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节点约束流量工程:理论及应用

网络与互联网体系结构 2019-09-27 v2

摘要

流量工程(TE)是网络中的一项基本任务。传统上,流量可取连接源与目的地的任意路径。然而,段路由等新兴技术使用经过预定一组中间点的逻辑路径。受此启发,本文引入节点约束 TE 问题,即流量必须经过一组中间点,并研究其理论根基。我们表明,将流量约束为经过一个或多个中间点路径的一般节点约束 TE 在有向图上是 NP-hard 的,而在无向图上是强多项式的,揭示了两种情况间深刻的二分性。我们额外研究了使用中间点间最短路径的流行节点约束 TE 变体,表明该问题对固定数量中间点现可在弱多项式时间内求解。然而,若约束端到端路径为无环,则问题可能变为 NP-hard。这解释了现有工作为何聚焦于计算易处理的变体。我们工作的一个重要应用涉及由 Freeman 等人[21]于 1991 年首次提出的流中心性的计算复杂性:我们表明其在有向图上为 NP-hard,而在无向图上为强多项式。最后,我们研究了一般节点约束 TE 中的中间点选择问题。我们引入组流中心性作为多商品网络的解概念,研究其复杂性,并表明其在有向与无向图上均为单调但非子模的。我们的工作对节点约束 TE 及其应用提供了详尽的理论处理。

关键词

引用

@article{arxiv.1907.03058,
  title  = {Node-Constrained Traffic Engineering: Theory and Applications},
  author = {George Trimponias and Yan Xiao and Xiaorui Wu and Hong Xu and Yanhui Geng},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1907.03058},
  year   = {2019}
}

备注

This manuscript is the extended version of our IEEE/ACM ToN paper "Node-Constrained Traffic Engineering: Theory and Applications" with the addition of Remarks 1, 2, 3 in III-A, Remark 4 in III-B, and Remark 5 in V-B