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マルチメディア通信と分散処理ワークショップ平成 8年 1 0 月 Wide-areaGroupCommunicationP r o t o c o l 申 t TakayukiTachikawa and MakotoTakizawa Dep 七 . ofComputersandSys 色 佃sE ngin 田 r i n g TokyoDenkiU n i v e r s i t y t e-mail{tachi.taki}@takilab.k.dendai.ac.j . r ec o m p o s e do (皿 u l t i p l ec o m p u t e r si n t e r c o n n e c t e db yc o m m u n i c a t i o nn e t w o r k s .G r o u p O i s t r i b u t e ds y s t e m sa c o m m u n i c a t i o np r o t o c o l s u p p o r t st h eo r d e r e da . n dr e l i a b l ed e l i v e r yo fm田 s a g e st om u l t i p l ed e s t i na . t i o n si na .g r o u p o f p r 町 田S伺 ・ T heg r o u pc o m m u D I c a t i o np r o t o c o l sd i 町 u a s e d80f a ra a s u m e油 a tt h ed e l a yt i m eb e t w e e ne v e r yt w o 回 e si sa l m o s t山 es a m e .I nw o r l d w i d ea p p l i c a t i o n su s i n gt h eI n t e m e t, i tI s田 s e n t i a lt oc o n s i d e raw i d e -a r e a p r o c e g r o u pc o m m u D I c a t i o nw h e r et h ed e la . yt i m e s出 n o n gもh ep r o c e s s 回 a r es I g n i f i c a n t l yd i f f e r e n t .Wed e f i n en e w l ya I l . . c a 田 a l i t yt ob ea p p l i e di nt h ew i d e a r e ag r o u p . Wep r e随 n tap r o t o c o lw h i c hs u p p o r t sag r o u po fp r o c e 副部 w i t ht h eI l . ・ c a u s a l i t y . 1 Introduction 国国 m .I nt h et r a d i t i o n a lp r o t o c o l, p o s et h a tTI Tr e q u i r e st h es e n d e rK t or e s e n dm. 宜 ' hed e ・ l a yt i m eb e t w e e nT and! (i sa b o u tf o u rt i m 伺 l o n g e rt h a nT 組 dH. 百 H r 伺 e n d sm, t h et i m e ' J lc a nber e d u c e d . Thus, we f o rretr~Bmitting f t r yもor e d u c et h e~delivery t i m ebyt h ed回色i n a t i o n r e t r a n s m I B s i o n . S u p p o s et h a tT s e n d sm t oHI C, andK. On r e c e i p to fm, t h ed e s t i n a t i o np r o c 伺 S 回 s e n dt h e p tc o n f i r m a t i o nm e s s a g e st oT .H e r e, l e t凶 r e臼 i c o n s i d e raway出 品 K s e n d st h ec o n f i r m a t i o nt oC i n s t e a do fd i r e ct 1 ys e n d i n gt oT andt h e nC s e n d s ぬeconfirmationbacktoT.EvenぜClosesm, ぬe a . yt i m ec a nber e d u c e di fK r e t r組 s D l It sm 旬 d e l C回 p r e s e n t e db e f o r e .A w i d e a r e ag r o u pG c 副 l e c o m p o B e di n t od i s j o i n ts u b g r o u p s ( 8 9~ 2 )w h e r ee a c hGi泊c l u d 回 抑 制 蜘 配 置e r t oe a c ho t h e ra . n dh回 onecoordinat~r proc_e~s [2~]. M e s s a g 伺 s e n tbya .p r o c 朗自 a r ee x c h a n g e db y -t b e c o o r d i n a t o r so ft h es u b g r o u p s . I nm u l t i m e d i aandr e a l t i m eapp 1 ic a t i o n s, m錨 s a g e sha . y et o J >ed e l i v e r e dJn~me predet~r~ed t i m eu n i t s . TheA c a u s a 1 i t y[ 1, 5, 2 2, 2 4 ]i sd i s c u s s e dw h e r eA d e n o t 伺 t h em8 . x i m umd e la . yt i m e 伺 S 倒 r e q u i r e dbyt h ea p p l i c a t i o n . b e t w e e nt h ep r o c ThatI B, i ti sme a . n i n g l 飽 st or e c e i v eam伺 s a g em u n l 田 8m i sd e l i v e r e di nA a f t e rm i st r a n S m i t ・ 色e d .TheA c a u s a l i t y掴 sum 田 t h a . te v e r yp r o回 掴 h回 t h es 叩 l eA. l nw o r l d w i d eapp1 ic a t i o 回, t h e I l ! a . x i m umde~y tiJ:n~ a i j! s~pe~踊.ed f o re a c hp a i r o f p r o c 回 s e sP iand弓an. dt h ed i f t ' e r e n c eb e t w e e n someA i Ja n _ d~I:t i sn o t _neglect~þle. l _ nt h i spa p e r, wenewlyd e f i n eaA. e a . u s a l i t ywberesome i J .an~_ 1a r