基于复杂网络因特网抗毁性分析.doc

各专业完整优秀毕业论文设计图纸 计算机科学与技术学院 毕业设计(论文) 论文题目 基于复杂网络的因特网抗毁性分析 指导教师 职 称 博士讲师 学生姓名 学 号 专 业 网络工程 班 级 系 主 任 院 长 起止时间 2013年10月11日至2014年5月23日 2014年5月23日  目 录 摘 要 i Abstract ii 第一章 绪论 1 1.1研究背景及意义 1 1.2本文的主要工作 3 1.3本文的组织结构 3 第二章 复杂网络的背景知识 4 2.1从图论到复杂网络 4 2.2复杂网络的结构参数 5 2.3复杂网络的经典模型 7 第三章 复杂网络抗毁性 11 3.1网络抗毁性的定义 11 3.2网络抗毁性分析 12 3.2.1抗毁性度量指标 12 3.2.2实证分析与仿真分析 13 第四章 因特网抗毁性分析 16 4.1因特网的拓扑结构及加权网络介绍 16 4.2考虑信息条件下因特网的加权网络基于节点的抗毁性分析 19 4.2.1因特网抗毁性模型描述 19 4.2.2局部信息下的抗毁性仿真结果 20 4.2.3全局信息下的抗毁性仿真结果 23 4.3考虑信息条件下因特网的加权网络基于边的抗毁性分析 26 4.3.1抗毁性模型 26 4.3.2抗毁性仿真结果 26 第五章 总结 32 参考文献 33 谢 辞 35 基于复杂网络的因特网抗毁性分析 摘要：自从上世纪末科学家们发现复杂网络的小世界及无标度结构特性以来，复杂网络就一直是最重要的多学科交叉研究领域之一。因特网作为现实世界中重要的复杂网络之一，其与安全性和可靠性相关的结构抗毁性一直是受关注的焦点。 本篇文章首先阐明了复杂网络的基础理论，主要包括图论、复杂网络的结构参数、经典复杂网络拓扑模型。其次概述了复杂网络抗毁性研究现状。然后利用仿真软件Matlab，基于经典的加权无标度网络模型对因特网抗毁性开展仿真研究。本实验选定网络中较为常用的测度——鲁棒性及网络效率，来评测网络的抗毁性。研究关注于网络在不同的信息条件和攻击方式下的抗毁性表现。从不同角度对因特网抗毁性进行了仿真，有基于节点的抗毁性仿真和基于边的抗毁性仿真。其中，在基于节点的抗毁性仿真中，研究了局部信息条件下遭遇ID攻击（对初始网络按节点的度大小顺序来移除节点）时网络的抗毁性，以及全局信息条件下遭遇IB攻击（对初始网络按照节点的介数大小顺序来移除节点）和RB攻击（每次移除的节点是当前网络中节点或边介数最大的节点）时网络的抗毁性；在基于边的抗毁性仿真中，研究了不同信息获取情况下网络的抗毁性。 不同信息条件下基于节点的因特网抗毁性仿真结果表明：在基于局部拓扑信息的各种攻击策略下，权重系数越大，节点移除对于网络效率和连通性的影响越小，网络的抗毁性越强。相比于基于局部拓扑信息的攻击策略，基于全局信息的攻击策略下，网络应对节点移除的鲁棒性要更弱。而不同信息条件下基于边的因特网抗毁性仿真结果表明：当网络信息获取为随机获取时，网络的抗毁性取决于网络信息量的获取程度。其中，当网络的信息获取为零时，网络具有较强的抗毁性。在网络信息为优先获取情况下，只需要获取少量重要的边信息就会导致网络变得异常脆弱。这些研究结果为从信息角度给出因特网更合理有效的保护措施提供了理论依据。 关键词：复杂网络；因特网；加权网络；小世界；抗毁性  Invulnerability Based On The Complexity Of The Internet Network Abstract：Since the last centuryscientists have found that the characteristics of the small-world and scale-free structure of complex networks, complex networks has been one of the most important multidisciplinary research field. Internet as one of the important real-world complex networks, and its safety and reliability associated with the structure of invulnerability has been the focus of attention. This article first clarifies th