Internet动态节点特性的层级相关性研究

为了探究Internet拓扑动态节点演化特征的层级相关性,基于CAIDA项目授权的海量数据,结合网络科学的思想,分析了不同尺度下网络结构的演化机制.针对IP级与AS级拓扑,对层级与节点动态特性的相关性进行了分析,其中包括新生与消亡节点的动态变化比例、偏好依附、稳定连接数目等多个特性.结果表明:IP级拓扑节点的新陈代谢比AS级旺盛,IP级拓扑新生节点的非优先连接“偏好”比AS级稳定,新生连接中IP级拓扑的稳定连接数较多.IP级与AS级动态节点的演化有本质不同,为理解Internet的演化机制提供了基础.     

Internet动态节点特性的层级相关性研究

为了探究Internet拓扑动态节点演化特征的层级相关性,基于CAIDA项目授权的海量数据,结合网络科学的思想,分析了不同尺度下网络结构的演化机制.针对IP级与AS级拓扑,对层级与节点动态特性的相关性进行了分析,其中包括新生与消亡节点的动态变化比例、偏好依附、稳定连接数目等多个特性.结果表明:IP级拓扑节点的新陈代谢比AS级旺盛,IP级拓扑新生节点的非优先连接"偏好"比AS级稳定,新生连接中IP级拓扑的稳定连接数较多.IP级与AS级动态节点的演化有本质不同,为理解Internet的演化机制提供了基础.     

基于AS级Internet拓扑生长模型的设计与实现

研究工作基于CAIDA Skitter项目授权的2002年1月~2006年6月的海量数据,分析了AS级网络节点生死的连接倾向和节点的度分布.并根据连接倾向和度分布的动态分析,选择了度分布为幂律分布的PFP模型作为原型,给出了一种面向AS级Internet拓扑模型.实验证明,在保证节点度分布呈幂律分布时,该模型能更好地体现AS级Internet拓扑的生长过程.     

AS级Internet拓扑基本特征量演化分析

基于CAIDA项目授权的海量数据,结合复杂网络的研究理论和方法,进行了AS级Internet拓扑的CCDF-degree幂律分析和节点时效分析.结果表明,随着AS级Internet拓扑结构的演化,高度值节点部分较为稳定,保持了网络的聚集特性和幂律性,但这部分节点随时间变化逐渐丧失有效连接,同时度值较低的节点的活动比较动荡,Internet的拓扑结构呈缓慢均匀化的趋势.     

基于节点吸引力的可调参数复杂网络模型

针对真实网络的生长演化规律,以及BA无标度网络模型和原始的节点吸引力模型在择优连接以及生成网络统计特征方面所存在的问题,综合考虑复杂网络生长演化过程中节点度和节点吸引力的择优连接特性,提出了一种基于节点吸引力的可调参数复杂网络模型. 理论研究与仿真实验分析表明,基于节点吸引力的可调参数复杂网络模型可以有效生成结构稳定并与实际网络统计特征很接近的复杂网络,通过调节模型参数可以灵活调整网络的生长演化过程. 模型生成的网络度分布仍然服从幂律分布,并且具有较高的群集系数和平均路径长度.      

一种基于幂律的Internet动态拓扑模型PFP~+

自治系统级的Internet拓扑模型研究是目前的一个热点问题.PFP是目前流行的Internet拓扑模型,但PFP模型无法模拟自治系统节点的消亡现象.本文对PFP模型进行了改进,综合考虑了自治系统节点的产生、消亡和链接的产生、消亡.实验证明,PFP+能更好地体现自治系统级Internet拓扑的生长过程.     

基于复杂网络理论的Internet拓扑节点特征分析

基于复杂网络理论对Internet的IP级拓扑中的节点特征进行了分析。阐述了复杂网络理论中节点度、度相关性、聚集系数等特征的概念。采用由skitter和fastrace实际测量得到的四幅拓扑,提取其复杂网络特征,并进行了比较分析。     

基于重叠节点的社会网络最短路径算法

通过路径发现和分析可以挖掘社会网络中人与人之间的关系及其连接特性,特别是在犯罪网络的应用中具有重要意义。通过社区发现算法获得社区间的重叠节点,并构造目标网络的分层网络模型;基于社会网络的高聚集系数特性及幂律分布拓扑特征,提出了基于重叠节点的分层网络路径发现(HOLN)算法,以核心节点距离代替社区间距,优化路径搜索方向;优先搜索重叠节点,简化对节点的遍历,实现源与目标间最短路径的快速发现。实验结果表明,本文提出的HOLN算法在计算精度和运行效率上都有令人满意的表现。     

一种基于混合依附机制的Internet拓扑演化模型

BA(Barabási-Albert Model)无标度网络属于广义随机网络,不完全符合Internet网络包含大量确定性连接的拓扑特性.在随机偏好依附的基础上混合可调比例的确定性偏好依附,并对确定性连接的择优范围引入变参数控制,提出一种基于混合依附机制的可调幂指数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.模型给出的特征路径长度等网络特征参数与Internet实证数据相符,幂指数在2～3之间可调,是一个更加接近真实Internet网络世界的模型.     

