Ağ güvenilirliği problemi için yeni bir sezgisel algoritmanın tasarımı ve değerlendirilmesi
Design and evaluation of a new heuristic algorithm for network reliability problem
Yazar: KUTLAY IŞIK
Danışman: DOÇ. DR. VAHID AKRAM
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Uluslararası Bilgisayar Ana Bilim Dalı / Bilgi Teknolojileri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Ağ sistemlerinde güvenilirlik; sadece bilgisayar ağları ile sınırlı olmayan ulaşım, iletişim, dağıtım ve hizmet ağlarında da üzerinde sıklıkla çalışılan bir kavram haline gelmiştir. Bilgisayar ağlarında ise güvenilirlik, neredeyse tüm hassas uygulama alanlarının yönetilmesinde ve gerçekleştirilmesinde ihtiyaç duyulan veri iletişiminin kesintiye uğramadan hızlı bir şekilde sağlanabilmesi adına önemli bir rol oynamaktadır. Ağ sistemlerinde meydana gelen bir arıza alınan hizmetin kalitesini düşürürken zaman kayıplarına, maddi kayıplara ve hatta can kayıplarına neden olabilmektedir. Bununla birlikte ağların boyutlarının muazzam büyüklüklere ulaşması ve ağ yapısının dinamik olması güvenilirliğin hesaplanmasını zorlaştırmaktadır. Bu nedenle doğru olduğu kadar, hızlı çalışan algoritmalara ihtiyaç duyulmaktadır.
Bu çalışmada ağ güvenilirliğini hesaplamak için kullanılan gerçek sonucu bulan kesin yöntemler ile yakın değer hesaplayan tahminleme yöntemlerinden bazıları incelenmiştir. Ayrıca ağ güvenilirliğini verimli bir şekilde hesaplamak için sezgisel yöntemler kullanan, Aşamalı İndirgeyici Sezgi Algoritması (AISA) isimli bir algoritma geliştirilmiştir. Bu algoritma ağdaki düğümleri birbirine bağlayan patika kümelerini belirleyerek çizge indirgeme teknikleri ile hesaplama sayısını düşüren bir yaklaşım ortaya koymaktadır. AISA, tek yönlü veya çift yönlü çalışan ağlarda kullanılabilir. Parametreler değiştirilerek güvenilirlik değerine yakın sonuçlar elde edilebilir veya çalışma süresi kısaltılabilir.

Abstract:
Reliability in network systems; It has become a frequently studied concept in transportation, communication, distribution and service networks, which are not limited to computer networks. In computer networks, reliability plays an important role in the management and realization of almost all sensitive application areas, in order to provide the data communication needed quickly without interruption. A malfunction in the network systems can lead to loss of time, financial losses and even loss of life while reducing the quality of the service received. However, the enormous size of the networks and the dynamic nature of the network structure make it difficult to calculate reliability. For this reason, algorithms that are accurate as well as fast are needed.
In this study, exact methods that find the exact result used to calculate the network reliability and estimation methods that calculate the approximate value are examined. In addition, an algorithm called Progressive Reducing Heuristics Algorithm (AISA) has been developed which uses heuristics to efficiently calculate network reliability. This algorithm introduces an approach that reduces the number of computations with graph reduction techniques by identifying the set of paths connecting the terminals in the network. The algorithm can be used in unidirectional or bidirectional networks. By changing the parameters, results closer to the reliability value can be obtained or the operating time can be shortened.