一种耦合连接机制的Internet仿真模型

针对Internet拓扑生成器的设计，在随机偏好依附的基础上耦合可调比例的确定拓扑链路，并对确定性连接的择优范围引入变参数控制，提出了一种基于耦合连接机制的可调幂指数Internet拓扑演化模型。模型的理论解析与数值仿真结果符合良好，特征路径长度等网络特征指标与实测数据相符，幂指数可调，是一个更加接近真实Internet的工程仿真模型。     

QQ群超网络特性分析

基于超图理论构建了QQ群用户关联关系的超网络模型,并将该模型应用到QQ群真实数据。通过矩阵理论和超网络方法对所构建的模型进行了分析,得到了该QQ群超网络的超度分布、度分布、聚集系数、子图中心度和平均路径长度等拓扑指标的值。结果表明,QQ群超网络的超度分布服从幂律分布,且具有较高的聚集系数和较小的平均路径长度,最终揭示了QQ群超网络所具有的“小世界特性”。     

机载PHM中的无线传感器网络功率控制算法

由于机载环境的复杂性,机载故障预测与健康管理(PHM)系统采用无线传感器网络(WSNs)技术进行数据采集。鉴于机载PHM对消息传输高实时性的要求,需要通过功率控制来优化网络拓扑,减少网络平均长度。提出一种基于小世界理论的功率控制算法(PCS),该算法通过添加捷径来降低网络平均路径长度,并采用遗传算法对捷径进行优化,得到通信代价较小、网络平均路径长度较短的捷径。仿真结果表明:PCS算法优化了网络拓扑,缩短了网络平均路径长度,提高了信息传输速率,并且在较大的传感器网络环境下也具有较好的适用性。     

万维网链接结构的复杂性分析

对于凭借网页间链接结构所构成的超大规模复杂网络,万维网的链接结构并不符合传统的随机网络模型。为此,通过对万维网真实链接数据的提取及分析,计算并对比节点的度分布、平均路径长度及集群系数等相关网络指标。分析结果表明,万维网具有小世界效应,整个网络的平均路径长度约为15跳,具有相似主题的网页组成若干个集群,进而构成无标度网络。     

不规则网络拓扑结构下的多棵树路由算法研究

为了提高不规则网络拓扑结构的路由效率,提出了一种新型路由算法-多棵树路由算法.考虑了原始路由算法的不足,平均了网络中各个通道的利用率,降低路由表的平均路径长度,同时在死锁发生时能够及时有效的进行死锁恢复,解决了先前路由算法中通道负载集中、通道利用率低、路由表平均路径长度过长的问题.通过模拟真实硬件环境的模拟器软件,表明了在不同规模、不同负载下的不规则网络下多棵树路由算法具有更高的效率.     

Internet自治系统级拓扑复杂网络特征分析与验证

为深入理解和认清Internet复杂巨系统的不变特征和动态规律,分析研究Internet自治系统级拓扑的复杂网络特征,给出幂律分布和无标度条件的数学描述以及寻找两者之间的关系,分析小世界网络的两个重要特征,即较短平均路径长度和较大聚集系数,讨论匹配性问题和富人俱乐部现象,基于上述理论结果和BGP经验数据计算自治系统级拓扑的最大节点度、平均节点度、聚集系数和最大团数,发现自治系统级拓扑具有幂律分布、异配性以及富人俱乐部现象等复杂网络特征,得到幂指数、匹配系数以及富人俱乐部系数等重要特征参数。     

病毒在复杂Internet网上的传播研究

人们发现现实中的系统包括Internet网均具有复杂网络的特性,从而为研究病毒在复杂Internet网上的传播开拓了新的系统的全局的视角。在论述已有工作的基础上,通过构建一个Internet的复杂网络模型,对病毒的传播行为进行了仿真研究,与震荡波病毒的真实传播数据对照表明该模型是能反映真实Internet特性的;通过某些参数的调整,病毒传播得到了有效的控制。     

基于复杂网络的操作系统内核演化与稳定性研究

出了基于复杂网络研究操作系统内核模块演化的方法.通过研究223个Linux版本(从1.1.0到2.4.35)内核模块函数调用图的度分布和平均路径长度,发现函数调用图具有无标度和小世界特征.根据复杂网络中平均路径长度与网络节点的关系,提出了通过平均路径长度斜率发现演化过程中的异常点,从而发现内核模块结构重大变化的方法.提...     

