(57)【要約】【課題】情報の局在性を維持しつつ、通信ネットワークのサイズを拡大することができる通信ネットワーク形成装置を提供する。【解決手段】リンク候補抽出手段３１０が、リンクの候補を抽出する。サイズ対応値算出手段３２０が、リンクの候補のそれぞれにおいて、リンクが設定された場合の通信ネットワークのサイズに応じた値を算出する。リンク選択手段３３０が、算出された値に基づいて、リンクの候補から、設定するリンクを選択する。比較値算出手段３４０が、互いに通信をすることが可能なように構成されているノードの数に対する、リンクが設定された場合における最大部分通信ネットワークのノードの数の比の値を算出する。リンク設定手段３５０が、比の値が、予め設定された爆発的パーコレーション閾値未満であるように、選択されたリンクを設定する。【選択図】      図６
2015226139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに通信をすることが可能なように構成されているノードを互いに接続して通信ネットワークを形成するように設定されるリンクの候補を抽出するリンク候補抽出手段と、
前記リンク候補抽出手段が抽出したリンクの候補のそれぞれにおいて、一端のノードが含まれる通信ネットワークのノード数と、他端のノードが含まれる通信ネットワークのノード数とが増加すると単調増加する演算を行って、前記リンクが設定された場合の通信ネットワークのサイズに応じた値を算出するサイズ対応値算出手段と、
前記サイズ対応値算出手段が算出した値に基づいて、前記リンク候補抽出手段が抽出したリンクの候補から、設定するリンクを選択するリンク選択手段と、
前記構成のノードの数に対する、前記リンクが設定された場合における最大部分通信ネットワークのノードの数の比の値を算出する比較値算出手段と、
前記比較値算出手段が算出した比の値が予め設定された爆発的パーコレーション閾値未満であるように、前記リンク選択手段が選択したリンクを設定するリンク設定手段とを備えた
ことを特徴とする通信ネットワーク形成装置。
【請求項２】
前記リンク選択手段は、前記サイズ対応値算出手段が算出した値が最も小さいリンクを選択する
請求項１に記載の通信ネットワーク形成装置。
【請求項３】
前記サイズ対応値算出手段は、前記リンク候補抽出手段が抽出したリンクの候補のそれぞれにおいて、一端のノードが含まれる通信ネットワークのノード数と、他端のノードが含まれる通信ネットワークのノード数との積を算出する
請求項１または請求項２に記載の通信ネットワーク形成装置。
【請求項４】
前記サイズ対応値算出手段は、前記リンク候補抽出手段が抽出したリンクの候補のそれぞれにおいて、一端のノードが含まれる通信ネットワークのノード数と、他端のノードが含まれる通信ネットワークのノード数との和を算出する
請求項１または請求項２に記載の通信ネットワーク形成装置。
【請求項５】
前記サイズ対応値算出手段は、前記リンク候補抽出手段が抽出したリンクの候補のそれぞれにおいて、一端のノードが含まれる通信ネットワークのノード数と、他端のノードが含まれる通信ネットワークのノード数との積および和をそれぞれ重みづけした値の和を算出する
請求項１または請求項２に記載の通信ネットワーク形成装置。
【請求項６】
前記リンク設定手段は、前記比較値算出手段が算出した比の値が、予め設定された爆発的パーコレーション閾値以上になった場合に、所定のタイミングで、前記リンク選択手段が選択したリンクを設定する
請求項１から請求項５のうちいずれかに記載の通信ネットワーク形成装置。
【請求項７】
互いに通信をすることが可能なように構成されているノードを互いに接続して通信ネットワークを形成するように設定されるリンクの候補を抽出するリンク候補抽出ステップと、
前記リンク候補抽出ステップで抽出されたリンクの候補のそれぞれにおいて、一端のノードが含まれる通信ネットワークのノード数と、他端のノードが含まれる通信ネットワークのノード数とが増加すると単調増加する演算を行って、前記リンクが設定された場合の通信ネットワークのサイズに応じた値を算出するサイズ対応値算出ステップと、
