復雜網(wǎng)絡的級聯(lián)崩潰和病毒傳播研究

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1、復雜網(wǎng)絡的級聯(lián)崩潰和病毒傳播研究電子科技大學碩士學位論文姓名，黃偉申請學位級別：碩士專業(yè)：電路與系統(tǒng)指導教師：李春光20070101摘要摘要復雜網(wǎng)絡己經(jīng)被普遍認為是刻畫和研宂自然界和人類社會中各種復雜體系結構的一種全新而有效的工具。近年來，人們見證了這一熱點研究課題的飛速發(fā)展。由一些具冇代表性模型產(chǎn)生的復雜網(wǎng)絡模型（諸如無標度網(wǎng)絡模型等等）為網(wǎng)絡的體系結構提供了更精確的描述。自然的，復雜網(wǎng)絡上的動力學行為及動態(tài)事件成為了復雜網(wǎng)絡研宄的一個新熱點。其中,實際網(wǎng)絡上發(fā)生的一些危害性事件已經(jīng)越來越引起人們的重視；這些事件包括電力網(wǎng)上的大停電、Internet上的信息擁塞、計算機網(wǎng)絡上的

2、病毒傳播等。利用復雜網(wǎng)絡理論對這些事件進行研宄，有利于控制這些危害網(wǎng)絡安全事件的發(fā)生。本論文正是利用復雜網(wǎng)絡理論，對發(fā)生在復雜網(wǎng)絡上的級聯(lián)崩潰和病毒傳播事件進行了研宄，主要的內(nèi)容和創(chuàng)新點如下:1.關于加權復雜網(wǎng)絡上級聯(lián)崩潰事件的研宂。由于實際網(wǎng)絡中諸如電力網(wǎng)中的傳輸線總是有一個在最大負載容限，而網(wǎng)絡屮邊的流負載量就有可能超過邊的最大負載容限而造成邊的崩潰，從而有可能導致級聯(lián)崩潰現(xiàn)象的發(fā)生。為此，我們建立了加權網(wǎng)絡上的級聯(lián)崩潰模型，研宄了不同的網(wǎng)絡對級聯(lián)崩潰事件做出的不同響應。結果我們發(fā)現(xiàn)權值優(yōu)先的權值增長策略對于減弱級聯(lián)崩潰事件給復雜網(wǎng)絡帶來的威脅是非常有效的。2.關于帶群落無標

3、度網(wǎng)絡上級病毒傳播的研究。由于實際網(wǎng)絡中諸如計算機網(wǎng)絡中常常存在群落性結構，而群落性結構對于病毒在網(wǎng)絡中的傳播會產(chǎn)生影響。利用MATLAB數(shù)學工具軟件，我們比較了病毒在帶群落和無群落無標度網(wǎng)絡上的傳播，發(fā)現(xiàn)群落性結構確實可以減慢病毒在無標度網(wǎng)絡中的傳播。關鍵詞：復雜網(wǎng)絡，無標度網(wǎng)絡，加權網(wǎng)絡，級聯(lián)崩潰，群落性結構，病毒傳播。AbstractAbstractItisnowuniversallyacknowledgedthatcomplexnetworkistoolforcharacterizingandanovelandefficientandsmdyingvariouscomp1

4、exstructuresinbothnaturesociety.Recent1ypeop1ehavenetworkswitnessedgreatadvancesinthissubject.Complexereatedbysevera1typicalmodels(suchsea1efleenetworkmode1)providesubjectinthefie1dofmoreaccuratedescriptionasinthissubject.Complexereatedbysevera1typicalmodels(suchsea1efleenetworkmode1)provides

5、ubjectinthefie1dofmoreaccuratedescriptiononfortherea1comp1exsystems>Naturally,thefunctionsandhavebecomeadynamicalprocessescomp1exsystemsnewhotcomp1exnetworks.Specially,somedangerousbigblackoutaccidentsoneventsonrea11ifenetworks,includingonpowerplantnetwork,informationcongestionthelnternetandv

6、iruspreva1enceincomputeroronnetwork,havedangerarousedpeople'Sspecialattention.Itisifwetrytohelpfultopreventdosomeresearca1leviatethebroughtbythesedangerouseventsonthem.Wehavedonesomeresearchcascadingbreakdownandvirusprevalenceininthisthesisarecomplexnetworkf01lows：inthisthesis.Themaincontents

7、andori【ginalities1istedas1.Cascadingbreakdownonweightedcomplexnetworkslnreal1ifenetworks(suchpowerp1antnetwork),eachlinkhastsown1imitedcapacityforpacketflows.A1ink’sbreakdownistheresultofloadonitexceedingitscapacityforpacketflows,whichma1eadt