关联网络中的级联失效模型与分析

网络之间的关联依赖关系能使某一网络内的级联失效扩散至其他网络,其本质是位于不同网络的关联节点之间基于功能依赖的相关失效.以两个关联的网络为对象,建立关联网络模型,提出了一种关联网络的级联失效模型.模型将关联网络中的级联失效分解为网络内级联失效和网络间级联失效,并采用了基于度的级联规模评价方法.利用模型研究了两个关联无标...     

计算机网络级联失效建模与分析

针对以往级联失效模型负载局部重分配规则与现实计算机网络全局路由特点不吻合的缺陷,模拟网络中信息流传输过程。定义路由器的失效条件,建立基于负载全局重分配的级联失效模型,并在此基础上提出基于连通和性能两方面的级联失效影响评价参数,进而分析用户流量和攻击方式对计算机网络级联失效的影响。结果表明,随着流量的增大,级联失效存在相变行为,相变点刻画了网络在不会发生级联失效前提下的最大传输能力。此外,针对网络中高度节点的攻击,更为容易引发大规模的级联失效,应予以重点保护。     

多自治系统关联的级联失效模型建立和分析

为分析级联失效对互联网性能的影响,基于互联网由多自治系统关联的现实,模拟自治系统间的负载均衡,建立了多自治系统关联的级联失效模型。在此基础上定义了分别由强连接关系和弱连接关系组成的2种多自治系统关联网络,并分析了域间流量引起的级联失效对网络性能造成的影响。结果表明:存在引发级联失效的域间流量比例临界值;级联失效发生后,弱连接网络以吞吐量下降为主,强连接网络以负载增加为主。     

随机破坏下多方式军事交通网络级联失效模型及仿真研究

无论是战时面对敌方打击还是平时被自然灾害破坏,军事交通网络在结构破坏和容量限制下,流量的转移分配将会导致网络拥堵,引发级联失效.从军事交通网络的多种运输方式及其细粒度网络模型入手,在分析其级联失效基本要素基础上,构建了基于流量分配转移的多方式军事交通网络级联失效模型,并结合现实多方式交通网络实例,重点对随机破坏下的网络级联效应进行了模拟仿真,并从可达性、分割概率、任务分配量和实际周转量几个角度对不同类别交通单元被破坏后的级联效应进行分析和对比,具有较强的理论价值和实践意义.     

复杂网络节点重要度评估及网络脆弱性分析

提出一种基于节点状态演化级联失效模型的节点重要度评估和网络脆弱性分析方法。故障传递演化的内在机理是基础复杂网络变得脆弱的根源。在负载网络级联失效模型的基础上,提出一种能够实时跟踪节点负载状态,继而根据节点状态来重分配节点负载的重分配模型。提出基于节点状态演化的节点重要性评估和网络结构脆弱性分析方法,通过脆弱性分析结果找出网络的健壮性参数,并对此节点重要性评估方法进行失效分析。通过仿真实验验证方法的有效性。     

军事物流多层网络级联失效问题初探

军事物流网络是一个复杂的多层网络体系,包括指挥控制网络、保障网络和交通网络,各网络内部以及网络之间均存在级联失效现象。从军事物流网络级联失效的概念和机理入手,分析并建立了军事物流多层网络模型及其级联失效模型,构建了一个能较为客观地反映军事物流现实情况的网络示例。通过仿真计算,分析了不同类型节点失效后对军事物流多层网络整体的影响,初步探寻了级联失效的基本规律。     

基于级联失效的节点重要度评估及网络脆弱性分析*

本文提出了一种基于节点状态演化级联失效模型的节点重要度评估和网络脆弱性分析方法。故障传递演化的内在机理是基础复杂网络变得脆弱的根源,论文首先在负载网络级联失效模型的基础上,提出了一种能够实时跟踪节点负载状态,继而根据节点状态来重分配节点负载的重分配模型,其次提出了基于节点状态演化的节点重要性评估和网络结构脆弱性分析方法,通过脆弱性分析结果找出网络的健壮性参数,并对此节点重要性评估方法进行失效效果分析。最后,通过仿真实验验证方法的有效性。     

不同流量的复杂保障网络抗毁性仿真分析

通过引入流量强度指数和流量分布指数,建立了不同网络流量下的复杂保障网络级联失效抗毁性模型。基于该模型比较分析了无标度网络、随机网络和复杂保障网络在不同流量强度和流量分布下对单个节点的随机失效和故意攻击的抗毁性。结果表明:复杂保障网络的抗毁性随着流量强度的增加急剧下降。此外,流量分布对复杂保障网络的抗毁性也有显著影响。     

相依网络研究综述

网络相依性和相依网络研究已经成为近年来复杂网络领域的热点,但是目前对相关研究进展进行综合归纳的文献却不多见。在对国内外相关文献进行系统分析的基础上,简要介绍相依网络研究涉及的渗流理论;描述该类型网络的级联失效过程;从相依网络的子网络特性、相依边的方向和类型、子网络组合方式等三个角度对相依网络鲁棒性的研究成果进行总结;并从理论和应用两方面对未来相依网络研究的发展方向进行展望。     

