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。     

无标度网络中谣言传播的研究

在网络化高度发展的今天,网络谣言传播泛滥,控制网络谣言传播逐渐成为一个值得关注的问题。文中通过分析现实世界中网络谣言的传播特性和方式,提出一种新的谣言传播模型-HKASI模型,建立基于HKASI模型的动力学方程组。在无标度网络中仿真谣言的传播演化过程,分析模型特性,求出无标度网络谣言传播各状态的临界值,选取不同概率仿真比较模型中的参数对各个传播状态的影响,得出在无标度网络中谣言扩散的高速性,以及通过提高公民求证意识可以有效阻止网络谣言传播的结论。     

基于重要度贡献的无标度网络节点评估方法

针对无标度网络的节点重要度评估问题,通过分析节点的邻居数量与其邻居间的拓扑结构,得到节点的结构洞重要性指标,再融合相邻节点的K核重要性指标值来确定相邻节点间的重要度贡献,以此表征相邻节点的局部信息;在此基础上,再结合表征节点位置信息的节点自身的K核重要性,从而提出一种基于节点间重要度贡献关系来评估无标度网络的节点重要度的方法.该方法综合考虑了节点的结构洞特征和K核中心性特征来确定节点的重要度,同时兼顾到了网络的局部和全局重要性.理论分析表明,此方法的时间复杂度仅为o（n²）.与其他几种算法仿真对比的结果表明,该方法可行有效,拥有理想计算能力,适用无标度网络.     

病毒在无标度网络上的传播及控制仿真研究*

网络病毒的爆发给计算机用户带来巨大的损失,同时互联网被认为是无标度网络,因此研究病毒在无标度网络上的传播及控制很有意义。通过构建一个BA无标度网络模型,对病毒的传播行为及影响因素进行了仿真分析。研究表明,采取恰当的策略可以有效地控制、预防病毒传播。     

无标度网络上电子邮件蠕虫的传播与仿真

电子邮件蠕虫是引起因特网中垃圾邮件泛滥的原因之一,严重威胁着因特网。该文提出了一种无标度网络上电子邮件蠕虫的传播模型,它通过用户检查邮件的频率和打开邮件附件的概率来描述邮件用户的行为,仿真了蠕虫在无标度网络和随机网络中的传播。结果表明,蠕虫在无标度网络中的传播速度比在随机网络中快得多,对进一步研究蠕虫的防御具有重要的意义。     

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。     

基于藕合系数的无标度网络建模

经典的无标度网络模型在全局范围内按照一定的概率选取节点进行优先连接,而现实网络很难做到这一点。为了解决这一问题,在BA无标度网络模型的基础上,通过新增两个参数耦合系数和吸引因子来构建基于耦合系数的无标度网络模型,并通过理论计算得出该演化模型的度分布。分析发现,它具有更明显的无标度网络特性。实验仿真结果也表明,其度分布在服从幂律分布的基础上更具有平稳性和广泛的适用性。     

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。     

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．     

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.     

Efficient and scalable search on scale-free P2P networks

Unstructured peer-to-peer (P2P) systems (e.g. Gnutella) are characterized by uneven distributions of node connectivity and file sharing. The existence of “hub” nodes that have a large number of connections and “generous” nodes that share many files significantly influences performance of information search over P2P file-sharing networks. In this paper, we present a novel Scalable Peer-to-Peer Search (SP2PS) method with low maintenance overhead for resource discovery in scale-free P2P networks. Different from existing search methods which employ one heuristic to direct searches, SP2PS achieves better performance by considering both of the number of shared files and the connectivity of each neighbouring node. SP2PS enables peer nodes to forward queries to the neighbours that are more likely to have the requested files and also can help in finding the requested files in the future hops. The proposed method has been simulated in different power-law networks with different forwarding degrees and distances. From our analytic and simulation results, SP2PS achieves better performance when compared to other related methods.

