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Internet的迅猛发展带来了一系列问题,例如路由、资源预留和网络管理等问题。由于在Internet上实验非常昂贵,且因为一些商业因素的限制,研究者不可能直接在Internet上模拟和仿真实验,一般都利用网络拓扑模型进行实验。Internet拓扑建模能为网络问题的分析提供一个抽象模型结构,使很多问题易于分析。所以,对于Internet拓扑建模的研究一直都是网络研究的热点问题。Internet拓扑模型的研究经历了从随机型到层次型,再到无尺度网络的过程。然而目前为止,研究者们没有找到公认统一的理论去解释Internet的演化机理,都只能根据自己的分析建立演化模型,然后对尽可能多的参数进行实验评估,希望模型能更好地“逼近”Internet的实际拓扑,以及更合理地解释Internet拓扑的形成原因。本文首先介绍了当前Internet拓扑的四个基本统计特性:无尺度、小世界、集聚性及异配性,并就这些特性对当前Internet拓扑做了统计分析。其次,本文研究和分析了几种主流的Internet拓扑模型及其算法,包括BA、AB、Inet、PLRG和GLP模型,并对他们做了仿真分析。结果显示,这些模型都能得到与Internet某些特性相符的拓扑图,不过都还存在不足之处,尤其是集聚程度都低于Internet。然后,具体分析了这些模型的演化算法存在的局限。Inet和PLRG模型是静态的,目的是产生一副与现有Internet幂律特性相符合的拓扑图,这种模型不能解释Internet的动态演化过程。动态模型如BA、AB和GLP通过建立演化机制来模拟Internet的发展过程,但这些模型的增长都是人为假设的均匀增长,与Internet规模的指数增长现象不符合,且建连机制具单一性。最后,根据对Internet层次性和规模增长特性的分析,提出了基于生灭过程的层次模型(Hierarchical model based on birth and death process,BDHM)。与传统模型不同的是,BDHM考虑了Internet中AS节点之间的商业关系以及网络规模的指数增长。BDHM用最大度支配子网冗余节点算法构造骨干网来实现Internet的分层;且引入生灭过程理论计算新节点的产生概率,从而用均匀时间步实现了规模的指数增长。另外,借助生灭过程理论推导出了网络特征路径长度随时间的极限值。实验结果表明,BDHM模型的拓扑特征与实际Internet较符合,且在集聚性和特征路径长度上比主流模型表现更好。