We give a simple characterization of which functions can be computed deterministically by anonymous processes in disconnected dynamic networks, depending on the number of leaders in the network. In addition, we provide efficient distributed algorithms for computing all such functions assuming minimal or no knowledge about the network. Each of our algorithms comes in two versions: one that terminates with the correct output and a faster one that stabilizes on the correct output without explicit termination. Notably, these are the first deterministic algorithms whose running times scale linearly with both the number of processes and a parameter of the network which we call "dynamic disconnectivity". We also provide matching lower bounds, showing that all our algorithms are asymptotically optimal for any fixed number of leaders. While most of the existing literature on anonymous dynamic networks relies on classical mass-distribution techniques, our work makes use of a recently introduced combinatorial structure called "history tree", also developing its theory in new directions. Among other contributions, our results make definitive progress on two popular fundamental problems for anonymous dynamic networks: leaderless Average Consensus (i.e., computing the mean value of input numbers distributed among the processes) and multi-leader Counting (i.e., determining the exact number of processes in the network). In fact, our approach unifies and improves upon several independent lines of research on anonymous networks, including Nedic et al., IEEE Trans. Automat. Contr. 2009; Olshevsky, SIAM J. Control Optim. 2017; Kowalski-Mosteiro, ICALP 2019, SPAA 2021; Di Luna-Viglietta, FOCS 2022.


翻译:我们给出一个简单的描述, 哪些功能可以由断开的动态网络中的匿名程序来决定, 取决于网络中领导人的数量。 此外, 我们提供有效的分布式算法, 假设对网络知之甚少或完全不知情, 计算所有这些功能。 我们的每种算法都是两个版本的: 一个以正确的输出结束, 一个更快地稳定正确输出而没有明确终止。 值得注意的是, 这些是第一个确定性算法, 其运行时间以我们称之为“ 动力脱节” 的网络的流程数量和一个参数为线性尺度。 我们还提供匹配的下限, 表明我们所有的算法对于固定数量的领导人来说都是无暂停性的最佳。 虽然关于匿名动态网络的大多数现有文献都依赖于传统的批量分配技术, 我们的工作使用了最近推出的称为“ 历史树” 的组合结构, 还在新方向上发展其理论。 除其他贡献外, 我们的结果在匿名动态网络的两个流行的基本问题上取得了明确的进展: IMLOUAL21 (i) (i.

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