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基于负荷-容量模型的网络相继故障研究
  • ISSN号:1000-1239
  • 期刊名称:计算机研究与发展
  • 时间:2012.12.1
  • 页码:2529-2538
  • 分类:TP393.08[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]武汉大学卫星定位导航技术研究中心,武汉430079, [2]武汉大学空天信息安全与可信计算教育部重点实验室,武汉430072, [3]中国工商银行数据中心,北京100096
  • 相关基金:国家自然科学基金重大研究计划基金项目(90718006);国家自然科学基金项目(41104010);中国博士后科学基金项目(2011M501240)
  • 相关项目:基于移动定位服务的社会网络感知及安全协同关键技术研究
中文摘要:

网络相继故障是网络脆弱性研究中的热点问题.采用负荷-容量模型对复杂网络的相继故障进行建模分析.首先分析了网络流量负荷的突发模式对相继故障的影响.实证研究发现,网络实体间的通信活跃性具有自组织临界性.在网络安全地应急响应时,应该更关注那些原本不活跃的结点间流量的变化;其次,引入成本因子对经济、技术条件制约下的网络资源受限生成过程及网络容量-负荷关系建模,以揭示网络结点的容量-负荷之间存在着怎样的制约关系;最后提出了一种基于容量相互补偿的搜索式分配算法,以获得有限资源下最优的网络鲁棒性容量分配策略.实验证明,算法能够找到比线性分配或偏好负荷的偏好依附分配策略更好的结果.

英文摘要:

Cascading failures always occur in computer networks in which network traffic is severely impaired or halted to or between larger sections of the network, caused by failing or disconnected hardware or software. "Load-capacity" models are usually used for solving network traffic problems and exploring the mechanisms of cascading failures. Centering on cascading failures in complex networks, the following work is done. Firstly, the effect of network traffic load on cascading failures is analyzed. It indicates that the communication activity among network nodes presents a self- organized criticality phenomenon, and the influence on the network robustness brought by the traffic change of those original inactive nodes is much greater than that brought by those active ones. Secondly, under the constraints of economy and technology, a cost factor is introduced to model the relationship of network capacity and load, so as to reveal their constraints relationship. Finally, Centering on the issue of "how to allocate the limited redundant resources to a network with specific structure in order to improve its robustness", an evolutionary algorithm to search an optimized capacity-allocation strategy is proposed, which makes the network achieve optimal robustness with the same resources. Experiments show that our algorithm can find a better result of capacity-allocation than the ones with linear or preferences-attached strategies.

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期刊信息
  • 《计算机研究与发展》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院计算技术研究所
  • 主编:徐志伟
  • 地址:北京市科学院南路6号中科院计算所
  • 邮编:100190
  • 邮箱:crad@ict.ac.cn
  • 电话:010-62620696 62600350
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1239
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1777/TP
  • 邮发代号:2-654
  • 获奖情况:
  • 2001-2007百种中国杰出学术期刊,2008中国精品科...,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:40349