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慢链路、快链路以及 gossip 的成本

分布式、并行与集群计算 2019-12-03 v4 数据结构与算法

摘要

考虑经典的信息扩散问题:网络中一个(或多个)节点拥有某些信息,希望将其分发给网络其余部分。在本文中,我们研究在边具有延迟的情况下进行信息扩散的成本。具体而言,我们首先将导数概念推广到带权图上,定义 ϕ\phi_* 为“临界导数”,\ell_* 为“临界延迟”。本文的一个目标是论证 ϕ\phi_* 在 much the same way 方式(即与导数如何描述无权图的连通性)刻画带延迟权图的连通性。我们给出问题信息扩散的近紧下界和上界(最多相差多项式对数因子)。具体而言,我们表明在导数为 DD(以延迟为权)且最大度为 Δ\Delta 的图中,任何信息扩散算法在最坏情况下至少需要 Ω(min(D+Δ,/ϕ))\Omega(\min(D+\Delta, \ell_*/\phi_*)) 时间。我们通过化简到一个简单的组合博弈,展示了若干下界变体(例如对于小导数图、小最大度图等)。随后我们给出近乎匹配的算法,表明信息扩散可在 O(min((D+Δ)log3n,(/ϕ)logn)O(\min((D+\Delta)\log^3{n}, (\ell_*/\phi_*)\log n) 时间内解决。通过两种情况的结合实现这一点。我们表明经典的 push-pull 算法在导数或最大度较大时(近乎)最优。对于导数和最大度都较小的情况,我们给出一种替代策略:首先发现延迟,然后基于带权稀疏{span} construction 的已知延迟算法求解。(我们的算法在已知和未知延迟的情况下都在多项式对数因子内接近紧。)

关键词

引用

@article{arxiv.1611.06343,
  title  = {Slow links, fast links, and the cost of gossip},
  author = {Suman Sourav and Peter Robinson and Seth Gilbert},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1611.06343},
  year   = {2019}
}