Dağıtık sistemlerdeki başlıca çözülmemiş problemler?

Bu sorudan ilham alan, (teorik) dağınık sistemler alanında iyileştirilmesi gereken ana problemler ve mevcut çözümler nelerdir.

Üyelik protokolleri, veri tutarlılığı gibi bir şey mi?

Örneğin, bkz . Dağıtık bilgisayarlarda sekiz açık sorun .

Çok sayıda grafik problemin dağınık zaman karmaşıklığı hala açık bir sorudur.

Genel olarak, dağıtılmış grafik algoritmaları, grafik problemlerinin dağıtılmış zaman karmaşıklığı için (en azından asimptotik olarak) üst ve alt sınırlarla eşleşmesini beklediğimiz bir alandır . Örneğin, birçok optimizasyon problemi için sıkı sınırlar bilinmektedir . Bununla birlikte, hala yeterince anlaşılmayan birçok klasik simetri-kopma problemi vardır.

Biz, örneğin, kaç iletişim mermi bir bulmak sürer, bilmiyorum maksimal bağımsız seti , bir maksimal eşleştirme , düzgün bir boyama köşe ile renk veya uygun bir boyama kenarları ile 2 Ô - 1 renkler bir grafikte bir maksimum derecede Ô . Bu sorunların hepsinin açgözlü merkezi algoritmalar ile çözülmesi kolaydır ve bu sorunların her biri için verimli dağıtılmış algoritmalar vardır, ancak mevcut algoritmalardan herhangi birinin en uygun olup olmadığını bilmiyoruz.$\Delta+1$$2\Delta-1$$\Delta$

Örneğin, bu sorunların her için çalışma süreleri ile LOKAL model için deterministik dağıtılmış algoritma bulunmaktadır , n- düğüm sayısı. Olduğu iyi bilinen bu sorunların zaman içinde çözülemez olduğu O ( Δ ) + O ( giriş * N ) mermi, ancak zaman içinde çözülebilir ise bilinmemektedir o ( Δ ) + O ( giriş * n $O(\Delta + \log^* n)$$n$$O(\Delta) + o(\log^* n)$$o(\Delta) + O(\log^* n)$mermi. Genel olarak, çalışma sürelerinin azami dereceye nasıl bağlı olduğunu anlamıyoruz - bu benim yerel koordinasyon problemi olarak adlandırdığım şeydir .

Rastgeleğin rolü bir başka önemli konudur. Örneğin, yukarıda sözü edilen sorunların çoğu randomize algoritmalar polylog zamanlı olarak çözülebilir (yani, zaman içinde polylog olan herhangi bir değeri için Ô ), ancak hiçbir polylog zamanlı deterministik algoritmalar, örneğin maksimal bağımsız kümeleri için bilinen . Bu sorular ve diğer birçok açık problem, son kitabın Barenboim ve Elkin tarafından yayınlanan 11. Bölümünde daha ayrıntılı olarak ele alınmıştır .$n$$\Delta$

Yukarıda, dağıtılmış hesaplamaya özgü sorulara odaklandım. Genel olarak teorik bilgisayar bilimlerindeki problemleri açmak için önemsiz bağlantısı olmayan dağıtılmış grafik algoritmalarında açık sorular da vardır. Örneğin, sıkışık klik modeli için sabit olmayan daha düşük sınırlar , dağıtılmış hesaplamada büyük ve açık bir sorudur; Son zamanlarda, bu gibi düşük sınırların ACC için yeni daha düşük sınırlara yol açacağı da keşfedildi .

"Minimum Yayılan Ağaçlar için Dağıtılmış Algoritmalar (MST)" konusundaki açık problemler : ([1] de listelenmiştir)

1. İlgili zaman karmaşıklığı,

   Yakın zamanda optimal algoritmalar ve daha düşük sınırlar [2] 'de ve burada referanslarda görünmektedir. Optimal zaman karmaşıklığı açık bir problem olmaya devam ediyor.

2. İlgili mesaj karmaşıklığı,

   $O(m + n \log n)$

3. İlgili senkron modeli:

   $O(\log \log n)$

$O(\log n)$

[1] Asgari Yayılan Ağaçlar İçin Dağıtılmış Algoritmalar , “Algoritmalar Ansiklopedisi”, Sergio Rajsbaum tarafından, 2008.

[2] Sabit çaplı grafikler için Lotker ve diğ. Distrib. Comput., 2006.

$O(\log \log n)$

[4] Khan ve ark. Tarafından Asgari Yayılma Ağaçları İçin Hızlı Dağıtılmış Bir Yaklaşım Algoritması . DİSK 2006.

ayrıca (daha yakın zamanda) işbirlikli bilgi işlem laboratuarlarına liderlik yapan Notre Dame araştırmacısı Douglas Thain tarafından 2012 yılından itibaren "Dağıtık Hesaplamada Çözülmemiş Bilgisayar Bilimi Sorunları" adlı bir slayt gösterisi bakın . uygulamalı bir eğimden daha fazlasına sahiptir, ancak kaçınılmaz olarak listelenen ana sorular teorik alanlara yol açmaktadır.

• Kiloscale Sorunu: Yeterli eşzamanlılığa sahip herhangi bir iş akışı, ilk defa ve her seferinde sysadmin yardımı olmadan 1K çekirdeklerinde doğru şekilde çalışabilmelidir.

• Durma Sorunu: Bin düğüm üzerinde çalışan bir iş akışı göz önüne alındığında, durdurulmasını ve ilgili tüm durumu kesin bir şekilde temizlemesini sağlayın.

• Bağımlılık Sorunu:

  (1) Bir program verildiğinde, gerçekte farklı bir makinede çalışması için gereken her şeyi çöz.

  (2) Bir süreç göz önüne alındığında, çalışırken kullandığı (dağıtılmış) kaynakları anlayın.

  (3) 1 ve 2'yi tüm iş akışına kadar uzatın.

• Doğru Boyutlandırma Sorunu: (Yapısal) bir uygulama ve verilen bir küme, bulut veya ızgara göz önüne alındığında, kabul edilebilir maliyetle iyi performans sağlayan bir kaynak tahsisi seçin.

• Sorun Giderme Sorunu: 100 katmanlı bir yazılım yığınının ortasında bir arıza olduğunda, hatayı nasıl ve ne zaman raporlar / yeniden dener / yoksay / bastırırsınız?

• Tasarım Problemi: Uygulamalar nasıl dağıtılmış hesaplama için uygun olacak şekilde tasarlanmalı?