In multi-tiered fog computing systems, to accelerate the processing of computation-intensive tasks for real-time IoT applications, resource-limited IoT devices can offload part of their workloads to nearby fog nodes, whereafter such workloads may be offloaded to upper-tier fog nodes with greater computation capacities. Such hierarchical offloading, though promising to shorten processing latencies, may also induce excessive power consumptions and latencies for wireless transmissions. With the temporal variation of various system dynamics, such a trade-off makes it rather challenging to conduct effective and online offloading decision making. Meanwhile, the fundamental benefits of predictive offloading to fog computing systems still remain unexplored. In this paper, we focus on the problem of dynamic offloading and resource allocation with traffic prediction in multi-tiered fog computing systems. By formulating the problem as a stochastic network optimization problem, we aim to minimize the time-average power consumptions with stability guarantee for all queues in the system. We exploit unique problem structures and propose PORA, an efficient and distributed predictive offloading and resource allocation scheme for multi-tiered fog computing systems. Our theoretical analysis and simulation results show that PORA incurs near-optimal power consumptions with queue stability guarantee. Furthermore, PORA requires only mild-value of predictive information to achieve a notable latency reduction, even with prediction errors.


翻译:在多层雾计算系统中,为加快实时 IoT 应用程序的计算密集型任务处理,资源有限的 IoT 设备可以将其部分工作量卸到附近的雾节点,在这种工作量可能卸到高层雾节点,而计算能力则更大。这种分级卸载虽然有可能缩短处理延迟时间,但也可能引发无线传输的过度电力消耗和延迟。随着各种系统动态的时变,这种权衡使进行有效和在线卸载决策变得相当困难。同时,预测性卸载到雾计算系统的基本好处仍然没有被探讨。在本文件中,我们侧重于动态卸载和资源分配的问题,在多层雾计算系统中进行交通预测。通过将这一问题描述为随机网络优化问题,我们的目标是尽可能减少平均电力消耗量,保证系统内所有排队的稳定性。我们利用独特的问题结构,提出一个高效且分布式的预测性卸载和资源分配计划,以接近水平的电流值的耗值计算方法。我们用多层雾计算系统,需要一个高层稳定度的理论和稳定度预测结果。

0
下载
关闭预览

相关内容

Processing 是一门开源编程语言和与之配套的集成开发环境(IDE)的名称。Processing 在电子艺术和视觉设计社区被用来教授编程基础,并运用于大量的新媒体和互动艺术作品中。
专知会员服务
51+阅读 · 2020年12月14日
耶鲁大学《分布式系统理论》笔记,491页pdf
专知会员服务
45+阅读 · 2020年7月29日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
79+阅读 · 2020年7月26日
Python分布式计算,171页pdf,Distributed Computing with Python
专知会员服务
108+阅读 · 2020年5月3日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
177+阅读 · 2019年10月11日
计算机 | 国际会议信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年7月3日
计算机 | 中低难度国际会议信息8条
Call4Papers
9+阅读 · 2019年6月19日
计算机 | CCF推荐期刊专刊信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年4月10日
人工智能 | SCI期刊专刊信息3条
Call4Papers
5+阅读 · 2019年1月10日
大数据 | 顶级SCI期刊专刊/国际会议信息7条
Call4Papers
10+阅读 · 2018年12月29日
人工智能 | 国际会议信息10条
Call4Papers
5+阅读 · 2018年12月18日
计算机类 | 11月截稿会议信息9条
Call4Papers
6+阅读 · 2018年10月14日
计算机类 | 国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2017年11月17日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
Fair Dynamic Rationing
Arxiv
0+阅读 · 2021年2月17日
Arxiv
0+阅读 · 2021年2月16日
Arxiv
0+阅读 · 2021年2月16日
Arxiv
35+阅读 · 2019年11月7日
Efficient and Effective $L_0$ Feature Selection
Arxiv
5+阅读 · 2018年8月7日
Arxiv
6+阅读 · 2018年2月7日
VIP会员
相关资讯
计算机 | 国际会议信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年7月3日
计算机 | 中低难度国际会议信息8条
Call4Papers
9+阅读 · 2019年6月19日
计算机 | CCF推荐期刊专刊信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年4月10日
人工智能 | SCI期刊专刊信息3条
Call4Papers
5+阅读 · 2019年1月10日
大数据 | 顶级SCI期刊专刊/国际会议信息7条
Call4Papers
10+阅读 · 2018年12月29日
人工智能 | 国际会议信息10条
Call4Papers
5+阅读 · 2018年12月18日
计算机类 | 11月截稿会议信息9条
Call4Papers
6+阅读 · 2018年10月14日
计算机类 | 国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2017年11月17日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员