ediffere~t. ~~en, w~pr伺ent p a i ro fA ap r o t o c o lw h i c hs u p p o r t st h eA.c a u s a l i t y個 d c a . nr e d u c et h ed e l a yt i r n ea . nd出 enumberofmes s a g 回 w i も hr e t r a n s m i 随 i o n sbyt h ed 国 t i n a ' も i o n組 d t h eg r o u pd e c o m p o s i t i o n . I ns e e t i o n2,wep r 回 e n tas y s t e mmodel .I n s e c t i o n , J 3 we. p r 回 e n 色p r o 旬c o l si nt h ew i de a r e a g r o u p .I ns e c t . i o n4, wed i s c u s st h eA.c a u s a l i t y . Wee v a . l u a t et h ep r o t o c o l si ns e c t i o n5 . * 1 : t h er e s p o n s efromH.Ne x , もs u p p o s e出 品 K s e n d s ame 回 a g em t oH andT, r e s p e c t i v e l y .H e r e, s u p -広域グループ通信プロトコル t 立川制予滝沢臓 t東京電機大学 -137- A p p l i c a t i o n T r a n s p o r t Network 叫 em F i g u r e1 :D i s t r i b u t e d8 y TP aa . ndT乃We make t h ef o l l o w i n g幽 s u m p t i o n sa b o u t p a c k e 旬s e n tb yT P i : • Pa . c . k e t smayb el o s t . ed u p l i c a l e d . • P a c k e旬 mayb • P a c k e 旬 c a nb es e n tt o姐 ys u b s e tBo fd 朗色i ・ n a t i o np r o c回 S 伺 i nag r o u pG (B~ G ) . • P a c k e t ss e n tt oB a r en o tr e c e i v e dbyp r o ・ c e s s伺 w h i c ha r en o ti n c l u d e di nB . • P a c k e 旬 s e n tb yもh esamep r o c e 回 m ayb er e c e i vf )db y出 ed e s t i n a t i o np r o c 倒 s e sn o ti nもh e s e n d i n go r d e r( n o ta s s u m i n gF I F O ) . 2 SystemModel 3 ReliableReceipt n e t w o r kl~yer p r o v i d e st h eI Ps e r v i c e[ 1司f o rt h e t r a n s p o r tl a y e r . Thec o o p e r a t i o no fぬep r o c e 邸 e sa tt h et r 組sp o r tl a y e r& i s. c o o i d i n a t e d, 1ytwoprotocols~ i . e . g r o u p 'e o m m u n i c a t i o n(90) 凶 agro叩 co~muMcationmanagement(GdM).TheGdp r o s o c o l r o u pG a~d r~li~~ly andc a u s a l l y[~l e s t a b l i s h e s処g d e l i v e r sp a c k e 旬も0もh ed e s t i n a t i o nproωS 飽 i nG~ :rhe.GC~ p r o t o c o lis_~se4 f o rm a n a g i n . {t h ememp p l i c a t i o np r o c e s sAPr e q u 叫s b e r s h i po fG.Ana at o8e~d. ana1!P~catio~ at r a n s p o r tp r o健 闘 TP m舘~age B . Tp adec~~p~ses. 8~to p a c k e t s, and s e n d s. 1 hemt om u l t i p l ed e s t i n a t i o np r o c 倒 伺 也 G. Thed 伺 t i n a t i o np r o c 伺 sT J うas8 e m b l e st h e 蜘旬 i n t o勾,細dd e l i v e r s勾 h ベ 乃 .Inthis pa p a p e r, p a c k e t si n c l u d i n gt h ea p p l i c a t i o nm欄 a g e a r er e f e r r e dt o槌 m e 8 8 o g e s . , I ng r o u pcommunica もi o n, am蜘 a g em s e n tby 曲8T P ii ss e n t~o m u l t i p l ed~tination o n ep r o c p r o c e 随伺 i na g;~ou~p.= { T!: l I~.:' T . 凡}.' ! I _h 槌 も ob ed e l i v e r e dt oa l lt h ed 伺 t i n a t i o n si nG .H e r e l e tBb et h en U I T 加 o f t h ed e 蜘 蜘n sofm.T h i s 胞もo i s an l i a b l er e c e i p to fm.Thereuetwop o i n b ed i s c u s s e dもor e a l i z eもh er e l i a b l er e c 均 tofm: ( 1 )ho ' Yt od e 1 i v e rm t ot h ed 制 i n a t i o n so fm, ' , .a n d ( 2 )ho~ t odel~ver_t~e re~ei酔 confirm叫ion o fm , , ï;ïh~-s;~d~;Aip; ~;d-ih~ d回 t i n a t i o n s . -. . --_ . ! n0 ), t h e r ea r et~~ ways~ ~irect ~d hit:~ørc~icø/. I ni h ed i r e c tm叫もi c 個 t , T . 乃s e n d sm d i r e c t l yt o a 1 1t h ed倒 i n a t i o n s .I nt h eh i e r a r c h i c a lm叫 i c a 品 , T乃 sendsm t oas u b 附 o ft h ed 蹴 i n a t i o n s .On r e c e i p to fm 告omT 乃, T . 