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基于节点冗余容量动态控制的复杂网络鲁棒性研究

张震 刘迪洋 张进 谢记超

张震, 刘迪洋, 张进, 谢记超. 基于节点冗余容量动态控制的复杂网络鲁棒性研究[J]. 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT200185
引用本文: 张震, 刘迪洋, 张进, 谢记超. 基于节点冗余容量动态控制的复杂网络鲁棒性研究[J]. 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT200185
Zhen ZHANG, Diyang LIU, Jin ZHANG, Jichao XIE. Research on the Robustness of Complex Networks Based on Dynamic Control of Node Redundancy Capacity[J]. Journal of Electronics and Information Technology. doi: 10.11999/JEIT200185
Citation: Zhen ZHANG, Diyang LIU, Jin ZHANG, Jichao XIE. Research on the Robustness of Complex Networks Based on Dynamic Control of Node Redundancy Capacity[J]. Journal of Electronics and Information Technology. doi: 10.11999/JEIT200185

基于节点冗余容量动态控制的复杂网络鲁棒性研究

doi: 10.11999/JEIT200185
基金项目: 国家自然科学基金(61802429, 61872382, 61521003),国家重点研发计划(2017YFB0803201, 2017YFB0803204)
详细信息
    作者简介:

    张震:男,1986年生,讲师,博士,硕士生导师,主要研究方向为主动防御、新型网络体系架构

    刘迪洋:男,1995年生,硕士生,研究方向为复杂网络鲁棒性优化、主动防御

    张进:男,1979年生,工程师,博士,主要研究方向为宽带信息网络、网络安全

    谢记超:男,1993年生,硕士,助理研究员,研究方向为新型网络体系结构、网络安全

    通讯作者:

    张震 zhangzhen2096@163.com

  • 中图分类号: TN919.2

Research on the Robustness of Complex Networks Based on Dynamic Control of Node Redundancy Capacity

Funds: The National Natural Science Foundation of China(61802429, 61872382, 61521003), The National Key Research and Development Plan(2017YFB0803201, 2017YFB0803204)
  • 摘要: 针对传统级联失效模型中冗余参数固定不变的问题,该文综合考虑节点受攻击程度不同和失效过程中网络拓扑的动态变化,建立了基于节点冗余容量动态控制(DRC)的级联失效模型。通过定义网络相变临界因子$\theta $衡量节点失效引发级联失效的概率,分析了网络鲁棒性与$\theta $之间的相关性,并结合度分布函数详细推导了$\theta $的解析表达式,基于解析表达式提出了两种网络鲁棒性提升策略。仿真结果表明,在模型网络和真实网络中,根据被攻击节点度的不同,通过调整节点初始负载参数$\tau $可以有效提高目标网络的鲁棒性;DRC模型下级联失效传播范围较Motter-Lai(ML)模型显著减小。
  • 图  1  BA网络中$\theta $$\tau $变化图

    图  2  BA网络ML模型中$\theta $$\alpha $变化图

    图  3  BA网络DRC模型中$\theta $$\mu $变化图

    图  4  BA网络中$R$$\theta $变化图

    图  5  BA网络ML模型与DRC模型失效传播对比图

    图  6  ARPA网络拓扑

    图  7  ARPA网络中$\theta $$\tau $变化图

    图  8  ARPA网络ML模型中$\theta $$\alpha $变化图

    图  9  ARPA网络DRC模型中$\theta $$\mu $变化图

    图  10  ARPA网络中$R$$\theta $变化图

    图  11  APRA网络ML模型与DRC模型失效传播对比图

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出版历程
  • 收稿日期:  2020-03-20
  • 修回日期:  2020-09-02
  • 网络出版日期:  2020-09-17

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