The field of dynamic graph algorithms aims at achieving a thorough understanding of real-world networks whose topology evolves with time. Traditionally, the focus has been on the classic sequential, centralized setting where the main quality measure of an algorithm is its update time, i.e. the time needed to restore the solution after each update. While real-life networks are very often distributed across multiple machines, the fundamental question of finding efficient dynamic, distributed graph algorithms received little attention to date. The goal in this setting is to optimize both the round and message complexities incurred per update step, ideally achieving a message complexity that matches the centralized update time in $O(1)$ (perhaps amortized) rounds. Toward initiating a systematic study of dynamic, distributed algorithms, we study some of the most central symmetry-breaking problems: maximal independent set (MIS), maximal matching/(approx-) maximum cardinality matching (MM/MCM), and $(\Delta + 1)$-vertex coloring. This paper focuses on dynamic, distributed algorithms that are deterministic, and in particular -- robust against an adaptive adversary. Most of our focus is on our MIS algorithm, which achieves $O\left(m^{2/3}\log^2 n\right)$ amortized messages in $O\left(\log^2 n\right)$ amortized rounds in the Congest model. Notably, the amortized message complexity of our algorithm matches the amortized update time of the best-known deterministic centralized MIS algorithm by Gupta and Khan [SOSA'21] up to a polylog $n$ factor. The previous best deterministic distributed MIS algorithm, by Assadi et al. [STOC'18], uses $O(m^{3/4})$ amortized messages in $O(1)$ amortized rounds, i.e., we achieve a polynomial improvement in the message complexity by a polylog $n$ increase to the round complexity; moreover, the algorithm of Assadi et al. makes an implicit assumption that the [...]


翻译:动态图形算法的字段( 动态图形算法的字段) 旨在彻底理解真实世界网络的复杂度, 这些网络的地形变化时间。 传统上, 焦点一直放在经典的序列式中央设置上, 该算法的主要质量度量是其更新时间, 即每次更新后恢复解决方案所需的时间。 虽然真实生活网络通常分布在多个机器中, 寻找高效动态、 分布式图表算法的最根本问题到今天都很少引起注意 。 此设置的目标是优化每个更新步骤产生的圆数和信息复杂性, 最好实现与集中更新时间( $( perhaps 摊算法) 匹配的信息复杂度, 美元( perhaps 摊价) 。 启动对动态的系统研究, 分布式算法, 我们研究最核心的周期性 : 最大独立设置( MIS)、 最大匹配/ ( apologx) 最大基点匹配( MMMM), 以及 $ (d) 以 美元 美元 和 美元为颜色化 。 。 本文侧重于 确定性 确定性算法, 以 美元 美元为我们最高级的 最高级的 IMIS 以 AS AS 实现 AS 最 的 的 AS 。

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