In addition to traditional concerns such as throughput and latency, freshness is becoming increasingly important. To stay fresh, applications stream status updates among their components. Existing studies propose the metric age of information (AoI) to gauge the freshness and design systems to achieve low AoI. Despite active research in this area, existing results are not applicable to general wired networks for two reasons. First, they focus on wireless settings where AoI is mostly affected by interference and collision while queueing is more dominant in wired settings. Second, the legacy drop-adverse flows are not taken into account in the literature. Scheduling mixed flows with distinct performance objective is not yet addressed. In this paper, we study wired networks shared by two classes of flows, aiming for high throughput and low AoI respectively, and achieve a good trade-off between their throughput and AoI. Our approach to the problem consists of two layers: freshness-aware traffic engineering (FATE) and in-network freshness control (IFC). FATE derives sending rate/update frequency for flows via optimization, and its solution is then enforced by IFC through efficient scheduling mechanisms at each outport of in-network nodes. We also present efficient Linux implementation of IFC and demonstrate the effectiveness of FATE/IFC through extensive emulations. Our results show that it is possible to trade a little throughput (5 % lower) for much shorter AoI (49 to 71% shorter) compared to state-of-the-art traffic engineering.


翻译:除了诸如吞吐量和延缓度等传统关切外,新鲜度正在变得越来越重要。为了保持新鲜,应用流状况更新各组成部分之间的更新。现有研究建议信息量年龄(AoI),以测量新度和设计系统,从而实现低AoI。尽管在这一领域进行了积极研究,但现有结果不适用于一般有线网络,原因有二。首先,这些结果侧重于无线设置,AoI在排队时受干扰和碰撞影响最大。第二,文献没有考虑到遗留下来的下降趋势。将不同性能目标的混合流动安排在尚未解决的方面。在本文中,我们研究由两类流动共享的有线网络,分别着眼于高吞吐量和低AoI。尽管在这一领域进行了积极研究,但现有结果不适用于一般有线网络的网络。 我们解决问题的方法包括两个层次:新鲜度-觉悟交通工程(FATE)和网络内新鲜度控制(IFC)。FATE通过优化发送流动的频率/更新频率,然后由IFC公司通过高效的日程安排机制对目前低度实施。

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《工程》是中国工程院(CAE)于2015年推出的国际开放存取期刊。其目的是提供一个高水平的平台,传播和分享工程研发的前沿进展、当前主要研究成果和关键成果;报告工程科学的进展,讨论工程发展的热点、兴趣领域、挑战和前景,在工程中考虑人与环境的福祉和伦理道德,鼓励具有深远经济和社会意义的工程突破和创新,使之达到国际先进水平,成为新的生产力,从而改变世界,造福人类,创造新的未来。 期刊链接:https://www.sciencedirect.com/journal/engineering
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