Published 2009 | Version v1
Journal article

The Cost of Monotonicity in Distributed Graph Searching

Others:
Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI) ; Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Algorithmics for computationally intensive applications over wide scale distributed platforms (CEPAGE) ; Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Inria Bordeaux - Sud-Ouest ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Algorithms, simulation, combinatorics and optimization for telecommunications (MASCOTTE) ; Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM) ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-COMmunications, Réseaux, systèmes Embarqués et Distribués (Laboratoire I3S - COMRED) ; Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)
Laboratoire de Recherche en Informatique (LRI) ; Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
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ANR-07-BLAN-0322,ALADDIN,Algorithm Design and Analysis for Implicitly and Incompletely Defined Interaction Networks(2007)

Description

Blin et al. (TCS 2008) proposed a distributed protocol enabling the smallest possible number of searchers to clear any unknown graph in a decentralized manner. However, the strategy that is actually performed lacks of an important property, namely the monotonicity. This paper deals with the smallest number of searchers that are necessary and sufficient to monotonously clear any unknown graph in a decentralized manner. The clearing of the graph is required to be connected, i.e., the clear part of the graph must remain permanently connected, and monotone, i.e., the clear part of the graph only grows. We prove that a distributed protocol clearing any unknown $n$-node graph in a monotone connected way, in a decentralized setting, can achieve but cannot beat competitive ratio of $\Theta(\frac{n}{\log n})$, compared with the centralized minimum number of searchers. Moreover, our lower bound holds even in a synchronous setting, while our constructive upper bound holds even in an asynchronous setting.

Abstract

International audience

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Created:
December 3, 2022
Modified:
November 29, 2023