[논문 리뷰] Planetary-Scale Views on an Instant-Messaging Network

Jure Leskovec, Eric Horvitz|ArXiv.org|2008. 03. 06.

Complex Network Analysis Techniques참고 문헌 18인용 수 72

한 줄 요약

이 논문은 2006년 6월 동안 2억 4천만 명의 Microsoft Messenger 사용자로부터 익명화된 통신 데이터를 분석하여, 1억 8천만 명의 활성 사용자와 13억 개의 통신 엣지로 구성된 행성 규모의 사회망을 구축한다. 평균 최단 경로 길이는 6.6이며, '여섯 정도의 분리' 원칙을 약간의 변형을 거쳐 확인하였고, 언어, 위치, 연령에 따라 강한 동질성(호모필리)이 나타나지만, 성별 간 대화는 더 빈번하고 오래 지속됨을 밝혀냈다.

ABSTRACT

We present a study of anonymized data capturing a month of high-level communication activities within the whole of the Microsoft Messenger instant-messaging system. We examine characteristics and patterns that emerge from the collective dynamics of large numbers of people, rather than the actions and characteristics of individuals. The dataset contains summary properties of 30 billion conversations among 240 million people. From the data, we construct a communication graph with 180 million nodes and 1.3 billion undirected edges, creating the largest social network constructed and analyzed to date. We report on multiple aspects of the dataset and synthesized graph. We find that the graph is well-connected and robust to node removal. We investigate on a planetary-scale the oft-cited report that people are separated by ``six degrees of separation'' and find that the average path length among Messenger users is 6.6. We also find that people tend to communicate more with each other when they have similar age, language, and location, and that cross-gender conversations are both more frequent and of longer duration than conversations with the same gender.

연구 동기 및 목표

• 익명화된 실시간 메신저 데이터를 활용하여 행성 규모의 인간 통신 패턴을 분석한다.
• 실제 세계의 통신 활동 기반으로 지금까지 가장 큰 사회망을 구축하고 연구한다.
• 실제 세계의 통신 네트워크에서 '여섯 정도의 분리' 가설을 검증한다.
• 성별, 연령, 언어, 위치와 같은 인구통계적 요인이 통신 빈도와 지속 시간에 미치는 영향을 조사한다.
• 노드 제거 시 네트워크의 강건성과 연결성, 군집 계수, 경로 길이와 같은 구조적 특성에 대한 평가를 수행한다.

제안 방법

• 2006년 6월 동안 Microsoft Messenger에서 익명화된 고수준 통신 메타데이터를 수집하였으며, 메시지 내용은 제외하였다.
• 1억 8천만 개의 노드(활성 사용자)와 13억 개의 엣지(최소 한 번 이상 소통한 쌍)로 구성된 무방향 통신 그래프를 구축하였다.
• 최단 경로 길이, 군집 계수, 연결된 성분 크기 등을 계산하기 위해 네트워크 분석 기법을 사용하였다.
• 다양한 순서 기준(도수, 대화 횟수, 메시지 볼륨, 대화 시간)을 사용하여 노드 제거 시뮬레이션을 통해 네트워크의 강건성을 평가하였다.
• 성별, 연령, 언어, 지리적 위치와 같은 사용자 속성 간의 통신 패턴을 비교하여 동질성의 정도를 분석하였다.
• 공간 상관관계 분석을 통해 지리적 거리와 통신 빈도/지속 시간 간의 관계를 분석하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 행성 규모의 실시간 메신저 네트워크에서 사용자 간 평균 최단 경로 길이는 얼마인가?
• RQ2 성별, 연령, 언어, 위치와 같은 인구통계적 요소가 통신 빈도와 지속 시간에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 대규모 사회망에서 동질성이 통신 패턴에 얼마나 큰 영향을 미치는가?
• RQ4 대규모 네트워크에서 타겟 공격과 무작위 노드 제거에 대해 네트워크는 얼마나 강건한가?
• RQ5 지역적 거리와 글로벌 네트워크 내 통신 패턴 간의 상관관계는 어떠한가?

주요 결과

• Messenger 네트워크의 평균 최단 경로 길이는 6.6(중위수 6)이며, '여섯 정도의 분리' 원칙이 약간의 증가를 거쳐 확인되었다.
• 1억 8천만 명의 활성 사용자 중 99.9%가 가장 큰 연결된 성분에 속해 있어 네트워크의 높은 연결성을 나타낸다.
• 군집 계수의 감쇠 지수는 -0.37이며, 이는 이전의 계층적 모델에서 예상한 것보다 낮은 수준의 국소 군집화를 나타낸다.
• 언어에 대한 동질성이 가장 강하며, 이어 지리적 위치와 연령 순으로 동질성이 나타나며, 유사한 사용자 간에 더 자주 소통하고 더 오래 대화한다.
• 동질성 기대와는 반대로, 성별 간 대화는 성별이 동일한 상호작용보다 더 자주 발생하고 더 오래 지속된다.
• 지리적 거리가 증가할수록 통신 빈도는 감소하지만, 장거리 연결은 평균적으로 더 많은 메시지를 주고받고 더 긴 대화를 나눈다.