網(wǎng)絡(luò)中隨機(jī)鄰居節(jié)點(diǎn)的屬性研究.pdf

1、具有多個(gè)個(gè)體之間相互作用的復(fù)雜系統(tǒng)往往都可以抽象成為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，將系統(tǒng)中的每一個(gè)個(gè)體作為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，個(gè)體間的相互作用等關(guān)系對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)的連邊。從而利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論描述復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征，理解復(fù)雜系統(tǒng)的功能和性質(zhì)。所以，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究是進(jìn)行復(fù)雜系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)，其中網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的屬性研究更是基礎(chǔ)的根本。本文主要在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)背景下研究隨機(jī)鄰居節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)屬性。提出了形成無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)的隨機(jī)連接模型，分析了非成長(zhǎng)的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演化過程中網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓?guī)律，并且設(shè)

2、計(jì)了基于隨機(jī)鄰居節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)攻擊策略。本文的主要內(nèi)容和取得的成果如下:
　　1.基于絕大多數(shù)的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中獲取全局信息的困難，以及在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)演化過程中出現(xiàn)的無標(biāo)度特點(diǎn)。提出了一個(gè)在隨機(jī)連接機(jī)制下產(chǎn)生無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)的隨機(jī)連接模型。該模型的設(shè)計(jì)思路是選擇網(wǎng)絡(luò)中隨機(jī)節(jié)點(diǎn)的任意一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行與新節(jié)點(diǎn)連邊，結(jié)果顯示該模型產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)具有良好的無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)特性。與傳統(tǒng)無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)模型相比，該模型只需要掌握網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的局部信息，通過隨機(jī)連接的機(jī)制就能產(chǎn)生

3、無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)。這也就提升了模型的計(jì)算效率，增強(qiáng)了模型的在實(shí)際推廣應(yīng)用中的可行性。同時(shí)，基于平均場(chǎng)理論的推導(dǎo)結(jié)果顯示隨機(jī)鄰居節(jié)點(diǎn)往往具有較大的度值。這也就進(jìn)一步說明了隨機(jī)連接機(jī)制產(chǎn)生無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)的可能。
　　2.為了更全面的研究隨機(jī)鄰居節(jié)點(diǎn)往往具有度值較大的網(wǎng)絡(luò)屬性，選擇擁有固定節(jié)點(diǎn)數(shù)量和連邊數(shù)量的非成長(zhǎng)隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為對(duì)象進(jìn)行進(jìn)一步的研究。對(duì)隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隨機(jī)化的斷邊重連操作，隨機(jī)選擇網(wǎng)絡(luò)中一條連邊進(jìn)行斷開，再選取一個(gè)隨機(jī)鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行斷邊的

4、重連。根據(jù)基于主方程理論得到的相關(guān)結(jié)論，由于在重連過程中往往能連向度值較大的隨機(jī)鄰居節(jié)點(diǎn)，所以在不同網(wǎng)絡(luò)演化迭代次數(shù)下的度分布結(jié)果中，發(fā)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)在演化中期出現(xiàn)暫態(tài)的無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的現(xiàn)象。又因?yàn)樵撃Ｐ驮诰W(wǎng)絡(luò)連通性的保護(hù)機(jī)制，最終得到網(wǎng)絡(luò)的度分布為兩極化的分布情況。從而進(jìn)行在非成長(zhǎng)的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)中隨機(jī)鄰居節(jié)點(diǎn)屬性的一系列研究。
　　3.針對(duì)以上研究中發(fā)現(xiàn)的隨機(jī)鄰居節(jié)點(diǎn)度值較大的網(wǎng)絡(luò)屬性，設(shè)計(jì)了一種任意鄰居節(jié)點(diǎn)的攻擊策略，以此來研究網(wǎng)絡(luò)的魯

5、棒性和脆弱性。結(jié)合隨機(jī)故障和蓄意攻擊兩種攻擊策略，分別在非成長(zhǎng)的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)和成長(zhǎng)的無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)中，嘗試在相同初始情況下進(jìn)行三種不同攻擊策略的網(wǎng)絡(luò)攻擊。結(jié)果表明任意鄰居攻擊策略雖然在效果上達(dá)不到蓄意攻擊，但是卻比隨機(jī)故障下的效果要好很多，該策略下的網(wǎng)絡(luò)魯棒性也就呈現(xiàn)出介于隨機(jī)故障和蓄意攻擊之間的狀態(tài)。最后，在理論上的分析也詳細(xì)地說明了這種攻擊方式往往能攻擊網(wǎng)絡(luò)中較重要的節(jié)點(diǎn)。
　　最后對(duì)全文的研究工作進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)今后本課題的進(jìn)一步研