Self-Stabilizing Distributed Cooperative Reset
自稳定是一种通用的容错方法，其特征在于系统在任何有限数量的瞬时故障之后最终恢复正确行为的能力。在本文中，我们提出了一个自稳定的重置算法工作在匿名网络。该算法以分布式非集中式方式重置网络，即，它是多启动器，因为每个检测到不一致的进程都可以启动重置。它也是协作的，因为它协调并发的重置执行以获得效率。我们的方法是通用的，因为我们的重置算法允许为各种问题和设置构建自稳定的解决方案。作为一个事实，我们表明，它适用于静态和动态规范，因为我们提出了有效的自稳定复位为基础的算法（1-最小）$f，g）-联盟（一般化的支配集问题）在确定的网络和匿名网络的一致性问题。请注意，后两个实例增强了现有技术。事实上，在前一种情况下，我们的解决方案比以前的解决方案更一般;而在后一种情况下，所提出的一致性算法的复杂性优于文献中以前的解决方案。
2019-04-19 cs.DC
Performance Comparisons of Self-stabilizing Algorithms for Maximal Independent Sets
传感器网络，例如智能仓库的超宽带传感器，可能需要运行分布式算法来自动确定拓扑布局。在本文中，我们提出了5个不同的自稳定算法（他们的中央和分布式对应）确定最大独立集。从时间复杂度、仿真分析和最大独立集的大小等方面对算法的性能进行了比较。
2022-03-21 cs.DC
Snap-Stabilizing Tasks in Anonymous Networks
我们考虑了匿名网络中的快照稳定算法。自稳定算法是众所周知的容错算法：自稳定算法最终将从任意瞬时故障中恢复。另一方面，如果一个算法可以承受任意初始值并立即满足其安全性要求，则该算法是快照稳定的。它是自稳定算法的子集。匿名网络中可使用自稳定算法解决的分布式任务已经由Boldi和Vigna在[BV02b]中描述。在本文中，我们将展示如何处理更苛刻的快照稳定算法与标准工具（不稳定）算法在匿名网络。我们给出了一个表征，其中的任务是可解决的快照稳定算法在匿名网络。我们还提出了一个快速稳定版本的Mazurkiewicz的枚举算法。这项工作暴露，从任务等价的角度来看，在匿名网络之间的自我或快照稳定的任务和分布式任务与各种终止检测要求的完整对应关系。
2022-03-11 cs.DC
Stabilizing data-link over non-FIFO channels with optimal fault-resilience
自稳定系统在任何配置下启动时都有能力收敛到正确的行为。到目前为止，在自稳定领域所做的大部分工作都假设通过共享存储器或FIFO通道进行通信。本文首次为不可靠非FIFO通道上自稳定消息传递算法的设计奠定了基础。我们提出了一个故障发送提供最佳的稳定数据链路层，模拟一个可靠的FIFO通信信道不可靠的容量有限的非FIFO通道。
2011-02-07 cs.DC
Making local algorithms efficiently self-stabilizing in arbitrary asynchronous environments
本文提出转换器，将任意终止型同步局部算法转为在不公平守护进程下移动与轮数均高效的异步静默自稳定算法，并给出着色、BFS树、k-聚类和领导者选举实例。
2023-07-13 cs.DC
Automated Synthesis of Distributed Self-Stabilizing Protocols
提出基于SMT的自动综合方法，仅需时间行为即可生成分布式自稳定协议，并扩展至理想稳定与单调稳定协议，成功综合多种经典协议。
2018-01-29 cs.DC cs.SE
Efficient Two-Dimensional Self-Stabilizing Byzantine Clock Synchronization in WALDEN
为了在自稳定时钟同步中容忍终端和通信部件的拜占庭故障，研究并解决了二维的【形】自稳定拜占庭容错时钟同步问题。通过利用在底层网络中提供的时间触发（TT）阶段作为TT通信窗口，近似协议、跳频过程和随机化特级大师被集成到整体解决方案中。它示出，与分区的通信组件到$3$任意连接的子网络，有效的同步可以实现与一个这样的子网络和小于$1/3$终端组件是拜占庭。同时，对于特定的网络，可以在一秒或几秒内以很高的概率达到期望的稳定。这有助于开发具有严格时间、资源和安全要求的各种分布式硬实时系统。
2022-03-07 cs.DC
Efficient Heuristics and Machine Learning Approach for Fault Characterization in Distributed Self-Stabilizing Programs
University of Wyoming（怀俄明大学）
本文针对分布式自稳定程序中的一致性违反故障，提出基于冲突边的状态空间探索与机器学习两种互补方法，以高效表征故障发生位置，提升系统正确性与计算效率。
2026-10-16 cs.DC
Self-Stabilizing Supervised Publish-Subscribe Systems
在本文中，我们提出了两个主要结果：首先，我们介绍了第一个自稳定版本的监督覆盖网络提出了一个自稳定监督跳过环。其次，我们展示了如何使用自稳定监督跳跃环来构造一个高效的自稳定订阅系统。也就是说，除了稳定覆盖网络之外，主题的每个订户最终将知道迄今为止针对该主题发布的所有出版物。处理订阅或取消订阅操作所需的通信工作在合法状态下只是一个常数，而检查系统是否仍处于合法状态的通信工作对于管理者以及系统中的任何进程来说都只是一个期望上的常数。
2017-12-22 cs.DC
Self-Stabilizing Automatic Repeat Request Algorithms for (Bounded Capacity, Omitting, Duplicating and non-FIFO) Computer Networks