前記サイズ対応値算出ステップで算出された値に基づいて、前記リンク候補抽出ステップで抽出されたリンクの候補から、設定するリンクを選択するリンク選択ステップと、
前記構成のノードの数に対する、前記リンクが設定された場合における最大部分通信ネットワークのノードの数の比の値を算出する比較値算出ステップと、
前記比較値算出ステップで算出された比の値が予め設定された爆発的パーコレーション閾値未満であるように、前記リンク選択ステップで選択されたリンクを設定するリンク設定ステップとを含む
ことを特徴とする通信ネットワーク形成方法。
【請求項８】
コンピュータに、
互いに通信をすることが可能なように構成されているノードを互いに接続して通信ネットワークを形成するように設定されるリンクの候補を抽出するリンク候補抽出処理と、
前記リンク候補抽出処理で抽出されたリンクの候補のそれぞれにおいて、一端のノードが含まれる通信ネットワークのノード数と、他端のノードが含まれる通信ネットワークのノード数とが増加すると単調増加する演算を行って、前記リンクが設定された場合の通信ネットワークのサイズに応じた値を算出するサイズ対応値算出処理と、
前記サイズ対応値算出処理で算出された値に基づいて、前記リンク候補抽出処理で抽出されたリンクの候補から、設定するリンクを選択するリンク選択処理と、
前記構成のノードの数に対する、前記リンクが設定された場合における最大部分通信ネットワークのノードの数の比の値を算出する比較値算出処理と、
前記比較値算出処理で算出された比の値が予め設定された爆発的パーコレーション閾値未満であるように、前記リンク選択処理で選択されたリンクを設定するリンク設定処理とを実行させる
ための通信ネットワーク形成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ネットワークを形成するリンク接続先のノードを選択する通信ネットワーク形成装置、通信ネットワーク形成方法、および通信ネットワーク形成プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信ネットワークを介した情報の伝搬に関して、パーコレーション理論がある（非特許文献１の第４章参照）。
【０００３】
非特許文献１では、一般にノードとリンクとで形成される通信ネットワークにおいて、通信ネットワークの全体に情報を伝搬させるためのネットワークトポロジやリンクの追加方法について検討されている。なお、情報が通信ネットワークで伝搬することをパーコレーション転移という。そして、パーコレーション転移するときのリンク数やネットワークサイズに対するリンク数の割合の閾値をパーコレーション閾値という。つまり、リンク数やネットワークサイズに対するリンク数の割合がパーコレーション閾値未満である場合には、情報の局在性が維持される。また、リンク数やネットワークサイズに対するリンク数の割合がパーコレーション閾値以上になると、パーコレーション転移が生じて情報が通信ネットワークで伝搬する。
【０００４】
また、非特許文献１には、現在の様々な実ネットワークの作成方法にしたがって、できるだけ少数のリンクで通信ネットワークに接続されたノードにできるだけ早く情報を伝搬させるように構成された例が記載されている。
【０００５】
具体的には、非特許文献１の第６章にはスモールワールドネットワークが、また、第７章にはスケールフリーネットワークが、そのような通信ネットワークの例としてそれぞれ記載されている。
【０００６】
非特許文献２には、爆発的パーコレーション転移について記載されている。具体的には、ある法則に従って通信ネットワークにリンクを追加すると当該通信ネットワークのサイズに応じた値が増大する。そして、当該値がパーコレーション閾値以上になったときに通信ネットワークの全体に当該情報が伝搬される。当該値がパーコレーション閾値以上になったときに生じる通信ネットワーク全体への当該情報の伝搬を爆発的パーコレーション転移という。
【０００７】
特許文献１には、通信ネットワークにおいて故障や障害が発生した場合に、故障や障害が発生したことを示す情報を迅速に伝搬させる方法について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１２８３５２号