巧 forw町也 m t oo t h e r destm~tion~. ~he p r o p a g a t i o _ n t r e eb a s e dr o u t i n g algo~ithms 伊刈 are d i s c ¥ i s sed8 0f ; 町 .A n o t h e re x n t od泊 ! io i n ' もs u b g r o u p s a r i i p l ei s句 decompωeG i GlI , . G( 昭三 2 )[ 2 司 .EachsubgroupG h個 o n ec o o r di n . a t o rp r o c 舗 ・ TP .s e n d s-mt ot h ec o o r d i n a t o r組 dt h ee , ∞rdinatorsお 何 回dm tothe 伺 S 田 i nt h es u b g r o u p s . d e s t i n a t i o np r o e I n( 2 ), t h e r e田 e色wos c h e m e s :d e c e n t r a l i z e d岨 d d i s ' l 丙6 u i e ' d .I nt h ed e c e n t r a l i z e ds c h e m e例, _ ' ! P i s e n d sm 色ot h ed ω色i n a t i o n sa n dt h ed 伺 t i n a t i o n s s e n db a c kt h er e c e i p tc o n f i r m a t i o no fm t oTPi • I fTP ir e c e i v 回 a l 1t h ec o n f i r m 叫i O s s, Tpai n f o r m s a l lt h ed 伺もi n a t i o n so f出 er e i 1 a b l er e c e i p to fm. 1 ; o t a l l y3 8_ m e s . s a g e s町 eもr a . n s m i t t e d岨 di tt a k e s t h r e er o u n d sw h e r e8i st h enumbero fd e s t i n a t i o n s i nG. ・ 目 ・叶 -138- , ~ t~_distri~ut~d sche~e [ 1 9, _ 2 1 ], e . v e r ys e s t i n a t i o nT乃 s e n d s叫l er e c e i p tc o n f i r m a t i o n o fm 色o a . l lt h ed国t i n a t i o : 回 a ndTP .onr e c e i p to fm. I f e c e i v e st h ec o n f i r m 叫i o n siroma l lt h e e a c hT巧 r destinatio田, T.乃 rel~ably re~~ves~. H e r e, 0 ( 8 . ' ) m伺 s a J [ e s田 et r a I l s m i t t e dandi 色t a k e stwor o u o d a . I nr 2l T .thenumbero fmeSSa i Z : e st r a n s m i tもe di n 組 b er e d u c e dt o0 ( 8 )bya d o p t i n gt h e t h e g r o u pc p i g g yb ac 1 t :andt h ed φr r e dc o n J in n a t i o n . Therea r et h ef o U o w i n gp r o も o c o l st or e a l i z et h e r e c e i p tc o n f i r m a t i o no fm: ( 1 )J ?i r e c tm u l t i c槌 tand d i 叫r i b 凶e dc o n f i rmat i o n . l 'e c tm u l t i c a 瓜 a ndd e c e n t r a l i z e dc o n f i r m a ( 2 )Di t i o n . ぽ a r c h i c a lm u l t i c a s tandd i s t r i b u t e dc o n f i r ( 3 )Hi m a t i o n . ( 4 ) ~ierar.chical m u l t i c 剖 a ndd e c e n t r a l i z e dc o n ・ f i r m a t i o n . snamedad i s t r i b u . t . e dproもo c o l[1~]. The罰 則 onei T4es e c o n di sa d o p t e dbyI S I S伊 ]andothe 四 戸 , 1 0 1 . Next, wec o n s i d e rwhene a c hd朗色i n a t i o np r o ・ ld e l i v e rm e s s a g e sr e e e i v e d .H e r e, l e t1 B s a g er~ceived l ) y' ! ' P i .T~ c a nd e l i v e r l l lmessag 田 m2s u c ht l P .hadd e l i v e r e da 1 1and( 2 )mli sr e l i a b l yr e c e i v e dbya 1 1t i I o n s .Howl o n gi tt a k e st or e l i a b l yr e c e ~s d ependson出 emaximumd e l a yt i l ;h~ p r o c e 田e 8i n~r~up G.H!l~~e.?.t~e ~el e r i n gm e s s a g e sI si n c r e a s e di fG i n c l u< s t a n tp r o c朗 自 国 . S i n c et h ep r o c伺 s e s it obeno もf a u l t y , me 回 a g e sa r ee v e n t u a . l lt h ed e s t i o a t i o n s . Hen r e c e i v e dbya Ld e l i v e rmli fTP.d e l i v e r e da l lm e s s a j is u c ht h a tm2→ mle v eI l j i n e dt oTP mli sn o tr e l i a b l yr e c e i v e d .Ther e l i a b l er e c e i p to f e a l i z et h eおU o w i n g : mli sr e q u i r e d色or J l 回s a g em i sg u a r 組 t e e dもobebu 古e r e dby ( 1 )A l 前 l e 副 o nep r o c e S BT . 乃i nG.Hence, i fm i s l 伺 t bysomep r o c 伺 8 , m -c a nber e t r叩 s m i t t e d byTPj・ ( 2 ) m.cl : ' l J .b e問 noved告omt h eb u f f e rぜ m i s r e l i a b l yr e e e i v e d .iι00n e e dt or e t r a n s m i t m. HenceI o n l yt h es e n d e ro rp r o c e 回 t or e t r 副 旭m i t もm i sr e l i a b l y mn e e d st oknowwhethero rno r e c e i v e d . 