Random walk immunization strategy on scale-free networks

A novel immunization strategy called the random walk immunization strategy on scale-free networks is proposed. Different from other known immunization strategies, this strategy works as follows： a node is randomly chosen from the network. Starting from this node, randomly walk to one of its neighbor node; if the present node is not immunized, then immunize it and continue the random walk; otherwise go back to the previous node and randomly walk again. This process is repeated until a certain fraction of nodes is immunized. By theoretical analysis and numerical simulations, we found that this strategy is very effective in comparison with the other known immunization strategies.     

考虑成本时拓扑可调无标度网络鲁棒性研究

为了研究无标度网络拓扑结构对网络鲁棒性的影响,结合对复杂网络鲁棒性有重要影响的节点介数和边权重两种指标,提出一种考虑成本的拓扑可调无标度网络攻击方法。该方法在攻击网络中节点（边）时引入了节点（边）的攻击成本因素,以节点介数（边权重）来近似衡量节点（边）的攻击成本,采用不同节点（边）攻击策略对网络进行攻击,并采用最大连通子图相对值作为网络鲁棒性测度指标,利用该方法对无标度网络的幂率指数、平均度与网络鲁棒性的关系分别进行了研究。结果表明,采用蓄意攻击策略时,对于同一节点（边）攻击成本,无标度网络的幂率指数越小或平均度越大,网络的鲁棒性越强。仿真实验验证了该方法的有效性与可行性。     

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。     

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.     

无标度网络上的动态局部路由策略设计

如何针对无标度网络的物理特性进行路由策略设计和优化是一个值得深入研究的问题。提出了一种参数可调的动态局部路由策略,该策略基于网络节点的转发能力及节点处数据包队列长度设计,能够通过调整参数来优化路由策略,使网络容量及平均网络数据包路由时间达到最优。通过仿真确定了最优参数[α]近似等于0.5,该参数使得网络节点处的数据包数与节点处理能力基本成正比关系。应用平均场方法证明了最优参数的理论值与实验值吻合。与经典的局部路由算法进行了仿真比较,结果显示该算法更有优势。     

Modeling dual-scale epidemic dynamics on complex networks with reaction diffusion processes

The frequent outbreak of severe foodborne diseases(e.g., haemolytic uraemic syndrome and Listeriosis) in 2011 warns of a potential threat that world trade could spread fatal pathogens(e.g., enterohemorrhagic Escherichia coli). The epidemic potential from trade involves both intra-proliferation and inter-diffusion. Here, we present a worldwide vegetable trade network and a stochastic computational model to simulate global trade-mediated epidemics by considering the weighted nodes and edges of the network and the dual-scale dynamics of epidemics. We address two basic issues of network structural impact in global epidemic patterns:(1) in contrast to the prediction of heterogeneous network models, the broad variability of node degree and edge weights of the vegetable trade network do not determine the threshold of global epidemics;(2) a ‘penetration effect', by which community structures do not restrict propagation at the global scale, quickly facilitates bridging the edges between communities, and leads to synchronized diffusion throughout the entire network. We have also defined an appropriate metric that combines dual-scale behavior and enables quantification of the critical role of bridging edges in disease diffusion from widespread trading. The unusual structure mechanisms of the trade network model may be useful in producing strategies for adaptive immunity and reducing international trade frictions.     

无标度网络上SEIQ类疾病传播行为分析

在假定网络节点保持不变的情况下,建立了无标度网上具有潜伏节点且潜伏节点和感染节点均具有传染性,同时采取隔离措施的传染病模型,即SEIQ模型。并利用平均场理论对疾病传播行为进行了解析研究,求出了与网络拓扑结构、隔离率、潜伏期变为染病者的比率等因素有关的疾病传播临界条件,分析可得：当该临界条件小于1时,疾病发展为地方性疾病,当其大于1时,疾病消亡。然后,对该模型进行计算机数值仿真。仿真结果与理论分析相吻合,证明了传播阈值的存在性。     

传感器网络节点通信模块的低功耗研究

通过对传感器网络节点构架体系结构、无线通信模块与能量消耗的关系,特别是物理层调制级数和编码方式与能量消耗的关系进行研究和探索,通过对PSK,FSK,OFDM调制解调级数进行能量消耗分析,建立了能量消耗模型,并通过Matlab进行仿真,通过仿真结果的分析和比较,设计出低功耗能量管理发送机制。