Phoenixネットワーク座標

Phoenixにおける重みベースのNC計算

Phoenixは、行列分解モデルに基づく分散型ネットワーク座標系です。^{[ 1 ]}

背景

• ネットワーク座標（NC）システム^{[ 2 ]}は、スケーラブルな測定を用いたインターネット距離（往復遅延）予測のための効率的なメカニズムです。N台のホストを持つネットワークの場合、O(N)回の測定を実行することで、N×Nの距離すべてを予測できます
• 使用例: Vuze BitTorrent、アプリケーション層マルチキャスト、PeerWise オーバーレイ、マルチプレイヤー オンライン ゲーム。
• 三角不等式違反 (TIV) は、インターネット ルーティングが最適ではないためにインターネット上に広く存在します。

モデル

• 従来のNCシステムのほとんどはユークリッド距離モデル、つまりN個のホストをd次元ユークリッド空間R ^dに埋め込むモデルを使用しています。インターネット上にはTIVが広く存在するため、このようなシステムの予測精度には限界があります。PhoenixはTIVの制約がない行列分解（MF）モデルを使用しています
• 行間の線形依存関係は、インターネット距離行列の因数分解の根拠となります。つまり、インターネットノードを持つシステムの場合、インターネット距離行列Dは2つの小さな行列に因数分解できます。ここで、およびは行列(d << N)です。この行列因数分解は本質的に線形次元削減の問題であり、Phoenixはこれを分散的に解こうとします。${\displaystyle N}$ ${\displaystyle N\times N}$ ${\displaystyle D\approx XY^{T}}$ ${\displaystyle X}$ ${\displaystyle Y}$ ${\displaystyle N\times d}$

フェニックスのデザインの選択

• ^{IDES [ 3 ]}やDMF ^{[ 4 ]}といった既存のMFベースのNCシステムとは異なり、 Phoenixは各参照NCに重みを導入し、重み値の高いNCを他のNCよりも信頼します。この重みベースのメカニズムにより、エラー伝播の影響を大幅に軽減できます。
• Phoenixはノード検出に、 BitTorrent（プロトコル）で使用されている分散型方式、いわゆるピアエクスチェンジ（PEX）を採用しています。PEXの使用により、トラッカーの負荷が軽減されると同時に、ノードの変動下でも予測精度が確保されます。
• DMF と同様に、NC の潜在的なドリフトを回避するために、NC 計算に正規化 (数学)が導入されています。
• NCShield ^{[ 5 ]}は、Phoenixやその他の行列分解ベースのNCシステムを保護するための、分散型のグーシップベースの信頼と評判のシステムです。

参照

• ヴィヴァルディ座標
• ファロスネットワーク座標
• 全地球ネットワーク測位
• Phoenixのオープンソースシミュレータ

参考文献

1. Y. Chen, X. Wang, C. Shi, and; et al. (2011年12月). 「Phoenix: 行列分解を用いた重みベースのネットワーク座標系」(PDF) . IEEE Transactions on Network and Service Management . 8 (4): 334– 347. CiteSeerX  10.1.1.300.2851 . doi : 10.1109/tnsm.2011.110911.100079 . S2CID  8079061. 2013年12月2日時点のオリジナル(PDF)からのアーカイブ。
2. B. Donnet; B. Gueye; MA Kaafar (2010). 「ネットワーク座標系、設計、セキュリティに関する調査」(PDF) . IEEE Communications Surveys & Tutorials . 12 (4): 488– 503. CiteSeerX 10.1.1.217.5675 . doi : 10.1109/SURV.2010.032810.00007 . S2CID 16908400 .  
3. Yun Mao、Lawrence Saul、Jonathan M. Smith (2006年12月). 「IDES：大規模ネットワーク向けインターネット距離推定サービス」（PDF） . IEEE Journal on Selected Areas in Communications . 24 (12): 2273– 2284. CiteSeerX 10.1.1.136.3837 . doi : 10.1109/JSAC.2006.884026 . S2CID 12931155 .  
4. Y. Liao、P. Geurts、G. Leduc (2010). 「分散型行列分解に基づくネットワーク距離予測」(PDF) . Proc. of IFIP Networking .
5. Shining Wu、Yang Chen、Xiaoming Fu、Jun Li (2012). 「NCShield: 分散型、行列分解ベースのネットワーク座標システムのセキュリティ保護」(PDF)。第20回IEEE/ACM国際サービス品質ワークショップ (IWQoS'12) 論文集。2013年12月3日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。