3.2 R息 coveryofmessage1 0 8 8 l e t w o r k .m e s s a g e s町 e . a y, and u n e x p e c t e dd e l 伺 h a v et or e c o v e r: ) c e s s 凶 ∞ 回i d e ragroup_H } 掴 組 e x 叩 l p l e .F i g t o fH wheree a c hn o d . mde a c he d g e (T乃 , t w e e nTP 4 andT乃. )i n d i c a t e sもhea v e r昭 2 (2 ), ad i r e c te d g eTJ st h en e a r e s t加 T P . . Lm essagem もo T. 九 andTP4, butT九 f 詞l st or e c e iv em. I nt h et r a t h e8 e n d e rTP1 r e t r a n s m i t sm d i t i o n a l p r o t o c o l s, t oT九 andi tt a k e s2 6 1 4・00t h e0 もh e rhand, i f TPaf o r w a r d sm t oTP 4 .i もも北関 2 6 i n c e6 3 4・S 1 4 >63 wec a nr e d u c e悦mef o rr e t r a n s m i s s i o no fm 4, ifT 乃f o r w町 dsmtoT 九.Thu8, U TP j1 曲 目 m, aproc 回 sT 凡 whωe6 i : ji sth~ _ m i l 1 I r s . umi nG c a n .Aspresentedhere,もhere前 etwo s e n dm t oT乃 wayst or e t r a n s m i tm i fTP jl o s伺 m s e n tbyT P . . ( 1 )S e n d e rr e t r 組 s m i s s i o n :T~ r e t r a n s m i t sm t o T P j . ( 2 )D聞もi n a t i o nr e 仕 組S 凶 踊i o n :Bomed回 伽 叫i o n o r w 町 dsmtoT 乃. p r o c e s sT九 f T ? " / P " 、 、 四 TPj TPJ TP 1 ( 1 ) { 勾 F i g u r e2 :P r o e e s sg r a p h 3.3 Protocols 路 TP is e n d sm t oas u b s e も S u p p o s et h a tap r o c e Bofthedestinationproc伺 sesi nぬeg r o u pG . There町 et h ef o l l o w i n gp r o t o c o l s . ( 1 )B個 ! c ( B )p r o も o c o l :d i s t r i b u t e dp r o t o c o lw i t h s e n d e ri e t r a n s m i s s i o n . ( 2 )~~~if!ed(M). . p r o t o . c o l : ~t~ibuted p r o t o c o l . a t i o nr e t r組 s m i s s i o n . w i t hd e s t i n ( 3 ) ~ested gr~u:p (N) prQ~oc~l: hi~rarch~cal m . u ! t i c 剖 ta . i ld d e c e n t r a 1 i z e dc o n f i r m a t i o nw i もh d e s も i n凶 i o nr e t r出 回m i s s i o n . ( 4 ) De~e'!trali~ed.(D). p r o tl C c o l :曲e c tm叫 i c a s t 組 dd e c e n も r a l i z e dc o n f i r m a t i o nw i t hs e n d e r r e t r a n s m i s s i o n . [ B a s i c ( B )p r o t o c o l ] is e n d sm t oa l lぬep r o e 回 B 回 i nB (~G). ( T l )TP ( T 2 ) Onreceip~ o !m.~acþ- p r o c 蜘 TPiand_ a l l 関伺 i nBsends.t h er e c e i p tc o n f i rm,抗l o n p r o c e toT~. ( T 3 ) Onr . e c e i p to f t h ec o n f i r m 叫i o nm e s s a g e sfrom a l lt h ep r o c e s s e si nB .TPir e l i a b l yr e c e i v e s m. ( R )I fsomeT乃 f 詞I s色or e c e i v em, TP.s e n d sm t o T . 乃 again.ロ Themodifiedp r o t o c o li st h esame回 出eb a s i c i n a t i o nTP "ne町 e s tt o o n ee x c e p tt h a tsomed回 t o r w a r dm t oT乃 i f T . 乃l o s国 m. T乃 mayf 凱 ed(M}p r o t o c o l ] [Mod ( R )町, ! ,Pj f~ls t or~~ive _7]1,..so~e .de8~in叫ion T九 i e n d sm 色oT P j .Hallもhed伺 t i n 叫i o n s 田 em e伽 岬 ( T 1 )旬 開c u t e daga 泊. l lもh ロ I nt h et h i r dp r o t o c o l, Gi sd e c o m p . o s e di n もod i s j o i n t8 u b g r o u p sGll, . . G. (89~ 2 ) .EachGiI s -139- , 'a- p' ' a n-a・ , m T P T P T P P 4 4 J T c o m p o s e do ft h ep r o c e s s 四 TP , 1 i… ,T P i h,( h i~ 1 )wも町eTP i 1i s. acoordinator. [N 回 t edgroup(N)p r o t o c o l ] ( T l )' I ' P i j_ s e n 也 m旬 t h ec o o r d i n a t o rTP ・ 1 i L e t I . o I t DC ibeacollectionofthecoordinatorswhose Qmf. 錨 t i n 叫i o n so fm. s u b g r o u t si n c l u d e 出 ed D c t c c t TP a lfoiwardsm t ot h ec o o r d i n a t o r si nDCi. N臨k ( T 2 )Onre~eip~ o . f m, t h ec o o r d i n a t o rT . 九 I民 n d s R . a c z l d mtoもh e d 回 t i n 叫i o n s回 GJ:・Onr e c e i p 色。fm , R r a a I d t h ed 伺もi n a t i o nT . 九h s e n d st h ec o n f i r m a t i o n αl D I . b a c k t o T . 