基于級(jí)聯(lián)失效的相依網(wǎng)絡(luò)魯棒性研究.pdf

1、隨著科技的快速發(fā)展，各種基礎(chǔ)系統(tǒng)設(shè)施之間的相互依賴與耦合變得越來(lái)越緊密，以往只針對(duì)單個(gè)網(wǎng)絡(luò)的魯棒性進(jìn)行分析己經(jīng)不能很好的反映這種有相依關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體魯棒性，研究相依網(wǎng)絡(luò)的魯棒性才能更為準(zhǔn)確的找出影響現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)安全與穩(wěn)定的因素。本文以復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論知識(shí)為基礎(chǔ)，圍繞著“相依網(wǎng)絡(luò)魯棒性”這一主線，針對(duì)相依網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效問(wèn)題，研究了基于正/負(fù)相關(guān)相依網(wǎng)絡(luò)模型及其魯棒性、帶有負(fù)載的相依網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效保護(hù)策略等問(wèn)題。本文主要的研究成果如下：
　

2、　首先，本文對(duì)近幾年的熱點(diǎn)問(wèn)題-相依網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)行較為全面的總結(jié)，從相依網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論、相依網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效模型以及相依網(wǎng)絡(luò)魯棒性三個(gè)方面進(jìn)行了歸納總結(jié)，從而為后續(xù)研究工作提供參考。
　　其次，本文在以往的相依網(wǎng)絡(luò)理論基礎(chǔ)上，利用典型的BA無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了基于度的正/負(fù)相關(guān)相依網(wǎng)絡(luò)模型，該模型考慮子網(wǎng)絡(luò)間的相依方式及相依程度，主要定義了兩個(gè)參數(shù)F和K，其中F表示相依節(jié)點(diǎn)比例，K表示相依冗余度，通過(guò)這兩個(gè)參數(shù)將相依子網(wǎng)絡(luò)之間的相依程度進(jìn)行

3、量化。在隨機(jī)攻擊及基于度的蓄意攻擊模式下，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián)失效問(wèn)題，研究了不同的F值和K值對(duì)該相依網(wǎng)絡(luò)模型魯棒性的影響，與隨機(jī)相依網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行了對(duì)比研究，仿真分析發(fā)現(xiàn)相依網(wǎng)絡(luò)魯棒性與這兩個(gè)參數(shù)(F和K)緊密相關(guān)，無(wú)論是隨機(jī)相依或是基于度的正/負(fù)相關(guān)相依網(wǎng)絡(luò)，其魯棒性都是隨著F的增大而減弱，隨著K的增大而增強(qiáng)，在隨機(jī)攻擊下，全相依模式（F=1)時(shí)，基于度正相關(guān)相依網(wǎng)絡(luò)模型魯棒性最優(yōu)，部分相依模式（F=0.2、0.5、0.8)時(shí)，基于度的負(fù)相

4、關(guān)相依網(wǎng)絡(luò)模型則表現(xiàn)出更好的魯棒性，而在基于度的蓄意攻擊下，無(wú)論F為何值，基于度的正相關(guān)相依網(wǎng)絡(luò)模型表現(xiàn)出弱魯棒性，這些結(jié)論為構(gòu)建較好魯棒性的相依網(wǎng)絡(luò)具有借鑒意義。
　　最后，本文將節(jié)點(diǎn)負(fù)載引入到相依網(wǎng)絡(luò)中，結(jié)合相依網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論，建立一個(gè)新的更為符合實(shí)際情況的帶有負(fù)載的相依網(wǎng)絡(luò)模型，并且基于單個(gè)網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)典的負(fù)載-容量模型理論，與基于滲流理論的相依網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效理論相結(jié)合，提出了帶有負(fù)載的相依網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效模型，并在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)對(duì)相依

5、網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效的保護(hù)策略展開(kāi)研究，提出了四種不同的保護(hù)策略。通過(guò)在不同α和β值的情況下進(jìn)行仿真分析，比較相依網(wǎng)絡(luò)在四種不同保護(hù)策略下的魯棒性，仿真結(jié)果證實(shí)了該四種保護(hù)策略的有效性，并發(fā)現(xiàn)考慮相依節(jié)點(diǎn)對(duì)度特性的保護(hù)策略比考慮單側(cè)節(jié)點(diǎn)度特性的保護(hù)策略更有效，且相比于考慮相依節(jié)點(diǎn)對(duì)度之和，考慮相依節(jié)點(diǎn)對(duì)度之積的保護(hù)策略更優(yōu)，這項(xiàng)工作對(duì)提高相依網(wǎng)絡(luò)抵御級(jí)聯(lián)失效的能力有著重要的作用，為如何選擇相依網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行保護(hù)以及如何改善相依網(wǎng)絡(luò)魯棒性提供有