基于方向指引的蚁群算法机器人路径规划

针对蚁群算法收敛速度慢、折点多、路径长等问题,提出了一种基于方向指引的蚁群算法。该算法通过引入向量夹角,重新构造了蚂蚁转移概率,提高了算法的收敛速度且路径长度更短;算法同时融合了插点策略,进一步对生成的路径进行优化,缩短了路径长度,减少路径折点数,使路径更加平滑。最后,经实验验证,提出的算法在收敛次数和路径折点数方面有明显优化效果。在仿真栅格地图中,平均收敛次数减少了68%,路径平均折点数减少了42%,平均路径长度减少了8%。     

基于自适应算法的BA网络模型及其聚类分析

BA模型是经典的无标度网络模型,具有一定小世界特性,但聚类系数随着点数增多趋近于零。为进一步优化BA网络模型的平均路径长度和聚类系数的特性,设计了一种基于自适应算法的无标度网络改进模型。改进模型优化了系统与网络节点的关联度,通过计算得到关联度的最优值及此时网络各参数的值,从而获得理想的网络模型。通过对自适应算法中关联度的数学分析,可知系统平均路径长度呈带有条件的收敛状态。仿真结果表明,改进后网络模型在平均路径长度和聚类系数方面,有进一步优化。不同于BA无标度网络的是,改进模型优化后具有较明显的聚类特性,更符合小世界网络特性。     

Phase changes in the evolution of the IPv4 and IPv6 AS-Level Internet topologies

In this paper, we investigate the evolution of the IPv4 and IPv6 Internet topologies at the autonomous system (AS) level over a long period of time. We provide abundant empirical evidence that there is a phase transition in the growth trend of the two networks. For the IPv4 network, the phase change occurred in 2001. Before then the network’s size grew exponentially, and thereafter it followed a linear growth. Changes are also observed around the same time for the maximum node degree, the average node degree and the average shortest path length. For the IPv6 network, the phase change occurred in late 2006. It is notable that the observed phase transitions in the two networks are different, for example the size of IPv6 network initially grew linearly and then shifted to an exponential growth. Our results show that following decades of rapid expansion up to the beginning of this century, the IPv4 network has now evolved into a mature, steady stage characterised by a relatively slow growth with a stable network structure; whereas the IPv6 network, after a slow startup process, has just taken off to a full speed growth. We also provide insight into the possible impact of IPv6-over-IPv4 tunnelling deployment scheme on the evolution of the IPv6 network. The Internet topology generators so far are based on an inexplicit assumption that the evolution of Internet follows non-changing dynamic mechanisms. This assumption, however, is invalidated by our results. Our work reveals insights into the Internet evolution and provides inputs to future AS-Level Internet models.     

Internet的复杂网络统计规律研究与分析

运用CAIDA Skitter项目提供的Internet监测数据和统计手段对Internet的平均最短路径、节点度分布所具有的统计规律进行研究与分析。统计结果显示Internet的拓扑结构是不均匀的,其内部集聚程度较高,网络中任意2个节点间的最短距离很小,整个网络的平均最短路径约为14跳,且Internet节点的度分布服从幂律分布,证实了Internet不是一种随机网络,而是一种同时具有“小世界”和“无尺度”网络特征的复杂网络。     

