appunti-steffo/9 - Algoritmi distribuiti/3 - Computazione distribuita/3 - Spanning tree/shout+ protocol.md

[[algoritmo]] di [[spanning tree construction]] che migliora lo [[shout protocol]].

## [[Comportamento]]

> [!Summary]
> Ciascuna [[entità]] chiede ai propri vicini se può entrare a fare parte dello [[spanning tree]], e loro rispondono sì ***oppure nulla***.

Il [[leader]] viene inizializzato a `LEADER`, le altre [[entità]] vengono inizializzate a `IDLE`.

### `LEADER`

[[messaggio|Chiede]] [[impulso spontaneo|spontaneamente]] ai suoi [[vicini di un'entità|vicini]] se possono entrare a fare parte dello [[spanning tree]] con `Question`, poi diventa `ACTIVE`.

### `IDLE`

In attesa di ricevere `Question`.

Quando ne riceve una, risponde `Yes`, poi ripete `Question` ai propri [[vicini di un'entità|vicini]] (tranne il mittente) e diventa `ACTIVE`.

### `ACTIVE`

In attesa di risposte `Yes`.

Se la risposta è `Yes`, aggiunge il mittente allo [[spanning tree]].

Inoltre, [[contatore|conta]] ***tutti i messaggi*** che ha ricevuto, passando a `DONE` quando sono tante quante i vicini a cui ha inviato la domanda.

> [!Tip]
> Le `Question` provenienti dai vicini sono considerate dei `No`.

### `DONE`

Non fa nient'altro.

## [[algoritmo corretto|Correttezza]]

> [!Success]
> 
> Dato che:
> 1. Tutte le [[entità]] tranne il [[leader]] rispondono affermativamente una sola volta.
> 2. Una domanda e una risposta affermativa [[arco di un grafo|collegano]] le due [[entità]] coinvolte.
> 
> Allora, il [[grafo]] risultante è un [[albero]] [[grafo connesso|connesso]].

## [[costo computazionale distribuito|Costo computazionale]]

| Costo | [[notazione O-grande]] |
|-|-|
| [[comunicazione]] | $O(Channels)$ |
| [[tempo]] | $O(Channels)$ |

### [[Comunicazione]]

Si osserva che questo [[algoritmo]] è simile al [[flooding v3]], ma con le ***[[entità]] raggiunte che inviano anche una risposta***.

#### Singoli scambi di messaggi

Controlliamo che e quanti messaggi attraversano i [[canale di comunicazione|canali]].

##### Scoperta di una nuova [[entità]]

Un'[[entità]] invia `Question`, l'altra risponde con `Yes`.

Si verifica in:
$$
\color{LightCoral} (2 \cdot (Entities - 1))
$$ 
##### Incontro di due [[entità]] conosciute

Entrambe inviano `Question` in tutti i casi che non sono quello precedente:
$$
\color{SpringGreen} (2 \cdot (Channels - (Entities - 1)))
$$

***Non viene inviata una risposta in questo caso.***

##### Costo totale

$$
{\color{LightCoral} (2 \cdot (Entities - 1))}
+
{\color{SpringGreen} (2 \cdot (Channels - (Entities - 1)))}
$$

Espanso:
$$
{\color{LightCoral} 2 \cdot Entities - 2}
+
{\color{SpringGreen} 2 \cdot Channels - 2 \cdot Entities + 2}
$$


Ridotto:
$$
2 \cdot Channels
$$

In [[notazione asintotica]], è sempre:
$$
\Large O(Channels)
$$


### [[Tempo]]

Il [[grafo]] potrebbe essere un [[cammino]], che richiederebbe che ogni arco venisse attraversato, quindi sicuramente:
$$
\Large O(Channels)
$$

## [[Duale]]

- [[leader election su grafo aciclico]]