网络层（或覆盖网络中的数据链路）上的端到端通信是每个通信网络（包括传统通信网络以及移动自组织网络、对等网络和网状网络）中最重要的通信任务之一。可靠的端到端通信基于自动重传请求（ARQ）算法，用于处理数据包失败，例如数据包丢失。我们研究ARQ算法，交换数据包提供（高层次）的消息在先进先出（FIFO）的顺序，没有遗漏或重复。我们提出了一种自稳定的ARQ算法，可应用于网络的有限容量，容易发生丢包，重复，和重新排序。我们的分析认为Lamport的发生之前的关系时，演示稳定，而不假设存在一个公平的调度程序。证明了对于任何系统运行，Lamport的happened-before关系的最长链的长度为8。
2020-06-10 cs.DC
Communication Optimalement Stabilisante sur Canaux non Fiables et non FIFO
自稳定协议具有恢复合法行为的能力，无论其初始状态如何。大多数的作品在自稳定假设共享内存模型或使用可靠的FIFO通道的通信。在这篇文章中，我们感兴趣的自稳定系统使用有界但不可靠和非FIFO通道。我们提出了一个稳定的通信协议与最佳故障恢复。更详细地说，该协议模拟了一个可靠的FIFO通道，并确保了最小数量的丢失，复制，创建和重新排序的消息。
2011-04-20 cs.DC
A self-stabilizing algorithm for maximal matching in link-register model in $O(nΔ^3)$ moves
在匹配问题中，每个节点都有一个指向它的一个邻居或$null$的指针，当每个节点指向一个自己指向它的邻居时（它们被称为已婚），或者指向$null$时，计算最大匹配，在这种情况下，没有邻居也可以指向$null$。本文提出了一种自稳定的分布式算法来计算在读/写原子下的链路寄存器模型中的最大匹配，其复杂性为{ $O(nΔ^3)$ }在对抗分布式守护进程下移动，其中$Δ$是图的最大度。
2017-09-14 cs.DC
PSVR - Self-stabilizing Publish/Subscribe Communication for Ad-hoc Networks
本文提出了一种新的路由算法PSVR的ad-hoc网络中的发布/订阅系统。它的重点是通信链路不稳定和节点频繁更改订阅的场景。由于订阅和退订以及路由路径的长度，PSVR对路由表的大小和维护工作量进行了折衷。它以自我稳定的方式设计，可以很好地扩展网络规模。评估结果表明，PSVR只需要稍微多一点的消息比接近最佳的路由结构发布交付，并创建更短的路由路径比现有的自稳定算法。一个真实的部署展示了该方法的可用性
2016-09-22 cs.DC cs.DS
Self-stabilizing Algorithm for Minimal $α$-Dominating Set
本文提出了一种求最小$α$ -支配集的自稳定算法。$α$ -支配参数在自稳定范式中还没有使用过。在分布式守护进程下，对一个具有$n$节点和$m$边的任意图，该算法收敛于$O(nm)$步.仿真试验和数学证明表明了算法的有效性。
2020-06-01 cs.DC
Dijkstra's Self-Stabilizing Algorithm in Unsupportive Environments
第一个自稳定算法[Dij 73]假设存在一个中央守护进程，该守护进程每次激活一个处理器，以根据其自身状态和邻居的状态来改变状态。随后的研究重新考虑了这种算法，没有中央守护进程的假设，并在不同形式的通信，如链接寄存器的模型。在所有这些研究中，一个共同的特征是通信的原子性，无论是通过共享变量还是读/写寄存器。本文削弱了通信模型的原子性假设，提出了容忍各种较弱形式的原子性的[Dij 73]版本。首先，提出了常规寄存器的情况下的解决方案。然后，安全寄存器的情况下被认为是消极和积极的结果。本文还提出了一种基于寄存器的[Dij 73]的实现，该寄存器具有概率正确的行为，这需要弱稳定的概念。
2001-05-07 cs.DC
Self-stabilizing Uniform Reliable Broadcast
我们研究了一个著名的通信抽象称为统一可靠广播（URB）。URB在容错分布式系统的设计和实现中处于核心地位，因为许多非平凡的容错分布式应用程序需要在消息传递上具有可证明保证的通信。我们的研究重点是无时间的消息传递系统，容易发生节点故障的容错实现。此外，我们的目标是设计一个更强大的通信抽象。我们通过自我稳定的镜头来做到这一点--一个非常强大的容错概念。除了节点和通信故障之外，自稳定算法可以在任意瞬时故障发生后恢复;这些故障表示违反系统设计操作所依据的假设（只要算法代码保持完整）。这项工作提出了第一个自稳定URB解决方案的时间自由的消息传递系统，容易发生节点故障。该算法具有O（bufferUnitSize）的稳定时间（异步周期）从任意瞬态故障，其中bufferUnitSize是一个预定义的常数，可以根据可用的内存设置。此外，我们的算法的通信成本是类似的非自稳定的国家的最先进的。主要的区别是，我们的建议，考虑了重复八卦的O（1）比特的消息和处理有界空间（这是自稳定的先决条件）。具体地，每个节点需要存储多达bufferUnitSize n个记录，并且每个记录的大小为O（v + n log n）位，其中n是系统中的节点数，v是编码单个URB实例所需的位数。
2020-01-09 cs.DC
Self-stabilizing algorithms for Connected Vertex Cover and Clique decomposition problems
