，并表明生成的拓扑可以应用于路由控制方法的评估。此外，我们已经检查了一种线路容量设计方法，可通过Power Law属性提高拓扑中的容忍度，并透露，在具有权力定律属性的拓扑结构中，所需线路容量的分布也遵循了权力法。换句话说，已经揭示出，在具有幂律性质的拓扑结构中，小线容量足以容纳许多线，而少数线需要较大的线路容量。基于上述结果，我们提出了一种线路容量设计方法，该方法通过计算每个链接中一个链路故障的流量增加来结合拓扑结构的特征。由于对该方法的评估，我们表明所提出的方法在整个网络中将电路容量降低了40％，同时与现有的过度配置方法相比，还提高了容错的能力。