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Popularity-Aware Layer-Wise Caching and Function Scheduling for Dynamic Workflow at the Edge

delete2025-11-21
delete0
PRE
AI
X
Xiaolin Guo
东
东方 (Fang Dong)
沈典 封面图
沈典 (Dian Shen)
Z
Zhaowu Huang
DOI:10.1109/TMC.2025.3635845delete
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摘要

摘要

En 中文
无服务器边缘计算(SEC)作为一种新兴范式,为边缘原生应用提供低延迟、资源高效的服务,这些应用通过相互依赖的函数实现,形成有向无环图(DAG)工作流。然而,冷启动问题严重阻碍了应用性能,尤其是在资源受限的SEC环境中。分层容器缓存已被证明是SEC中有效的启动加速方案,因其粒度精细且灵活。但由于调用图的动态性、DAG工作流中函数流行度的倾斜性,以及容器层冷启动时间和边缘计算环境异构性的影响,现有分层缓存机制的性能显著下降。为解决此问题,我们提出一种高效的SEC DAG工作流部署方法,以长期最小化应用完成时间(ACT)。我们将问题建模为容器分层缓存与函数调度的联合优化问题,即时间耦合整数非线性规划(TINLP)问题。为求解该问题,我们首先将其转化为整数线性规划(ILP)问题,并提出具有理论性能保证的在线算法。大量实验表明,我们的方法在ACT减少方面最高可达2.92倍加速。
Keyword:
Serverless edge computing
dynamic workflow
cold start

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IEEE Transactions on Mobile Computing
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