互聯(lián)網(wǎng)AS級宏觀拓撲中心化研究及演化分析.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)已成為人類社會中不可或缺的一部分，當由于網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點發(fā)生故障或癱瘓造成整個網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)大規(guī)?！皢栴}”時，互聯(lián)網(wǎng)本身的“脆弱性”也逐漸顯露出來。對互聯(lián)網(wǎng)AS級宏觀拓撲進行中心化研究，就是在規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)中準確而迅速的發(fā)現(xiàn)中心化節(jié)點，并對其進行有效防護，防止蓄意攻擊的發(fā)生。這對下一代互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計，以及互聯(lián)網(wǎng)安全防御研究都將產(chǎn)生巨大的促進作用。
　　本文研究工作基于CAIDA項目授權(quán)的AS級海量數(shù)據(jù)，首

2、先，進行互聯(lián)網(wǎng)AS級拓撲中心化度量方法的研究，應(yīng)用三種普遍使用的中心化指標——度中心化、緊密度中心化、介數(shù)中心化指標，同時提出一種核數(shù)中心化的度量法來度量網(wǎng)絡(luò)中的高核數(shù)節(jié)點集合。針對網(wǎng)絡(luò)的蓄意攻擊，采用節(jié)點刪除法，通過刪除某個節(jié)點對網(wǎng)絡(luò)連通的破壞程度來度量網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的重要性。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)緊密度中心化在互聯(lián)網(wǎng)AS級度量上弱于度中心化和介數(shù)中心化指標;度中心化和介數(shù)中心化在攻擊節(jié)點數(shù)小于0.5％時，有很強的相似性;核數(shù)中心化度量方法非常適用于

3、查找到網(wǎng)絡(luò)中度值較高且連接緊密節(jié)點所構(gòu)成的社團。
　　其次，對互聯(lián)網(wǎng)AS級中心化節(jié)點進行演化分析，發(fā)現(xiàn)中心化節(jié)點在演化過程中存在著新陳代謝的更替，其演化過程大致可分為三類:激增型、增長型和平穩(wěn)型。分析網(wǎng)絡(luò)中心化節(jié)點演化的原因，發(fā)現(xiàn)其中心化指標增強是由于其和網(wǎng)絡(luò)中已存在的節(jié)點連接更緊密。討論中心化節(jié)點演化過程中邊建立的模式，得出演化過程中三種類型中心化節(jié)點對其鄰居節(jié)點的核數(shù)依賴呈現(xiàn)不同的規(guī)律。激增型中心化節(jié)點的演化過程中對鄰居節(jié)點的