在许多无线网络中，既没有固定的物理主干，也没有集中的网络管理。这种网络的节点必须自组织，以维持用于路由消息的虚拟骨干。此外，网络的任何节点都可以是恶意攻击的先验来源。因此，一方面主干网必须是容错的，另一方面它可以是有用的，以监测所有的网络通信，以确定攻击尽快。我们感兴趣的最小\emph{Connected Vertex Cover}问题，一个推广的经典最小顶点覆盖问题，它允许获得一个连接的骨干。最近，Delbot等人~ \cite{DelbotLP13}提出了一种新的集中式算法，具有恒定的近似比$2$。在本文中，我们提出了一个分布式和自稳定版本的算法具有相同的近似保证。据作者所知，这是第一个分布式和容错算法，这个问题。所考虑的问题的解决方法是基于一个连接的最小团分区的建设。因此，我们还设计了第一个分布式自稳定算法，这是独立的利益。
2014-08-09 cs.DC
Quantum Entanglement with Self-stabilizing Token Ring for Fault-tolerant Distributed Quantum Computing System
基于自稳定令牌环算法，构造了n个量子比特的量子纠缠态。纠缠态可以应用于量子网络、量子互联网、分布式量子计算、量子云等领域。据我们所知，这是第一次尝试构建基于自稳定算法的量子纠缠。通过基于IBM Quantum Experience平台的量子线路实现，证明了该结构确实可以实现特定的n量子比特纠缠态，进而可以在量子网络或量子互联网中循环令牌，构建分布式量子计算系统（DQCS）。所建立的DQCS是容错的，在这个意义上，它可以容忍瞬态故障，如偶尔错误的纠缠量子态。
2022-09-23 cs.DC cs.ET quant-ph
A New Self-Stabilizing Maximal Matching Algorithm
最大匹配问题在自稳定领域受到了广泛的关注。以前的工作已经给出了不同的自稳定算法，解决了对抗和公平的分布式守护进程，顺序对抗守护进程，以及同步守护进程的问题。在下文中，我们为这个问题提出了一个单一的自稳定算法，该算法将所有这些算法结合在一起，因为它在与顺序对抗，分布式公平和同步守护进程的先前最佳算法相同的移动次数中稳定下来。此外，该算法将分布式对抗守护进程的最佳移动复杂度从O（n^2）和O（delta m）提高到O（m），其中n是进程数，m是边数，delta是图中的最大度。
2007-01-30 cs.DC cs.DS
Minimizing Message Size in Stochastic Communication Patterns: Fast Self-Stabilizing Protocols with 3 bits
本文考虑的基本$\mathcal{PULL}$模型的通信，在每一轮中，每个代理提取信息，从几个随机选择的代理。我们试图确定在每个交互（消息大小）中透露的最小信息量，但允许基本信息传播任务的有效和鲁棒的计算。我们专注于多数位传播问题，认为人口的$n$代理，与指定的子集的源代理。每个源代理持有一个输入位，每个代理持有一个输出位。目标是让所有代理将其输出位收敛到源的最频繁输入位（多数位）。请注意，单个源代理的特定情况对应于经典的广播问题。我们专注于严重的容错自稳定的上下文中，最终必须达到一个正确的配置，尽管所有的代理开始执行任意的初始状态。我们首先设计了一个通用的编译器，它基本上可以转换任何自稳定的算法，具有一定的属性，使用$\ell$位的消息，一个只使用$\log \ell$位的消息，而在运行时间只付出很小的惩罚。通过递归地应用这个编译器，我们得到了一个自稳定的时钟同步协议，在该协议中，代理在$\tilde O(\log n\log T)$轮内以给定的整数$T$为模同步它们的时钟，并且使用仅包含$3$比特的消息。然后，我们采用新的时钟同步工具，以获得一个自稳定的多数位传播协议，收敛在$\tilde O(\log n)$时间，w.h.p.，在每一个初始配置上，只要支持少数意见的来源的比例远离一半。此外，该协议每次交互也仅使用3位。
2016-11-04 cs.DC
Self-Stabilizing Periodic Mutual-exclusive Propagation in Sparse Networks
消息传播是在稀疏连接的通信网络上构建分布式系统的基础。为了提供简单的消息传播原语，用一个简化的离散系统模型研究了一位消息的互斥传播（MEP）。受自然传播系统的启发，利用MEP系统提出了有效的自稳定周期MEP过程。为了处理最坏的情况下，MEP系统通常分析与任意连接的网络上的正式证明。结果表明，MEP系统可以在很短的有界时间内以任意的系统初始状态稳定。同时，数值模拟表明，如果消息的延迟是随机分布的，可以显着降低传播误差。传播模式进行了讨论，进一步得出更精细的MEP系统中的传播结果。结果表明，MEP系统能够很好地处理有界时钟漂移和一些良性故障。MEP原语机制简单，可作为上层自稳定同步系统的实用构件。
2022-03-07 cs.DC
Self-Stabilizing Balancing Algorithm for Containment-Based Trees
基于容器的树包含各种方便的结构，如B+树，R树和M树。它们被广泛用于在集中式和分布式环境中构建数据索引、范围可查询覆盖、发布/订阅系统。除了它们的多功能性外，它们平衡的形状确保了令人满意的整体性能。最近，它已被证明，他们的分布式实现可以故障恢复。然而，这种鲁棒性是以不平衡结构为代价的。虽然结构在可搜索性方面保持正确，但其性能可能会显着降低。在本文中，我们提出了一个分布式的自稳定算法来平衡基于包含的树。
2012-12-14 cs.CC cs.DC
Early Adapting to Trends: Self-Stabilizing Information Spread using Passive Communication
