-
شماره ركورد
25576
-
شماره راهنما
IT2 153
-
عنوان
تخصيص منصفانه منابع چندگانه با محدوديتهاي جايگذاري و پنجرهزماني
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي فناوري اطلاعات - تجارت الكترونيكي
-
دانشكده
مهندسي كامپيوتر
-
تاريخ دفاع
1404/11/13
-
صفحه شمار
164 ص .
-
استاد راهنما
فريا نصيري مفخّم
-
كليدواژه فارسي
انصاف الگوريتمي , تخصيص منصفانه چند منبعي , طراحي مكانيزم , محدوديت جايگذاري , محدوديت پنجره زماني , تابع سود لئونتيف
-
چكيده فارسي
مسئله تخصيص منصفانه منابع چندگانه ميان كاربران با تابع سود لئونتيف و تقاضاهاي ناهمگون، يكي از چالشهاي بنيادين در محيطهاي محاسبات ابري و مراكزداده است. اگرچه تحقيقات متعددي بر روي تخصيص منابع با در نظر گرفتن جداگانه «محدوديتهاي جايگذاري» يا «پنجرهزماني» انجام شده است، اما راهكاري جامع كه همزمان هر دو محدوديت را در محيطي با سرورهاي ناهمگون پوشش داده و نسبت به رفتار استراتژيك كاربران مقاوم باشد، مغفول مانده است. در اين حوزه پژوهشي، چهار ويژگي «عدم حسادت»، «اشتياق به اشتراكگذاري»، «بهينگي پارتو» و «مقاومت در برابر رفتار استراتژيك» به عنوان خواص مطلوب و كليدي مورد توجه هستند. اين پژوهش ضمن تفكيك محدوديت جايگذاري به دو گونه توان عملياتي مشخص و نامشخص، اثبات ميكند كه مكانيزم مرجعTSF ، نه تنها در شرايط توان عملياتي نامشخص عاري از حسادت نيست، بلكه در محيط با توان عملياتي مشخص نيز فاقد ويژگي اشتياق به اشتراكگذاري است. در اين ميان، اگرچه دستيابي به الگوريتمي كه در شرايط وجود همزمان محدوديت جايگذاري و پنجرهزماني، هر چهار ويژگي مطلوب را برآورده كند فراتر از محدوده اين پاياننامه است، اما در اين راستا و پس از ارائه و تحليل 24 رهيافت مختلف، دو الگوريتم جديد RDRF و VTSF پيشنهاد شدهاند. الگوريتم RDRF ويژگيهاي عدم حسادت و اشتياق به اشتراكگذاري را در كنار بهينگي پارتو تضمين ميكند؛ در مقابل، تمركز الگوريتم VTSF بر مقاومت در برابر رفتار استراتژيك، عدم حسادت و بهينگي پارتو است. بهمنظور ارزيابي كارايي، علاوه بر اثبات رياضي قضايا در قالب تبيين بيش از 20 قضيه و لم ، شبيهسازيهاي گستردهاي با استفاده از مجموعه دادههاي واقعي شركت عليبابا (Alibaba Cluster Trace) و دادههاي مصنوعي انجام شد. نتايج ارزيابيهاي كيفي نشان ميدهد الگوريتمهاي پيشنهادي قابل تعميم به شرايط پيچيدهتر با دارابودن ويژگيهاي بيشتر نسبت به روشهاي پيشين است. همچنين در ارزيابي كمّي، اين روشها در شاخصهاي بهرهبرداري از منابع و سهم وظيفه كاربران، عملكردي برتر يا رقابتي ثبت كردند. دستاوردهاي اين پژوهش ميتواند در بهبود مديريت منابع مراكز داده ناهمگون و توزيع عادلانهتر توان محاسباتي در پلتفرمهاي ابري مورد استفاده قرار گيرد.
-
كليدواژه لاتين
algorithmic fairness , multi-resource fair allocation , mechanism design , time windows constraint , placement constraint , Leontief utility function
-
عنوان لاتين
Fair allocation of multiple resources with placement and time window constraints
-
گروه آموزشي
مهندسي فناوري اطلاعات
-
چكيده لاتين
The problem of multi-resource fair allocation among users with Leontief utility functions and heterogeneous demands is one of the fundamental challenges in cloud computing environments and data centers. Although numerous studies have been conducted on resource allocation by considering "Placement Constraints" (PC) or "Time Windows" (TWC) separately, a comprehensive solution that simultaneously covers both constraints in an environment with heterogeneous servers and is resistant to the strategic behavior of users has remained overlooked. In this research domain, four properties—"Envy-Freeness" (EF), "Sharing Incentive" (SI), "Pareto Optimality" (PO), and "Strategy-Proofness" (SP)—are considered key desirable properties. By distinguishing placement constraints into "Determinate-Throughput" (DTPC) and "Indeterminate-Throughput" (ITPC) categories, this research proves that the reference mechanism, TSF, is not only not Envy-Free in Indeterminate-Throughput conditions but also lacks the Sharing Incentive property in the Determinate-Throughput environment. Although achieving an algorithm that satisfies "all four desirable properties" simultaneously under both placement and time window constraints exceeds the scope of this thesis, two new algorithms named RDRF and VTSF are proposed following the analysis of 24 different approaches. The RDRF algorithm guarantees Envy-Freeness and Sharing Incentive alongside Pareto Optimality; conversely, the VTSF algorithm focuses on Strategy-Proofness, Envy-Freeness, and Pareto Optimality. To evaluate performance, in addition to mathematical proofs in the form of over 20 theorems and lemma, extensive simulations were conducted using the real-world Alibaba Cluster Trace dataset as well as synthetic data. Qualitative evaluation results indicate the capability of the proposed algorithms to generalize to more complex conditions and satisfy more desirable properties compared to prior methods. Furthermore, in quantitative evaluations, these methods demonstrated superior or competitive performance in metrics such as resource utilization and user task share. The achievements of this research can be utilized to improve resource management in heterogeneous data centers and ensure a fairer distribution of computing power in cloud platforms.
-
تعداد فصل ها
5
-
فهرست مطالب pdf
154054
-
نويسنده
كرمي، حامد
-
لينک به اين مدرک :