基于結(jié)構(gòu)可控性的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)容錯和容侵性研究.pdf

1、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)是由大量的節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)之間復(fù)雜的鏈路共同構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),研究過程經(jīng)常使用具有足夠多的頂點(diǎn)和足夠復(fù)雜的邊的圖或者不同形式的矩陣來表示網(wǎng)絡(luò)。隨著對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的越來越深入的研究,人們開始關(guān)注具有怎樣結(jié)構(gòu)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)才具有更好的容錯性和容侵性,同時(shí)采用何種標(biāo)準(zhǔn)去評價(jià)一個網(wǎng)絡(luò)的容錯性和容侵性更合適也成為人們研究復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的重要研究方向。
　　目前復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的容錯性和容侵性的研究均是觀察網(wǎng)絡(luò)的部分節(jié)點(diǎn)、鏈路失效或者網(wǎng)絡(luò)受到攻擊時(shí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或網(wǎng)

2、絡(luò)功能的變化情況,也就是以復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或者功能變化作為評價(jià)容錯性和容侵性的標(biāo)準(zhǔn)。但是研究復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的最終目的是為了控制網(wǎng)絡(luò),因此本文將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)可控性作為評價(jià)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的容錯性和容侵性的標(biāo)準(zhǔn)。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)可控性是將線性系統(tǒng)的控制理論結(jié)合到復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究中進(jìn)而開辟的研究復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的新方法。
　　研究過程中,對于度序列和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)已知的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),通過使用最大匹配算法的實(shí)驗(yàn)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)部分節(jié)點(diǎn)失效或者網(wǎng)絡(luò)受到攻擊時(shí)驅(qū)動節(jié)點(diǎn)密度的變化,進(jìn)

3、而評價(jià)不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)的容錯性和容侵性。而對于只知道度序列分布而網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)未知的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),使用物理統(tǒng)計(jì)算法中的空穴理論估算驅(qū)動節(jié)點(diǎn)密度變化來評價(jià)其容錯性和容侵性。研究結(jié)果表明,利用結(jié)構(gòu)可控性作為評價(jià)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)容錯性和容侵性的標(biāo)準(zhǔn)時(shí),無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)相對于隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)具有良好的容錯性,但是無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)和隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)都表現(xiàn)出較差的容侵性。由于相同的平均度情況下完全控制真實(shí)的無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)比完全控制真實(shí)的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)要難,從而導(dǎo)致徹底破壞隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)可控比徹底破壞無