九1 .. Onr e c e i p t0 1t h econmmations 回 t i n a もi o n si nG1 f t T九 1s e n d s f r o ma l l出 ed Ca a I . t h ec o n f i r m a t i o nt ot h ec o o r d i n a t o r si nD C . , ( T 3 )O~ _ r e c e i p 色 d もh ec o n f i r m a t i o n sf r o ma Uc c ト 伽, M刷 o r d i n a t o r si nDCI, T凡1s e n d st h ec o n f i r m a ( l ) B副姻}伊t 闘』 。)M<叫制刷}問問1 品i o n si nG"・ Onr e c e i p t t i o nt ot h ed e s t i n ec o n f i r m a t i o nf r o mTPu, T P l c hr e l i a b l y o fもh TP P TP T P 1P T P . T P . P ,T P ' ' 2 T ' ' 3 ' ' 4 u 2 1 2 2 1P I l T I 2 2 3 r e c e l v e sm. m ( R )I !T九I af a i l st or e c e i v em, TPur e s e n d sm t o T九 h. ロ I nt h ed e c e n t r a l i z e dp r o t o c o l , o n l y田 n d e rTP i c a nknoww h e t h e re a c hd e s t i n a t i o nr e c e i v 伺 m or n o t .Hence, t h es e n d e rr e t r a n s m i s s i o ni sa d o p t e d . L舗 x lC I nt h ed e c e n t r a l i z e dp r o もo c o l, Tl回 l dR a r et h e a J ' . cp r o もo c o 1 . same回 出 eb回 i 臨~ [ D e c e n t r a l i z e d ( D )p r o t o c o l ] R鋪 eod ( 也 On. r e c e i p to fm, T . 乃 m抽 出econfirmation P i . b a c kt oT ( T 3 )Onr e c e i p もo f a l lt h e∞nmmatio 叫 T P .s e n d s C a a f . A=句措 t h ea c c e p t a n c et oa l lt h ep r o c 回8 伺 i nB. IIIM (T のgnmipsdshea叫 もance, T . 巧邸C帆 m ー F M 刷 恥 4 ) N I 剖 “e ωP(N)戸宮崎側1 'm 伽 。 F i g u ! e3 ( 1 ),(~,~and ( ' 0showt h eB, M, an~tD p r o t o , ∞l sw h e r e 'TPls el I aame随 時:emtoT乃 , TP3, a n dT九 b u t _TP 4l o s e sm . .I nt h eM p r Oo t o ∞1 , T九 f o r w a r d sm t oT九 s i n c eT乃 i s也e n e世 伺tt o T . 九.F~e ~(3) s 1 ! . ( ) w st~ Np'roto~o! ~~h t " ! o .subgrEu. p (TPliLTP12, . T . s S )an~ ( TP2hT P 2 2, T. P : l s)whereT P l landT . 乃 1" a r et h e c o o r d i n a t o r s . TP i 2s e n d sm b u tTP2 31 0 8回 m. H e r e , TJ も1r e s e n d sm t oT乃a ・ F i g u r e3 :P r o t o c o l s s 3.4 Example L e tu8c o n s i d e r出 ep r o c e 田 g r a p hsho~ i nF i g ~re 2wher~ 1 != .{ rP l, .T.乃 , T九 '!'~4 } .Ifrp2 l 曲 目 m 組 d6 st h eminimum, TP 3f o 何回白 m 2 3i 2i nt h em o d i f i e dp r o t o c o l .I nt h eb幽 i co n e, t oTP TPlr e 鵠 n 白 m toT 乃: I nthel 閥 抗e dg r o u p, H 1 .)組 d U ∞m~~鈍~ o!.t.!"o~~b~o~! l ! 1 . = : =(TP H2= {T 乃, T1 ¥TP . .) .TP 2i st h ec o o r d i n a t o r i nH2・ WeDOWc O D s i d e rhowl o n2 :i tt a k e st od e l i v e rm oT乃 , TPs, andT P 4 . Supp伺 et h a 色 f r o mTP 1t ~'3 =. 6 ' 1 3= d i 4(=6 ) , 3 4= 6 4 2(=6~) ~_612 = 6 1 H e r e,加 1I'I Jb e .ap r o b a b i l i t yt h a tam e s s a g e8 叩 S byT Pi担 f o s tbyT . 乃 i . e . 1_~ij. As'8h~wn b e f o r e, t h el o n g e rt h ed i s t a n c e, t h emorep a c k e t s 町 e l ω t .Hence,的: J~ 1 I 'I I hi C 6 i jS6u.We掴 sume t h a t11'1 2= " ' 1 3=π14= " ' 1a n .d11'2 3= 11';剖=. 2 4 =町・ We幽 8 umet h a tnoc o n f i r m 叫i o nme 回a g ei s l ω色もhoughme9Sa~佃 may bel 0 8 t . Asp r e s e i i t e d b e f o r e, t l i em e s s a . g e1 0 個 r a t i o si nJapanand~~ t w e e nJapanandEuropea r eabou も 1%a nd20%, r e s p e c t i v e l y . Hence,we幽 sume町 〉 町 , π22 a n d吋 and7r~ c a nb en e g l e c t e d . Wew o u l d ' " 2, l i k eもoshow色h eaverag~ d e l a yもi m e sDB' DM' DNa n dDDf o rt h eb回i~(B>-, .~?d踊ed(M) , nest~d g r o u p ( N ) _ ,a n dd e c e n t 凶iZea{D)groupp r o t o c o I s , r e s p e c t i v e l y . -140一 DB=(1+2町 +2 1 1 'l ) 61・ DM=61+2町 ( 1+ 巧) 6 2・ DN=( 1+2 町 3 πl )6 1+(2+釘 2ー πl )6 2 ・ DD={2+2町 +2宵~)61 ・ 1 3=6 1 4= 2 4 0, 6 23 =" ' 1 3= π ' 1 4= 0 . 