We seek the best traffic allocation scheme for the edge-cloud computing network that satisfies constraints and minimizes the cost based on burstable billing. First, for a fixed network topology, we formulate a family of integer programming problems with random parameters describing the various traffic demands. Then, to overcome the difficulty caused by the discrete feature of the problem, we generalize the Gumbel-softmax reparameterization method to induce an unconstrained continuous optimization problem as a regularized continuation of the discrete problem. Finally, we introduce the Gumbel-softmax sampling network to solve the optimization problems via unsupervised learning. The network structure reflects the edge-cloud computing topology and is trained to minimize the expectation of the cost function for unconstrained continuous optimization problems. The trained network works as an efficient traffic allocation scheme sampler, remarkably outperforming the random strategy in feasibility and cost function value. Besides testing the quality of the output allocation scheme, we examine the generalization property of the network by increasing the time steps and the number of users. We also feed the solution to existing integer optimization solvers as initial conditions and verify the warm-starts can accelerate the short-time iteration process. The framework is general with solid performance, and the decoupled feature of the random neural networks is adequate for practical implementations.


翻译:我们寻求满足约束条件并基于突发计费模式最小化成本的边缘-云计算网络最优流量分配方案。首先,针对固定网络拓扑,我们构建了一族包含随机参数(描述各类流量需求)的整数规划问题。然后,为克服问题离散特性带来的困难,我们将Gumbel-softmax重参数化方法推广,通过引入无约束连续优化问题作为离散问题的正则化延拓。最后,我们提出Gumbel-softmax采样网络,通过无监督学习求解优化问题。该网络结构反映边缘-云计算拓扑,并通过训练最小化无约束连续优化问题代价函数的期望值。训练后的网络可作为高效的流量分配方案采样器,在可行性与代价函数值方面显著优于随机策略。除测试输出分配方案的质量外,我们通过增加时间步长和用户数量考察网络的泛化性能。同时,将解作为初始条件输入现有整数优化求解器,验证热启动可加速短期迭代过程。该框架具有通用性与鲁棒性,随机神经网络的解耦特性足以支持实际部署。

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
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
【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
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
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
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
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
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
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年9月1日
Conditional Prompt Learning for Vision-Language Models
Arxiv
13+阅读 · 2022年3月10日
Learning Embedding Adaptation for Few-Shot Learning
Arxiv
17+阅读 · 2018年12月10日
Feature Denoising for Improving Adversarial Robustness
Arxiv
15+阅读 · 2018年12月9日
VIP会员
最新内容
《Palantir的科技生态系统》
专知会员服务
1+阅读 · 今天15:23
《反无人机系统传感器融合》90页报告
专知会员服务
4+阅读 · 今天14:57
运用人工智能与卫星通信驱散“战争迷雾”
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:45
ACL 2026 | LLMSurgeon:从生成文本诊断大模型训练数据
【综述】世界模型:架构、方法、推理与应用全景
综述 | OPSD:大语言模型的在线策略自蒸馏
专知会员服务
4+阅读 · 6月1日
帕兰蒂尔Maven:军事人工智能的新纪元
专知会员服务
8+阅读 · 6月1日
相关资讯
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
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
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
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
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
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员