Motivated by the desire to utilize a limited number of configurable optical switches by recent advances in Software Defined Networks (SDNs), we define an online problem which we call the Caching in Matchings problem. This problem has a natural combinatorial structure and therefore may find additional applications in theory and practice. In the Caching in Matchings problem our cache consists of $k$ matchings of connections between servers that form a bipartite graph. To cache a connection we insert it into one of the $k$ matchings possibly evicting at most two other connections from this matching. This problem resembles the problem known as Connection Caching, where we also cache connections but our only restriction is that they form a graph with bounded degree $k$. Our results show a somewhat surprising qualitative separation between the problems: The competitive ratio of any online algorithm for caching in matchings must depend on the size of the graph. Specifically, we give a deterministic $O(nk)$ competitive and randomized $O(n \log k)$ competitive algorithms for caching in matchings, where $n$ is the number of servers and $k$ is the number of matchings. We also show that the competitive ratio of any deterministic algorithm is $\Omega(\max(\frac{n}{k},k))$ and of any randomized algorithm is $\Omega(\log \frac{n}{k^2 \log k} \cdot \log k)$. In particular, the lower bound for randomized algorithms is $\Omega(\log n)$ regardless of $k$, and can be as high as $\Omega(\log^2 n)$ if $k=n^{1/3}$, for example. We also show that if we allow the algorithm to use at least $2k-1$ matchings compared to $k$ used by the optimum then we match the competitive ratios of connection catching which are independent of $n$. Interestingly, we also show that even a single extra matching for the algorithm allows to get substantially better bounds.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年12月8日
Arxiv
0+阅读 · 2023年12月7日
Arxiv
29+阅读 · 2023年2月10日
Arxiv
45+阅读 · 2019年12月20日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2023年12月8日
Arxiv
0+阅读 · 2023年12月7日
Arxiv
29+阅读 · 2023年2月10日
Arxiv
45+阅读 · 2019年12月20日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员