53、容忍重排序的有界标签协议

容忍重排序的有界标签协议

在数据通信领域，实现可靠的先进先出（FIFO）通信是一个重要的目标。然而，实际的通信信道往往存在各种问题，如消息丢失、重复和重排序等。本文将探讨在有界标签的情况下，设计能够容忍低级别消息重排序的协议的可能性。

1. 背景与问题提出

在之前的研究中，我们知道使用带有无界标签的Stenning协议，可以在有限丢失、有限重复和任意重排序的情况下实现可靠的FIFO通信。而使用有界标签的自动重传请求协议（ABP），可以容忍有限丢失和有限重复，但无法处理重排序问题。

当ABP用于可以重排序低级别消息的信道时，会出现问题。例如，进程P2可能会误接受一个旧的高级别消息m，因为它恰好带有与当前期望相同的标签位。这种行为会导致相同高级别消息的重复传递，违反了可靠通信的要求。

2. 主要研究结果

我们将给出三个主要结果：
- 重排序和重复情况下的不可能性 ：证明不存在能够同时容忍重排序和重复的有界标签协议。
- 容忍丢失和重排序的有界标签协议 ：提出一个名为Probe的算法，该算法可以容忍消息的丢失和重排序，但不能处理重复问题。不过，该协议的复杂度较高。
- 高效协议的不存在性 ：证明不存在能够高效容忍丢失和重排序的协议，这意味着Probe协议的高复杂度是不可避免的。

3. 重排序和重复情况下的不可能性

我们通过公理规范来描述允许的信道行为。定义了执行与信道跟踪属性的一致性和有限一致性。

对于可以重排序和重复低级别消息的信道，有