We consider the following node-capacitated network design problem. The input is an undirected graph, set of demands, uniform node capacity and arbitrary node costs. The goal is to find a minimum node-cost subgraph that supports all demands concurrently subject to the node capacities. We consider both single and multi-commodity demands, and provide the first poly-logarithmic approximation guarantees. For single-commodity demands (i.e., all request pairs have the same sink node), we obtain an $O(\log^2 n)$ approximation to the cost with an $O(\log^3 n)$ factor violation in node capacities. For multi-commodity demands, we obtain an $O(\log^4 n)$ approximation to the cost with an $O(\log^{10} n)$ factor violation in node capacities. We use a variety of techniques, including single-sink confluent flows, low-load set cover, random sampling and cut-sparsification. We also develop new techniques for clustering multicommodity demands into (nearly) node-disjoint clusters, which may be of independent interest. Moreover, this network design problem has applications to energy-efficient virtual circuit routing. In this setting, there is a network of routers that are speed scalable, and that may be shutdown when idle. We assume the standard model for power: the power consumed by a router with load (speed) $s$ is $\sigma + s^\alpha$ where $\sigma$ is the static power and the exponent $\alpha > 1$. We obtain the first poly-logarithmic approximation algorithms for this problem when speed-scaling occurs on nodes of a network.


翻译:我们考虑以下节点容量网络设计问题。输入为一个无向图、一组需求、统一的节点容量和任意节点成本。目标是在满足节点容量的前提下,找到一个能同时支持所有需求的最小节点成本子图。我们同时考虑单商品和多商品需求,并首次给出了多项式对数近似保证。对于单商品需求(即所有请求对具有相同汇节点),我们实现了成本上的$O(\log^2 n)$近似,节点容量违反因子为$O(\log^3 n)$。对于多商品需求,我们实现了成本上的$O(\log^4 n)$近似,节点容量违反因子为$O(\log^{10} n)$。我们采用了多种技术,包括单汇合流、低负载集合覆盖、随机采样和割稀疏化。我们还开发了将多商品需求聚类成(近似)节点不相交簇的新技术,这可能具有独立的研究价值。此外,该网络设计问题可应用于能效虚拟电路路由。在此场景中,存在一个由速度可扩展且空闲时可关闭的路由器组成的网络。我们采用标准功率模型:负载(速度)为$s$的路由器消耗的功率为$\sigma + s^\alpha$,其中$\sigma$为静态功率,指数$\alpha > 1$。我们首次给出了当节点速度可扩展时该问题的多项式对数近似算法。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
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
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
1+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 · 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
2+阅读 · 2015年12月31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 · 2014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
网状网络及其在军事领域的运用
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:18
无美国参与的欧洲战争方式(万字长文)
专知会员服务
4+阅读 · 今天5:54
《国防领域敏感性分析白皮书》
专知会员服务
5+阅读 · 今天3:42
综述 | 从问答到任务完成:Agent系统与Harness设计
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
4+阅读 · 6月24日
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
8+阅读 · 6月24日
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
6+阅读 · 6月24日
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
8+阅读 · 6月24日
军事欺骗:供作战战术指挥官使用的工具
专知会员服务
6+阅读 · 6月24日
相关VIP内容
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
1+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 · 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
2+阅读 · 2015年12月31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 · 2014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