本文關(guān)鍵詞：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬缏膳c魯棒耦合規(guī)律研究

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【摘要】：隨著復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究的興起,復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性已經(jīng)成為人們?nèi)找骊P(guān)心的一個(gè)重要問題。特別是在互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用下,如何提供一個(gè)安全可靠的網(wǎng)絡(luò),是國家和社會共同關(guān)注的問題。研究表明“魯棒且脆弱”是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的重要特征,其原因就是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的度值分布不均勻具有冪律特性導(dǎo)致。研究復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征是提高網(wǎng)絡(luò)安全可靠性的基礎(chǔ),這對抑制復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的相繼故障傳播,提高網(wǎng)絡(luò)魯棒性具有重要意義。從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部拓?fù)涮卣鲀缏商匦匝芯恐?對網(wǎng)絡(luò)的彈性及魯棒性進(jìn)行分析,減少故障傳播,得出冪律與魯棒耦合之間的關(guān)系是本文的研究重點(diǎn)。本文主要做了以下幾個(gè)方面的工作:1.詳細(xì)分析了冪律分布的幾種形式并對BA無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)、改進(jìn)的BA網(wǎng)絡(luò)和Internet進(jìn)行冪律特性仿真。通過分析degree-rank冪律分布、frequency-degree冪律分布以及CCDF(d)-degree冪律分布,比較了Internet、BA無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)、隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)和小世界網(wǎng)絡(luò)的度分布圖,驗(yàn)證了Internet和BA無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)具有冪律特性而隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)和小世界網(wǎng)絡(luò)的度分布不符合冪律特征。運(yùn)用MATLAB仿真分析了BA網(wǎng)絡(luò)、改進(jìn)的BA網(wǎng)絡(luò)及Internet拓?fù)涞膬缏芍笖?shù),擬合得出BA網(wǎng)絡(luò)的冪指數(shù)為3.0,改進(jìn)的BA網(wǎng)絡(luò)冪指數(shù)約為3.23,路由級Internet冪指數(shù)約為2.14。2.對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的彈性魯棒進(jìn)行研究。引入復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的彈性概念,指出復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的彈性是網(wǎng)絡(luò)遭受攻擊后能迅速恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)的能力。針對網(wǎng)絡(luò)在遭到攻擊時(shí)的動力學(xué)特性,提出網(wǎng)絡(luò)彈性的數(shù)學(xué)模型,加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的彈性、減少故障傳播。利用網(wǎng)絡(luò)冗余的設(shè)置增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)彈性,使網(wǎng)絡(luò)在受到攻擊時(shí),加大節(jié)點(diǎn)承受負(fù)載能力。提出基于態(tài)勢感知的網(wǎng)絡(luò)彈性增強(qiáng)模型,感知當(dāng)前的環(huán)境中存在的威脅與影響,預(yù)測網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中潛在的故障,增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的彈性。3.分析比較BA網(wǎng)絡(luò)、改進(jìn)型BA網(wǎng)絡(luò)和Internet在遭遇攻擊時(shí)的魯棒性,進(jìn)行攻擊仿真。實(shí)驗(yàn)表明:針對BA網(wǎng)絡(luò)、改進(jìn)的BA網(wǎng)絡(luò)和Internet進(jìn)行隨機(jī)攻擊時(shí),三者都具有良好的魯棒性,而對于蓄意攻擊三種網(wǎng)絡(luò)都比較脆弱,但是相較而言,在蓄意攻擊下Internet最脆弱,BA網(wǎng)絡(luò)次之,改進(jìn)的BA網(wǎng)絡(luò)相對最健壯。在高負(fù)載的情況下三種網(wǎng)絡(luò)都表現(xiàn)的更脆弱、更易被摧毀,而在高冗余的情況下,三種網(wǎng)絡(luò)的魯棒性都得到提高。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,無論在隨機(jī)攻擊還是確定攻擊過程中改進(jìn)型的BA網(wǎng)絡(luò)都表現(xiàn)最強(qiáng)壯,Internet最脆弱。因此可以得出一個(gè)一般性的規(guī)律,具有冪律特征的網(wǎng)絡(luò),其冪指數(shù)越大魯棒性越強(qiáng)。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò) 冪律特性 網(wǎng)絡(luò)彈性 魯棒性
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O157.5
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 緒論13-20
• 1.1 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究背景13-15
