35、高效稳定化的网络脚手架：构建自稳定覆盖网络

高效稳定化的网络脚手架：构建自稳定覆盖网络

在分布式系统中，构建自稳定的覆盖网络是一个具有挑战性的问题。本文将介绍一种基于网络脚手架的方法，用于高效地创建自稳定的Chord网络。我们将从计算模型和性能指标开始，逐步介绍Avatar覆盖网络框架、Avatar(Cbt)网络的构建和通信机制，最后讨论如何利用Avatar(Cbt)作为脚手架来构建Chord网络。

1. 预备知识

1.1 计算模型

我们将分布式系统建模为一个无向图 $G = (V, E)$，其中 $V$ 是 $n$ 个节点的集合，代表进程；$E$ 是边的集合，代表通信链路。每个节点 $u$ 有一个唯一的标识符 $u.id \in N$，存储为不可变数据。节点 $u$ 的本地状态包括一组变量及其值，以及其标识符 $u.id$。

计算采用同步消息传递模型，具有有界通信通道。在每个同步轮次中，节点可以接收上一轮邻居发送的消息，执行程序动作更新状态，并向其邻居发送消息。在覆盖网络模型中，节点可以通过逻辑链路通信，并且可以创建或删除图中的边。

计算的目标是让节点执行动作更新状态，直到达到合法配置。合法配置可以用系统中节点状态的谓词表示，对于覆盖网络，合法配置至少部分由网络拓扑定义。自稳定覆盖网络问题是设计一个算法 $A$，使得在任意状态的连接网络上执行 $A$ 时，最终能达到合法配置。

1.2 性能指标

我们从时间和空间两个方面分析自稳定覆盖网络算法的性能。时间方面，关注网络从瞬态故障中恢复的速度，用收敛时间衡量，即从任意连接配置到合法配置所需的最大同步轮数。

空间方面，我们关注节点在收敛过程中可能获得的“额外”邻居数量，使