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】（レカ・アルバート）Reka Albert、外１名、「スタティスティカル  メカニクス  オブ  コンプレックス  ネットワークス（Statistical mechanics of complex networks）」、レビューズ  オブ  モダン  フィジックス（Reviews of modern physics）、２００２年、ｖｏｌ．７４
【非特許文献２】（ディミトリス  アクリオプタス）Dimitris Achlioptas、外２名、「エクスクローシブ  パーコレーション  イン  ランダム  ネットワークス（Explosive Percolation in Random Networks）」、サイエンス(Science)、２００９年、ｖｏｌ．３２３、ｎｏ．５９２０、ＰＰ．１４５３−１４５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、インターネット等の通信ネットワークで、情報を、多くのノードに伝搬させたい場合と、多くのノードに伝搬させたくない場合とがある。特に、情報セキュリティやコンピュータウィルス拡散防止の観点から、情報を、多くのノードに伝搬させずにできるだけ局在的に保持したい場合が増加している。
【００１１】
また、通信ネットワークにノードやリンクが追加されて、当該通信ネットワークのサイズが大きくなる場合がある。そのような場合に、通信ネットワークの管理者は、通信ネットワークのサイズを大きくしつつ、情報の局在性の維持を図る。そして、情報の局在性を維持するためには、一般に、パターンマッチングやデータマイニング技術が用いられたセキュリティソフトウェアが利用される。
【００１２】
しかし、通信ネットワークのサイズが拡大すると、セキュリティソフトウェアに要する費用が増大するという問題がある。
【００１３】
そこで、本発明は、セキュリティソフトウェアを利用することなく、情報の局在性を維持しつつ、通信ネットワークのサイズを拡大することができる通信ネットワーク形成装置、通信ネットワーク形成方法、および通信ネットワーク形成プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明による通信ネットワーク形成装置は、互いに通信をすることが可能なように構成されているノードを互いに接続して通信ネットワークを形成するように設定されるリンクの候補を抽出するリンク候補抽出手段と、リンク候補抽出手段が抽出したリンクの候補のそれぞれにおいて、一端のノードが含まれる通信ネットワークのノード数と、他端のノードが含まれる通信ネットワークのノード数とが増加すると単調増加する演算を行って、リンクが設定された場合の通信ネットワークのサイズに応じた値を算出するサイズ対応値算出手段と、サイズ対応値算出手段が算出した値に基づいて、リンク候補抽出手段が抽出したリンクの候補から、設定するリンクを選択するリンク選択手段と、互いに通信をすることが可能なように構成されているノードの数に対する、リンクが設定された場合における最大部分通信ネットワークのノードの数の比の値を算出する比較値算出手段と、比較値算出手段が算出した比の値が予め設定された爆発的パーコレーション閾値未満であるように、リンク選択手段が選択したリンクを設定するリンク設定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明による通信ネットワーク形成方法は、互いに通信をすることが可能なように構成されているノードを互いに接続して通信ネットワークを形成するように設定されるリンクの候補を抽出するリンク候補抽出ステップと、リンク候補抽出ステップで抽出されたリンクの候補のそれぞれにおいて、一端のノードが含まれる通信ネットワークのノード数と、他端のノードが含まれる通信ネットワークのノード数とが増加すると単調増加する演算を行って、リンクが設定された場合の通信ネットワークのサイズに応じた値を算出するサイズ対応値算出ステップと、サイズ対応値算出ステップで算出された値に基づいて、リンク候補抽出ステップで抽出されたリンクの候補から、設定するリンクを選択するリンク選択ステップと、互いに通信をすることが可能なように構成されているノードの数に対する、リンクが設定された場合における最大部分通信ネットワークのノードの数の比の値を算出する比較値算出ステップと、比較値算出ステップで算出された比の値が予め設定された爆発的パーコレーション閾値未満であるように、リンク選択ステップで選択されたリンクを設定するリンク設定ステップとを含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明による通信ネットワーク形成プログラムは、コンピュータに、互いに通信をすることが可能なように構成されているノードを互いに接続して通信ネットワークを形成するように設定されるリンクの候補を抽出するリンク候補抽出処理と、リンク候補抽出処理で抽出されたリンクの候補のそれぞれにおいて、一端のノードが含まれる通信ネットワークのノード数と、他端のノードが含まれる通信ネットワークのノード数とが増加すると単調増加する演算を行って、リンクが設定された場合の通信ネットワークのサイズに応じた値を算出するサイズ対応値算出処理と、サイズ対応値算出処理で算出された値に基づいて、リンク候補抽出処理で抽出されたリンクの候補から、設定するリンクを選択するリンク選択処理と、互いに通信をすることが可能なように構成されているノードの数に対する、リンクが設定された場合における最大部分通信ネットワークのノードの数の比の値を算出する比較値算出処理と、比較値算出処理で算出された比の値が予め設定された爆発的パーコレーション閾値未満であるように、リンク選択処理で選択されたリンクを設定するリンク設定処理とを実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、情報の局在性を維持しつつ、通信ネットワークのサイズを拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態の通信ネットワーク管理装置によって通信ネットワークが形成されるランダムネットワークの例を示す説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の通信ネットワーク管理装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の通信ネットワーク管理装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】リンク候補の例を示す説明図である。
【図５】第２の実施形態の通信ネットワーク管理装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３の実施形態の通信ネットワーク管理装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施形態１．
本発明の第１の実施形態の通信ネットワーク管理装置１００について、図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施形態の通信ネットワーク管理装置１００が制御するノードによって通信ネットワークが形成されるランダムネットワークについて説明する。本例では、ランダムネットワークは、互いに通信をすることが可能なノードによって構成されている。そして、各ノードは、通信ネットワーク管理装置１００による制御に従って、相互間にリンクが設定されると通信をすることが可能になり、通信ネットワークを形成する。図１は、本発明の第１の実施形態の通信ネットワーク管理装置１００（図１において図示せず）が制御するノードによって通信ネットワークが形成されるランダムネットワークの例を示す説明図である。図１において、各ノードは○や●等で示されている。本例では、図１に示すように、ランダムネットワークにおいて、互いに通信回線でリンク接続された複数のノードによって予め通信ネットワーク２００ａ〜２００ｅがそれぞれ形成されている。なお、ノードは、例えば、通信端末である。