2 1 1 ' 2 4= 11'3 4= 0 . 01 . DB= 3 5 5,DM= ~~7, ~d. DD ~9_5 [ m s 吋. The M 民s td e l a y . t h es h o r TP1i sr e q u i r e d m.A l lt h ep r o r e t r姐 s m i tm. H e n c e, e v e r yp r o c e 腿 m.I nt h eNp r o t o c o l, T角 田ndsm ,andもhenT乃 forw町dsmtoT九 = 4 d九 Causality 4 . 1 s-causality 1 em e s s a g e s随叫 i n~ ~r~~p G =! Tfl, … T! h鵬 旬 川 凡n }川 TP be也 制 仙 l 附 i v 刊 v e r 凶 e 吋dinも 山 h 山 ec 則 削刷。r 州司 伊 [ Ca凶u s 叫 pr 蹴e c 偲e d l 阻 c ω er 叫e l a 副 ' “ 伽 。 o n ] げFore " ml c a 仰包s a 均 U 匂 I 1P問 附c 即 sm m舗 唱 飽 ml 組 d向m ( m 1 4 m 2 ) E - z : • mli ss e n tb e f o r em2byap r o c e s s, • f f l i ss e n ta f t e rd e l i v e r i n gabyap r o c倒 o r .ぁrsomeml 闇 a g em3, ml→ m3→ , , mb a u s a l l yo r d e r e dbyu s i n g Themessag伺 C組 ~e c t h ev e c t o rC l ock[ 1 3 ] . ( 1 )ml→ m2叩 d( 2 )t 8 ( m l )+t l .. j~ t 8 ( m 2 ) .ロ T h 叫i s, m2i s削 ti nt l .i jt i m eu n i t sa f t e rmli s ι ; も 常立ゐ ナz 2 ; 3 ; z ; 2 わ1 苧2 常ロい 仇 s e n t . 関 2eJ 組 m;. Then, T乃 r e白 imm.si ぷ TP3 receiv伺 i n , T九 cand山 e rml・ However , s i n c e ぷ , , '!l~_is alreadfßeli~er~~~d ~1 全+m2 , T九 cannot d e l i v e r m l・ I ffflli sd e l i v e r e d, m2c a n n o tbed e l i v ・ , e r e db e c a u s em i so b l i g a t e dもobed e l i v e r e da f t e r t S (! R 2 )+~;i~. There!s"'Îl!consis~enc~ l I J l l onga21 組 da3 o t 2.百 由 exampleshows出品 TPimayn d e l i v e rm e v e ni fm i sr e e e i v e di nAi I feachAii t h eA• c a u s a l i t ymaybe i si n d e p e n d e n t l yd e c i d e d, も . i n c o n s i s t e n , . ・ TP I onA [ 1 ]i sdefinedωfollows. Cm回 sag 田町 a nd [ A c a u s a l i t y JFore v e r yp a i ro mlA c a u s a l l yp r e c e d e sm (ml~ m2)i f f m2, ( 1 )ml→ m,and( 2 )t s (ml)+A とお (m , ) . ロ Le tu sc o 回 i d e ragroupK ={TP T乃 , TPa} 1, a ssho F ! g u r e4 . _ ~ere , TP ls e n d sam回 s a g e w nin mltoTP 九 .T 乃 sendsm2a . n e rr e c e i v i n g 2組 d-T ~!. i nA (ml~ ~2)・ Then, T乃 s e n d sm3t oTPa・ T九四c e l v 個 m2i n "d .a f t e rm i ss e n tb ¥ 訪 問 問i v e o 色i nd . .Heoce, T乃 d e l i v e r sm buto o tml・ mlOo ?g2ml TP 2 TP 3 , t 伽l ' e F i g u r e5 :d . .c a u s a l i t y , , , , , TP I TP 2 TP 3 y ] TheA . c a u s a lp r e c e d e n c er e l a [ C o n s i s t岨 c t i o n~ i sc o n s i s t e n t町 f o reverY~ l!l山 ofm伺sagω mlandm2s e n tbyp r o c 鍋 鶴 TP a ndT . 乃,時 s p e c t i v , e r !ts(ml)+d.. . i~ t s ( m 2 )+Al : j組 dml -m2・ ロ I ti ss も凶.g h t f o r w 町 dt h a tt h eC o l l o w i n g出 eorem h o l d s . [Th eorem]乞 i sc o n s i s 色e n ti ff o rev 町 yt r i p l e to f gocmTR, T乃,組d T 凡 , Aij+ajl:ミ au , 1 [ C o l l o r a r ; rど i sc o n s i s t e n t首 f o re v e r yt r i p l e to f proc創伺 T~ , T.乃, andT九, a i j=Alj.ロ Thash, t h eA-causaliwahco 回 i s t e n tb e c a u s e A i j Af o re v e r yT乃 andT P j . l nt h ewid e 町e agroup, t h etheoremmayn o t h o l dd e p e n d i n gont n er o u t i n gs t r a t e g i e s, i . e . A. maybei n c o n s i s t e n t .The 目 白et h ef o l l o w i n g~a.ys t or 倒。l v et h ei n c o n s I s t e n c yont h ea.c a u s a l i t y : ( 1 )t on e g l e c tm鯛 a g e swhichdon o ts a t 崎 山e A.c a u s a l i t y , 組d esomet l . ' j8 0t h a . tA.i s∞n s i s t e n t . ( 2 )t oc h聞 g l e tu8c o n s i d e rt h eexampleshowni nF i g F i r s t, 3r e c e i v 伺 m2i naa2副 dmli naal・One u r e5 .TP 3d e l i v e r sm2j u s tonA3 2a f t e rm2 wayi st h a tTP i ss e n t, i . e . mli sr e j e c t e d . Theo t h e rwayi st o もf o rml'Asar e s u l t, m2i sr e j e c t e ds i n c em2i s wai rece,iv~d a f t e rt . s (m2)+ 'a32・Inthelatterc幽 e,i f mli sl o s t, n e i t h e rmln o rm2i sr e c e i v e da l もh ough m2c a nber e c e i v e d . = t i m e , F i g u r e4 :d . c a u a l i t y 4 . 