MicrosoftとMITがクラウドの効率を改善する数理モデルを開発

By byrdyak

Microsoftとマサチューセッツ工科大学(MIT)が株式市場を分析する応用数学の分野である数理ファイナンスから着想を得て、共同でクラウドサービスのトラフィック効率を改善して、可用性を維持したままクラウドコンピューティングの使用率を高める数理モデルを作成しました。

TEAVAR: striking the right utilization-availability balance in WAN traffic engineering
https://dl.acm.org/citation.cfm?doid=3341302.3342069

Using Wall Street secrets to reduce the cost of cloud infrastructure
https://techxplore.com/news/2019-08-wall-street-secrets-cloud-infrastructure.html

クラウドサービスはさまざまな地域の都市に設定されたデータセンター同士を光ファイバー回線でネットワーク接続して、各種のコンピューティングサービスを顧客に提供するというネットワークビジネスです。クラウドサービスで重視されるポイントの1つに、「システムが利用できる時間の割合」である「可用性」があります。

信頼性と可用性は何が違う？ | 日経 xTECH（クロステック）
https://tech.nikkeibp.co.jp/it/atcl/column/17/011900625/011900007/

可用性が低いとサービスを利用しようと思ったときに利用できないケースが出てきます。しかし、大規模なコンピューティングシステムでも停電や回線の切断などの予期せぬ事故でシステム自体がダウンしてしまう場合があるため、可用性を高めるにはネットワークやデーターセンター自体のバックアップが不可欠です。しかし、バックアップとなるネットワークやデータセンターはトラブルのない平時には無用のものなので、バックアップを増やすと全体の稼働率は低下してしまいます。そして、稼働率の低下はコストに跳ね返ってくるわけです。

By dotshock

MicrosoftとMITの研究チームは、MicrosoftやGoogle・IBM・AT&Tなどのネットワークデータを活用して、データセンターから送信したトラフィック障害が発生する確率分布をマッピングして、各リンクに適切な帯域幅を求め、さらに障害の発生を予測するという数理モデルを開発。この数理モデルは、トラフィックの利用率を株式市場における「投資額」に、ネットワーク障害を「損失」に見立てて、数理ファイナンスで研究されている既存の数理モデルをネットワークトラフィックに当てはめたものとのこと。

By Lorenzo

現実に近い環境のシミュレーターでこの理論を実験したところ、転送量を最大限まで活用しながらもトラフィック障害を回避することを確認したとのこと。研究チームによると、発表されたモデルでは、データの損失を発生させることなく、従来式のネットワーク設計に比べてデータ転送量を約3倍に増やすことができるそうです。

論文の共著者であるマーニャ・ゴバディ氏は「発表した数理モデルによってネットワーク利用率が高まると、プロバイダーの負担額が下がってクラウドサービスの利用料が安くなるだけでなく、クラウドインフラストラクチャーによる膨大なエネルギー消費を削減できるようになって環境にも良い影響が期待できます」と述べています。