網(wǎng)絡中隨機鄰居節(jié)點的屬性研究.pdf

1、具有多個個體之間相互作用的復雜系統(tǒng)往往都可以抽象成為復雜網(wǎng)絡，將系統(tǒng)中的每一個個體作為網(wǎng)絡中的節(jié)點，個體間的相互作用等關系對應于網(wǎng)絡的連邊。從而利用復雜網(wǎng)絡理論描述復雜系統(tǒng)的結構特征，理解復雜系統(tǒng)的功能和性質。所以，復雜網(wǎng)絡的研究是進行復雜系統(tǒng)研究的基礎，其中網(wǎng)絡中節(jié)點的屬性研究更是基礎的根本。本文主要在復雜網(wǎng)絡背景下研究隨機鄰居節(jié)點的網(wǎng)絡屬性。提出了形成無標度網(wǎng)絡的隨機連接模型，分析了非成長的隨機網(wǎng)絡演化過程中網(wǎng)絡拓撲變化規(guī)律，并且設

2、計了基于隨機鄰居節(jié)點的網(wǎng)絡攻擊策略。本文的主要內容和取得的成果如下:
　　1.基于絕大多數(shù)的實際網(wǎng)絡中獲取全局信息的困難，以及在實際的網(wǎng)絡演化過程中出現(xiàn)的無標度特點。提出了一個在隨機連接機制下產生無標度網(wǎng)絡的隨機連接模型。該模型的設計思路是選擇網(wǎng)絡中隨機節(jié)點的任意一個鄰居節(jié)點進行與新節(jié)點連邊，結果顯示該模型產生的網(wǎng)絡具有良好的無標度網(wǎng)絡特性。與傳統(tǒng)無標度網(wǎng)絡模型相比，該模型只需要掌握網(wǎng)絡中節(jié)點的局部信息，通過隨機連接的機制就能產生

3、無標度網(wǎng)絡。這也就提升了模型的計算效率，增強了模型的在實際推廣應用中的可行性。同時，基于平均場理論的推導結果顯示隨機鄰居節(jié)點往往具有較大的度值。這也就進一步說明了隨機連接機制產生無標度網(wǎng)絡的可能。
　　2.為了更全面的研究隨機鄰居節(jié)點往往具有度值較大的網(wǎng)絡屬性，選擇擁有固定節(jié)點數(shù)量和連邊數(shù)量的非成長隨機網(wǎng)絡作為對象進行進一步的研究。對隨機網(wǎng)絡進行隨機化的斷邊重連操作，隨機選擇網(wǎng)絡中一條連邊進行斷開，再選取一個隨機鄰居節(jié)點進行斷邊的

4、重連。根據(jù)基于主方程理論得到的相關結論，由于在重連過程中往往能連向度值較大的隨機鄰居節(jié)點，所以在不同網(wǎng)絡演化迭代次數(shù)下的度分布結果中，發(fā)現(xiàn)了網(wǎng)絡在演化中期出現(xiàn)暫態(tài)的無標度網(wǎng)絡狀態(tài)的現(xiàn)象。又因為該模型在網(wǎng)絡連通性的保護機制，最終得到網(wǎng)絡的度分布為兩極化的分布情況。從而進行在非成長的隨機網(wǎng)絡中隨機鄰居節(jié)點屬性的一系列研究。
　　3.針對以上研究中發(fā)現(xiàn)的隨機鄰居節(jié)點度值較大的網(wǎng)絡屬性，設計了一種任意鄰居節(jié)點的攻擊策略，以此來研究網(wǎng)絡的魯

5、棒性和脆弱性。結合隨機故障和蓄意攻擊兩種攻擊策略，分別在非成長的隨機網(wǎng)絡和成長的無標度網(wǎng)絡中，嘗試在相同初始情況下進行三種不同攻擊策略的網(wǎng)絡攻擊。結果表明任意鄰居攻擊策略雖然在效果上達不到蓄意攻擊，但是卻比隨機故障下的效果要好很多，該策略下的網(wǎng)絡魯棒性也就呈現(xiàn)出介于隨機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地說明了這種攻擊方式往往能攻擊網(wǎng)絡中較重要的節(jié)點。
　　最后對全文的研究工作進行了總結，并對今后本課題的進一步研