In-network computing via smart networking devices is a recent trend for modern datacenter networks. State-of-the-art switches with near line rate computing and aggregation capabilities are developed to enable, e.g., acceleration and better utilization for modern applications like big data analytics, and large-scale distributed and federated machine learning. We formulate and study the problem of activating a limited number of in-network computing devices within a network, aiming at reducing the overall network utilization for a given workload. Such limitations on the number of in-network computing elements per workload arise, e.g., in incremental upgrades of network infrastructure, and are also due to requiring specialized middleboxes, or FPGAs, that should support heterogeneous workloads, and multiple tenants. We present an optimal and efficient algorithm for placing such devices in tree networks with arbitrary link rates, and further evaluate our proposed solution in various scenarios and for various tasks. Our results show that having merely a small fraction of network devices support in-network aggregation can lead to a significant reduction in network utilization. Furthermore, we show that various intuitive strategies for performing such placements exhibit significantly inferior performance compared to our solution, for varying workloads, tasks, and link rates.


翻译:通过智能联网设备进行网络内计算是现代数据中心最近的一个趋势。开发了具有近线速率计算和集成能力的先进交换器,以便例如加速和更好地利用诸如大数据分析、大规模分布和联合机械学习等现代应用;我们制定和研究在网络内激活数量有限的网络内计算装置的问题,目的是减少特定工作量的总体网络利用率;对网络内计算要素的每个工作量出现这种限制,例如在网络基础设施的逐步升级方面,还因为需要专门的中间箱或FPGAs,以支持多种不同的工作量和多个租户。我们提出一种最佳和高效的算法,用于将这类装置安置在具有任意连接率的树木网络中,并进一步评价我们在不同情况下和为各种任务提出的解决办法。我们的结果显示,网络内支持的网络设备只有一小部分,就会导致网络利用率的大幅下降。此外,我们表明,执行这种安置的各种直观战略与我们的解决办法、不同的工作量、不同的任务和不同的工作量挂钩相比,其表现率要低得多。

0
下载
关闭预览

相关内容

Networking:IFIP International Conferences on Networking。 Explanation:国际网络会议。 Publisher:IFIP。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/networking/index.html
专知会员服务
39+阅读 · 2020年9月6日
神经常微分方程教程,50页ppt,A brief tutorial on Neural ODEs
专知会员服务
71+阅读 · 2020年8月2日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
知识图谱推理,50页ppt,Salesforce首席科学家Richard Socher
专知会员服务
108+阅读 · 2020年6月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
动物脑的好奇心和强化学习的好奇心
CreateAMind
10+阅读 · 2019年1月26日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
carla无人驾驶模拟中文项目 carla_simulator_Chinese
CreateAMind
3+阅读 · 2018年1月30日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
10+阅读 · 2020年6月12日
Meta-Learning with Implicit Gradients
Arxiv
13+阅读 · 2019年9月10日
Arxiv
5+阅读 · 2019年6月5日
Arxiv
8+阅读 · 2018年7月12日
Arxiv
3+阅读 · 2017年11月20日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
动物脑的好奇心和强化学习的好奇心
CreateAMind
10+阅读 · 2019年1月26日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
carla无人驾驶模拟中文项目 carla_simulator_Chinese
CreateAMind
3+阅读 · 2018年1月30日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员