Back to Search Start Over

On a unifying product form framework for redundancy models

Authors :
Ina Maria Verloop
Tejas Bodas
Urtzi Ayesta
Basque Foundation for Science ( Ikerbasque )
Institut de recherche en informatique de Toulouse ( IRIT )
Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Université Toulouse 1 Capitole ( UT1 ) -Université Toulouse - Jean Jaurès ( UT2J ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Équipe Services et Architectures pour Réseaux Avancés ( LAAS-SARA )
Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS )
Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse )
Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse )
Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE)
IKERBASQUE (SPAIN)
Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE)
Université Toulouse - Jean Jaurès - UT2J (FRANCE)
Université Toulouse 1 Capitole - UT1 (FRANCE)
Universidad del País Vasco - Euskal Herriko Unibertsitatea - EHU (SPAIN)
Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes - LAAS (Toulouse, France)
Ikerbasque - Basque Foundation for Science
Réseaux, Mobiles, Embarqués, Sans fil, Satellites (IRIT-RMESS)
Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT)
Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI)
Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Équipe Services et Architectures pour Réseaux Avancés (LAAS-SARA)
Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
Basque Foundation for Science (Ikerbasque)
Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Source :
Rapport LAAS n° 18047. 2018, Performance Evaluation, Performance Evaluation, 2018, 127-128, pp.93-119. ⟨10.1016/j.peva.2018.09.008⟩, Performance Evaluation, Elsevier, 2018, 127-128, pp.93-119. ⟨10.1016/j.peva.2018.09.008⟩
Publication Year :
2018
Publisher :
Elsevier BV, 2018.

Abstract

In this paper, we present a unifying analysis for redundancy systems with cancel-on-start ( c . o . s . ) and cancel-on-complete ( c . o . c . ) with exponentially distributed service requirements. With c . o . s . ( c . o . c . ) all redundant copies are removed as soon as one of the copies starts (completes) service. As a consequence, c . o . s . does not waste any computing resources, as opposed to c . o . c . We show that the c . o . s . model is equivalent to a queueing system with multi-type jobs and servers, which was analyzed in Visschers et al., (2012), and show that c . o . c . (under the assumption of i.i.d. copies) can be analyzed by a generalization of Visschers et al., (2012) where state-dependent departure rates are permitted. This allows us to show that the stationary distribution for both the c . o . c . and c . o . s . models has a product form. We give a detailed first-time analysis for c . o . s and derive a closed form expression for important metrics like mean number of jobs in the system, and probability of waiting. We also note that the c . o . s . model is equivalent to Join-Shortest-Work queue with power of d (JSW( d )). In the latter, an incoming job is dispatched to the server with smallest workload among d randomly chosen ones. Thus, all our results apply mutatis-mutandis to JSW( d ). Comparing the performance of c . o . s . with that of c . o . c . with i.i.d. copies gives the unexpected conclusion (since c . o . s . does not waste any resources) that c . o . s . is worse in terms of mean number of jobs. As part of ancillary results, we illustrate that this is primarily due to the assumption of i.i.d. copies in case of c . o . c . (together with exponentially distributed requirements) and that such assumptions might lead to conclusions that are qualitatively different from that observed in practice.

Details

ISSN :
01665316
Database :
OpenAIRE
Journal :
Performance Evaluation
Accession number :
edsair.doi.dedup.....7780c5f9b55cf64139e13e3bf5458f70