34、分布式图处理系统的可视化工具与大图绘制方法

分布式图处理系统的可视化工具与大图绘制方法

1. 引言

在分布式图处理系统和大图绘制领域，存在着诸多挑战。一方面，分布式算法在运行过程中可能会出现各种与计算和基础设施相关的问题，需要有效的工具来检测和分析；另一方面，绘制非常大的图时，随着顶点和边数量的增加，布局算法的效率会降低，渲染时间也会增加。

2. GiViP：分布式图处理系统的可视化分析器

GiViP 是首个用于类 Pregel 图处理系统中分布式算法的可视化分析器。它可以在多种情况下检测不同的计算和基础设施相关问题。不过，GiViP 的 Frame View 存在一定局限性。当需要显示超过几十万个顶点时，由于弦图存在边混乱的问题，需要使用过滤器和/或聚合操作。为了提高其在应用领域的可扩展性，可以考虑研究替代的图可视化方法，如基于矩阵的可视化方法。此外，还计划对 GiViP 进行扩展，增加执行时间查询的功能，以及按计算阶段聚合超步序列的功能。同时，收集集群资源管理器的事件，以检测资源容器可能出现的故障也是一个有意义的方向。

3. 大图绘制的代理图方法

绘制大图时，一种常见的方法是使用代理图。代理图是原始图的简化或缩小版本，用户看到的是代理图的绘制结果。如果代理图能很好地代表原始图，那么用户就能从代理图的绘制中看到原始图的所有结构。

代理图的一种常见形式是稀疏化图。稀疏化通常通过某种随机采样来实现，最基本的方法是随机边采样（RE），即每条边以概率 p 独立选择。本文采用了一种更复杂的图稀疏化方法——谱稀疏化。

4. 谱稀疏化的相关概念

谱稀疏化是 Spielman 等人开发的一种通用技术，用于在保留图的结构属性的同