【００２０】
次に、本発明の第１の実施形態の通信ネットワーク管理装置１００について説明する。本実施形態の通信ネットワーク管理装置１００は、図１に示す各ノードと通信回線（図示せず）を介して接続され、当該各ノードの動作を制御する機能を有し、プログラム制御に従って処理を実行するコンピュータである。
【００２１】
図２は、本発明の第１の実施形態の通信ネットワーク管理装置１００の構成例を示すブロック図である。図２に示すように、本発明の第１の実施形態の通信ネットワーク管理装置１００は、通信部１１０、Ｃ（ｊ）算出部１２０、リンク数算出部１３０、Δｊ算出部１４０、閾値設定部１５０、比較部１６０、およびリンク決定部１７０を含む。
【００２２】
通信部１１０は、図１に示すランダムネットワークの各ノードと情報を送受信する。Ｃ（ｊ）算出部１２０は、図１に示すランダムネットワークの各通信ネットワーク２００ａ〜２００ｅにおいて、最も大きな通信ネットワークのサイズＣ（ｊ）を算出する。本例では、各通信ネットワークのサイズは当該各通信ネットワークに含まれるノードの数で表される。図１に示す例では、通信ネットワーク２００ａには３つのノードが含まれているので、当該通信ネットワーク２００ａのサイズは「３」である。また、通信ネットワーク２００ｂには３つのノードが含まれているので、当該通信ネットワーク２００ｂのサイズは「３」である。通信ネットワーク２００ｃには２つのノードが含まれているので、当該通信ネットワーク２００ｃのサイズは「２」である。通信ネットワーク２００ｄには６つのノードが含まれているので、当該通信ネットワーク２００ｄのサイズは「６」である。通信ネットワーク２００ｅには２つのノードが含まれているので、当該通信ネットワーク２００ｅのサイズは「２」である。
【００２３】
したがって、本例では、Ｃ（ｊ）算出部１２０は、サイズ「６」を最も大きな通信ネットワークのサイズＣ（ｊ）として算出する。よって、サイズが「６」である通信ネットワーク２００ｄが、図１に示すランダムネットワークに形成された通信ネットワークのうち最大である最大部分通信ネットワークに相当する。
【００２４】
リンク数算出部１３０は、図１に示すランダムネットワークの各ノード間に追加するリンクの数ｊを算出する。また、Δｊ算出部１４０は、図１に示すランダムネットワークの各ノードの数ｎに対する最大部分通信ネットワークのサイズＣ（ｊ）の比の値Δｊを算出する。つまり、Δｊ算出部１４０は、以下の式（１）で比の値Δｊを算出する。
【００２５】
Δｊ＝Ｃ（ｊ）／ｎ・・・（１）
閾値設定部１５０は、管理者によってなされた操作に従って、比の値Δｊと比較する閾値ｔｈを設定する。なお、閾値ｔｈは、例えば、非特許文献２において爆発的パーコレーション転移が生じるとされるときの比の値Δｊに応じた値に設定される。具体的には、比の値Δｊが増加して爆発的パーコレーション転移が生じるときの値が閾値ｔｈに設定される。したがって、比の値Δｊが閾値ｔｈ未満であるときには爆発的パーコレーション転移は生じない。そして、比の値Δｊが増加して閾値ｔｈ以上になったときに爆発的パーコレーション転移が生じる。
【００２６】
比較部１６０は、閾値設定部１５０が設定した閾値ｔｈとΔｊ算出部１４０が算出した比の値Δｊとを比較する。リンク決定部１７０は、比較部１６０による比較結果に基づいて各ノード間を互いに接続するリンクを決定する。
【００２７】
次に、本発明の第１の実施形態の通信ネットワーク管理装置１００の動作について説明する。図３は、本発明の第１の実施形態の通信ネットワーク管理装置１００の動作を示すフローチャートである。
【００２８】
図３に示すように、本発明の第１の実施形態の通信ネットワーク管理装置１００は、まず、通信部１１０が、ランダムネットワークにおいて、互いに接続可能なノードとノードとをリンク接続するリンクの候補であるリンク候補をｍ個抽出する（ステップＳ１０１）。なお、ステップＳ１０１の処理では、例えば、一様ランダムかつ独立に、各リンク候補が抽出される。図４は、リンク候補の例を示す説明図である。図４に示すように、本例では、ステップＳ１０１の処理で、通信ネットワーク２００ａと通信ネットワーク２００ｂとを互いに接続するリンクｅ１、および通信ネットワーク２００ｃと通信ネットワーク２００ｄとを互いに接続するリンクｅ２がリンク候補に抽出されたとする。
