无标度网络修复策略研究

发布时间:2018-04-16 20:34

  本文选题:复杂网络 + 无标度网络 ; 参考:《沈阳工业大学》2017年硕士论文


【摘要】:随着网络技术的发展,到了今天,复杂网络已随处可见。而在实际的复杂网络中,最多见的就是无标度网络。无标度网络由于其自身的演化过程造成其拓扑结构有一定的特殊性。在网络中,有少量节点的节点度非常高,是网络中的关键节点。当这些节点出现故障或者遭受攻击时,网络的连通性可能会遭到极大的破坏。现如今大多数对于复杂网络的修复策略研究都是针对被攻击节点直接进行修复。然而在实际过程中,有很多情况下网络中被攻击的节点有无法被修复的可能,如:军事网络中重要的作战单元被摧毁,交通网络中桥梁拆除或者交通站关闭停用,电网中某变电站出现故障无法迅速修复等等,这就使得上述的修复策略无法被适用。因此本文针对这种被攻击的节点无法被重新修复的情况,提出了连边补偿的修复策略,并针对不同的攻击方式,设计了不同的修复策略本文建立了无标度网络的演化模型,给出了具体的攻击修复策略。对于一次性批量攻击,对被攻击节点的相邻节点进行连边补偿修复,通过对100个节点的网络和500个节点的网络进行仿真实验证明,攻击发生后,只对被攻击节点的前百分之二十的节点进行修复就可以使得网络百分之八十的节点连通,而当修复节点数量达到一定值时,可以保证存活节点全部连通。并且对于小规模无标度网络和大规模的无标度网络,该修复策略都有较好的修复效果;对于随网络演化的持续性攻击,本文给出了相应的修复策略,使对被攻击节点的邻近节点进行连边补偿的同时加入了修复限定参数M和LCG,以保证网络的无标度性。通过对200个节点和500个节点的网络进行仿真实验证明了:在加入修复后,可使网络的连通性提升。对于200节点的网络,使其连通性最低也可达到0.85左右,并且可以保证整个过程网络连通的稳定性。对于500节点网络可使网络连通性最低达到0.82,且整个过程连通性较为稳定。并且通过双对数坐标下的度分布曲线可看出,该修复策略对于这两种网络都保持了网络原有的无标度特性不变,即该修复策略对小规模和大规模网络均有效。
[Abstract]:With the development of network technology, complex networks are everywhere.In the actual complex network, scale-free network is the most common.The scale-free network has its own special topological structure due to its own evolution process.In the network, the node degree of a few nodes is very high, which is the key node in the network.When these nodes fail or are attacked, the connectivity of the network may be greatly damaged.Nowadays, most of the research on complex network repair strategy is aimed at the attacking nodes directly.However, in practice, there are many situations in which the node under attack can not be repaired, such as the destruction of important combat units in the military network, the demolition of bridges in the transportation network or the closure and deactivation of traffic stations.The failure of a substation in power network can not be repaired quickly, which makes the above repair strategy unsuitable.Therefore, aiming at the situation that the attacked node can not be repaired again, this paper proposes a repair strategy for the connected edge compensation, and designs different repair strategies for different attack modes. In this paper, a scale-free network evolution model is established.An attack repair strategy is given.For the one-time batch attack, the adjacent nodes of the attacked node are repaired by the compensation of the adjacent nodes. The simulation results of the network of 100 nodes and 500 nodes prove that after the attack occurs,Only the first 20% nodes of the attacked node can be repaired to make the nodes of the network 80% connected, and when the number of repaired nodes reaches a certain value, all the surviving nodes can be guaranteed to be connected.And for small scale scale-free networks and large-scale scale-free networks, the repair strategy has better effect, and for the continuous attacks with the evolution of the network, this paper gives the corresponding repair strategy.In order to ensure the scale-free nature of the network, the repair parameters M and LCGs are added to compensate the adjacent nodes of the attacked nodes at the same time.The simulation results of 200 nodes and 500 nodes show that the connectivity of the network can be improved by adding repair.For the network with 200 nodes, the lowest connectivity can reach about 0.85, and the stability of the whole process network can be guaranteed.For 500-node networks, the connectivity of the network is as low as 0.82and the whole process is stable.Through the degree distribution curve under the double logarithmic coordinates, it can be seen that the repair strategy keeps the original scale-free characteristics of the two networks unchanged, that is, the repair strategy is effective for both small scale and large scale networks.
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O157.5

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本文编号:1760477

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