網(wǎng)絡介觀拓撲結(jié)構(gòu)與輸運效率的研究.pdf

1、輸運網(wǎng)絡是當今社會的應用網(wǎng)絡之一，它與我們的生活息息相關，如城市的水利電力供應、生物網(wǎng)絡中的基因調(diào)控、熱材料中的能量輸運等。隨著各領域的學者對輸運網(wǎng)絡的深入研究，發(fā)現(xiàn)輸運網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)顯得尤為重要，找到高效的輸運網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)及其算法更是學者們所關心的問題。
　　 本文通過模擬無標度網(wǎng)絡和隨機網(wǎng)絡的輸運過程，對網(wǎng)絡的介觀拓撲結(jié)構(gòu)與輸運效率進行研究，發(fā)現(xiàn):在無標度網(wǎng)絡中網(wǎng)絡的輸運效率隨網(wǎng)絡中的閉環(huán)系數(shù)（本文運用閉環(huán)系數(shù)來衡量閉環(huán)結(jié)構(gòu)）

2、的增加而增大;在隨機網(wǎng)絡中當網(wǎng)絡的閉環(huán)系數(shù)保持恒定時，網(wǎng)絡的輸運效率保持不變。結(jié)果表明:在輸運網(wǎng)絡中我們可以通過適當增加網(wǎng)絡的閉環(huán)結(jié)構(gòu)來提高網(wǎng)絡的輸運效率。此結(jié)果為構(gòu)建新型高性能的輸運網(wǎng)絡供了一種可行的方法。
　　 為了進一步研究網(wǎng)絡輸運與拓撲結(jié)構(gòu)的關系，在本文中我們還對美國航空網(wǎng)與中國航空網(wǎng)的度分布、最短路徑、簇度相關性、網(wǎng)絡同類性、閉環(huán)系數(shù)等統(tǒng)計性質(zhì)進行了研究。發(fā)現(xiàn)兩個航空網(wǎng)絡有很多的相似性質(zhì):度分布均具有雙段冪律分布的特性

3、，拓撲結(jié)構(gòu)具有分層結(jié)構(gòu)，度關聯(lián)系數(shù)均為負值:美國航空網(wǎng)的度關聯(lián)系數(shù)為r=-0.208，中國航空網(wǎng)的度關聯(lián)系數(shù)為r=-0.47635，這表明航空網(wǎng)絡為非同類匹配的網(wǎng)絡。進一步比較兩個航空網(wǎng)絡的輸運效率與其拓撲結(jié)構(gòu)的關系可以發(fā)現(xiàn)，當網(wǎng)絡的度關聯(lián)系數(shù)為負值且閉環(huán)系數(shù)較大時，航空網(wǎng)絡的輸運效率較高。通過航空網(wǎng)絡的實證研究發(fā)現(xiàn)閉環(huán)結(jié)構(gòu)對于網(wǎng)絡的輸運過程起著重要的影響。
　　 為了深入研究網(wǎng)絡中的閉環(huán)結(jié)構(gòu)與其它拓撲參量的關系，本文通過模擬生

4、成無標度網(wǎng)絡與隨機網(wǎng)絡，再通過隨機布線算法改變二者的拓撲結(jié)構(gòu)，進而研究網(wǎng)絡中的閉環(huán)結(jié)構(gòu)與最短路徑關系。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn):在無標度網(wǎng)絡中，當網(wǎng)絡的閉環(huán)結(jié)構(gòu)增加時，網(wǎng)絡的最短路徑反而減小;在隨機網(wǎng)絡中，網(wǎng)絡的閉環(huán)結(jié)構(gòu)趨于定值，網(wǎng)絡的最短路徑保持不變。在實際生活中網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)更趨近于無標度網(wǎng)絡，例如電子郵件網(wǎng)絡、Internet網(wǎng)絡等。因此我們通過任意抽取Internet AS層7組實證數(shù)據(jù)，研究其拓撲參量的性質(zhì)，結(jié)果表明Internet AS層