基于HOT理论的网络抗毁性动态演化模型

刘媛妮

(重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆 400065)

1 概述

随着自然灾害、恶意攻击等事件对互联网生存性构成的威胁日益增多，提高网络的抗毁性具有重要的研究意义。以往的网络抗毁性研究大都建立在图论基础上，不能很好地把握Internet的拓扑规律和动态行为特性，很难从根本上解决大型复杂网络的抗毁性问题。Internet发展至今，其内在规律在外部则表现为度分布的幂率特性[1-2]，即:()PK=CKλ-× ，其中，P(K)指节点度数为K的概率；C为常数；λ为常数。这种幂率特性并不是偶然出现的，而是其内在的择优选择机制所产生的结果:新节点加入网络时总是倾向于与最“优”的节点相连。从用户角度来讲，其加入网络时将会倾向于选择与具有较高抗攻击能力以及自恢复能力的节点进行连接，以保证自身的安全性；而对于网络中已经存在的节点来说，抗毁性越强的节点获得新节点连接的概率越大。因此，对于网络抗毁性问题的研究，要从网络内部的发展规律出发，通过研究节点在网络中的动态演化行为建立具有抗毁性的网络模型，将是网络抗毁性研究的一条新途径。

HOT[3-4]最优化理论表明，系统在朝最优化方向演化后，其外在特征将会表现出幂率特性。因此，当把建立具有抗毁性的网络模型作为 HOT问题进行求解时，为了真实模拟节点在网络中的演化过程，节点在进行择优选择的过程中，要根据节点的抗攻击能力、自恢复能力、连接能力、传输代价以及连接范围等因素综合考虑最“优”的节点进行连接。……