考虑服务性能的计算机网络级联失效建模

为分析计算机网络中级联失效对服务性能的影响,在考虑初始负载、节点转发速率和路由策略的基础上,建立一种基于负载容量的级联失效模型。定义吞吐量、负载率和服务时延3个评价参数,对级联失效发生前后网络服务性能的变化进行度量。以BA无标度网络为对象进行仿真实验,结果表明,该模型能客观反映级联失效导致网络服务性能急剧下降的现象,对级联失效的预防和控制具有一定指导意义。     

基于双毁伤因素的域间路由系统级联失效模型

级联失效建模研究对检测和防御级联失效攻击具有重要意义。针对现有研究存在毁伤因素单一、失效条件不符合实际等问题，提出了基于双毁伤因素的域间路由系统级联失效模型。该模型综合考虑了UPDATE报文和流量重分配对级联失效过程的影响，并基于两者的相互作用关系，系统刻画了级联失效过程。实验结果表明，该模型能够较准确地模拟域间路由系统级联失效过程，验证了模型的有效性。相对于已有模型，使模型与真实数据的预测偏差降低了35%。     

指挥控制网络级联失效模型研究*

基于指挥控制网络的拓扑特征和级联失效特点,提出了一种带可调节参数的指挥控制网络级联失效模型。该模型提出了一种考虑节点组织地位的初始负载定义方法,以网络级联失效平均规模和级联失效临界值作为网络的抗毁性度量;通过仿真实验分析了网络负载的层次性、节点过载承受能力、跨级指挥和平行指挥等模型参数对指挥控制网络级联失效行为的影响,为现实指挥控制网络的级联失效行为的研究提供了新的思路。     

不同冗余度下的网络级联失效仿真分析

为分析不同冗余度接入方式对多自治域网络在级联失效时的性能造成的影响,基于互联网的现实情况和多自治系统关联的特点,分析了不同冗余度下的多自治域网络拓扑结构,建立了多自治域网络级联失效模型,设立了级联失效评价指标,并对不同冗余度下的多自治域网络级联失效过程进行模拟仿真,分析级联失效的制约因素。结果表明：冗余度大的多自治域网络在级联失效发生时网络性能较好;发包率的增加会增大级联失效的规模。     

带恢复策略的复杂网络级联失效机理及鲁棒性研究

为研究复杂网络在遭遇随机故障或蓄意攻击时的鲁棒性,考虑节点具有恢复和重复失效等特征,构建故障节点概率传播模式下的级联失效模型.构建节点故障概率随故障次数增加而逐渐降低的故障概率函数,设计概率恢复(R)和阶段恢复(T)两种故障节点恢复策略,并针对ER、WS、NC和BA四类网络研究其恢复鲁棒性.仿真实验考虑模型中相关参数变化,揭示其对复杂网络级联失效过程中的鲁棒性影响,综合分析边鲁棒性和节点鲁棒性的性能权衡.仿真结果表明,在概率恢复策略下,随着恢复率的增大,4类网络级联失效的规模均能够实现有效降低;而在阶段恢复策略下,随着参数T值增加到不同阈值,4类网络鲁棒性指标在级联失效过程中均能够呈现出突变现象.     

考虑级联失效的复杂负载网络节点重要度评估

首先提出了一个基于负载重分配的复杂负载网络级联失效模型,与现有模型的区别在于:(1)针对每个节点定义了一个“过载函数”;(2)用节点权值演化代替网络拓扑结构的演化.在级联失效模型基础上,提出了考虑级联失效的复杂负载网络节点重要度评估方法,给出了节点重要度的新定义.该方法有助于发现网络中一些潜在的“关键节点”.最后的实验分析验证了该方法的有效性和可行性.     

体系作战信息流转层级网络级联失效模型

为探索体系作战信息流转级联失效的特点规律,抽象了作战信息流转的层级网络结构,建立了基于任务约束的级联失效模型。首先,提出由物理层和逻辑层组成的信息流转分层网络结构,分析了网络层间的级联失效影响关系;其次,引入任务协作因子改进节点介数计算方法,根据作战任务动态生成信息流转层级网络结构,考虑节点功能属性和信息交互方向,设计负荷重分配策略及失效判定条件,采用平均失效规模度量级联失效影响。最后,以空中进攻作战为例进行仿真分析,验证了模型的可行性与有效性。     

考虑过载状态和失效概率的航空网络级联故障模型

为提高突然事件引起的级联故障对航空网络破坏程度的评估可信性,考虑到机场节点对负载的冗余能力,即如果在一定的空间范围内出现过载,节点不会立即失效,而是具备一定的超额负载处置能力,提出一种考虑过载状态和失效概率的航空网络级联故障模型.该模型首先在传统的"负载?容量"Motter-Lai级联故障模型中增加了过载系数、权重系数...     

