Optimizing Resource Fragmentation in Virtual Network Function Placement Using Deep Reinforcement Learning
Notice bibliographique
Résumé
In the 6G wireless era, the strategical deployment of Virtual Network Functions (VNFs) within a network infrastructure that optimizes resource utilization while fulfilling performance criteria is critical for successfully implementing the Network Function Virtualization (NFV) paradigm across the Edge-to-Cloud continuum. This is especially prominent when resource fragmentation –where available resources become isolated and underutilized– becomes an issue due to the frequent reallocations of VNFs. However, traditional optimization methods often struggle to deal with the dynamic and complex nature of the VNF placement problem when fragmentation is considered. This study proposes a novel online VNF placement approach for Edge/Cloud infrastructures that utilizes Deep Reinforcement Learning (DRL) and Reward Constrained Policy Optimization (RCPO) to address this problem. We combine DRL’s adaptability with RCPO’s constraint incorporation capabilities to ensure that the learned policies satisfy the performance and resource constraints while minimizing resource fragmentation. Specifically, the VNF placement problem is first formulated as an offline-constrained optimization problem, and then we devise an online solver using Neural Combinatorial Optimization (NCO). Our method incorporates a metric called Resource Fragmentation Degree (RFD) to quantify fragmentation in the network. Using this metric and RCPO, our NCO agent is trained to make intelligent placement decisions that reduce fragmentation and optimize resource utilization. An error correction heuristic complements the robustness of the proposed framework. Through extensive testing in a simulated environment, the proposed approach is shown to outperform state-of-the-art VNF placement techniques when it comes to minimizing resource fragmentation under constraint satisfaction guarantees.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».