基于負(fù)載容量的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效模型

王紅偉，趙慧娜

(漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 漯河 462000)

0 引言

近年來，由于人們對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的依賴程度逐漸提高，其網(wǎng)絡(luò)安全可靠性問題愈來愈受到關(guān)注，對(duì)其達(dá)到的安全要求也愈來愈高，雖通過了各種補(bǔ)救措施，然而還是不能夠徹底防止網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效[1]等相關(guān)問題的出現(xiàn)。

關(guān)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效方面，國內(nèi)外學(xué)者已做了多層次的深入研究，同時(shí)也提出了多種有關(guān)級(jí)聯(lián)失效的安全模型，對(duì)于真實(shí)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀而言，利用負(fù)載容量相關(guān)特征的計(jì)算機(jī)級(jí)聯(lián)失效模型則更加符合其需求情況，對(duì)此方面的研究也大大多于其他層面。此種模型由于為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)給予負(fù)載初始量以及權(quán)重，當(dāng)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)不通暢或故障問題時(shí)會(huì)按照預(yù)定規(guī)則對(duì)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載容量重新分配。因此，關(guān)于此方面的計(jì)算機(jī)級(jí)聯(lián)失效研究正是熱點(diǎn)。然而分析國內(nèi)外研究結(jié)果[2-4]，尚存多個(gè)方面缺陷:1)負(fù)載初始量是預(yù)設(shè)的，與負(fù)載容量呈現(xiàn)單調(diào)線性關(guān)系，但是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流通過一定的路由控制策略而獲得的結(jié)果顯示，其負(fù)載值初始量與負(fù)載容量不存在任何函數(shù)關(guān)系;2)數(shù)據(jù)包傳輸、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)速率、路由控制策略等3者都會(huì)因?yàn)榧?jí)聯(lián)失效產(chǎn)生多種負(fù)載情況變化[5];3)當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)方面的研究較偏向于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞较颍鲆暳爽F(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)服務(wù)性能。由于在實(shí)際情況中，用戶更加偏重于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能的影響，所以，構(gòu)建一個(gè)既關(guān)系到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能，又能在負(fù)載容量方面有所效果的級(jí)聯(lián)失效安全模型，對(duì)于有效地防控級(jí)聯(lián)失效問題具有一定的實(shí)踐指導(dǎo)意義。

本文依照計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的各種特征，如數(shù)據(jù)包傳輸、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)速率以及路由控制策略等，構(gòu)建一種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包傳輸安全模型[6]，在此前提下，關(guān)聯(lián)負(fù)載變化因素，應(yīng)用其負(fù)載初始量與容量的非線性特征，構(gòu)建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效安全模型，在保證計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湔l件下，設(shè)計(jì)多種影響網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能的參數(shù)因子[7]，對(duì)其級(jí)聯(lián)失效的詳細(xì)發(fā)生過程進(jìn)行全方位分析與研究。

1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效模型

關(guān)于安全模型所需要的定義形式化描述如下:簡單無向圖表示計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，用G(V，E)表示;V={v1，v2，…，vn}表示計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各種主機(jī)服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備集合;E={e1，e2，…，ej}表示計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接與主機(jī)服務(wù)器設(shè)備中的物理鏈路(帶有權(quán)重值)集合。依據(jù)以上形式化描述以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包傳輸機(jī)制，一種新型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸模型得以出現(xiàn)，簡稱為DTS模型。

1.1 DTS 模型構(gòu)建

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包傳輸安全模型的構(gòu)建需要以下幾種假定情況作為理論依據(jù)，主要包括:1)一般計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)路由選擇使用OSPF協(xié)議;2)基于大部分計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都使用光纖連接，所以不考慮物理上傳輸線路問題對(duì)數(shù)據(jù)流傳輸方面的影響;3)假定目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包丟失，采用無重傳機(jī)制，保持單向性;4)不考慮計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接外部交換機(jī)局域網(wǎng)的可能，一般只連接本地交換機(jī)、路由器或者各個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)的局域網(wǎng)進(jìn)行傳接相關(guān)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息。