考虑节点过载的碳排放空间关联系统级联失效模型

为提高突发事件级联失效对现实碳排放关联系统破坏程度的评估可信性，在传统复杂网络的"负载-容量"级联失效模型基础上，考虑个体成员对负载的冗余能力，提出一种过载失效概率，构建了考虑节点过载状态的级联失效模型，并基于节点特性提出了6种过载节点负载分配策略。仿真结果表明：在过载节点负载分配策略中，综合分配策略整体上较优，能够有效控制级联失效的规模，增加网络鲁棒性；在一定范围内提升过载参数有助于降低级联失效的影响，但提升到一定程度时改善效果不明显；在不同负载分配策略下，剩余系数存在一个最优值，容量可调参数存在最优区间，可以使碳排放关联网络保持较好鲁棒性的同时，花费较小的构建成本，其中紧密度分配策略对应的网络构建成本较高。     

指挥控制网络级联失效建模与仿真

针对指挥控制网络拓扑结构以及级联失效等特点,以网络鲁棒性作为抗毁性测度,采用非线性负载容量模型和负载容量重新分配原则模拟级联失效过程,构建指挥控制网络级联失效模型。通过仿真分析负载参数、容量参数和演化步长等参量对指挥控制网络级联失效抗毁性的影响,为研究指挥控制网络的级联失效行为提供参考。     

基于不同子网络级联机制的相依网络鲁棒性研究

以往相依网络的级联失效研究都基于相同子网络级联机制的假设下进行分析,在借鉴前人研究的基础上,利用负载 能力模型提出基于不同子网络级联机制的相级联模型,并分析不同攻击策略对相依网络鲁棒性的影响。通过针对相依ER随机网络和相依无标度网络的攻击策略模拟仿真,对比不同攻击策略的效果,从而发现相依网络拓扑结构要素对不同攻击策略的影响。同时,通过对比同一攻击策略下的不同级联失效机制的效果,发现了级联失效机制的对称性对相依网络鲁棒性造成的影响。     

BGP-SIS：一种域间路由系统BGP-LDoS攻击威胁传播模型

针对域间路由系统的低速率拒绝服务攻击(Low-rate denial of service against BGP,BGP-LDoS)通过引起级联失效造成域间路由系统整体瘫痪。研究BGP-LDoS攻击威胁下域间路由系统级联失效的传播机理、影响因素是应对和防范该攻击的基础。通过分析域间路由系统的结构特性以及BGP-LDoS攻击过程,提出这一种基于传染病动力学的BGP-LDoS威胁传播模型BGP-SIS。将系统中每个节点的状态划分为易感态、感染态,利用传染病动力学模型SIS对攻击所造成的级联失效过程进行描述,推导攻击威胁下域间路由系统的最终状态。利用仿真实验对模型及推论的有效性进行验证。实验结果表明BGP-SIS能够有效描述和预测BGP-LDoS攻击下域间路由系统级联失效的传播规律,可为域间路由系统检测和防御BGP-LDoS攻击提供借鉴和参考。     

含能量耗散和容量扩充的电网级联故障模型*

根据电力系统级联故障发生的过程提出了一个含能量耗散和容量扩充的级联故障模型,并用元胞自动机方法进行模拟。结果显示,在能量耗散和容量扩充这两种因素的驱动下,系统能够达到自组织临界状态。该模型较好地解释了电力系统中出现的自组织临界现象。此外,我们还进一步研究了级联故障的控制措施,结果发现,通过对系统中的重要节点进行控制并采用适当的分流策略,能够大大降低级联故障的规模。     

无标度网络的级联失效缓解策略

级联失效现象是一种节点失效的动态效应,会瞬间波及全网,造成全局网络瘫痪,成为无标度网络的规模化应用瓶颈.针对无标度网络的级联失效问题,提出一种可抵御任意单个节点失效引发的级联失效的缓解策略.在无标度网络中,节点容量是恒定的,根据这一特点建立级联失效模型,推导出网络发生大规模级联失效的承载极限,进而针对按节点度降序攻击的节点失效行为,提出相应的级联失效缓解策略.仿真实验结果表明,只对网络中小部分节点度大的超载节点采取一次缓解策略,可以显著改进无标度网络对此类攻击的级联失效抵御能力,同时通过数值模拟发现,网络总节点数和节点容量与网络的级联失效抵御能力正相关.     

恐怖袭击下危险品运输网络级联失效抗毁性建模与仿真

针对复杂网络的级联失效特性,提出了危险品运输网络在遭遇恐怖袭击后的级联失效抗毁性模型。在恐怖袭击条件下,对危险品运输网络的级联失效过程进行分析,定义了危险品运输网络抗毁性,从结果性和过程性两个视角出发,提出了网络抗毁性的评价测度节点存活率和相对二次级联失效数。通过建立仿真场景,给出了仿真流程图,并就不同节点的度、不同容量系数和不同规划方式下危险品运输网络级联失效特性进行了定量研究,并通过MATLAB软件编程实现。仿真结果表明了模型的科学有效性,为优化危险品运输网络的拓扑结构提供新的研究思路和方法。     

城市轨道交通网络特性与级联失效鲁棒性分析

为探讨城市轨道交通网络(U RT N)的网络特性及面对突发事件时的鲁棒性,提升运营效率,基于复杂网络理论,采用Space-L方法构建URTN拓扑结构,提出URTN站点重要性综合评价指标.建立URTN级联失效模型,设计级联失效仿真算法,通过网络效率和最大连通子图比例两项鲁棒性评价指标,定量分析不同攻击策略下U RT N级...