クラウドコンピューティング環境に対する動的信頼性評価に関する総合的研究

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24500066
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 田村 慶信 山口大学, 理工学研究科, 准教授 (20368608)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: クラウドコンピューティング / オープンソースソフトウェア / 信頼性 / ディペンダビリティ

研究実績の概要

データの一元管理，低コスト，保守・運用が容易，事前準備が不要といった点から，オープンソースでクラウド環境を構築する事例が増えている．しかしながら，様々な情報事故が発生しており，信頼性確保の問題がその普及を大きく妨げている．本研究課題では，オープンソースソフトウェア（OSS）を利用したクラウド基盤システムに対する信頼性評価技術を開発した．具体的には，クラウドコンピューティングの運用段階を対象とした信頼性評価のための確率微分方程式モデルを構築するとともに，クラウドの運用段階におけるフォールト発見事象が，ログインするユーザ数やサービスアプリケーション数の変化などに起因するプロビジョニングプロセスにより不規則に変動するものと仮定し，ジャンプ項を導入したジャンプ拡散モデルについて議論した．また，ネットワーク環境に依存し易い傾向があるクラウドコンピューティングの特徴を考慮するために，ネットワークトラフィックの変化率に基づく信頼性評価法を提案した．さらに，信頼性評価尺度として，クラウドコンピューティングのネットワークトラフィックに関する環境要因を考慮した稼働率を導出した．特に，クラウドコンピューティング環境の維持管理に伴うソフトウェアコストについて考えた場合，クラウドソフトウェアの最適なメンテナンス時刻を予測することは重要である．本研究課題では，最適メンテナンス問題について議論するとともに，稼働率を考慮した場合における最適メンテナンス時刻の推定法を提案した．また，研究の集大成として，提案手法に基づく信頼性評価ツールを実装し，研究成果による波及効果を促進するため，開発されたツールはOSSとしてWeb上で公開した．

研究成果

• [雑誌論文] Optimization analysis based on stochastic differential equation model for cloud computing (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Tamura and S. Yamada
  • 雑誌名: International Journal of Reliability, Quality and Safety Engineering 巻: VOL. 21 ページ: 1-13
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reliability analysis tool based on jump diffusion models for cloud computing (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Tamura and S. Yamada
  • 雑誌名: International Journal of Reliability and Quality Performance 巻: VOL. 6 ページ: 89-99
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] AIR application for reliability analysis considering debugging process and network traffic in mobile clouds (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Tamura and S. Yamada
  • 雑誌名: Journal of Simulation Modelling Practice and Theory 巻: ― ページ: ―
  • DOI: 10.1016/j.simpat.2014.03.010
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reliability and portability assessment tool based on hazard rates for an embedded open source software (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Tamura and S. Yamada
  • 雑誌名: Journal of Software 巻: VOL. 9 ページ: 2546-2556
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reliability analysis based on AHP and software reliability models for big data on cloud computing (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Tamura and S. Yamada
  • 雑誌名: International Journal of Statistics-Theory and Applications 巻: VOL. 1 ページ: 43-49
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reliability assessment based on two-dimensional Wiener processes for big data (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Tamura and S. Yamada
  • 雑誌名: Proceedings of the 20th ISSAT International Conference on Reliability and Quality in Design 巻: ― ページ: 193-197
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dependability optimization with two-dimensional Wiener processes for cloud computing (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Tamura, K. Miyaoka, and S. Yamada
  • 雑誌名: Proceedings of the 6th Asia-Pacific International Symposium on Advanced Reliability and Maintenance Modeling 巻: ― ページ: 458-465
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] AIR application for reliability assessment based on conventional SRGM's (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Tamura and S. Yamada
  • 雑誌名: Proceedings of the Twelfth International Conference on Industrial Management 巻: ― ページ: 9-14
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reliability analysis based on three-dimensional stochastic differential equation for big data on cloud computing (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Tamura and S. Yamada
  • 雑誌名: Proceedings of the IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management 巻: ― ページ: ―
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] オープンソースソリューションの最適メンテナンス時刻推定のためのAIRアプリケーションの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 足立翔人，田村慶信，山田茂
  • 雑誌名: 京都大学数理解析研究所講究録「不確実性の下での数理的意思決定の理論と応用」研究集会講究録 巻: NO. 1912 ページ: 44-52
  • 謝辞記載あり
• [学会発表] モバイルクラウドを想定した信頼性評価のためのモバイルアプリケーションの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田村慶信，山本詩織，山田茂
  • 学会等名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会 平成27年春季研究発表会アブストラクト集
  • 発表場所: 東京理科大学 神楽坂キャンパス（東京都・新宿区）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-27
• [学会発表] モバイルクラウドにおけるネットワーク環境特性を考慮したソフトウェア信頼性評価のためのAIRアプリケーション (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉永圭佑，田村慶信，山田茂
  • 学会等名: IEEE Consumer Electronics Society West Japan Joint Chapter 研究会
  • 発表場所: 海峡メッセ下関（山口県・下関市）
  • 年月日: 2015-01-23
• [学会発表] モバイルOSSに対するネットワーク接続環境を考慮した信頼性評価法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 信川ゆみ，田村慶信，山田茂
  • 学会等名: 第16回IEEE 広島支部 学生シンポジウム論文集
  • 発表場所: 広島市立大学（広島県・広島市）
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-16
• [学会発表] インストーラを考慮したモバイルソフトウェア信頼性評価のためのAIRアプリケーションの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本詩織, 田村慶信, 山田茂
  • 学会等名: 第16回IEEE 広島支部 学生シンポジウム論文集
  • 発表場所: 広島市立大学（広島県・広島市）
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-16
• [学会発表] 3D software tool for reliability assessment based on three dimensional Wiener process model considering big data on cloud computing (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Tamura and S. Yamada
  • 学会等名: Proceedings of the IEEE International Conference on Reliability, Infocom Technology and Optimization
  • 発表場所: Amity University（Uttar Pradesh, Noida・India）
  • 年月日: 2014-10-08 – 2014-10-10
  • 招待講演
• [学会発表] クラウドコンピューティングに対するネットワークトラフィック依存型確率微分方程式モデルとその適合性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田村慶信，宮岡健太，山田茂
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告[信頼性]
  • 発表場所: 金城学院大学（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2014-05-23
• [図書] Handbook of Research on Architectural Trends in Service-Driven Computing (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Tamura and S. Yamada
  • 総ページ数: 759 (695-720)
  • 出版者: IGI Global
• [備考] Software Reliability Engineering Laboratory
  • URL: http://www.sre.csse.yamaguchi-u.ac.jp/
• [備考] RA3DA for Big Data on Cloud Computing
  • URL: http://sourceforge.net/projects/ra3dabc/
• [備考] RAM3DA for Big Data on Cloud Computing
  • URL: http://sourceforge.net/projects/ra3dabc/
• [備考] RAMT for Mobile Clouds
  • URL: http://sourceforge.net/projects/mobnet/
• [備考] RAMT for Mobile OSS
  • URL: http://sourceforge.net/projects/ratmoss/