Berenbrink, Petra, Giakkoupis, George, Kermarrec, Anne-Marie, Mallmann-Trenn, Frederik, Simon Fraser University (SFU.ca), As Scalable As Possible: foundations of large scale dynamic distributed systems (ASAP), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SYSTÈMES LARGE ÉCHELLE (IRISA-D1), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), INRIA Futurs, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL), SYSTÈMES LARGE ÉCHELLE (IRISA-D1), CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), and Giakkoupis, George
In the voter model, each node of a graph has an opinion, and in every round each node chooses independently a random neighbour and adopts its opinion. We are interested in the consensus time, which is the first point in time where all nodes have the same opinion. We consider dynamic graphs in which the edges are rewired in every round (by an adversary) giving rise to the graph sequence $G_1, G_2, \dots $, where we assume that $G_i$ has conductance at least $\phi_i$. We assume that the degrees of nodes don't change over time as one can show that the consensus time can become super-exponential otherwise. In the case of a sequence of $d$-regular graphs, we obtain asymptotically tight results. Even for some static graphs, such as the cycle, our results improve the state of the art. Here we show that the expected number of rounds until all nodes have the same opinion is bounded by $O(m/(d_{min} \cdot \phi))$, for any graph with $m$ edges, conductance $\phi$, and degrees at least $d_{min}$. In addition, we consider a biased dynamic voter model, where each opinion $i$ is associated with a probability $P_i$, and when a node chooses a neighbour with that opinion, it adopts opinion $i$ with probability $P_i$ (otherwise the node keeps its current opinion). We show for any regular dynamic graph, that if there is an $\epsilon>0$ difference between the highest and second highest opinion probabilities, and at least $\Omega(\log n)$ nodes have initially the opinion with the highest probability, then all nodes adopt w.h.p. that opinion. We obtain a bound on the convergences time, which becomes $O(\log n/\phi)$ for static graphs.