針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵節(jié)點失效引發(fā)網(wǎng)絡(luò)快速崩潰的問題,考慮節(jié)點之間存在相互作用且相互作用具有方向性的特征,建立有向網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)失效模型,推導(dǎo)節(jié)點失效后引起的負(fù)載震蕩狀態(tài)值.基于經(jīng)典的PageRank算法,利用失效節(jié)點引發(fā)的鄰居節(jié)點平均負(fù)載震蕩狀態(tài)值定義節(jié)點的初始重要度值,建立節(jié)點度擇優(yōu)的分配規(guī)則改進(jìn)PageRank算法的平均分配規(guī)則,結(jié)合節(jié)點層級結(jié)構(gòu),建立考慮級聯(lián)失效的有向傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點重要性分析方法.最后,通過仿真實驗驗證算法的有效性.實驗證明,該方法能有效地評估了有向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的重要性,而且當(dāng)對判定出的關(guān)鍵節(jié)點進(jìn)行保護(hù)時,該方法判定關(guān)鍵節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)抗毀性明顯較強. 

【文章來源】：小型微型計算機(jī)系統(tǒng). 2020,41(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

網(wǎng)絡(luò)分層示意圖

其中，Ci是節(jié)點i的容量，τ是網(wǎng)絡(luò)的能力容量參數(shù)，表示節(jié)點處理額外負(fù)載的能力，Li是節(jié)點i的初始負(fù)載．由圖2的有向網(wǎng)絡(luò)可以看出，當(dāng)節(jié)點i意外失效后，來自其父節(jié)點j1,j3的數(shù)據(jù)將無法流入，同時流出到其子節(jié)點j2的數(shù)據(jù)也將被中斷．這就導(dǎo)致父節(jié)點j1,j3的負(fù)載以一定的分配規(guī)則被重新分配給其父節(jié)點或其他的子節(jié)點，也將導(dǎo)致這些節(jié)點因過載而失效，此過程循環(huán)進(jìn)行，直到網(wǎng)絡(luò)中的再分配節(jié)點不出現(xiàn)過載現(xiàn)象．同時，而子節(jié)點j2無法接收來自i的數(shù)據(jù)，會因數(shù)據(jù)少載而被禁用．最終，這兩種失效現(xiàn)象導(dǎo)致大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)崩潰．

由表2可知，PageRank算法中重要度值最高的節(jié)點是95號節(jié)點，而其在NCFD算法中排名僅為第4．在NCFD算法中100號節(jié)點重要度值排名第3，而PageRank算法中其排名并未進(jìn)入前10．這是由于NCFD算法考慮了節(jié)點失效后引發(fā)的級聯(lián)震蕩的作用．由于95號節(jié)點的震蕩狀態(tài)值較93號節(jié)點低，所以其重要度低于93號節(jié)點，而100號節(jié)點的震蕩狀態(tài)值較高，其失效后引發(fā)網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)失效的可能性很大，所以100號節(jié)點重要度較高．因此，NCFD算法判定的結(jié)果更加全面．圖4 節(jié)點重要度分布

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于多重影響力矩陣的有向加權(quán)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點重要性評估方法[J]. 王雨,郭進(jìn)利.  物理學(xué)報. 2017(05)
[2]基于有向通信網(wǎng)絡(luò)的中間節(jié)點重要性評價方法[J]. 張強,龍華,高杰,杜慶治,邵玉斌.  昆明理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(01)
[3]基于逆向游走的PageRank社交網(wǎng)絡(luò)影響力度量算法[J]. 鄭孝遙,楊文建,鮑煜,羅永龍.  計算機(jī)工程與科學(xué). 2015(11)
[4]帶有層級結(jié)構(gòu)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)失效模型[J]. 袁銘.  物理學(xué)報. 2014(22)
[5]基于相繼故障信息的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點重要度演化機(jī)理分析[J]. 段東立,戰(zhàn)仁軍.  物理學(xué)報. 2014(06)



本文編號：3331799