有限状态机动态网络

与分布式系统类似，生物多细胞过程也受制于动态变化，除非生物系统展现出某些能够从这些变化中快速恢复的特征，否则无法通过适者生存的考验。特别是在生物细胞网络的背景下，一个关键问题是系统能否将变化的组件“限制”在局部，使得仅其邻近节点受到变化影响，而距离任何变化组件足够远的节点保持不变。基于这种限制概念，我们提出了一种新的度量标准，用于衡量在“石器时代”模型（Emek & Wattenhofer, PODC 2013）下运行的分布式网络算法的动态变化恢复性能，其中我们考虑的动态拓扑变化类别包括插入/删除边、删除节点及其关联边，以及插入新的孤立节点。我们的主要技术贡献是一种针对同步网络中最大独立集（MIS）的分布式算法，该算法在上述拓扑变化下，就前述新度量标准而言表现良好。具体而言，我们的算法保证了在其直接邻近区域未经历拓扑变化的节点不受影响，并且所有存活节点（包括受影响的节点）执行 $\mathcal{O}((C + 1) \log^{2} n)$ 个具有计算意义的步骤，其中 $C$ 是拓扑变化的数量；换句话说，当按拓扑变化数量进行摊销时，每个存活节点执行 $\mathcal{O}(\log^{2} n)$ 个步骤。此外，我们还提供了一个简单示例，证明对 $C$ 的线性依赖是不可避免的。