加权无标度网络抵制级联失效的鲁棒性研究

针对复杂网络遭遇攻击和随机失效而引发的级联失效问题,提出一种基于介数的节点加权策略,用于探讨加权无标度网络抵制级联失效的鲁棒性。通过数值模拟和理论分析发现,基于介数的策略具有与基于度的策略几乎相同的最优权重参数。在最优权重参数下,基于介数的策略使得网络更具鲁棒性,能显著降低级联失效发生的可能性和发生情况下的级联规模。     

无标度网络环境下E-mail病毒的传播模型

提出无标度网络环境下E-mail病毒的传播模型。通过对模型的求解,得到E-mail用户感染密度随传播率、恢复率和网络平均度变化的计算表达式。实验表明,在反病毒技术未出现前,用户感染密度最终将达到一个稳定状态,并通过实验证明了传播率与网络平均度是影响E-mail病毒蔓延的关键性因素。     

给定平均连接度的无标度网络演化模型

由于Internet、www等网络的复杂性，需要构造符合真实网络特性的仿真网络来对其进行研究。在BA模型的基础上，提出了一种给定平均连接度无标度网络演化模型，网络生长时，按照概率pk添加k个连接。通过速率方程证明了该网络是节点度分布符合幂律分布的无标度网络，其幂指数为-3，且平均连接度为给定值。仿真结果和理论计算值很好地吻合。     

无标度网络度秩指数的变化范围

实证研究表明,绝大多数复杂网络的结点的度分布服从幂律分布,该幂律分布的幂指数的绝对值(度分布指数)介于2和3之间．然而,至今尚未发现为什么度分布指数介于2和3之间的研究结果．本文证明了度分布指数大于2,从而部分回答了上述问题．为此,本文引进度秩指数,并给出了度秩指数和度分布指数之间的关系．通过对度秩指数与网络结构熵之间的关系的刻画,发现了度秩指数与网络结构熵以及网络规模之间的函数依赖关系,从而最终证明了度秩指数的临界值趋于1,并给出了仿真结果．     

关于无标度网络中Hub节点的研究

无标度网络中少量节点的连接数非常大(称为Hub节点),而大量节点的连接数则非常少。通过理论和仿真两方面的研究,发现复杂网络中Hub节点的度值、数量与度分布指数具有直接关系。研究表明,度分布指数等于2是无标度网络中度分布指数的一个临界值。     

无标度网络抗攻击能力研究

网络的抗攻击能力对于网络的生存性至关重要,而无标度网络面对选择性攻击时却显得异常脆弱。在深入研究无标度网络的抗攻击能力后,从全局和局部两个角度出发,采用优化网络结构熵和分裂关键节点两种方法,在尽量减小网络复杂度和网络建设费用的前提下,优化了网络的拓扑结构,改进了网络拓扑的生成算法。理论证明和仿真实验都表明上述方法可以有效增强网络的抗攻击能力,并为抗毁网络的构建提供指导。     

无标度网络的最大-最小度搜索算法

许多实际的复杂网络具有无标度的特性,其中高连接度的节点具有重要作用.研究无标度网络的搜索算法.基于最大度的节点的搜索算法只适用于幂律度分布的指数介于2.0和2.3之间的无标度网络.对该算法做出了改进,提出了可适用于较大幂律指数的无标度网络的局部搜索的最大-最小度搜索算法.最大-最小度算法和人们熟知的随机游走、最大度搜索策略相比,更加充分利用了网络节点度分布特性,从而获得了更优的搜索效果,文章从理论分析和仿真结果两方面证实了这一点.     

无标度网络同步过程研究

在以对称耦合振子为节点的无标度网络中,度的不均匀分布性对网络的全局同步具有抑制作用,使得其同步过程研究比一般连续耦合网络完全同步研究方法更为复杂.论文将非线性系统理论以及稳定性理论等应用到无标度网络同步过程研究中,在每一个节点上引入非线性动态方程,对同步误差的变分进行稳定性分析,来判断节点是否能同步,并分析其研究方法与一般连续耦合网络完全同步研究方法的不同.以R(o)ssler振子构成的无标度网络作为对象进行仿真,仿真结果表明,度的不均匀分布性不仅导致无标度网络的同步性能下降,而且使得它的同步过程具有分层过渡的特点.     

无标度网络中的边免疫策略

针对无标度网络提出一种边免疫策略,与目标免疫相比,该策略可使网络获得更高的传播临界值,并能更好地保持网络的连通性。采用SIS病毒传播模型,分别在BA无标度网络和HEP网络中进行仿真实验,结果表明,该免疫策略可以减少免疫剂量并能有效控制病毒传播。     

基于无标度网络的蠕虫控制研究

蠕虫之所以能够产生巨大的影响和危害,其中重要的一点是利用了其传播网络的无标度特性。鉴于此,对蠕虫在无标度网络上的传播行为及影响因素进行了研究。研究结果表明,通过采取恰当的策略,可以有效地控制蠕虫的传播,显著地降低蠕虫带来的影响。     

基于能量的无标度网络模型的研究

近年来复杂网络成为一个新兴的研究课题,复杂网络研究对于理解复杂系统的结构和行为至关重要。研究发现很多复杂系统均具有无标度特性。针对BA模型仅关注节点年龄对网络拓扑结构的影响,提出了一种基于能量的无标度网络模型（EBSFN）。仿真结果表明,提出的EBSFN模型较之BA演化模型,具有更好的幂律分布和稳定性。     

Integrating local and partial network view for routing on scale-free networks

Traditional routing schemes,such as OSPF,optimize data plane routing efciency by maintaining full view of the network at the control plane.However,maintaining full network view and handling frequent routing information updates are costly in large-scale complex networks,which are considered to be the root causes for the routing scalability issue.Recently,it is suggested that routing on local or partial information is plausible if slight performance degradation is acceptable.This paper proposes a routing scheme,operating on an integrated network view at each node that consists of its local neighborhood and a globally unique skeleton tree.This scheme signifcantly reduces storage,communication and processing costs.On scale-free networks,this beneft only comes at the cost of marginal performance degradation,which implies that it is not worthwhile to do shortest path routing based on full view of the network on scale-free networks.In contrast,the routing efciency is severely aggravated on purely random networks,indicating the inappropriateness of this scheme and the rationality of maintaining full network view on random networks.     

一种节点可控的扩展无尺度网络模型

针对扩展无尺度网络模型中节点连接度无限制增长,造成有些节点的度过于集中,在实际网络中,其对应的容量根本就达不到这一现象。在原模型基础上增加了节点连接度最大值的控制。根据实际网络中其对应的容量应该有相应的极限值,当节点到达极限值的时候,采取相关的控制措施。理论分析和仿真实验证明改进后的网络模型,仍服从无尺度网络特性,并更接近于真实网络。     

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。     

无尺度、小世界Sierpinski网络统一模型

引入了单一参数的演化Sierpinski网络模型,统一了确定性和随机性两类Sierpinski网络模型。基于复杂网络理论提出的演化模型的一些特征能应用于对现实网络的研究。给出了推导度分布的算法和平均路径长度的仿真结果,数值仿真验证了理论分析的正确性,揭示了新网络模型的“小世界”特征。     

无线传感器网络路由鲁棒性研究

分析了WSN路由鲁棒性的特点,提出了路由鲁棒性的量化指标,并引入云模型解决鲁棒性的评价和量化问题,是对无线传感器网络路由鲁棒性研究的有益探索和尝试。