约束虚拟斯坦纳有向树问题：形式化定义、单商品整数规划公式及计算评估
网络与互联网体系结构
2013-10-02 v1 分布式、并行与集群计算
最优化与控制
摘要
随着互联网变得更加虚拟化和软件定义，网络核心引入了新功能：ISP 中心局、通用节点或数据中心中间件中可用的分布式资源可用于处理（例如过滤、聚合或复制）数据。基于这种新的网络范式，我们制定了约束虚拟斯坦纳有向树问题 (CVSAP)，该问题旨在寻找执行网内处理的最佳位置，以便在遵守链路和节点容量的同时，联合最小化处理成本和网络流量。我们证明了 CVSAP 无法被近似（除非 P = NP），并据此开发了精确算法 VirtuCast 以计算（近）最优解。VirtuCast 包括：(1) 紧凑的单商品流整数规划 (IP) 公式；(2) 一种流分解算法，用于从 IP 解中重构独立路由。IP 公式的紧凑性使得即使在大型实例上也能快速计算下界，从而加速算法。我们严格证明了 VirtuCast 的正确性。为了补充我们的理论发现，我们实现了 VirtuCast 并进行了广泛的计算评估，表明使用 VirtuCast 可以（接近）最优地解决现实规模的实例。我们展示了 VirtuCast 显著优于朴素的多商品公式，并启动了在分支定界过程中生成可行解的原始启发式算法的研究。
引用
@article{arxiv.1310.0346,
title = {The Constrained Virtual Steiner Arborescence Problem: Formal Definition, Single-Commodity Integer Programming Formulation and Computational Evaluation},
author = {Matthias Rost and Stefan Schmid},
journal= {arXiv preprint arXiv:1310.0346},
year = {2013}
}
备注
A conference version of this Paper will appear in the proceedings of OPODIS 2013, (c) Springer LNCS. It will be available at link.springer.com