2 A九 causality I nawid e a r e agroupG ={ TPl, , . . TP , nJ somep a i r so fd e l a yt泊四 6ij 組~ 6 1 t1a r e8 0s i 伊ι i 宵e r 白 色 白 叫 ん /6 , : 1< :1 .H ere, l e tAu i c a n t l yd i beama x : i m umd e l a yt i m e6 i j betweenT乃 ana T P i .Le tA.beas e t{A i ;I i , j 1, , . n} . [A・ -eau8~tYJ L e tmlandm2beme邸 ag 回 s e n t . 乃 , r 回 p e c t i v e l y . ml A c a u s a l l y byT~ andT = 全 ;m2)iff p陀 c e d e sm2(ml ・ -141- γ お一 VMm 諮問ゐ肢は間品 m M . 苛 zhmU A m伽 伽 叫 帥 一 濃川一 ・ 叫 m 明Mmζ M -mhmωPW 也 M 一的 M Er nee 訓z 内 4 MeuuW ' t っ3 L剛 ML山 口 町 白 山 h -Ei m f h 引 い ∞ MhMXmM 耐州加畑刈剛弘治 凶 chn 削湖 ThC2川3m r'?ωuod 目 ・ faE 剖 削 V U M W D 抗出L mlddane 町 田 唱 剖 3dn r 目前川城間一一印刷向山岡乱・,剛一 的州伽祢山町 州凶 . w m,彫・附ゅは明弘山即日昭思議記九弘 ・ 山 E --A w叫んmMmω 4 内 JW?ト'b時 時 ・ E 園 、 ‘ . , , 、 ‘, . , ,‘ 、 , , ・、 E . 士 μ 削 ぬ 凶 抑 制 、 一 側 凶 御 山 ωmm印 刷 凶 叩 叩 州 訪 問 位 Lhm沈 邸 付 制 畑 山 十 n e d L e m - - E E旬 吋 自 ssdmEmbhmM-mhgemsi 十 Em町・ゆ・郎 U町 、 介 uqmmamω.ueLhsm W 8 8 油'岡山自郎、間制印刷叫↓ 伺 -dwdr一 DdlmdPRepM 閣DMWhh叫h.鵬 τei 叫 町 ・ - u 目 仙 時h ω 抑 制 凶 側 伽 抑 制 御 r u h h m h-m山 山 ・ 蜘 吋 伽 ・ ⋮ マ ∞ M P叫d 1恥 m∞dzofp m ∞ 0'm. m 引 け 伺 mr d仙 削即 em 時 旬 州 wmvm 町 四 句 町N h 刊日脚hmMe白血 mh山 白 ω 伽叩・ 伽川町判官官州同町23wmmhb刊 誌 計 器 詑 ネ 税 一 M 鵬 " 組 問 m・ M ・ 関 64tr Th 川的制細川畑凶・ ぃ h-b凶乃 印刷叫忍 邸側出ム 川町 T 飢制、川町 即時叫 叫叫 ぷ閉山川山山 山 田 油品川川町削減 飽か 出印刷・悶 M mpm 酬叫倒削 阻ルひ 池・即・制釧 叫 鴇器能ぬや m M⋮平山口訪日ケエ品川柳誠犠訪れい品川町山口市抑制 叫い浪 m U 組 合 古 川 即 日 間 仙 均 一 ム よ m mM dM 岬 m m A n z z z r 九 ' 2 z h m rニ Aな宮町弘崎一会え UM M 4 h u m - C mm 白川山地域時四 m m m m M ω H ・出 机 ω5MNM 同 部 m m m吋出足出抑制伽 Tb 諸問部⋮ r m誌記作品抑制山山部鴨川山桃山鯨脱出叫⋮⋮rm抗出 U J紋 払 EU 岬.m-昨 μ -142- = A紘 m一 A ML・ ・4 l 叫. 立制官出品協ゅはめ巾必沈滞胤丸一肌叫・蜘弘山 u m m 伽 仏 憎む -mmヤ 一 州 UVUJmMdf u r M パ町一m m ω・汀 MM m由 h民 .mpAmHωω A d町 おお ω m m M m政宝仙凶悶向山川帥お£ m ゆ mzm YC4 h いm h . m m b M U m -巾 川 郎 官小川副 -mtM・叩削⋮杭⋮ W M μ ドド山口以 ω-m ω 明町制高品γ ' X 吋 a m ωmU3020 w-Afn-wb medsape) dbamd・祖師附 mE=・町付 + + k μ m 位・M M m m L 5 . 2 A" e a u s a l i t y N e x t, wee v a l u 叫 ep r o t o c o l sw h i c hp r o v i d eG w i ぬもh eA"c a u s a l i t yi nt e r m so fぬenumbero f m e s s a g e st ob er e j e c 旬d .F i g u r e6shows色h er e ceip色 rati~R(り(三 1)' 0 1!Ile~sag伺 sent t ok e l v i n from i p s j,c o l or a . do ' ,and d e sf o rt h ed e l a yt ( fR ( t y d t 1 ), w h i c hi sme嗣 u r e dbyt r 曲目凶レ t i n g1 0, 0 0 0m e s s a g e s .F o re x a m p l e1 2.7%o fme s 8 a o . : e st a k e町 ound1 2 0msect o2 e tt oc o l o r a d ofrom k e l v i n .T a b l e . 2showsthem inimU l J ll a v e r a g e, and m出 imumd e l a Y 8 .I nH叫 oyama, t h e r ei sn . om回 8 a g e1 0 8 8anda l m o s ta l lm伺 s a g e sa r er e c e iv e di n 0 . 5m s e c . Ont h eo t h e rh a n d .o n ef o u r t ho ft h e 田a g e sa r el o s tand話 回k倒 的o u t2 4 0msecbe ・ me むw eenJ a pa . nandUK.Thef i g u r eand同 b l eshow 出剖 6 ijdepend8n o ' もo n l yon6 i ;b u ta l s o∞ e i j・ 百b l e2 :D e l a y [ m s e c ]&;1 0 時[%] lhos~ min1 a . v r gJ maxll 1 白色 i 句 I3 0 . 4 3 1I 6 0 . 4 2 1I 1 5 6 . 2 6 31 10 . 9I l l p lc o l ぽ a d o11 1 9 . 5 0 611 5 7 . 1 7 1 J 5 3 2 . 4 3 3 1 1 8 . 31 id e s I1 6 4 . 4 9 7I2 41 .3 7 0I2 7 3 3 . 5 6 612 4 . 4I 0 . 0 5 d e s c o l o r a d o 伊s j k e l v i n 伊9 ) m] 0 . 0 4 ( 1 ) O . ω き α)/01富d o m] 0 . 0 2 α) 0 . 0 1 o o 1 0 0 200 旬 。 De I a y[ m 副司 ∞ 400 S ( 3 ) F i g u r e6 :M e s s a g er e c e i p tr a t i oV . 