如何在系统中高效、可靠地传播信息是分布式计算中最基本的问题之一。最近，受生物学场景的启发，一些作品专注于确定在错误条件下传播信息所需的最小通信资源。在这里，我们研究了Boczkowski，Korman和Natale在[SODA 2017]中介绍的自稳定比特传播问题。这个问题考虑了一个由n个代理人组成的全连接网络，有一个二元世界的观点，其中一个被称为正确的。在任何给定的时间，每个代理持有一个意见位作为其公共输出。种群包含一个知道哪种观点是正确的源代理。这个代理人接受正确的意见，并在整个执行过程中始终坚持。我们认为，基本的Pandem模型的通信，其中每个代理观察相对较少的随机选择的代理在每一轮。非源代理的目标是快速收敛于正确的意见，尽管具有任意的初始配置，即，以自我稳定的方式。一旦人们接受了正确的观点，他们就应该永远坚持下去。受动物观察他人行为并对其做出反应的生物学场景的启发，我们专注于被动通信的极端约束模型，该模型假设当观察另一个代理时，可以提取的唯一信息是该代理的意见位。我们证明，这个问题可以解决在一个多对数在n轮的概率很高，而在每一轮的代理人的对数数量进行采样。以前的作品解决了这个问题更快，使用更少的样本，但他们这样做是通过解耦的消息发送代理从他们的输出意见，因此不适合被动通信的框架。此外，这些工作使用复杂的递归算法，具有不太可能被生物实体使用的精确时钟。相比之下，我们提出的算法…
2022-03-22 cs.DC
Self-stabilizing Byzantine Fault-tolerant Repeated Reliable Broadcast
我们研究了一个著名的通信抽象称为拜占庭可靠广播（BRB）。这种抽象是容错分布式系统的设计和实现的核心，因为许多容错分布式应用程序需要在消息传递上具有可证明保证的通信。我们的研究重点是容错实现的消息传递系统，容易出现进程故障，如崩溃和恶意行为。在PODC 1983年，Bracha和Toueg，简称BT，解决了BRB问题。BT具有最佳的弹性，因为它可以处理t <n/3的拜占庭进程，其中n是进程的数量。目前的工作旨在设计一个更强大的解决方案比BT扩展其故障模型与自稳定，一个有力的概念容错。除了容忍拜占庭和通信故障之外，自稳定系统还可以在任意瞬时故障发生后恢复。这些故障表示违反了系统设计运行所依据的假设（假设算法代码保持完整）。我们建议，据我们所知，第一个自我稳定拜占庭容错（BFT）的解决方案，重复BRB在无签名的消息传递系统（以下BT的问题规范）。我们的贡献包括BT的自稳定变化，解决了异步系统的单实例BRB。我们还考虑了单实例BRB实例的回收问题。我们的无时间系统的自稳定BFT回收促进了预定义数量的BRB调用的并发处理，通过这种方式，可以作为自稳定BFT共识的基础。
2022-10-03 cs.DC
Silent Self-stabilizing BFS Tree Algorithms Revised
在本文中，我们回顾了两个基本结果的自稳定文献沉默BFS生成树的构造：Dolev等人的算法和黄和陈的算法。更确切地说，我们提出了在复合原子模型的三个简单的适应这些算法的启发。然后，我们提出了这三个算法的深入研究。我们的研究结果与正确性（收敛性和封闭性，假设一个分布式的不公平守护进程）和复杂性（分析的稳定时间轮和步骤）。
2015-09-13 cs.DC
Practically-Self-Stabilizing Virtual Synchrony
虚拟同步是一个重要的抽象，当在异步的、通常是大型的、消息传递的分布式系统上实现时，它被证明是非常有用的。容错设计是此类实现成功的关键标准。这是因为大型分布式系统可以是高度可用的，只要它们不依赖于每个系统参与者的完整操作状态。也就是说，他们采用冗余的数字，以克服非最佳行为的参与者，并获得全球的鲁棒性和高可用性。自稳定系统可以容忍瞬态故障，驱动系统到一个任意的不可预测的配置。这样的系统会自动从任意配置中恢复一致性，然后产生所需的系统行为。实际上，自稳定系统确保了实际上无限数量的连续步骤的期望系统行为，$2^{64}$步骤。我们提出了第一个实际的自稳定虚拟同步算法。该算法是几个新技术的组合，可能是独立的利益。特别是，我们提出了一种新的计数器算法，建立了一个有效的实际无界计数器，这反过来又可以直接用于实现自稳定多写多读（MWMR）寄存器仿真。其他组件包括自稳定组成员资格、自稳定多播和复制状态机的自稳定仿真。当我们基于虚拟同步而不是共识来实现复制状态机时，系统在与基于共识的复制状态机相关的更极端的异步执行中前进。
2018-04-25 cs.DC
A Thin Self-Stabilizing Asynchronous Unison Algorithm with Applications to Fault Tolerant Biological Networks
由Emek和Wattenhofer（PODC 2013）引入的\emph{stone age (SA)}模型为分布在随机有限状态机上的网络算法提供了抽象。该模型旨在模拟细胞网络中生物过程的动态，假设一个弱通信方案，该方案建立在节点以异步方式感知其附近的能力之上。最近的工作表明，SA模型的计算和通信能力弱，足以有效地解决分布式计算中的一些核心任务，但他们这样做的假设下（有点不太现实）的无故障计算。在本文中，我们开始研究的\emph{self-stabilizing} SA算法，保证从任何组合的瞬态故障恢复。具体而言，我们开发了高效的自稳定SA算法的\emph{leader election}和\emph{maximal independent set}任务有界直径图受到异步调度。这些算法依赖于一种新的高效的自稳定\emph{asynchronous unison (AU)}算法，该算法在其状态空间方面是“瘦”的：AU算法所使用的状态数在图的直径范围内是线性的，与节点数无关。
2021-05-18 cs.DC
2-Edge-Connectivity and 2-Vertex-Connectivity of an Asynchronous Distributed Network
非屏蔽容错分布式系统的自稳定性在过去的十年中得到了广泛的研究兴趣。本文提出了一种异步分布式计算机网络2-边连通和2-点连通的自稳定算法。它基于自稳定深度优先搜索，并且不是复合算法，因为它不是由多个并行运行的自稳定算法组成。该算法的时间和空间复杂度与底层自稳定深度优先搜索算法相同，分别为O（dnΔ）轮和O（n \log Δ）位/处理器，其中Δ（<= n）是节点度的上界，d（<= n）是图的直径，n是网络中的节点数.