【００２９】
そして、通信部１１０は、ステップＳ１０１の処理で抽出したリンク候補において、一方の端部のノードが含まれる通信ネットワークのサイズと、他方の端部のノードが含まれる通信ネットワークのサイズとの積Ｐを算出する（ステップＳ１０２）。本例では、リンク候補であるリンクｅ１において、一方の端部のノードＮ１が含まれる通信ネットワーク２００ａのサイズは「３」であり、他方の端部のノードＮ２が含まれる通信ネットワーク２００ｂのサイズは「３」であるので、これらの積Ｐ１は「９」である。また、リンク候補であるリンクｅ２において、一方の端部のノードＮ３が含まれる通信ネットワーク２００ｃのサイズは「２」であり、他方の端部のノードＮ４が含まれる通信ネットワーク２００ｄのサイズは「６」であるので、これらの積Ｐ２は「１２」である。
【００３０】
通信部１１０は、ステップＳ１０２の処理で算出した積Ｐの値が最も小さいリンク候補を選択する（ステップＳ１０３）。なお、複数のリンクについて積Ｐの値が同じであった場合には、それら複数のリンクから１つのリンクを一様ランダムに選択する。
【００３１】
本例では、リンクｅ１による積Ｐ１は「９」であり、リンクｅ２による積Ｐ２は「１２」であるので、通信部１１０は、ステップＳ１０３の処理でリンクｅ１を選択する。なお、通信部１１０は、ステップＳ１０１の処理で抽出したｍ個のリンク候補のうち、自己ループリンクとなるリンク候補および多重リンクとなるリンク候補を除外して、ステップＳ１０３の処理を行う。また、通信部１１０は、ステップＳ１０１の処理で抽出したｍ個のリンク候補のうち、自己ループリンクとなるリンク候補および多重リンクとなるリンク候補を除外して、ステップＳ１０２の処理を行ってもよい。
【００３２】
なお、本例では、非特許文献２における記載に基づいて、リンク候補における、一方の端部のノードが含まれる通信ネットワークのサイズと、他方の端部のノードが含まれる通信ネットワークのサイズとの積に応じてリンク候補が選択されている。しかし、リンク候補における、一方の端部のノードが含まれる通信ネットワークのサイズと、他方の端部のノードが含まれる通信ネットワークのサイズとの増加に応じて単調増加する他の演算結果に基づいて、リンク候補が選択されるように構成されていてもよい。
【００３３】
リンク数算出部１３０は、ステップＳ１０３の処理で選択されたリンク候補に基づくリンクが追加される場合に、追加されるリンクの数を示すリンク数ｊを算出する（ステップＳ１０４）。つまり、リンク数算出部１３０は、ステップＳ１０４の処理で、ｊ＝ｊ＋１の計算を行う。
【００３４】
そして、Ｃ（ｊ）算出部１２０は、ｊ本目のリンクが設定されたときのランダムネットワークにおける最大部分通信ネットワークのサイズＣ（ｊ）を算出する（ステップＳ１０５）。本例では、通信部１１０がステップＳ１０３の処理で選択したリンクｅ１によって互いに接続された通信ネットワーク２００ａと通信ネットワーク２００ｂとによって形成された通信ネットワーク２０１のサイズが６である。そして、通信ネットワーク２０１が最大部分通信ネットワークである。したがって、Ｃ（ｊ）算出部１２０は、通信ネットワーク２０１のサイズである６を最大部分通信ネットワークのサイズＣ（１）として算出する。ここで、Ｃ（ｊ）は、ｊ本目のリンク候補を追加したときの最大部分通信ネットワークのサイズを示す値であるが、以下のような値であってもよい。すなわち、Ｃ（ｊ）は、ステップＳ１０３の処理で選択されたリンク候補に基づいてｊ本目のリンクが設定された場合に当該リンクによって互いに接続されて形成された通信ネットワークのサイズを示す値であってもよい。
【００３５】
Δｊ算出部１４０は、図１に示す各ノードの数ｎに対する最大部分通信ネットワークのサイズＣ（ｊ）の比の値Δｊを前述した式（１）を用いて算出する（ステップＳ１０６）。本例では、ランダムネットワークに含まれるノードの数ｎは６１であり、Ｃ（ｊ）は６であるので、比の値Δｊ＝Ｃ（ｊ）／ｎ＝６／６１＝約０．０９８である。
