寻找双结构互联网的理论依据 - read.ppt

双结构互联网 中国工程物理研究院 李幼平 2005.11.21 于中国复杂系统论坛 万维网是复杂网络 67.8万个网站（存储节点）与1亿网民（生理节点）互动，形成万维网的复杂性 无尺度的物理基础：存储器一次写入，可多次读出，读出次数没有上限 小世界的生理基础：人类注意力资源的有限性 某种意义上，因为存在“小世界”，所以出现“无尺度”；同一复杂事物的两个简单的侧面 网站度值幂律分布，网民度值随机分布 创意的由来 摩尔定律下无限的物理比特，与DNA制约下人类只能接受有限的生理（熵）比特，产生了冲突，揭示了矛盾 揭示TCP/IP结构“用户规模不能自由增长”，揭示广播结构“内容规模不能自由增长” 在TCP/IP互联结构基础上，增添一种“播存结构”，让更多人群自由选择更有用的内容 科学发展观要求人类与大自然和谐相处，我们希望网络与人类的文化活动和谐相处 用PPT表达创意的由来 和谐整合电信与广播 当前的互联网，物理层是构建在电信网双向连接之上的，无缘于单向的广播网 次结构：广播分流最活跃的热门网页，使“平均距离”大幅降低 克服“数字鸿沟，实现“数字文化村村有” 主结构将缓解拥堵，显得格外通畅 为实现“网页主动寻找网民”的“语义网”理想提供物理基础 向理论家请教 2005年10月9日，我向汪秉宏老师请教： 1,请用复杂网络理论描述中国现有的万维网（尽量采用科学院中国互联网信息中心CNNIC的必威体育精装版统计数据）。 2,请沿用用CNNIC“前一百”的提法，在现有67万提供内容的网站中，分离出“前100”、“前500”、“前1000”、“前3330”“前xx”……，形成“主流网站” 3,假设，有人想出办法（如播存结构），有能力把“前xx”主流网站的访问距离（或跳数）统统变为1，试问：中国万维网的的理论图象会发生什么变化？ 有中心？无中心？ 在拓扑图中，互联网是一片“云”；从技术上看，各节点完全平等，无主次，无中心，无结构 可是统计结果却是有主次，有中心，有结构 为什么？网络专家忽略了人文活动对网络的反作用，古语云：“不知卢山真面目，只缘身在此山中” 其实，CNNIC早就有察觉，只是没有抽象化、形式化，提高到数学高度去认识 CNNIC的“前一百个” 2005.7.11CNNIC王恩海告诉我：网站拥有字节量”比例悬殊，前一百家（占网站总数万分之1.7）占字节总数13.3% 网站总数595550个，前一百家平均拥有34.3万个网页，而所有网站平均只有523.7个网页，相差近千倍 就在一百家内部也拥有极大差异 怎么说是没有中心呢？ 网站链接情况（摘自2003年中国互联网络信息资源数量调查报告 ） 没有连接：占41% 连接1-5家：占29.9% 连接5-10家：占15.0% 连接11-20家：占7.4% 连接21-50家：占3.6% 连接51家以上：占2.7% 绝大多数网站，连接数很少（97%网站少于50家），只有极少数网站才拥有极大的连接数 用Scale-free定律 拟合 请参见马卫东的报告：《中国互联网资源幂次分布分析》 结论： 中国互联网也是无尺度网络 中国互联网也是无尺度网络，幂数为2.124 67.8万个网站，被访问量差异极大，社会地位（Google称为rank）差异极大 前100个，前500个，前1000个，或前2000个是中心，是主流 互联网的流量，相当大的比例，源于这些网站 启示：打造国家级群体 无尺度现象启示我们打造国家级文化群体的灵感 只要把几千个甚至几百网站整合起来，就可以形成满足社会上绝大多数人群需求的“普适化”[pervasive]主流媒体 如果技术上想出办法，能让主流群体普及下去，普及到每个村庄或家庭，就可以在普及数字文化的进程中实现历史性跨跃。 互联网有一个“芯”（core）？ Web是Internet的中心，网上流动着网页，多是源自Web 1000-3000个网站又是Web的芯（core），多数流动着的网页源于这些网站 这些网站也是互联网的“芯” 这个“芯”就是主流文化群体，也许，其中包括300种报纸、500种网站、800种期刊、上千种课程 这个“芯”引发我们创新的灵感 营造Scale-free的共享环境 次结构，播存结构，用户数目可以无上限自由增长，不受带宽限制 对应物理上的辐射，点对面，各向同性 不是对流，不是点对点，不是公路，是阳光 我国人口众多，我们致力于寻找一种网民数目可以无上限增长的共享结构 参见《中国工程科学》两篇文章：《信息阳光-无冲突共享结构》（2000.2，p24-27）；《共享信息的第二类网络》（2002.8，p8-11） 营造Small-world的服务环境 连接主结构与次结构的透明计算 透明：按需取用，不必顾及具体来历 融合两种信道：大量文件下载，依靠单向广播与存储的次结