2019-06-22 cs.DC cs.DS
Self-Stabilizing Maximal Matching and Anonymous Networks
我们提出了一个自稳定算法计算匿名网络中的最大匹配。复杂性是$O(n^3)$在对抗性分布式守护进程下以高概率移动。在该算法中，每个节点可以确定它的一个邻居是指向它还是指向另一个节点，这导致了与匿名假设的矛盾。为了解决这个问题，我们在经典的链接寄存器模型下提供了一个自稳定算法，该算法为链接提供了一个唯一的名称，使得该名称被链接的两端共享。
2016-11-17 cs.DC
Distributed Self-Stabilizing MIS with Few States and Weak Communication
研究了一个简单的随机过程，它在一般的$n$-顶点图上计算极大独立集（MIS）。每个顶点都有一个二进制状态，黑色或白色，其中黑色表示包含在MIS中。顶点状态最初是任意的，并且并行更新：在每一轮中，每个顶点的状态与其邻居"不一致"，即，它是黑色的并且具有黑色的邻居，或者它是白色的并且所有邻居都是白色的，以概率$1/2$改变其状态。该过程在任何图上以概率1稳定，并且所得的黑色顶点集是MIS。也很容易看出，在某些图族上，例如团和树，期望的稳定时间是$O(\log n)$。然而，在这些简单案例之外分析图表上的过程似乎具有挑战性。我们的主要结果是，该过程稳定在$\mathrm{poly}(\log n)$轮w.h.p.\对于$0\leq p \leq \mathrm{poly}(\log n)\cdot n^{-1/2}$和$p \geq 1/\mathrm{poly}(\log n)$，在$G_{n,p}$随机图上。此外，具有较大但仍恒定的顶点状态空间的此过程的扩展在$G_{n,p}$ w.h.p.上的$\mathrm{poly}(\log n)$轮中稳定，适用于所有$1\leq p\leq 1$。我们推测，这一改进的界限，以及为原来的过程。事实上，我们认为，原来的过程稳定在$\mathrm{poly}(\log n)$轮上的任何给定的$n$-顶点图w.h. p。这两个过程很容易转化为分布式…
2023-01-12 cs.DC
A Uniform Self-Stabilizing Minimum Diameter Spanning Tree Algorithm
本文提出了一个统一的自稳定算法，它解决了分布式地寻找任意正实权图的最小直径生成树的问题。我们的算法包括两个阶段的稳定协议。第一阶段是一个统一的随机稳定{ \em唯一命名}协议，第二阶段是一个稳定{ \em MDST}协议，被设计为一个{ \em公平组合}的Merlin-Segall的稳定协议和一个分布式确定性稳定协议解决（MDST）的问题。这里给出的所得到的随机化分布式算法是两个阶段的组合;它在$O(nΔ+{\cal D}^2 + n \log\log n)$预期时间内稳定，并且使用$O(n^2\log n + n \log W)$存储位（其中$n$是图的阶，$Δ$是网络的最大度，$\cal D$是根据跳数的直径，并且$W$是最大边权重）。据我们所知，我们的协议是第一个分布式算法（MDST）的问题。此外，它是容错的，适用于任何匿名的任意网络。
2013-12-11 cs.DC cs.DS
Communication Efficiency in Self-stabilizing Silent Protocols
自稳定是为分布式系统和网络提供前向恢复能力的一般范例。直观地说，如果一个协议能够在没有外部干预的情况下从任何灾难性的瞬时故障中恢复，那么它就是自稳定的。在本文中，我们的重点是降低自稳定协议\emph{below}的通信复杂性，需要永远检查每个邻居。更详细地说，该文件的贡献有三个方面：（i）我们为自稳定协议的通信效率提供了新的复杂性度量，特别是在稳定阶段或没有故障时。（ii）在负面方面，我们证明了对于非平凡问题，如着色，最大匹配和最大独立集，是不可能得到（确定性或概率性）自稳定的解决方案，其中每个参与者与少于每个邻居在稳定阶段进行通信，以及（iii）在积极的一面，我们提出了着色，最大匹配，以及最大独立集，使得一部分参与者在稳定阶段中与恰好一个邻居通信。
2008-11-23 cs.CC cs.DC cs.DS
Linear-time Self-stabilizing Byzantine Clock Synchronization
时钟同步是分布式系统中一项非常基本的任务。因此，要求底层时钟同步机制具有高度容错性是有意义的。自稳定算法寻求在同步丢失时获得同步;拜占庭算法假设同步永远不会丢失，并专注于包含故障节点永久存在的影响。存在用于时钟同步的高效自稳定解决方案以及对拜占庭故障有弹性的高效解决方案。相比之下，据我们所知，没有实际的解决方案是自我稳定的，同时容忍拜占庭节点的永久存在。提出了第一个线性时间自稳定拜占庭时钟同步算法。我们的确定性时钟同步算法是基于观察，所有的时钟同步算法需要事件交换时钟值和重新同步的时钟在安全范围内。这些事件通常需要在不同的节点上同步发生。在经典的拜占庭算法中，这是通过使时钟最初彼此接近来实现或辅助的，因此实际时钟值可以用于同步事件。这意味着时钟值不能任意不同，这必然使这些解决方案不稳定。我们的方案建议使用一个底层的分布式脉冲同步模块，是不相关的时钟值。
2006-08-25 cs.DC
Self-Stabilizing and Private Distributed Shared Atomic Memory in Seldomly Fair Message Passing Networks
我们研究的问题，私人模仿共享内存的消息传递网络。该系统包括在N个服务器上存储和检索复制信息的客户端，其中e个是恶意的。当客户端访问恶意服务器时，该服务器响应的数据字段可能与其最初存储的值不同。然而，服务器应答和协议动作中的所有其他控制变量都是根据服务器算法的。对于Cadambe等人的编码原子存储（CAS）算法，我们提出了一种增强，确保没有信息泄漏和恶意容错。我们还考虑恢复后发生的瞬态故障，违反了假设，根据该系统的行为。在它们最后一次发生之后，瞬时故障使系统处于任意状态（而程序代码保持不变）。我们提出了一种自稳定算法，它恢复后发生的瞬态故障。Cadambe等人的这一补充考虑了异步设置，只要不发生瞬时故障。从使系统计数器（接近）到它们的最大值的瞬时故障的恢复可以包括使用全局重置过程，这要求系统运行由公平调度器控制。在恢复期之后，为不一定由公平调度器控制的异步系统运行提供安全属性。由于恢复期是有界的，瞬时故障的发生是极其罕见的，我们称之为自稳定的设计准则存在很少的公平。我们的自稳定算法在异步执行期间使用有界存储（不一定公平）。据我们所知，我们是第一个在网络系统中模拟原子共享内存的背景下解决隐私和自稳定问题的人。
