具有端到端时延约束的超可靠分布式云网络控制
网络与互联网体系结构
2022-05-06 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
我们正步入一个由实时计算服务(如工业自动化与增强现实,统称为 AgI 服务)通过高度分布的云/边缘计算网络交付所驱动的迅速展开的未来。AgI 服务交互密集的特性加速了对提供严格时延保证的网络解决方案的需求。与大多数只能刻画平均时延性能的现有研究不同,我们专注于在逐包基础上于相应截止时间之前交付 AgI 服务这一关键目标,同时最小化云网络总体运营成本。为此,我们设计了一种能够跟踪数据包生存期的新型排队系统,并将该时延约束最小代价动态网络控制问题形式化。为求解这一具挑战性的问题,我们首先研究具有平均容量(或资源预算)约束的场景,刻画了时延约束稳定域并借助等效虚拟网络上的 Lyapunov 优化理论设计了近最优控制策略。遵循同一原则,我们通过开发可靠云网络控制(RCNC)算法来解决峰值容量约束场景,该算法采用双向优化方法使实际与虚拟网络流解以迭代方式收敛。大量数值结果表明,所提控制策略相较最先进的云网络控制算法具有更优性能,以及为保障下一代 AgI 服务交付严格端到端截止时间所带来的价值。
引用
@article{arxiv.2205.02427,
title = {Ultra-Reliable Distributed Cloud Network Control with End-to-End Latency Constraints},
author = {Yang Cai and Jaime Llorca and Antonia M. Tulino and Andreas F. Molisch},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.02427},
year = {2022}
}