During the concept design of complex networked systems, concept developers have to ensure that the choice of hardware modules and the topology of the target platform will provide adequate resources to support the needs of the application. For example, future-generation aerospace systems need to consider multiple requirements, with many trade-offs, foreseeing rapid technological change and a long period for realization and service. For that purpose, we introduce NetGAP, an automated 3-phase approach to synthesize network topologies and support the exploration and concept design of networked systems with multiple requirements including dependability, security, and performance. NetGAP represents the possible interconnections between hardware modules using a graph grammar and uses a Monte Carlo Tree Search optimization to generate candidate topologies from the grammar while aiming to satisfy the requirements. We apply the proposed approach to a synthetic version of a realistic avionics application use case. It includes 99 processes and 660 messages. The experiment shows the merits of the solution to support the early-stage exploration of alternative candidate topologies. The method vividly characterizes the topology-related trade-offs between requirements stemming from security, fault tolerance, timeliness, and the "cost" of adding new modules or links. We also create a scaled-up version of the problem (267 processes, 1887 messages) to illustrate scalability. Finally, we discuss the flexibility of using the approach when changes in the application and its requirements occur.


翻译:摘要:在复杂网络化系统的概念设计阶段,概念开发人员必须确保硬件模块的选择及目标平台的拓扑结构能为应用需求提供充足资源。例如,未来航空航电系统需权衡多重需求,预测快速的技术变革,并考虑长期实现与服务周期。为此,我们提出NetGAP——一种自动化的三阶段方法,用于综合网络拓扑并支持包含可靠性、安全性和性能等多重需求的网络化系统探索与概念设计。NetGAP通过图文法表示硬件模块间的潜在互连关系,并采用蒙特卡洛树搜索优化,在满足需求的前提下从文法中生成候选拓扑。我们将该方法应用于合成版的真实航空电子用例(包含99个进程和660条消息),实验证明该方法能有效支持候选拓扑的早期探索。NetGAP生动刻画了源于安全性、容错性、实时性需求及新增模块/链路“成本”之间的拓扑权衡。此外,我们构建了问题规模化版本(267个进程、1887条消息)以验证可扩展性。最后,讨论当应用及其需求发生变更时该方法的灵活适用性。

0
下载
关闭预览

相关内容

Networking:IFIP International Conferences on Networking。 Explanation:国际网络会议。 Publisher:IFIP。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/networking/index.html
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
学习自然语言处理路线图
专知会员服务
140+阅读 · 2019年9月24日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《无人机革命:来自俄乌战场的启示》(报告)
专知会员服务
1+阅读 · 36分钟前
《实现联合作战能力所需的技术》58页报告
专知会员服务
1+阅读 · 54分钟前
以色列运用人工智能优化空袭警报系统
专知会员服务
0+阅读 · 今天6:20
以色列在多条战线部署AI智能体
专知会员服务
1+阅读 · 今天6:12
2025年大语言模型进展报告
专知会员服务
12+阅读 · 4月25日
多智能体协作机制
专知会员服务
11+阅读 · 4月25日
非对称优势:美海军开发低成本反无人机技术
专知会员服务
9+阅读 · 4月25日
《美战争部小企业创新研究(SBIR)计划》
专知会员服务
8+阅读 · 4月25日
《军事模拟:将军事条令与目标融入AI智能体》
专知会员服务
12+阅读 · 4月25日
【NTU博士论文】3D人体动作生成
专知会员服务
9+阅读 · 4月24日
相关VIP内容
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
学习自然语言处理路线图
专知会员服务
140+阅读 · 2019年9月24日
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员