Self-adjusting networks (SANs) have the ability to adapt to communication demand by dynamically adjusting the workload (or demand) embedding, i.e., the mapping of communication requests into the network topology. SANs can thus reduce routing costs for frequently communicating node pairs by paying a cost for adjusting the embedding. This is particularly beneficial when the demand has structure, which the network can adapt to. Demand can be represented in the form of a demand graph, which is defined by the set of network nodes (vertices) and the set of pairwise communication requests (edges). Thus, adapting to the demand can be interpreted by embedding the demand graph to the network topology. This can be challenging both when the demand graph is known in advance (offline) and when it revealed edge-by-edge (online). The difficulty also depends on whether we aim at constructing a static topology or a dynamic (self-adjusting) one that improves the embedding as more parts of the demand graph are revealed. Yet very little is known about these self-adjusting embeddings. In this paper, the network topology is restricted to a line and the demand graph to a ladder graph, i.e., a $2^n$ grid, including all possible subgraphs of the ladder. We present an online self-adjusting network that matches the known lower bound asymptotically and is $12$-competitive in terms of request cost. As a warm up result, we present an asymptotically optimal algorithm for the cycle demand graph. We also present an oracle-based algorithm for an arbitrary demand graph that has a constant overhead.


翻译:自调整网络能够通过动态调整工作负载(或需求)嵌入(即通信请求到网络拓扑的映射),自适应地响应通信需求。此类网络可通过调整嵌入的代价来降低频繁通信节点对的路由成本。当需求具有可被网络适应的结构性时,这种特性尤为有效。需求可采用需求图的形式表示,该图由网络节点集(顶点)和成对通信请求集(边)定义。因此,适应需求可解释为将需求图嵌入到网络拓扑中。无论需求图是预先已知(离线场景)还是逐条边暴露(在线场景),这一过程都具有挑战性。其难度还取决于目标是构建静态拓扑,还是构建能够随需求图部分暴露而逐步改进嵌入的动态(自调整)拓扑。然而,关于这类自调整嵌入的研究仍极为有限。本文将网络拓扑限制为线性结构,需求图限制为阶梯图(即$2^n$网格),并涵盖阶梯图的所有可能子图。我们提出一种在线自调整网络,它在渐近意义上匹配已知下界,且在请求代价方面实现$12$-竞争比。作为预热结果,我们针对循环需求图提出一种渐近最优算法。此外,针对任意需求图,我们提出了一种具有常数开销的基于预言机的算法。

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
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9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
GNN 新基准!Long Range Graph Benchmark
图与推荐
0+阅读 · 2022年10月18日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2022年11月21日
Arxiv
19+阅读 · 2021年2月4日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
Arxiv
18+阅读 · 2019年3月28日
Arxiv
23+阅读 · 2018年10月1日
VIP会员
最新内容
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
5+阅读 · 6月21日
相关资讯
GNN 新基准!Long Range Graph Benchmark
图与推荐
0+阅读 · 2022年10月18日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
相关基金
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员