2018-06-09 cs.DC
Self-stabilizing Byzantine-tolerant Recycling
研究在拜占庭进程存在下的对象回收挑战，提出一种自稳定拜占庭容错的异步对象回收机制，基于新的同步多值共识算法和现有技术组合，实现对象在任务结束后的安全重用。
2023-07-27 cs.DC
Fast and Compact Distributed Verification and Self-Stabilization of a DFS Tree
我们提出了分布式验证和沉默稳定的DFS（深度优先搜索）生成树的连接网络的算法。计算和维护这样的DFS树是重要的任务，例如，用于构建有效的路由方案。我们的算法以各种方式改进了以前的工作。可比较的以前的工作具有空间和时间复杂度分别为每个节点的$O(n\log Δ)$比特和$O(nD)$，其中$Δ$是节点的最高度，$n$是节点的数量，$D$是网络的直径。相比之下，我们的算法有一个空间复杂度为$O(\log n)$位每节点，这是最佳的沉默稳定生成树和运行在$O(n)$时间。此外，我们的解决方案是模块化的，因为它利用分布式验证算法作为一个独立的子任务的整体解决方案。可以将验证算法用作独立任务或另一算法中的子任务。为了证明使用模块化方法构造高效DFS算法的简单性，我们还基于我们的沉默稳定DFS树提出了一个（非沉默）自稳定DFS令牌循环算法。该令牌循环算法的复杂度与已知算法相当。
2014-12-17 cs.DC
Self-Stabilizing Pulse Synchronization Inspired by Biological Pacemaker Networks
我们定义的“脉冲同步”的问题，需要节点实现紧密同步的定期脉冲事件，在分布式计算系统的设置。脉冲耦合同步是一种由各种生物系统显示的现象，通常克服高水平的噪声。受这种生物模型的启发，提出了一种适用于分布式计算机系统的鲁棒自稳定拜占庭脉冲同步算法。该算法达到接近最佳的同步紧密性，同时容忍多达三分之一的节点表现出拜占庭行为并发。脉冲同步以前已被证明是一个强大的积木设计算法在这个严重的故障模型。我们之前已经展示了如何使用脉冲同步来稳定一般的拜占庭算法。据我们所知，没有其他方案可以在不使用同步脉冲的情况下做到这一点。
2008-03-04 cs.DC
Two snap-stabilizing point-to-point communication protocols in message-switched networks
一个快照稳定协议，从任何配置开始，总是根据它的规范运行。在本文中，我们提出了一个快照稳定协议来解决消息交换网络中的消息转发问题。在这个问题中，我们必须管理系统的资源，以将消息传递到网络的任何处理器。在这个目的中，我们使用路由算法给出的信息。通过稳定的上下文（特别是，系统以任意配置启动），该信息可能被破坏。因此，对于消息转发问题，快照稳定协议的存在意味着即使路由信息最初被损坏，我们也可以要求系统开始转发消息。在本文中，我们提出了两个单元稳定算法（在状态模型）的以下规格的问题：-任何消息可以在有限的时间内生成。- 任何发出的消息都将被传递到其目的地一次，并且在有限时间内仅传递一次。这意味着我们的协议可以传递任何发出的消息，而不管初始配置中路由表的状态如何。这两个算法都是在文献[MS 78]的基础上提出的。每个算法都需要一个特定的方法来转换成一个快速稳定的一个，但他们都没有引入一个显着的过度消耗内存或时间相对于算法[MS 78]。
2009-05-15 cs.DC cs.DS
Renaissance: A Self-Stabilizing Distributed SDN Control Plane using In-band Communications
通过引入可编程性、自动化验证和创新的调试工具，软件定义网络（SDN）已准备好满足当今通信网络日益严格的可靠性要求。然而，容错SDN的设计仍然是一个开放的挑战。本文认为，通过镜头的自稳定可靠的SDN的设计-一个非常强大的容错概念。特别是，我们开发了一个带内和分布式控制平面的SDN，文艺复兴时期，容忍各种故障的算法。我们的自稳定算法确保在发生任意故障后，（i）每个无故障的SDN控制器可以在有限的通信延迟内到达任何交换机（或另一个控制器）（在存在有限数量的故障的情况下），以及（ii）每个交换机由控制器管理。我们通过严格的最坏情况分析以及原型实现（基于OVS和Floodlight以及Mininet）来评估Renaissance。
2022-03-29 cs.DC cs.DS cs.NI
Synthesis of a simple self-stabilizing system
随着分布式系统作为计算范例的重要性日益增加，需要一种系统的方法来设计它们。虽然形式化验证领域已经朝着这个目标取得了巨大的进步，但所产生的功能仅限于检测特定设计中的问题。通过一个经典的例子，我们说明了一个简单的基于模板的方法，利用著名的技术有界模型检验的综合设置的基础上，分布式系统的计算机辅助设计。
2014-07-21 cs.DC cs.LO
Self-stabilizing Numerical Iterative Computation