【００３６】
そして、比較部１６０は、ステップＳ１０６の処理で算出した比の値Δｊと、管理者によって閾値設定部１５０に予め設定された閾値ｔｈとを比較する（ステップＳ１０７）。
【００３７】
本例では、管理者によって閾値設定部１５０に予め設定された閾値ｔｈは、０．１であるとする。そうすると、ステップＳ１０６の処理で算出した比の値Δｊが管理者によって閾値設定部１５０に予め設定された閾値ｔｈ未満であるので（ステップＳ１０７のＹ）、ステップＳ１０１の処理に移行する。
【００３８】
また、ステップＳ１０６の処理で算出した比の値Δｊが、管理者によって閾値設定部１５０に予め設定された閾値ｔｈ以上である場合に（ステップＳ１０７のＮ）、リンク決定部１７０は、ｊ−１本目までのリンク候補をリンクに追加するように設定する（ステップＳ１０８）。したがって、リンク決定部１７０は、比の値Δｊが閾値ｔｈ未満であるようにリンク候補をリンクに追加して設定する。
【００３９】
本実施形態によれば、リンク候補における、一方の端部のノードが含まれる通信ネットワークのサイズと、他方の端部のノードが含まれる通信ネットワークのサイズとの積に応じてリンク候補が選択される。そして、リンク候補に基づくリンクが、比の値Δｊが閾値ｔｈ未満である範囲で、つまり、爆発的パーコレーション転移が生じない範囲で設定されて通信ネットワークのサイズが拡大される。したがって、各ノードに記憶されている情報の局在性を維持しつつ、通信ネットワークのサイズを拡大させることができる。
【００４０】
実施形態２．
次に、本発明の第２の実施形態の通信ネットワーク管理装置について説明する。図２に示す本発明の第１の実施形態の通信ネットワーク管理装置１００は、図３を参照して前述したように、各ノードに記憶されている情報の局在性を維持しつつ、通信ネットワークのサイズを拡大させる。それに対して、本実施形態の通信ネットワーク管理装置は、まず、各ノードに記憶されている情報の局在性を維持しつつ、通信ネットワークのサイズを拡大させ、その後爆発的パーコレーション転移を生じさせて当該情報を各通信ネットワークで伝搬させる。
【００４１】
本実施形態の通信ネットワーク管理装置の構成は、図２に示す第１の実施形態の通信ネットワーク管理装置１００における構成と同様なため、対応する各要素には図２と同じ符号を付して説明を省略する。
【００４２】
図５は、本実施形態の通信ネットワーク管理装置の動作を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートにおいてステップＳ２０１〜Ｓ２０８の処理は、図３に示す第１の実施形態におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０８の処理と同様なため、説明を省略する。
【００４３】
すなわち、本実施形態では、ステップＳ２０８までの処理で、ｊ−１本目までのリンク候補がリンクに追加して設定される。そして、所定のタイミングが到来して情報を各通信ネットワークで伝搬させるときに（ステップＳ２０９のＹ）、リンク決定部１７０は、ｊ本目のリンク候補をリンクに追加して設定する（ステップＳ２１０）。すると、比の値Δｊが閾値ｔｈ以上になるので、爆発的パーコレーション転移が生じて情報が各通信ネットワークで伝搬する。
【００４４】
本実施形態によれば、情報を伝搬させたくないときには、比の値Δｊが閾値ｔｈ未満である範囲でリンクの数を増やすので、各ノードに記憶されている当該情報の局在性を維持しつつ、通信ネットワークのサイズを拡大させることができる。また、当該情報を伝搬させたいときには、比の値Δｊが閾値ｔｈ以上になるようにリンクの数を増やして通信ネットワークのサイズを拡大させるので、爆発的パーコレーション転移を生じさせ、当該情報を各通信ネットワークで伝搬させることができる。
【００４５】
実施形態３．
