Congestion and Critical Fluctuation in the Internet Information Traffics and Control of Complex Systems

互联网信息流量的拥塞和严重波动与复杂系统的控制

• 批准号: 13831010
• 负责人: TAKAYASU Misako
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Future University-Hakodate
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13831010/
• 关键词: Internet; Congestion; Phase Transition; 1／f fluctuations; protocol; maximum efficiency; 情報流; 臨界点制御; 自己変調過程; 移動平均; LEAP; TCP／IP; 渋滞制御; 臨界点; 転送効率; イーサネット

In this research I analyzed detail traffic data of information flow in the Internet. It is shown that there are two phases : One is the congestion phase in which information packets are likely to be lost and re-submitted. The other is the non-congestion phase in which packets run smoothly. The phase is determined by the amount of information input. At the critical amount of information flow critical behaviors such as the 1/f fluctuations and power law distributions are realized. I made a theoretical formulation describing these findings. It is shown that a traffic system has the maximum efficiency at the critical state that is the border of jamming and non-jamming.On the basis of these results, I suggested an improvement of the protocol to raise efficiency of the information system.

在本研究中，我分析了详细的流量数据的信息流在互联网上。结果表明，有两个阶段：一个是拥塞阶段，其中的信息包很可能会丢失和重新提交。另一个是非拥塞阶段，在这个阶段中，数据包运行平稳。相位由输入的信息量决定。在信息流的临界量下，实现了1/f波动和幂律分布等临界行为。我做了一个理论公式来描述这些发现。结果表明，交通系统在干扰与非干扰边界的临界状态下具有最大的效率，并在此基础上提出了改进协议以提高信息系统效率的建议。

项目成果

TCP Optimization for Eliminating-Duplicate Segments in Congested Networks

用于消除拥塞网络中重复段的 TCP 优化

• 发表时间: 2004
• 期刊: Journal of Information Processing Society of Japan 45
• 作者: Yosuke;Tamura;Misako;Takayasu;Hideki;Takayasu
• 通讯作者: Takayasu

高安美佐子: "取引数のゆらぎと心理時間"数理科学. 10月号. 33-37 (2002)

高安美佐子：《交易次数波动与心理时间》《数学科学》10 月号（2002 年）。

コンピュータシミュレーションによるCSMA/CDアクセス方式ネットワークトラフィックの統計物理学的解析

使用计算机模拟对 CSMA/CD 接入方式网络流量进行统计物理分析

• 发表时间: 2001
• 期刊: 電気情報通信学会論文誌 B/5月号
• 作者: 竹島 由晃;福田 健介;高安 秀樹;高安 美佐子
• 通讯作者: 高安 美佐子

Misako Takayasu, Hideki Takayasu: "Self-modulation processes and resulting generic 1/f fluctuations"Physica A. (掲載予定). (2003)

Misako Takayasu、Hideki Takayasu：“自调制过程和由此产生的通用 1/f 波动”Physica A.（待出版）。

Analysis of Minimal Model of Internet Traffic

互联网流量最小模型分析

• 发表时间: 2002
• 期刊: Traffic and Granular Flow '01(Springer, Singapore, 2002)
• 作者: K. Fukuda;M. Takayasu;H. Takayasu
• 通讯作者: H. Takayasu