Internet路由级拓扑的可视化算法

针对Internet的可视化问题,分析了现有算法的不足.在此基础上,提出了一个新的算法:基于节点的核数,由内核至外核逐层演化的算法.该算法从中心点开始演化,首先找出与该点直接相连的点布置在其周围,布点的范围随着节点核数的减小而加大,而后再从各叶子节点开始,找出与其相连的节点布置在其周围.以CAIDA Riesling监测点在2007年5月的Internet路由级拓扑数据为例,描绘了Internet的可视化结果.从可视化结果可以看出:该算法在描绘Internet拓扑的层次性演化上是比较突出的,尤其是在内层,但是当演化到外层时,由于节点数目的急剧增加,使其层次性不再突出.     

复杂网络无尺度特征及其演化机理研究

根据复杂网络演化的两个基本机理抽象出一种复杂网络演化的一般模型(GP Model),该模型具备增长和择优两个普遍特征,并根据连续动力学原理分析了该模型的平凡特征量.在平凡特征量的基础上,利用极大似然原理得出了该模型网络在经历长期演化后节点分布具有幂律特征这一结论,从概率理论上解释了这一类网络度分布特征的成因.此外,利用GP模型研究了互联网度分布的指数截断特征以及长期演化的节点度分布特征,并分析了互联网的长期演化态势和节点行为特征.     

Internet路由级节点的度与核数的关系

针对目前对路由层面的Internet拓扑研究较少的问题,基于2006年1月至2006年12月采集的CAIDA Skitter项目授权的海量数据,对CAIDA路由层面拓扑探测数据进行了分析,描述了路由级节点度分布的幂率性.在此基础上计算出了更能体现网络拓扑层次性的各节点的核数,描述了节点核的幂率分布性质,进一步分析了节点核数与度之间的关系.研究表明,对低核节点,其度分布存在着幂率性质.     

中国大额支付系统节点强度分布研究

为解决我国大额实时支付系统节点强度分布的测算问题, 提出用复杂网络的理论和方法对其建模的研究思路。经验证, 基于地区间支付数据, 这两个网络的节点强度分布都服从幂律分布, 但幂指数不同。另外,这两个幂指数会随着设置的阈值变换而变化。同时, 这两个支付系统网络都不具有小世界特性。     

一种具有负载平衡的虚拟计算环境拓扑

通过分析典型P2P系统的拓扑结构特征,提出一种包括产生、成长和成熟运行的三阶段支持多节点同时并行加入的iVCE拓扑生成方法。研究结果表明：该方法可以产生结构稳定、具有负载均衡能力的网络拓扑结构。其超级节点度呈现一种正态分布特征,平均节点间最短路径长度显示拓扑具有小世界特征;该拓扑生成方法可为研究、设计实际的iVCE系统仿真提供支持。     

基于局域择优的作战信息网络模型

针对目前战术通信网络模型存在缺乏宏观可调参数以及度分布不便于解析的特点,将作战信息网络划分为核心层、中间层和用户层,提出了作战信息网络的演化网络模型,并对带可调参数的演化网络模型进行了度分布平均场解析.从理论上阐明了作战信息网络的幂率介于2~4,证明了单位时间内平均到达节点数对幂率没有影响.对特征参数进行了仿真,说明了在不同择优概率情况下平均路径长度和集群系数具有不同的分布规律.     

互联网拓扑结构中的弹性网络特征

选取CAIDA机构数量级为107的互联网拓扑数据,对IPv4,IPv6与AS级互联网网络规模、标准网络结构熵、网络平均路径长度和网络度分布幂指数进行了分析.结果表明,互联网具有可扩展性与鲁棒性;互联网拓扑结构具有弹性网络特征,且随互联网的拓扑演化,弹性网络特征愈发明显.互联网弹性网络特征的发现,使借鉴生物学思想指导互联网宏观拓扑研究成为可能.     

基于网络传输增益-匹配经济指数的配电物联网载波通信匹配优化方法

在配电物联网的主从网络传输模式下,结合配电物联网的实际拓扑结构,提出一种基于WP-NMEI(网络传输增益-匹配经济指数)的配电物联网载波通信匹配优化方法。首先利用传输线理论及局部反射理论,推导主从网络模式下各载波设备间的匹配关系,验证了各从载波机间功率的可协调性;然后综合考虑网络传输增益与匹配经济指数之间的协调平衡,将配电物联网区域划分方法建模为非线性多约束条件下,基于WP-NMEI的0-1 整数规划问题;利用改进遗传算法求得配电物联网中继节点设立的最优解,将一个大的复杂配电物联网划分为若干个小的阻抗匹配区域网;最后在每个阻抗匹配区域网内使用粒子群智能算法进行匹配协调,避免网络模式下多通信节点间的功率浪费和阻抗失配问题。该方法匹配优化速度快,可移植性强,理论推导、仿真验证及实验室测试结果表明了该方法的可行性与有效性。     

基于TOPSIS的复杂电网节点重要性评估

本文利用复杂网络理论构建了江西电网拓扑模型,对其网络特性进行分析,通过TOPSIS(technique for order preference by similarity to ideal solution)算法评估电网中的重要节点,并利用SIR(susceptible infected recovered model)模型对重要节点的传播影响力进行仿真分析。结果表明江西电网节点度分布服从幂律分布,网络呈现出无标度和小世界特性。网络中的重要度排名前10的节点分别为罗坊、抚州、梦山、鹰潭、乐平、永修、南昌、文山、赣州和红都。SIR仿真结果说明重要节点对网络的传播影响力极大,其中TOPSIS方法下的最终节点感染规模相比单一指标至少有5%的增幅。