• 1.2 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀及意義15-19
• 1.2.1 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)魯棒性及相繼故障的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.2 Internet研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容及組織安排19-20
• 第2章 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ图疤卣鞣治?/span>20-33
• 2.1 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)特性20-24
• 2.1.1 平均路徑長度20-21
• 2.1.2 聚類系數(shù)21-22
• 2.1.3 節(jié)點(diǎn)度及其分布特征22-24
• 2.2 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浠灸Ｐ?/span>24-30
• 2.2.1 規(guī)則網(wǎng)絡(luò)24-25
• 2.2.2 隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)25-26
• 2.2.3 小世界網(wǎng)絡(luò)26-28
• 2.2.4 無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)模型28-30
• 2.3 Internet網(wǎng)絡(luò)模型30-32
• 2.3.1 Internet的拓?fù)浣?/span>30
• 2.3.2 冪律特性30-31
• 2.3.3 富人俱樂部特性31
• 2.3.4 介數(shù)31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第3章 冪律分析33-44
• 3.1 冪律分布形式33-38
• 3.1.1 frequency-degree冪律分布34-35
• 3.1.2 degree-rank冪律分布35-36
• 3.1.3 CCDF(d)-degree冪律分布36-38
• 3.2 BA網(wǎng)絡(luò)的冪律分析38-40
• 3.2.1 連續(xù)性方法求BA模型的度分布38-39
• 3.2.2 BA網(wǎng)絡(luò)冪律仿真39-40
• 3.3 改進(jìn)的BA網(wǎng)絡(luò)及冪律分析40-41
• 3.4 互聯(lián)網(wǎng)冪律分析41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-44
• 第4章 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的彈性魯棒分析44-54
• 4.1 彈性的定義44-46
• 4.1.1 不同領(lǐng)域?qū)椥缘亩x44-45
• 4.1.2 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)彈性的定義45-46
• 4.2 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)彈性魯棒的研究46-48
• 4.2.1 彈性網(wǎng)絡(luò)的特征46-47
• 4.2.2 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)彈性與柔性和魯棒性的區(qū)別47-48
• 4.3 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)彈性的研究模型48-50
• 4.4 增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)彈性的設(shè)計(jì)50-53
• 4.4.1 基于增加冗余的網(wǎng)絡(luò)彈性增強(qiáng)模型50-51
• 4.4.2 基于態(tài)勢感知的網(wǎng)絡(luò)彈性增強(qiáng)模型51-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 第5章 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相繼故障的魯棒耦合規(guī)律分析54-68
• 5.1 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的魯棒性54-55
• 5.1.1 網(wǎng)絡(luò)魯棒性的定義54-55
• 5.1.2 衡量網(wǎng)絡(luò)魯棒性指標(biāo)55
• 5.2 相繼故障55-57
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)介紹56
• 5.2.2 負(fù)荷-容量模型56-57
• 5.3 不同攻擊類型對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)魯棒性的影響57-59
• 5.4 網(wǎng)絡(luò)負(fù)載對網(wǎng)絡(luò)魯棒性的影響分析59-63
• 5.4.1 隨機(jī)性攻擊60-61
• 5.4.2 確定性攻擊61-63
• 5.5 網(wǎng)絡(luò)冗余對網(wǎng)絡(luò)魯棒性的影響分析63-67
• 5.5.1 隨機(jī)性攻擊63-65
• 5.5.2 確定性攻擊65-67
• 5.6 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果75-76
• 致謝76-77

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 彭俊;李智;孫雨;;一種改進(jìn)的無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)演化模型[J];航天制造技術(shù);2008年01期

2 周濤,柏文潔,汪秉宏,劉之景,嚴(yán)鋼;復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究概述[J];物理;2005年01期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王茹;復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)Opinion動力學(xué)研究[D];華中師范大學(xué);2009年

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本文編號：601374