分散システムの主要な未解決の問題は？

この質問に触発されて、（理論的な）分散システムドメインで改善が必要な主要な問題と既存のソリューションは何ですか。

メンバーシッププロトコル、データの一貫性のようなものですか？

たとえば、分散コンピューティングの8つの未解決問題を参照してください。

多数のグラフ問題の分散時間の複雑さは、未解決の問題です。

一般に、分散グラフアルゴリズムは、グラフ問題の分散時間の複雑度の上限と下限を（少なくとも漸近的に）一致させると予想される領域です。たとえば、多くの最適化問題では、厳密な境界が知られています。ただし、まだよく理解されていない古典的な対称性を破る問題がたくさんあります。

$\Delta+1$$2\Delta-1$$\Delta$

$O(\Delta + \log^* n)$$n$$O(\Delta) + o(\log^* n)$$o(\Delta) + O(\log^* n)$ラウンド。一般に、実行時間が最大次数にどのように依存するかはわかりません。これが、私がローカル調整問題と呼んでいるものです。

$n$$\Delta$

上記では、分散コンピューティングに固有の質問に焦点を当ててきました。また、一般的な理論的コンピュータサイエンスの未解決の問題と非自明な関係がある分散グラフアルゴリズムには未解決の問題があります。たとえば、混雑したクリークモデルの非定数の下限は、分散コンピューティングの大きな未解決の問題です。最近、そのような下限がACCの新しい下限を意味することが発見されました。

「最小スパニングツリー（MST）の分散アルゴリズム」に関する未解決の問題：（[1]にリスト）

1. 時間の複雑さに関して、

   ほぼ最適なアルゴリズムと下限は、[2]および本書の参考文献に記載されています。最適な時間の複雑さは未解決の問題のままです。

2. メッセージの複雑さに関して、

   $O(m + n \log n)$

3. 同期モデルに関して：

   $O(\log \log n)$

$O(\log n)$

[1] 2008年の「Encyclopedia of Algorithms」のSergio Rajsbaumによる最小スパニングツリーの分散アルゴリズム。

[2] Lotkerらによる定直径グラフの分散MST。分布。Comput。、2006。

$O(\log \log n)$

[4] Khan et al。による最小スパニングツリーのための高速分散近似アルゴリズム。DISC 2006。

（最近）スライドショー「分散コンピューティングにおける未解決のコンピューターサイエンスの問題」（2012年）は、共同コンピューティングラボを率いるノートルダム研究員Douglas Thainによるものです。より多くの傾斜が適用されていますが、リストされている重要な質問は必然的に理論的な領域につながります。

• キロスケールの問題：十分な同時実行性を備えたワークフローは、sysadminの助けを借りなくても、最初と毎回1Kコアで正しく実行できるはずです。

• 停止の問題：ワークフローが1,000ノードで実行されている場合、ワークフローを停止し、関連するすべての状態を完全に確実にクリーンアップします。

• 依存関係の問題：

  （1）プログラムが与えられた場合、実際に別のマシンで実行する必要があるものをすべて把握します。

  （2）プロセスを指定して、実行中に実際に使用する（分散した）リソースを見つけます。

  （3）1と2をワークフロー全体に拡張します。

• 適切なサイジングの問題：（構造化された）アプリケーションと特定のクラスター、クラウド、またはグリッドが与えられた場合、許容可能なコストで優れたパフォーマンスを達成するリソース割り当てを選択します。

• トラブルシューティングの問題：100層のソフトウェアスタックの途中で障害が発生した場合、どのように、いつエラーを報告/再試行/無視/抑制しますか？

• 設計上の問題：分散コンピューティングに適したアプリケーションをどのように設計する必要がありますか？