论文部分内容阅读
由于信息技术的迅猛发展,人类的社会活动日趋网络化。人们逐渐加重的对互联网的依赖性以及服务的复杂化使得网络易受到攻击。测量和改善复杂信息网络应对随机故障和恶意攻击下的网络弹性是网络设计的重要内容。一方面,恶意攻击和随机故障可能引起网络的链路和节点故障,进而对网络服务的可用性造成明显破坏。设计一种网络拓扑用于应对挑战并且提供可接受水平的服务可以延长网络寿命节约资金。另一方面,随着互联网技术和各种便携式设备的发展,泛在信息网络作为复杂信息网络的关键部分,是针对未来通信的复杂异构环境提出的一种无处不在的通信传输和业务提供模式。由于用户的动态性和群组特征,网络的正常运行面临重要挑战,大规模间歇性流量爆发很容易造成网络拥塞,网络关键节点的恶意攻击可能导致网络性能恶化。为了解决关于复杂信息网络的弹性优化问题,以及考虑用户移动性的网络弹性评估问题,本文的主要内容包括:(1)提出一种迭代算法优化网络拓扑,对给定图添加链路改善网络的平均效率函数,提高网络弹性。将该算法用于三种复杂网络拓扑并且比较算法的效益。通过采用随机故障和基于中心性的攻击,测试和评估原始图和改善图的网络弹性。仿真结果表明在所研究的健壮性指标中,所提出的启发式算法可以优化网络拓扑,相比于图谱理论其他的健壮性优化算法在应对随机故障和中心性攻击方面更加具有弹性。(2)构建了一种网络评估体系,一方面研究网络不同参数组合下的拓扑结构,并通过研究网络用户层节点移动对于网络性能的影响,评估泛在网络在随机故障和恶意攻击下的网络弹性;另一方面,未来网络对于复杂环境的适应性和信息泛在网络对数据传输中的QoS要求,需要提高网络的数据传输性能,而泛在网络随网络规模变化和用户层移动设备移动性表现出动态和复杂性。从网络拓扑和数据传输两方面对网络做进一步的分析,使用弹性量化指标评估网络不同运行状态下的通信能力。