IPv4网络与IPv6互联网的无状态通信机制

在IPv4/IPv6过渡进程中,针对一些尚未升级到IPv6的IPv4网络仍需要与IPv6互联网互联互通的问题,提出了一种无状态的双向通信机制,完善了目前IPv4/IPv6翻译的整体框架。首先,针对IPv4服务器被IPv6用户访问的场景和IPv4网络访问IPv6资源的场景分别提出了相应的通信流程,结合已有的无状态通信机制,形成统一的IPv4/IPv6无状态通信框架。其次,对IPv6到IPv4的单向映射函数的需求进行了分析,提出了三个定量评价标准,并用实际数据对各种哈希函数进行了分析和比较。实验表明,FarmHash哈希算法的处理时间短、冲突频率低、反向查询复杂度低,适合用于IPv4网络与IPv6互联网相互通信的两类场景,从而验证了该机制的可行性;与现有的有状态通信机制相比,该机制具有很好的可扩展性和可溯源性,能够支持双向发起的通信,因此可以有效促进IPv4到IPv6的过渡。     

Wiki网复杂网络特性分析

以Wiki网络百度百科为研究对象,采用实证研究方法,收集百度百科184 470条词条映射为复杂网络。通过计算该网络的节点度分布、平均距离、簇系数,得出以知识主题为节点的知识协作网络具有无标度和小世界特征。与现有复杂网络演化模型以及万维网、Internet、科研协作网的实证研究结果进行对比,初步揭示知识协作网络的演化规律。     

对等网络中平均最短路径长度的分析

对等网络理论上可以将它看成一个大的无向图，图中的顶点表示网络中的每个计算节点，图的边则表示计算节点之间的连接．P2P网络，类似于其他的复杂网络（如Internet、web和社会关系网络），这类网络中的节点的度的概率分布呈现出Power-law的分布特性．传统上对这些网络建模时采用的是随机图模型，然而随机图网络与Power-law（网络的一个表质区别是在随机图网络中节点度的概率分布呈现泊松分布，这种节点度的分布差异将导致对网络的建模分析不能反映实际网络的真实特性．通信网络（如Internet和P2P网络）中任意两点间的最短路径长度是衡量这种网络的一个重要特征量，它直接关系到诸如路由、搜索等相关算法的设计与实现，本文基于Power-law网络模型对P2P网络的最短路径长度进行理论建模与分析，并通过对实际网络的测量来验证理论分析结果的正确性．     

一种新型社交网络建模方法

随着互联网的发展,社交网络建模成为众多研究领域的基础。本文研究现有的社交网络建模方法,并针对新型社交网络的特性,提出一种新的社交网络建模方法。通过实验,从网络度、度分布、平均最短路径、节点聚集系数等方面对此建模方法所生成的网络做了全面分析,验证了该建模方法的有效性。     

一种基于AS关系的路径多样性计算方法

AS(自治系统)关系在因特网中数据传输和路由选择方面起着决定性作用.首先从AS关系角度出发提出了AS多样性的概念,并分析了AS多样性的增长趋势.然后将AS多样性与混联可靠性模型相结合,提出了基于AS关系的路径多样性模型——SPDSA模型及相应的测度.最后,依托虚拟的routeviews多宿主站点,利用SPDSA测度进行了动态的路径多样性实验.实验表明:SPDSA测度优于传统的测度,能够有效地评估多宿主网络环境中的AS路径多样性;多宿主能够显著增加路径多样性;虽然AS多样性增长趋势明显,但近年来AS路径多样性却无明显的变化.     

Path similarity evaluation using Bloom filters

The performance of several Internet applications often relies on the measurability of path similarity between different participants. In particular, the performance of content distribution networks mainly relies on the awareness of content sources topology information. It is commonly admitted nowadays that, in order to ensure either path redundancy or efficient content replication, topological similarities between sources is evaluated by exchanging raw traceroute data, and by a hop by hop comparison of the IP topology observed from the sources to the several hundred or thousands of destinations.In this paper, based on real data we collected, we advocate that path similarity comparisons between different Internet entities can be much simplified using lossy coding techniques, such as Bloom filters, to exchange compressed topology information. The technique we introduce to evaluate path similarity enforces both scalability and data confidentiality while maintaining a high level of accuracy. In addition, we demonstrate that our technique is scalable as it requires a small amount of active probing and is not targets dependent.