基于增边策略的无标度网络级联失效缓解研究

刘浩然，崔梦頔，王 静，张福福，尹荣荣,*，刘 彬

(1.北京市涉密信息载体安全管理工程技术研究中心，北京 100000；2.燕山大学 信息科学与工程学院，河北 秦皇岛 066004；3.中国人民解放军73676部队，江苏 江阴 214432)

0 引言

现实世界的网络大部分都是度分布符合幂律分布的无标度网络，小部分节点的节点度偏大，而大部分节点的节点度却很小，如智能城市[1]。无标度网络在现实中的应用较为广泛，与之相关的网络抗毁性也备受关注，一旦节点度偏大的小部分节点遭受攻击，就容易发生失效的级联效应，瞬间波及全网，造成大规模的网络崩溃，为此级联失效现象及其应对策略就成为了无标度网络抗毁性研究的核心。

级联失效现象是指，一个承载着负载的节点失效后，失效节点的负载将重新分配，负载的重新分配又可能使得其它节点上的负载超过其自身负载的处理能力而发生更大规模的失效[2-3]。目前，应对无标度网络级联失效的策略可分为前期抵御策略和后期缓解策略。其中，前期抵御策略是在级联失效发生前，通过构建有抵御能力的网络结构以及分析级联失效产生原因和级联失效模型参数来抵御级联失效的发生；而后期缓解策略是在级联失效发生后，通过改变网络结构或对过载节点负载重分配来减少级联失效的冲击。

在如何抵御级联失效发生方面，已取得了大量的研究成果。Motter等人研究了无标度网络的级联失效问题，假设网络上负载和容量呈线性关系，提出级联失效ML(Motter-Lai model)模型，解释了级联失效产生的原因。……