如何传播流言:呼叫邻居还是随意游走?
分布式、并行与集群计算
2020-06-04 v1 离散数学
摘要
我们研究网络中的随机信息分发问题。我们将如今标准的PUSH-PULL协议与基于智能体的替代方案进行比较,后者由执行独立随机游走的智能体集合来分发信息。在VISIT-EXCHANGE协议中,节点与智能体均存储信息,且每次智能体访问节点时,二者交换各自拥有的所有信息。在MEET-EXCHANGE协议中,仅智能体存储信息,并与遇到的每个智能体交换信息。我们考虑上述三种协议在节点图上单条信息的广播时间,假设有线性数量的智能体从平稳分布出发。我们观察到,在某些图上基于智能体的协议显著快于PUSH-PULL,而在另一些图上则相反。我们将基于智能体的算法良好性能归因于其固有的公平带宽利用,并得出结论:在某些场景下,基于智能体的信息分发单独或与PUSH-PULL结合可显著改善广播时间。上述图高度非正则。我们的主要技术结果是:在任意度数至少为对数级的正则图上,PUSH-PULL与VISIT-EXCHANGE具有相同的渐近广播时间。证明使用了一种新颖的耦合论证,将PUSH-PULL中顶点的随机选择与VISIT-EXCHANGE中的随机游走联系起来。进一步,我们表明MEET-EXCHANGE的广播时间在所有正则图上渐近至少与前两者一样大,并在某些正则图上严格更大。据我们所知,这是对这类非常自然的信息分发协议运行时间的首次系统而彻底的对比。
引用
@article{arxiv.2006.02368,
title = {How to Spread a Rumor: Call Your Neighbors or Take a Walk?},
author = {George Giakkoupis and Frederik Mallmann-Trenn and Hayk Saribekyan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.02368},
year = {2020}
}
备注
Full version of an article that appeared at the 2019 ACM Symposium on Principles of Distributed Computing; 33 pages; 1 figure