传感器网络中的许多挑战性任务，包括传感器校准、节点排序、监测、事件区域检测、协同过滤、协同信号处理、{ \em等}，可以用公式表示为求解线性方程组的问题。最近的几项工作提出了不同的分布式算法来解决这些问题，通常使用线性迭代数值方法。在这项工作中，我们扩展了上述方法的设置，通过添加另一个维度的问题。具体来说，我们感兴趣的{ \em自稳定}算法，连续运行，并收敛到任何初始状态的解决方案。由于网络的动态特性和测量环境的频繁变化，这方面的问题非常重要。在本文中，我们链接在一起的算法从两个不同的领域。一方面，我们使用丰富的线性代数文献的线性迭代法求解线性方程组，这是自然分布的快速收敛性能。另一方面，我们对自稳定算法感兴趣，其中计算的输入不断变化，我们希望算法从任何初始状态收敛。我们提出了一个简单的新方法称为\syncAlg作为自稳定的线性迭代法的变种。我们证明了在温和的条件下，自稳定算法收敛到一个理想的结果。我们进一步扩展这些结果来处理异步的情况。作为一个案例研究，我们讨论了传感器校准问题，并提供仿真结果来支持我们的方法的适用性。
2008-11-19 cs.DC
Compact Deterministic Self-Stabilizing Leader Election: The Exponential Advantage of Being Talkative
本文主要研究领导选举问题的紧致确定性自稳定解。当要求协议是\emph{silent}时（即，当通信内容在任何执行期间从某个时间点起保持固定时），对于参与领导者选举的每个节点，存在存储器的Ω（\log n）位的下限（其中n表示系统中的节点数）。这个下界甚至在环中也成立。我们提出了一个新的确定性（非沉默）自稳定协议的n节点环，只使用O（\log \log n）每个节点的内存位，并稳定在O（n \log^2 n）轮。我们的协议有几个有吸引力的功能，使其适合于实际用途。首先，通信模型与现有编译器用于真实网络的模型相吻合。第二，环的大小（或该大小的任何上限）不需要被任何节点知道。第三，节点标识符可以具有各种大小。最后，除了弱公平调度器之外，没有同步假设。因此，我们的研究结果表明，也许令人惊讶的是，交易沉默指数改善的记忆空间并没有在稳定时间或最小假设的高成本。
2014-01-20 cs.DC
Self-stabilizing Byzantine Clock Synchronization with Optimal Precision
我们重新审视的方法，拜占庭容错时钟同步的基础上介绍了林奇和韦尔奇的近似协议。我们的贡献有三个方面：（1）我们提供了一个稍微改进的算法变体，该算法产生了可以实现的偏斜和可持续频率偏移的改进界限。(2)我们将展示如何扩展该技术，也同步时钟速率。这允许不太频繁的通信，而不会显著损失精度，只要时钟速率变化足够慢。(3)我们提出了一个耦合方案，使这些算法的自稳定，同时保持其高精度。该方案利用低精度，但自我稳定的算法恢复的目的。
2016-09-29 cs.DC
Self-Stabilizing Indulgent Zero-degrading Binary Consensus
Guerraoui为二元共识问题提出了一个宽容的解决方案。也就是说，他证明了故障检测器的任意行为永远不会违反安全要求，即使它损害了活性。共识实现经常以重复的方式使用。Dutta和Guerraoui提出了一种零降级的解决方案，\ie在故障检测器表现完美的系统运行期间，一个共识实例期间的节点故障对未来实例的性能没有影响。我们的研究，重点是放纵零退化的二进制共识，旨在设计一个更强大的通信抽象。我们通过自我稳定的镜头这样做-一个非常强大的容错概念。除了节点和通信故障之外，自稳定算法可以在任意瞬时故障发生后恢复;这些故障表示违反系统设计操作所依据的假设（只要算法代码保持完整）。这项工作提出了第一个，据我们所知，自我稳定算法放纵零退化二进制共识的时间自由的消息传递系统容易检测到的过程故障。所提出的算法具有O（1）的稳定时间（异步周期）从任意瞬态故障。由于所提出的解决方案使用Ω故障检测器，我们还提出了第一个，据我们所知，自稳定异步Ω故障检测器，这是一个变化的Mostéfaoui，Risugaya，和Raynal。
2020-10-12 cs.DC
Abstract Graph Machine
抽象图机（AGM）是分布式存储并行稳定图算法的抽象模型。稳定化算法从一个特定的初始状态开始，经过一系列不同的状态变化，直到收敛。AGM将工作依赖性添加到稳定算法。工作是在处理函数中处理的。系统中的所有进程执行相同的处理功能。在将工作馈送到处理函数之前，使用严格弱排序关系对工作进行排序。严格弱序关系将工作划分为等价类，因此单个等价类中的工作可以并行处理，但不同等价类中的工作必须按照它们在等价类中出现的顺序执行。本文给出了几种分布式存储并行图算法的AGM模型、语义和AGM模型。
2016-04-28 cs.DC
Stabilizing Consensus is Impossible in Lossy Iterated Immediate Snapshot Models
本文提出了DLL和LIIS模型，证明了即使在每层仅存在1个遗漏故障的强连接IIS模型中稳定共识也无法实现，并指出仅存在永久广播者不足以解决稳定共识。
2024-11-12 cs.DC
Self-stabilizing Overlays for high-dimensional Monotonic Searchability
我们将自稳定系统的单调可搜索性的概念从一维扩展到多维。如果一个系统能够从任何初始的非法状态恢复到合法状态，那么它就是自稳定的。这类系统最常用于分布式应用程序。单调可搜索性在恢复过程进行时搜索节点时提供保证。更准确地说，如果在某个节点$u$上启动的搜索请求成功到达其目的地$v$，则从$u$到$v$的所有未来搜索请求也会成功。虽然已经存在一个自稳定协议的二维拓扑结构和单调搜索的通用方法，目前还不清楚这两个概念如何有效地配合在一起。后一个概念甚至带有一些对消息的限制性假设，而我们的协议并非如此。我们提出了一个简单的新协议的自稳定二维四叉树，满足单调搜索。我们的协议可以很容易地扩展到更高的维度，并提供路由在$\mathcal O(\log n)$跳的任何搜索请求。
2018-08-30 cs.DC
Polynomial self-stabilizing algorithm and proof for a 2/3-approximation of a maximum matching
