發(fā)布時間：2020-12-06 01:11

　　現(xiàn)代社會非常依賴于Internet這一典型復雜系統(tǒng)的功能。然而,在Internet中,頻頻發(fā)生的級聯(lián)性災難和故障,嚴重威脅到了它安全運行,對人類社會造成了巨額經(jīng)濟損失和極其不利的影響。因此,由級聯(lián)故障行為導致的Internet安全性問題引起了國內外許多學者的關注。在吸收現(xiàn)有研究成果的基礎上,本論文主要從復雜網(wǎng)絡角度出發(fā),緊緊圍繞流的動力學過程,對真實Internet中由攻擊引發(fā)的級聯(lián)故障進行深入分析與理論建模,重點剖析網(wǎng)絡的多尺度拓撲與負載分配對級聯(lián)故障行為的影響,為設計和優(yōu)化Internet提供參考。論文的主要研究成果如下:1.基于真實的Internet,采用節(jié)點度的冪函數(shù)來表示節(jié)點初始負載,并應用負載局域擇優(yōu)重新分配原則構建了局域負載下帶有可調負載參數(shù)的級聯(lián)故障模型。研究了兩種攻擊策略下Internet的級聯(lián)故障行為。仿真結果表明,存在一個負載參數(shù)的關鍵閾值,即當負載參數(shù)大于這個閾值時,攻擊大度的節(jié)點比攻擊小度的節(jié)點更易導致大規(guī)模級聯(lián)故障;當負載參數(shù)小于這個閾值時,攻擊小度的節(jié)點反而更易導致網(wǎng)絡的全局崩潰。該閾值不同于以往用傳統(tǒng)理論復雜網(wǎng)絡模型模擬真實網(wǎng)絡下的結果。2.通過構建不同... 

【文章來源】：南華大學湖南省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

小世界網(wǎng)絡模型的生成小世界網(wǎng)絡的主要性質如圖2.3所示

13類系數(shù)和較小的平均最短路徑。由于WS小世界網(wǎng)絡模型生成算法中的隨機化重連有可能對網(wǎng)絡的連通性造成破壞。因此，Newman和Watts提出了一個改進的模型[28]，稱為NW小世界網(wǎng)絡模圖2.3小世界網(wǎng)絡的幾何特性型。該模型是通過用“隨機化加邊”取代WS模型構造中的“隨機化重連”而得到的。下面介紹小世界網(wǎng)絡模型的一些統(tǒng)計特性：(1)聚類系數(shù)WS小世界網(wǎng)絡的聚類系數(shù)為[29]33(2)()(1)4(1)KcppK………………………(2.19)(2)平均最短路徑關于WS小世界網(wǎng)絡模型的平均最短路徑L，人們利用重正化群方法得到如下公式[28]：2()(2)NLpfNKpK…………………………(2.20)其中f(u)滿足：,1()=(ln),1ufuuuu常數(shù)…………………………(2.21)Newman等人基于平均場方法[30]給出了f(x)的近似表達式:21()arctan222xfxhxxx…………………(2.22)

28圖4.1(a)說明了構造屬性Pd的過程，即dK系列的零模型網(wǎng)絡。d=0，4，對應于dK系列的不同階數(shù)[56]。這里使用對應子圖的總數(shù)來表示P的所有值。也就是說，P(2,2)1意味著網(wǎng)絡中兩個度為2的節(jié)點之間有一條邊。圖4.1(b)中的0K零模型網(wǎng)絡是最簡單、最隨機的網(wǎng)絡，它只保留了原始網(wǎng)絡的節(jié)點數(shù)和平均度。1K零模型網(wǎng)絡保持了原始網(wǎng)絡的度分布，但它已經(jīng)隨機重新連接了如圖4.1(c)所示的邊關系。2K零模型網(wǎng)絡與圖4.1(d)中的原始網(wǎng)絡具有相同的聯(lián)合度分布，這意味著它們的匹配系數(shù)相同。3K零模型網(wǎng)絡的重連過程如圖4.1(e)所示。3K零模型網(wǎng)絡和原始網(wǎng)絡的聚類系數(shù)相同。因此，隨著零模型階數(shù)的增加（即生成零模型約束條件的增加），零模型網(wǎng)絡在理論上逐漸接近于原始網(wǎng)絡。圖4.1dK系列零模型生成過程(a)Pd的計算過程，d=0，4，(b)0K零模型網(wǎng)絡(c)1K零模型網(wǎng)絡(d)2K零模型網(wǎng)絡(e)3K零模型網(wǎng)絡(2)具有可調參數(shù)的零模型網(wǎng)絡盡管上述四種不同階次的零模型對于理解原始網(wǎng)絡的行為是有用的，但是卻無法捕捉和有效地控制原始網(wǎng)絡的行為。因此，還考慮了一種目標邊交換的方法[57]，它可以創(chuàng)建具有可調微觀特性（如匹配性、聚類性）和中觀特性（如富人俱樂部、社區(qū)結構）的零模型。這里稱為具有可調性質的零模型。為了觀察匹配系數(shù)r對網(wǎng)絡級聯(lián)魯棒性的影響，分別考慮增加匹配系數(shù)的強同配零模型和減少匹配系數(shù)的強異配零模型[32,58]。這兩種零模型網(wǎng)絡的構造如下，


本文編號：2900434