인터넷 성장 모델 트래픽 지리 경제 통합

본 논문은 인터넷 성장 메커니즘을 보다 포괄적으로 이해하기 위해, 트래픽 흐름, 지리적 분포, 경제적 비용을 동시에 고려한 에이전트 기반 모델(ABM)을 제안한다. 모델의 기본 단위는 자율 시스템(AS)을 대표하는 ‘에이전트’이며, 각 에이전트는 지리적 위치 집합 Λᵢ, 전송 용량 Kᵢ, 패킷 큐 Qᵢ, 인접 에이전트 집합 Γᵢ, 그리고 예산 Bᵢ를 보유한다. 성장 단계는 네 가지 주요 서브스텝으로 구성된다. 첫째, 네트워크가 목표 평균 차수 k_D 보다 조밀하지 않을 경우 인구 밀도가 높은 픽셀에 새로운 에이전트를 추가한다. 둘째, 각 에이전트는 전송된 트래픽에 비례해 용량 Kᵢ를 확장하고, 용량 확장 비용 C_capacity 을 차감한다. 셋째, 동일 픽셀에 존재하는 에이전트 간에 예산이 충분하면 연결 비용 C_connect 을 지불하고 링크를 추가한다. 넷째, 남은 예산을 사용해 인접 픽셀 중 인구 대비 비용 p(x,y)/(L(x,y)+1) 이 가장 낮은 위치에 새로운 네트워크 노드를 확장한다. 이 과정에서 와이어 비용 C_wire 은 픽셀 간 거리와 직접 연관된다. 트래픽 시뮬레이션은 패킷을 인구 비례 확률 P_pkg 에 따라 소스·목적 픽셀 쌍을 선택하고, 해당 픽셀에 존재하는 에이전트를 각각 송신·수신 노드로 지정한다. 라우팅은 목적지까지의 그래프 거리 차이에 따라 확률 exp