Internet ecosystem consists of a lot of individual entities having different roles such as Internet Service Providers (ISPs), Content Providers (CPs), Content Delivery Networks (CDNs) and End-users (EUs). The entities have competitive as well as cooperative interactions because they are rational players interested in maximizing their individual profits. However, such selfish behaviors often lead to techno-economic inefficiencies throughout Internet ecosystem such as unstable peering and revenue imbalance. In this paper, we capture and analyze the interactions based on the game theoretic approaches. Our primary focus is on the study of the impact of traffic scheduling policies on the stability of the ISPs’cooperation. In sequence, our second work analyzes the impacts of the emergence of Telco-CDNs and their cooperation on the traditional CDN market. Finally, we investigate the impact of different degrees of the cooperation among ISPs and EUs on the stability of user-centric networks. Consequently, this dissertation contributes on understanding the Internet ecosystem by the analysis of competition and cooperation among the selfish technical entities based on game theoretic approach.
인터넷은 서로 다른 역할을 하는 다수의 개별적인 주체로 구성되어 있다. 그 주체들은 경쟁과 협력에 기반하는 한편으로 언제나 그들의 개별적인 이득을 최대화하는 것에 목적을 두기 때문에, 이는 각 주체 간의 불균형한 이득분배를 야기할 수 있고, 또 그로 인하여 기술적 비효율성과 불안정성이 나타날 가능성이 있다. 본 논문에서는 위와 같은 가능성을 해결하고자, 게임이론을 통하여 인터넷을 효율적이고 안정적으로 운용하기 위한 기술의 경제적 상호관계에 관하여 연구하였다. 먼저 인터넷서비스사업자들의 트래픽처리방식과 이득분배방식이 인터넷서비스의 안정성에 미치는 영향을 협력게임이론을 통하여 분석하였으며, 이를 통하여 특정 트래픽처리정책에 따른 인터넷서비스사업자 간의 경쟁과 협력의 안정성을 보장하기 위한 조건을 제시했다. 이어서 인터넷서비스사업자들이 콘텐츠분배네트워크를 구성함에 따라, 그들의 협력이 기존 콘텐츠분배사업자와 경쟁적 관계에 미치는 영향을 스탁켈베르크게임모델을 통하여 분석하였으며, 인터넷서비스사업자들이 이득을 증진시킬 수 있는 안정적 협력의 조건을 제시하였다. 마지막으로 사용자의 자원활용이 가능한 종단네트워크에서 인터넷서비스사업자가 주도한 사용자중심네트워크를 안정적으로 운영하기 위한 과금정책을 협력게임이론을 통하여 연구하였다. 결과적으로, 본 논문은 향후 기술의 경제적 효용성과 안정성을 보장하면서도 합리적 이득분배까지도 가능하게 하는 네트워크 운용정책을 마련하는 데 기여하였다.
