8、异步环网中黑洞搜索的时间最优算法

异步环网中黑洞搜索的时间最优算法

在网络环境里，特别是支持移动实体（如机器人或代理）的环境中，黑洞是一种有害的存在。它会摧毁任何进入的实体，且不留下任何可见痕迹。因此，找到黑洞的位置就成了一个关键问题，这也就是黑洞搜索问题。本文聚焦于异步环网中黑洞搜索的时间复杂度，为解决这一问题提供了新的思路和算法。

1. 问题背景

• 黑洞的危害 ：在网络系统中，黑洞可以模拟多种类型的故障，包括硬件和软件故障。例如，异步网络中某个站点的崩溃故障会使该站点变成黑洞；恶意进程（如病毒）对传入消息的破坏也会导致该站点成为黑洞。
• 黑洞搜索的意义 ：确定黑洞的位置是进行“救援”或“修复”活动的第一步。同时，黑洞搜索问题也是图探索问题的一种推广，它开启了对危险图探索的研究。

2. 相关工作

在不同的系统模型下，研究人员对黑洞搜索问题进行了广泛的研究。具体如下：
| 系统模型 | 研究内容 |
| — | — |
| 异步白板模型 | 多数研究集中于此模型。在该模型中，网络节点提供白板，代理通过读写白板进行通信和协调。已有研究对环网中黑洞的定位进行了完整的刻画，并提出了在不同假设下的渐近最优定位算法。 |
| 异步令牌模型 | 此模型中没有白板，代理通过在节点上放置和拾取石子进行通信和协调。相关研究对该模型进行了探索。 |
| 同步网络模型 | 该模型中，移动是同步的，遍历一条链路需要一个单位时间。对于某些类别的树，已经建立了移动次数的严格界限；对于一般网络，找到最优策略是NP难的问题，并给出了近似算法。 | <