次に、本発明の第３の実施形態の通信ネットワーク管理装置について、図面を参照して説明する。図６は、本発明の第３の実施形態の通信ネットワーク管理装置３００の構成例を示すブロック図である。図６に示すように、本発明の第３の実施形態の通信ネットワーク管理装置３００は、リンク候補抽出手段３１０、サイズ対応値算出手段３２０、リンク選択手段３３０、比較値算出手段３４０、およびリンク設定手段３５０を含む。
【００４６】
リンク候補抽出手段３１０、サイズ対応値算出手段３２０、およびリンク選択手段３３０は、図２に示す第１の実施形態における通信部１１０に相当する。比較値算出手段３４０は、図２に示す第１の実施形態におけるΔｊ算出部１４０に相当する。リンク設定手段３５０は、図２に示す第１の実施形態における比較部１６０およびリンク決定部１７０に相当する。
【００４７】
リンク候補抽出手段３１０は、互いに通信をすることが可能なように構成されているノードを互いに接続して通信ネットワークを形成するように設定されるリンクの候補を抽出する。
【００４８】
サイズ対応値算出手段３２０は、リンク候補抽出手段３１０が抽出したリンクの候補のそれぞれにおいて、一端のノードが含まれる通信ネットワークのノード数と、他端のノードが含まれる通信ネットワークのノード数とが増加すると単調増加する演算を行って、リンクが設定された場合の通信ネットワークのサイズに応じた値を算出する。
【００４９】
リンク選択手段３３０は、サイズ対応値算出手段３２０が算出した値に基づいて、リンク候補抽出手段３１０が抽出したリンクの候補から、設定するリンクを選択する。
【００５０】
比較値算出手段３４０は、互いに通信をすることが可能なように構成されているノードの数に対する、リンクが設定された場合における最大部分通信ネットワークのノードの数の比の値を算出する。
【００５１】
リンク設定手段３５０は、比較値算出手段３４０が算出した比の値が、予め設定された爆発的パーコレーション閾値未満であるように、リンク選択手段３３０が選択したリンクを設定する。
【００５２】
本実施形態によれば、情報の局在性を維持しつつ、通信ネットワークのサイズを拡大することができる。
【００５３】
以上に述べた各実施形態では、各リンク候補における、一方の端部のノードが含まれる通信ネットワークのサイズと他方の端部のノードが含まれる通信ネットワークのサイズとの積Ｐに基づいて、リンク候補を選択している。しかし、一方の端部のノードが含まれる通信ネットワークのサイズと他方の端部のノードが含まれる通信ネットワークのサイズとの和に基づいて、リンク候補を選択してもよい。具体的には、一方の端部のノードが含まれる通信ネットワークのサイズと他方の端部のノードが含まれる通信ネットワークのサイズとの和が最も小さいリンク候補を選択するように構成されていてもよい。
【００５４】
また、一方の端部のノードが含まれる通信ネットワークのサイズと他方の端部のノードが含まれる通信ネットワークのサイズとの、積Ｐｉおよび和Ｓｉに基づく式（２）を用いた値Ｖｉが最も小さいリンク候補ｅｉを選択するように構成されていてもよい。
【００５５】
Ｖｉ＝（１−ａ）×Ｐｉ＋ａ×Ｓｉ・・・式（２）
なお、ａは、０＜ａ＜１である任意の実数である。また、ｉは１〜ｍの整数である。
【００５６】
また、ステップＳ１０１，Ｓ２０１の処理で抽出するリンク候補の数ｍは、毎回互いに同じであってもよいし、毎回互いに異なっていてもよい。
【００５７】
閾値ｔｈの値の範囲は、例えば、０＜ｔｈ＜１である。
【符号の説明】
【００５８】
１００、３００    通信ネットワーク管理装置
１１０    通信部
１２０    Ｃ（ｊ）算出部
１３０    リンク数算出部
１４０    Δｊ算出部
１５０    閾値設定部
１６０    比較部
１７０    リンク決定部
２００ａ〜２００ｅ、２０１  通信ネットワーク
３１０    リンク候補抽出手段
３２０    サイズ対応値算出手段
３３０    リンク選択手段
３４０    比較値算出手段
３５０    リンク設定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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