With the explosion of (user-generated) content and the heterogeneity of users/devices,today’s Internet has evolved into a system of extreme complexity hindering the design ofeffective network protocols. The availability of global information, either topological orrelated to the users’ profiles is non-realistic if not impossible to obtain. As such, asignificant open challenge that the thesis seeks to address involves the management ofInternet content (or services) in a distributed manner with the utilization of local-scopeinformation. Towards this end, the socio-technical insights provided by the interdisciplinaryframework of Complex Network Analysis (CNA) have attracted the interest of theresearch community, yet remain largely under-explored. The thesis addresses instancesof content management problems over mobile opportunistic networks as well as wired ISPnetworks at the router-level. Among the mobile opportunistic nodes, we seek to identifythe appropriate nodes to store and efficiently provide content to the rest of the network.Over the ISP topologies, we study the distributed Internet service placement and the contentsearch driven by local information. The vulnerability of the latter networks to nodeattacks is also explored from both the connectivity and content-related standpoint. The novelty dimension of the thesis lies in the effort to introduce and promote (CNA) centralitymetrics to important parameters for the design of Internet content operations. Ourresults obtained by analysis and simulations over real-world data, reveal useful insightsand provide guidelines as to how (local) centrality information can efficiently drive themanagement of Internet content.

Με την έκρηξη του διακινούμενου περιεχομένου και την ετερογένεια των χρηστών/συσκευών,το σημερινό Διαδίκτυο έχει εξελιχθεί σε σύστημα εξαιρετικά μεγάλης πολυπλοκότητας, γε-γονός που δυσχεραίνει το σχεδιασμό αποδοτικών πρωτοκόλλων. Η διαθεσιμότητα καθολικήςπληροφορίας, τοπολογικής είτε άλλης σχετικής με το προφίλ των χρηστών, ϑεωρείται πλέον ε-λάχιστα ϱεαλιστική αν όχι αδύνατη. ΄Ετσι, το ανοικτό Ϲήτημα-πρόκληση στο οποίο η διατριβήστοχεύει να απαντήσει είναι η διαχείρηση του Διαδικτυακού περιεχομένου με κατανεμημέ-νο τρόπο και η αξιοποίηση για το σκοπό αυτό πληροφορίας τοπικής εμβέλειας. Προς τηνκατεύθυνση αυτή, η εισαγωγή κοινωνικο-τεχνικών εννοιών και γραφοθεωρητικών εργαλείωνκάτω από τη διεπιστημονική περιοχή της Ανάλυσης Σύνθετων Δικτύων αποσπά αυξανόμενοενδιαφέρον χωρίς όμως να έχει ως τώρα μελετηθεί σε ϐάθος. Η διατριβή εξετάζει προβλή-ματα διαχείρισης περιεχομένου ή/και υπηρεσιών : α) πάνω σε ασύρματα οπορτουνιστικάδίκτυα και ϐ) πάνω σε ενσύρματες τοπολογίες ISP(Internet Service Provider) δικτύων.Στο οπορτουνιστικό περιβάλλον αναζητούνται οι κατάλληλοι κόμβοι πού ϑα αποθηκεύσουνπεριεχόμενο ώστε αυτό να διατίθεται αποδοτικά στο δίκτυο και επίσης διερευνάται η κοινωνι-κοκεντρική (socio-aware) προώθηση μηνυμάτων μεταξύ κινούμενων χρηστών. Πάνω σε ISP τοπολογίες μελετάται η κατανεμημένη χωροθέτηση (placement) υπηρεσιών και η αναζήτησηπεριεχομένου με…

The goal of this thesis is to construct and explore new mathematical models of knowledge diffusion in organizational communication networks. The conventional diffusion equation is limited to random “agent-to-agent” interactions. However in practice, humans are more than “mindless” molecules. Human “agent-to-agent” interactions involve, in addition to diffusion, rational decisions-selections limited by the inherent uncertainty (bounded rationality). Taking into consideration this key observation, we constructed new mathematical models for knowledge diffusion within networks, which incorporate the awareness of the selecting-communicating agents. This is precisely the originality of the thesis. Based on the newly constructed modeling framework, we simulated and compared several different communication policies among the agents of the network for knowledge acquisition. There are three research issues addressed in this thesis, namely: (1) the impact of false beliefs and unreliable communication channels on knowledge dynamics, (2) the impact of the communication policy among the agents of the network on knowledge dynamics, (3) the impact of the policy for positioning “experts” (i.e. agents with high knowledge level) within the network on knowledge dynamics. The key finding of the thesis is that the emerging knowledge dynamics (macro level) is conditioned to a large extend by the awareness of the selecting-communicating agents (micro level).

Σκοπός της διατριβής είναι η κατασκευή και η διερεύνηση νέων μαθηματικών μοντέλων διάχυσης γνώσης εντός δικτύων επικοινωνίας οργανισμών. Η συμβατική εξίσωση διάχυσης περιορίζεται στις τυχαίες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των πρακτόρων-κόμβων του δικτύου. Ωστόσο στην πράξη, οι άνθρωποι διαθέτουν κάτι περισσότερο από τα «άνευ νου» μόρια της ύλης. Οι ανθρώπινες αλληλεπιδράσεις συμπεριλαμβάνουν, πέραν της διάχυσης, ορθολογική λήψη αποφάσεων-επιλογών οι οποίες περιορίζονται από την ενυπάρχουσα αβεβαιότητα (περιορισμένη ορθολογικότητα). Λαμβάνοντας υπόψιν αυτή την παρατήρηση-κλειδί, κατασκευάσαμε νέα μαθηματικά μοντέλα διάχυσης γνώσης εντός δικτύων, τα οποία ενσωματώνουν την επίγνωση των πρακτόρων που επιλέγουν-επικοινωνούν. Αυτή ακριβώς είναι η πρωτοτυπία της διατριβής. Βάσει του νέου πλαισίου μοντελοποίησης που κατασκευάσθηκε, προσομοιώσαμε και συγκρίναμε διάφορες πολιτικές επικοινωνίας μεταξύ των πρακτόρων του δικτύου προς απόκτηση γνώσης. Τα ερευνητικά ζητήματα που μελετήθηκαν στην διατριβή είναι τα εξής τρία: (1) η επίπτωση των ψευδών πεποιθήσεων και των αναξιόπιστων διαύλων επικοινωνίας στην δυναμική της γνώσης, (2) η επίπτωση της πολιτικής επικοινωνίας μεταξύ των πρακτόρων του δικτύου στην δυναμική της γνώσης, (3) η επίπτωση της πολιτικής τοποθέτησης «ειδημόνων» (δηλαδή πρακτόρων με υψηλό επίπεδο γνώσης) εντός του δικτύου στην δυναμική της γνώσης. Το κύριο αποτέλεσμα της διατριβής είναι ότι η αναδυόμενη δυναμική της γνώσης (μακροσκοπικό επίπεδο) εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την επίγνωση των πρακτόρων που επιλέγουν-επικοινωνούν (μικροσκοπικό επίπεδο).