我们提出了第一个多项式自稳定算法找到一个$\frac23$ -近似的最大匹配在一般的图。之前最著名的算法由Manne \emph{et al.} \cite{ManneMPT11}提出，并且在分布式对抗守护进程\cite{Coor}下具有次指数时间复杂度。我们的新算法是Manne \emph{et al.}算法的一个适应，并在相同的守护进程下工作，但在$O(n^3)$移动的时间复杂度。此外，我们的算法只需要比前一个多一个布尔变量，因此在Manne \emph{et al.}算法中，它只需要恒定量的内存空间（每个节点三个标识符和$two$布尔值）。
2016-11-18 cs.DC
Self-Stabilizing TDMA Algorithms for Dynamic Wireless Ad-hoc Networks
在动态无线自组织网络（DynWAN）中，自主计算设备建立网络以满足当前的通信需求。这些网络需要实现介质访问控制（MAC）层。我们认为MAC协议的DynWAN，需要是自主的和强大的，以及具有高带宽利用率，高预测度的带宽分配，和低通信延迟的通信网络中存在的频繁的拓扑变化。最近的研究表明，现有的实现不能保证这些时间要求的必要满足。我们提出了一种自稳定MAC算法DynWAN，保证了一个短的收敛周期，并通过这一点，它可以促进满足严格的定时要求，如上述。除了在算法研究方面的贡献外，我们还希望我们的提案能够让从业者更快地采用DynWAN，并更快地部署网络拓扑结构发生变化的DynWAN。
2013-01-24 cs.DC cs.NI
Self-stabilizing Balls & Bins in Batches
分布式计算中的一个基本问题是将请求分发到一组没有集中控制器的统一服务器。传统上，这样的问题被建模为静态球到箱过程，其中$m$球（任务）将被分发到$n$箱（服务器）。在一项开创性的工作中，Azar等人提出了$n=m$的顺序策略\greedy{d}。当抛出时，球查询$d$随机箱的负载，并被分配给其中负载最小的一个。Azar等人表明，与$d=1$相比，$d=2$产生指数改善。Berenbrink等人将其扩展至$m\gg n$，表明对于$d=2$，最大载荷差异与$m$无关（与$d=1$相反）。我们提出了一个新的变体的\emph{infinite}球到箱子的过程。每一轮，预期数量的$λn$新球到达并被分配（并行）到箱子。每个非空的箱子删除一个球。此设置对一组处理传入请求的服务器进行建模，其中客户端可以查询服务器的当前负载，但不接收有关并行请求的信息。我们研究了\greedy{d}分布方案，在这种情况下，并显示出很强的自稳定属性：对于\emph{any}到达率$λ=λ(n)<1$，系统负载是时不变的。此外，对于\emph{any}（甚至超指数）轮$t$，最大系统负载是（w.h.p.）$O(\frac{1}{1-λ}\cdot\log\frac{n}{1-λ})$用于$d=1$，$O(\log\frac{n}{1-λ})$用于$d=2$。特别地，对于高到达速率，\greedy{2}具有指数较小的…
2016-03-07 cs.DC
Analysis of a Memory-Efficient Self-Stabilizing BFS Spanning Tree
我们目前的结果上的最后一个主题，我们与我们已故的朋友，教授阿霍伊库马尔达塔（1958-2019）合作。在这项工作中，我们揭示了新的光在1997年由Colette Johnen提出的自稳定波算法。该算法在任意连通的有根网络中构造BFS生成树。目前，它仍然是现有的最好的自稳定BFS生成树结构，在内存需求方面，{ \em即}，它只需要每个边缘的$Θ(1)$比特。然而，它已经被证明假设一个弱公平的守护进程。此外，它的稳定时间也是未知的。在这里，我们研究这个算法的稍微修改的版本，仍然保持相同的内存需求。我们证明了这个变种下的分布式不公平守护进程的自稳定性，并显示稳定时间在$O(D.n^2)$轮，其中$D$是网络直径和$n$进程的数量。
2019-07-18 cs.DC
FATAL+: A Self-Stabilizing Byzantine Fault-tolerant Clocking Scheme for SoCs
我们提出了一个自稳定的拜占庭容错分布式时钟产生方案的概念和实现的多同步GALS架构中的关键应用。它结合了最近推出的自稳定算法的一个变体，用于生成低频，低精度同步脉冲与一个简单的非稳定的高频，高精度时钟同步算法。我们提供了彻底的正确性证明和性能分析，使用容错分布式计算研究的方法，但也解决了硬件相关的问题，如亚稳定性。该算法由多个并发通信的异步状态机组成，采用Petrify结合一些扩展在VHDL中实现，并在Altera Cyclone FPGA上进行了综合。这个原型的实验验证已经进行了确认的偏斜和时钟频率的界限预测的理论分析，以及非常短的稳定时间（需要恢复后，过多的瞬态故障）在实践中实现。
2012-02-09 cs.AR cs.DC
Self-Stabilizing Algorithms in the Uniform Port Model
Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
本文引入统一端口模型，设计高效自稳定算法解决一般图上多种局部对称性破缺问题，如最大独立集等，此前虽在更强模型中有相关研究，但此为首次在真正统一模型中证明此类算法存在。
2026-08-17 cs.DC
Technical Report: Benefits of Stabilization versus Rollback in Self-Stabilizing Graph-Based Applications on Eventually Consistent Key-Value Stores
在本文中，我们评估和比较两种方法的性能，即自稳定和回滚，处理一致性违反故障（\cvf）时发生的自稳定的分布式基于图的程序上执行最终一致的键值存储。违反一致性的错误是由于键值存储提供的一致性级别较低而导致读取错误的值而引起的。处理这些故障的一种方法是利用回滚，而另一种方法是依赖于期望提供从任意状态恢复的自稳定特性。我们评估这两种方法在不同的案例研究-平面图着色，任意图着色，最大匹配-以及不同的问题维度，如输入数据的特点，工作负载分区，和网络延迟。我们还考虑了执行不稳定算法回滚与类似的稳定算法，不利用回滚的效果。
2020-07-26 cs.DC
