| 講演名 | 2020-07-17 同時故障集合の故障確率低減コストを考慮した高信頼ネットワーク設計問題 森野 友真(関西学院大), 巳波 弘佳(関西学院大), |
|---|---|
| PDFダウンロードページ |  PDFダウンロードページへ |
| 抄録(和) | 故障に耐性のある信頼性の高い情報ネットワークを設計することは重要であり，このような情報ネットワークを設計するためには，バックアップ機構と高速復旧機構の両方で故障が発生する確率を低下させるための保護を行う必要がある．しかし，ノードやリンクなどすべてのネットワーク構成要素の故障確率を低下させようとすると，莫大なコストが必要となる．そのため，必要性の高い一部のネットワーク構成要素のみを優先的に保護し，情報ネットワーク全体の信頼性を向上させることが現実的である．本稿では，一回の災害で同時に故障するネットワーク構成要素の集合である故障集合の故障確率を，その保護のためにかけるコストに応じて低下させることができると仮定する．各故障集合の故障確率は故障集合に割り当てられたコストに応じて減少するので，情報ネットワーク全体が連結していない確率として定義されるネットワーク故障確率は減少する．本稿では，ネットワーク故障確率が閾値以下という制約の下で，各故障集合に割り当てるコストの合計を最小化するように，コストを決定するネットワーク設計問題を定義する．まず，コストとコストに応じて減少する故障確率との関係を階段関数とした場合のネットワーク設計問題を，0-1整数計画問題として定式化する．また，実際の情報ネットワークのトポロジを用いて性能評価を行う． |
| 抄録(英) | It is important to design a robust information network resistant to network failures. The protection method to decrease failure probability by both backup mechanism and fast recovery mechanism is an approach to design such an information network. However, much cost is necessary, if the failure probability of all network elements must be decreased. Consequently, it is practical to protect only highly required network elements so that the reliability of the entire information network is increased. In this paper, we assume that the failure probability of a failure set, a set of network elements that simultaneously fails at the event of a single disaster, can be decreased according to cost for protection. Since failure probability of a failure set is decreased according to cost assigned to the failure set, the network failure probability defined as the probability that the entire information network is not connected, is decreased. We define a network design problem that determines cost assigned to each failure set so that the sum of the cost assigned to each failure set is minimized under the constraint that the network failure probability is less than or equal to a given threshold. First, we formulate the network design problem as a 0-1 integer programming problem, when the relationship between cost and probability decreased according to cost is a step function. Furthermore, we investigate the relationship between cost and reliability by using the topology of some actual information networks. |
| キーワード(和) | ネットワーク / グラフ理論 / 保護 / 信頼性 / 故障確率 / 整数計画問題 |
| キーワード(英) | Network / Graph theory / Protection / Reliability / Failure Probability / Integer Programming |
| 資料番号 | CQ2020-33 |
| 発行日 | 2020-07-09 (CQ) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | CQ |
|---|---|
| 開催期間 | 2020/7/16(から2日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online conference |
| テーマ（和） | QoEとQoSの評価・計測・制御，ネットワーク制御・管理，IoT，一般 |
| テーマ（英） | QoE and QoS Evaluation/Measurement/Control, Network Contorol/Management, IoT, etc. |
| 委員長氏名（和） | 下西 英之(NEC) |
| 委員長氏名（英） | Hideyuki Shimonishi(NEC) |
| 副委員長氏名（和） | 岡本 淳(NTT) / 平栗 健史(日本工大) |
| 副委員長氏名（英） | Jun Okamoto(NTT) / Takefumi Hiraguri(Nippon Inst. of Tech.) |
| 幹事氏名（和） | 木村 共孝(同志社大) / 山中 広明(NICT) / アベセカラ ヒランタ(NTT) |
| 幹事氏名（英） | Tomotaka Kimura(Doshisha Univ.) / Hiroaki Yamanaka(NICT) / Hirantha Abeysekera(NTT) |
| 幹事補佐氏名（和） | 西川 由明(NEC) / 木村 拓人(NTT) / 堅岡 良知(KDDI総合研究所) |
| 幹事補佐氏名（英） | Yoshiaki Nishikawa(NEC) / Takuto Kimura(NTT) / Ryoichi Kataoka(KDDI Research) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Communication Quality |
|---|---|
| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 同時故障集合の故障確率低減コストを考慮した高信頼ネットワーク設計問題 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | High Reliability Network Design Problem Considering Reduction Cost of Failure Probability of Simultaneous Failure Sets |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | ネットワーク / Network |
| キーワード(2)（和/英） | グラフ理論 / Graph theory |
| キーワード(3)（和/英） | 保護 / Protection |
| キーワード(4)（和/英） | 信頼性 / Reliability |
| キーワード(5)（和/英） | 故障確率 / Failure Probability |
| キーワード(6)（和/英） | 整数計画問題 / Integer Programming |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 森野 友真 / Yuma Morino |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 関西学院大学(略称：関西学院大) Kwansei Gakuin University(略称：Kwansei Gakuin Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 巳波 弘佳 / Hiroyoshi Miwa |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 関西学院大学(略称：関西学院大) Kwansei Gakuin University(略称：Kwansei Gakuin Univ.) |
| 発表年月日 | 2020-07-17 |
| 資料番号 | CQ2020-33 |
| 巻番号（vol） | vol.120 |
| 号番号（no） | CQ-108 |
| ページ範囲 | pp.63-68(CQ), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2020-07-09 (CQ) |