8 .d e l a y t i m e F i g u r e7 :I n c o n s i s t e n t6 . c a u s a l i t y N e x t, s u p p伺 et ha . tA+ i su s e ds i n c et h eA.. a u s a l i t yi si n c o n s i s t e n t .d . c a nbee i t h e r凶 n i c a v e r a g e, o rmaximum-ofA , 1 i, …. : 1 i n .H e r e, mum, t h e .minimum, a v e r a g e , 回dma泊 mumare90, 1 6 8, and3 2 0m s e c, r e s p e e t i v e l y .T a b l e3s h o w st h er e c e i p 色r a t i o so fme 田暗闇 s e n t色o k e l v I nfromi p s j, c o T o r a d o ,andd e s .F o re x 副司.pl e, uA I I= 1 6 8, k e l v i nr e僧 i v 田 9 4 . 5 %o fm e s s a g 伺 f r o mi p s jw h i l e 叫y7 . 6 %c a nb er e c e i v e dfromd e s . o t t h eo t h e r .ha . n d, t h ea v e r a . g ed e l a . yt i m ebetw ,伺n k e l v i n組 di p s jI Sabout60-msecwhereonly0.1% fm 回 s a g e s町 el 伺 t .H e r e, l e t6A :i b e! J . Owhichi s 町 g e r色han6 0msec, i . e . α i=30%. 50%1 F i r s t,wec o n s i d e rhowmanym伺 s a g 伺 e a c h p r o c e s sc a nr e c e i v eg i v e n6. ・Aspresentedbeおr e, TP jd o e sn o tr e c e i v em e s s a g e sm f r o mT円 u n l e s sm a r r i v e si n6iJ 'G i v e n6 p r e s e n t e dh e r e , 6 0 . 5 %o fm e s s a g e ss e n tb l. j p s ja r er e c e i v e dby k e l v i n . Hence, 'ki = 6 0 . 5 [ % ]f o r6 k i・Sim 辺町l y , ' k e= 7 0 . 0and'J:d= 7 0 . 0f o r6kcandAkd, r e 目p e c t i v e l y . N e x t, wec o n s i d e r出 er a もi oofm 回 s a g e sr e j e c t e d d u e句 色h ei n c o n s i s t e n c yo f色h e6・ 4叫 s a l i t y .F i g - 。 ・ ' r a b l e3 :M e s s a g er e c e i p tr 叫i oε[%]i n6+ I l企 同s e c J1 1i p 司 Ic o l o r a d oId e sI 1minimum I 9 0 16 0 . 6I 0 . 0 I0 . 0I la v e r a g e 1 6 8 1 19 4 . 5I 7 0 . 0 I7 . 6I lm邸 imumI 3 2 0 1 19 8 . 9I 8 8 . 9 I7 0 . 0I Wed e f i n et h e.A.c a u s a l i t yf o rt h ew i d e 紅白 g r o u p .I ft h e6-c a u s a l i もyi sa d o p t e d, t h e r ee x i s t 80mem e s s a g e sr e j e c t e dt oe n s u r et h ec a u s a . l i 七y - -143- Ont h eo t h e rh組 d,i nt h eA+ -ca~sality, f e w e r i . e.εgets1 町 g e rb u ti t m e s s a g e sa r er e j e c t e d, ~~es l o n g e rt i m e _t od eJ . ! . v e rm田 s a g 伺 i f. 6 .i sl a r g e r . Morem e s s a g e s告omt h emored J st a n tp r o c e s s e s i . e .~ g e 旬 s m a l l e r, i fa 泊 s h o r t e r . a r er e j e c t e d, Thus, t h e r ei sat r a d e o f fb e t w e e na 叩 d~. The a p p l i c a t i o np r o c e s 民8 h a v et od e c i d ea 8 0出品 t h e e la . yt i m eandt h ec a u s a l i t y r e q u i r e m e n t son出 ed a r es a t i s f i e d . 6 ConcludingRemarks Weh a v ed i s c u s s t m u n i c a t i o nw h i e bi r も e r c o n n e c t e dbyt h e c h組 n e lb e t w e e n . 色h e d i f f e r e n もd e l a yt i m e, s e n t e dwavst or e d u l i nt h ewid e -a r e ag r o c u s s e d出 e Ae a U 8 1 Weh a v ep r e s e n t e d b回 i c, m o d i f i e d, n ' 伺 p r o も o e o l s .T h e s ep l i nt e r m so ft h ed e l a 1 t h a tt h em o d i f i e dp もh e r s . t h a nt h e0 ・ P a r a l l e l and D i s t r i b u t e dS y s t e m s,Vo .6, 1 N o . 6, 1 9 9 5, p p . 6 1 7 6 2 7, [ 1吋 K制 h o e k, M.F ., Tanenbaum, A.S ., HumS .F ., a n dB a l, H .E ., “ A nEf I ic i e n tR e m e l, 1 i a b l eB r o a d c 制 P r o も o c o l, "AC MO p e r a t i n g S y s t e m sReview, V o l . 2 3, N o . 4, 1 9 8 9, p p . 5 1 9 . . , 'T~me , Cloeks,刷出eOr・ [ 1 1 ] ~~portl J d e r i r i go fE v e n t si naD i s t r i b u t e dSystem, " Comm. 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