节点非独立失效下的局域网可靠性建模与分析

以具有层次结构的局域网作为拓扑模型,考虑共因失效和关联失效这2类节点非独立失效事件发生的情况,建立了交换机节点失效模型来模拟交换机失效,利用Monte-Carlo仿真算法近似计算出网络的两端可靠性,研究2种共因失效事件和3种关联失效事件对网络端端可靠性的影响。结果表明:因资源节点出现故障和协议层出现错误而导致交换机失效的共因失效事件均会降低网络可靠性,且资源节点失效概率或协议层失效概率越大,网络可靠性越低;而由于使用了热备份技术、堆叠技术以及发生广播风暴导致的关联失效事件,即使节点独立失效概率很小,只要相关因数足够大,故障都会快速传播,导致网络可靠性迅速下降。     

无标度网络上的队列资源重分配策略

在实际的通信系统中,由于物理条件的限制,每个节点都具有有限长度的队列。研究了在有限队列资源的条件下,队列资源对无标度数据流动力学的影响。提出了一种队列资源重分配策略,策略中节点的队列长度与节点的介数成正比。仿真结果表明,在无标度网络中使用最短路径路由的条件下,所提出的重分配策略可以有效地改进网络的容量。同时对有限队列资源条件下的网络容量进行了理论分析。     

Allocation of resources of modular sizes with an application to Internet Protocol (IP) address allocation

We consider a resource allocation problem, where resources of different capacities must satisfy multiple demands. The demand sizes and the resource capacities are limited to sizes that are power‐of‐two integers (i.e., 1, 2, 4, 8, …). The cost of the resources exhibit economies‐of‐scale savings, i.e., the cost per capacity unit is smaller for resources with larger capacity. The problem is to select the minimum‐cost set of resources that satisfies the demands, while each of the demands must be assigned to a single resource and the number of selected resources does not exceed a specified upper bound. We present algorithms that take advantage of the special structure of the problem and provide optimal solutions in a negligible computing effort. This problem is important for the allocation of blocks of Internet Protocol (IP) addresses, referred to as subnets. In typical IP networks, subnets are allocated at a large number of nodes. An effective allocation attempts to balance the volume of excess addresses that are not used versus fragmentation of addresses at nodes to too many subnets with a discontinuous range of addresses. Due to the efficiency of the algorithms, they can readily be used as valuable modules in IP address management systems. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2005.     

Quantifying optimal mesh and ring design costs

During the last decade telecommunication operators have been deploying WDM (Wavelength Division Multiplexing) technology to satisfy the exponential growth in global communication. While facilitating the advanced information society of today, this has also led to a higher dependency on the networks, and furthermore the high capacity utilization of optical fibers means that a single link failure will influence many users and enterprises. For these reasons, protection of network connections has become a major competitive parameter for the operators. Currently, the most popular protection method is ring protection, due to its simplicity, requiring only basic management functionality and operating with local restoration control. While many optical rings have been deployed, little work has been published on exactly what the cost of ring networks are, compared to general mesh networks. In this article we perform a quantitative comparison between ring protection and mesh protection, using real world network data and realistic prices for network components. Extending classic LP flow models to take rings and node costs into account, and using a link‐path based mesh network LP model, we are able to perform a total cost comparison of the two architectures, and of manual ring network design. The results suggest that the price of mesh network components must be reduced significantly to be competitive with ring based networks, and also that manual network design does not necessarily lead to the most cost‐efficient designs. © 2004 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2005     

基于无标度网络的防空反导系统构建

构建高效的防空反导系统是防空反导作战的基础。运用复杂网络理论,建立基于无标度网络防空反导系统模型,并将其统计特征同基于WS小世界网络的模型进行了比较,得出基于无标度网络的防空反导系统有更好鲁棒性和抗毁性,对网络化防空反导系统的构建有一定参考价值。     

SpaceFibre网络服务质量时隙资源分配算法

为保证SpaceFibre星载数据网络大量实时数据流的超高速确定性传输,提出一种包含两个子算法的SpaceFibre网络服务质量时隙资源分配算法。形式化描述网络服务质量机制,给出调度矩阵相关定义;创建网络服务质量排队模型,定量分析时隙资源分配对网络时延性能的影响;考虑网络兼容性和算法鲁棒性,给出改进二进制序列调度子算法;采用提高初始种群进化程度和增加遗传算子等方法,给出改进混合单亲遗传调度子算法;利用Opnet网络仿真平台建立网络服务质量仿真模型,对比不同算法下网络时延性能。仿真结果表明,该时隙资源分配算法与其他算法相比,网络平均延时降低,网络性能得到显著改善,对构建低延时SpaceFibre网络具有参考意义。     

一种具有分层结构的Ad Hoc网络地址自动配置机制

提出了一种具有分层结构的Ad Hoc网络地址自动配置机制.在该机制中,群首节点负责维护全网节点的地址使用情况表,处理网络的分割与合并;新入网节点通过代理节点向群首节点申请地址;使用蚁群算法优化选择代理节点,利用地址表备份机制减少群首节点失效的影响.与MANET Conf协议和ODACP协议的仿真比较结果表明,该方法能够在更短的时间内、使用更少的通信开销为节点分配地址,并且在网络规模增大时,该方法的地址自动配置性能并没有急剧下降,具有更好的可扩展性.     

基于复杂网络的武器装备重要度评估方法

针对现有武器装备重要度评估方法存在的缺点和不足,基于复杂网络中改进的节点重要度评估指标和方法,建立了武器装备重要度评估模型。该方法不仅描述了武器装备在装备体系中的重要程度,也反映了武器装备失效后的修复情况。最后通过一评估示例,说明了方法的有效性和适应性。