分布式K-备份放置及其在真实世界无线网络虚拟内存中的应用

在 $\mathcal{CONGEST}$ 分布式模型下的网络备份放置问题考虑一个网络图 $G = (V,E)$，其中每个顶点 $v \in V$ 的目标是选择一个邻居，使得 $V$ 中选择同一顶点的最大顶点数被最小化 [Halldorsson et al., 2015]。现有的备份放置算法未考虑真实世界异构无线网络的主要因素。具体而言，没有考虑节点的内存和存储容量，也没有涉及节点具有不同能量容量从而可以随时离开（或加入）网络的情况。这些参数在无线网络中高度相关，因为网络不同部分的负载可能差异很大，从而需要更多的通信、能量、内存和存储。为了适应无线网络的真实世界属性，本工作处理了原始问题的广义版本，即 $K$-备份放置，其中每个顶点选择 $K$ 个邻居，$K$ 为正参数。我们的 $K$-备份放置算法仅需一轮即可完成。此外，我们提出了两种互补算法，利用 $K$-备份放置为无线网络获取高效的虚拟内存方案。第一种算法将每个节点的内存划分为许多小部分。每个顶点被分配其大部分邻居的内存。因此，更多的顶点获得了更多的内存容量，但碎片化严重。第二种算法需要更高的轮次复杂度，但为每个顶点产生更大的虚拟内存且无任何碎片化。