抗毁性

抗毁性是指当网络中出现确定性或随机性故障，网络维持或恢复其性能到一个可接受程度的能力。

定义

关于网络抗毁性的定义，还没有形成统一的表述。在通信网络和计算机网络的研究领域，对网络抗毁性定义如下:从以上定义分析可知，网络抗毁性注重的是系统的关键部分遭受到攻击或摧毁，系统的恢复性和适应性，并在此情况下仍能完成关键服务的能力。

测试抗毁性需要解决的问题

1.确定连通性约束；

2.确定节点或边的移除方式。

复杂网络需要面临的两种打击

随机性打击(failure)和选择性打击(attack)。所谓随机性打击，就是网络节点(边)以某种概率被随机破坏;所谓选择性打击,就是网络节点(边)按一定的策略被破坏.一般来说,网络自身原因引起的损伤属于随机性打击,而蓄意的破坏则属于选择性打击.例如,敌人在选择攻击目标时,总是先选择重要的军事目标,而不是随机破坏。

.针对复杂网络面临的两种不同打击,给出复杂网络抗毁性的两个新测度：

定义1 对于一个连通系数为C的网络,随机移除网络中的f N个节点.若时,网络连通系数达到阈值 ,称为网络的节点容错度,其中N为网络中节点数目。

定义2 对于一个连通系数为C的网络,按照节点连接度递减的顺序移除网络中的fN个节点.若时,网络连通系数达到阈值 ,称为网络的节点抗攻击度,其中N为网络中节点数目。

复杂网络抗毁性分析实例

全球贸易网可以看成一个复杂的网络,各个国家就是网络的节点,国家之间的进出口关系形成网络的边.Serrano等对世界贸易网的拓扑结构进行了研究。他们以世界贸易网数据库COMTRADE提供的2000年世界各国进出口数据为依据,构建了一个有179个节点,7 510条边的有向网.因为世界贸易网的出口边和进口边存在很大的相关性,为了研究方便,在不丢失网络拓扑结构信息的情况下,可以将其看成一个无向网,其连接度期望为〈k〉=43.

作为比较,构造一个有179个节点,连接度期望〈k〉=43的随机网络.取连通系数阈值 =0.20,对于世界贸易网和构造的随机网络,分别计算网络的连通系数、节点容错度和节点抗攻击度.计算结果如表1.

从表1可以看出,相比随机网络,世界贸易网对于随机性的打击有着很好的抗毁性,但面对选择性的打击却显得很脆弱,这都源于世界贸易网拓扑结构的无标度性。实际上只要美国、英国、日本等少数贸易大国从贸易网中移除,整个世界贸易网基本上就处于瘫痪状态.这说明世界经济逐步走向多极化的同时,世界贸易仍受少数几个大国的主宰,整个世界贸易网并不稳固.如果这些国家出现自然灾害或者动乱,整个贸易网将随之受到影响。

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