Distributed vertex coloring is one of the classic problems and probably also the most widely studied problems in the area of distributed graph algorithms. We present a new randomized distributed vertex coloring algorithm for the standard CONGEST model, where the network is modeled as an $n$-node graph $G$, and where the nodes of $G$ operate in synchronous communication rounds in which they can exchange $O(\log n)$-bit messages over all the edges of $G$. For graphs with maximum degree $\Delta$, we show that the $(\Delta+1)$-list coloring problem (and therefore also the standard $(\Delta+1)$-coloring problem) can be solved in $O(\log^5\log n)$ rounds. Previously such a result was only known for the significantly more powerful LOCAL model, where in each round, neighboring nodes can exchange messages of arbitrary size. The best previous $(\Delta+1)$-coloring algorithm in the CONGEST model had a running time of $O(\log\Delta + \log^6\log n)$ rounds. As a function of $n$ alone, the best previous algorithm therefore had a round complexity of $O(\log n)$, which is a bound that can also be achieved by a na\"{i}ve folklore algorithm. For large maximum degree $\Delta$, our algorithm hence is an exponential improvement over the previous state of the art.
翻译:分散的顶点颜色是典型问题之一, 也可能是分布式图表算法领域研究最广泛的问题。 我们为标准 CONEST 模型展示了一个新的随机分布的顶点颜色算法。 标准 CONEST 模型的顶点颜色算法( 网络以美元- 诺德图形为模型, 以美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 以同步通讯周期方式运作 $( 美元/ log n) 的节点。 对于具有最大度的 $/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 列表的彩色算法( $/ delta+ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 彩色算法( / = 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ / 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ / 美元/ 美元/ 美元/ / 美元/ 美元/ 美元/ / / / 美元/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / 美元/ 美元/ 美元/ / / 美元/ 美元/ 美元/ 美元/ / / / 美元/