Deterministic algorithms in dynamic networks (original) (raw)

The number of telecommunication networks deployed in a dynamic environment is quickly growing. This is true in our everyday life (e.g., smartphones, vehicles, or satellites) as well as in the military context (e.g., dismounted soldiers or swarms of UAVs). Unfortunately, few theoretical tools enable, to date, the study of dynamic networks in a formal and rigorous way. As a result, it is hard and sometimes impossible to guarantee, mathematically, that a given algorithm will reach its objectives once deployed in real conditions. Having such guarantees would seem to be crucial in a military context. In a previous report we identified a collection of recent theoretical tools whose purpose is to model, describe, and leverage dynamic networks in a formal way. This report focuses on problems, algorithms, and analysis techniques. We review recent efforts towards the design and analysis of distributed algorithms in dynamic networks, with an emphasis on those results that are of a deterministic and analytical nature. The topics include a discussion on how mobility impacts the very definition of problems; a set of generic tools to be used in the design or analysis of dynamic network algorithms; a discussion on the impact of various types of dynamics on the feasibility and complexity of given problems; a classification of dynamic networks based on dynamic graph properties; and finally, a discussion on how real-world mobility contexts relate to some of these classes. Résumé Le nombre de réseaux de télécommunications déployés dans un environnement dynamique augmente rapidement. Cette réalité s'appliqueà la vie quotidienne (ordiphones [téléphones intelligents], véhicules, satellites) et au contexte militaire (soldatsà pied, essaims d'UAV). Malheureusement, peu d'outils théoriques permettent, jusqu'à maintenant, d'étudier les réseaux dynamiques de manière formelle et rigoureuse. Par conséquent, il est difficile et parfois impossible de garantir, mathématiquement, qu'un algorithme donné atteindra ses objectifs une fois déployé dans des conditions réelles. Avoir ces garanties sembleêtre essentiel dans un contexte militaire. Dans un rapport précédent, on a identifiéu néventail d'outils théoriques récents dont le but est de modéliser et décrire des réseaux dynamiques et de les mettreà profit, le tout de manière officielle. Ce rapport est axé sur les problèmes, les algorithmes et les techniques d'analyse. On examine les efforts récents en matière de conception et d'analyse d'algorithmes distribués dans des réseaux dynamiques, en insistant sur les résultats de natures déterministe et analytique. Parmi les sujets abordés, on trouve l'incidence de la mobilités u rl ad efinition des problèmes, un ensemble d'outils génériques qui seront utilisés pendant la conception ou l'analyse des algorithmes de réseau dynamique ; un examen de l'incidence des différents types de dynamique sur la faisabilité et la complexité Executive summary Deterministic algorithms in dynamic networks: Problems, analysis, and algorithmic tools