在以上假定基礎(chǔ)上，構(gòu)造如下的DTS模型:在時(shí)間點(diǎn)t，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)vi出現(xiàn)n個(gè)數(shù)據(jù)包，每個(gè)都隨機(jī)在余下網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中選擇目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)vj;2個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包記作Uij。通過OSPF協(xié)議可以將其最短路徑Pij(t)求得，并將其轉(zhuǎn)發(fā)出去，經(jīng)過目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之后將其去除;如假定條件中所述，若在轉(zhuǎn)發(fā)過程中丟失數(shù)據(jù)包，則失效，不可到達(dá)網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。轉(zhuǎn)發(fā)能力值使用F表示，不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間F值都不一樣，若同一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)尚有未傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，那么將其留在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)緩存隊(duì)列的末梢處。以信息科學(xué)學(xué)科理論為基礎(chǔ)，在基于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)包規(guī)則的條件下，DTS模型定義公式如下:

在以上形式化定義描述中，各個(gè)符號(hào)的含義如下:Li(t)表示vi在t時(shí)刻的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載容量;Qi(t)表示vi在t時(shí)刻需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包多少;Li(t－1)表示vi在t－1時(shí)刻的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載容量;Si(t)表示vi在t時(shí)刻的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)速率;Ri(t)表示vi在t時(shí)刻接收周圍相鄰網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳輸過來的數(shù)據(jù)包多少;di表示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度值;η表示Fi系數(shù)(轉(zhuǎn)發(fā)能力系數(shù)值)，在單一自治域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，F(xiàn)i與di成線性關(guān)系;Ci表示vi網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以轉(zhuǎn)發(fā)的最大負(fù)載值。

1.2 基于負(fù)載容量的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效模型

在此種模型中，有3種因子影響著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)負(fù)載值的變化，且會(huì)致使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生異?；蚬收?，為級(jí)聯(lián)失效現(xiàn)象的發(fā)生創(chuàng)造了條件。這3種因子如下:1)網(wǎng)絡(luò)路由控制方式的改變，影響接發(fā)數(shù)據(jù)包的數(shù)量值;2)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)速率;3)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)能力F值。圖1中表示的是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)負(fù)載值與網(wǎng)絡(luò)吞吐量之間的關(guān)系變化，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)負(fù)載值較小時(shí)，其轉(zhuǎn)發(fā)能力F足夠，且網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包數(shù)量R不大，隊(duì)列中無多余處理的數(shù)據(jù)包信息;當(dāng)與之相反時(shí)，其轉(zhuǎn)發(fā)能力F達(dá)到最大值，此時(shí)最易產(chǎn)生飽和現(xiàn)象，隊(duì)列中存有大量的數(shù)據(jù)包信息，R值變大，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)冗余阻塞問題突出;當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)負(fù)載值再次加大，且超過一定指標(biāo)線C時(shí)，其網(wǎng)絡(luò)吞吐量突然會(huì)降至無值狀態(tài)，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)就出現(xiàn)了級(jí)聯(lián)失效現(xiàn)象。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)所存有的容量，可以通過下式描述:

Ci表示vi網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以轉(zhuǎn)發(fā)的最大負(fù)載值，BCi表示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的最短路由中介數(shù)量;α是Ci的系數(shù)參數(shù)值，表示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)容量的大小值。從定義中可知，BCi與Ci間存在著一定的線性關(guān)系，由系數(shù)參數(shù)值作為變化指標(biāo)。因?yàn)锽Ci越大時(shí)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包能力越大，為了確保計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，Ci同樣要同步更新。

圖1 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)負(fù)載值與吞吐量的變化關(guān)系

前面描述的網(wǎng)絡(luò)初始化負(fù)載值是依據(jù)之前DTS模型的構(gòu)建產(chǎn)生的，與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)初始化負(fù)載值不一樣，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)初始化負(fù)載值由唯一性的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型為主要因素，而本文DTS中的網(wǎng)絡(luò)初始化負(fù)載值的決定因素是多種的，包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)負(fù)載容量等，其與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)負(fù)載容量構(gòu)成線性關(guān)系，主要應(yīng)用于復(fù)雜、難以重復(fù)構(gòu)建的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型中，達(dá)到的是一種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)雙層作用的結(jié)果。而網(wǎng)絡(luò)初始化負(fù)載值在與C無關(guān)的情況下，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)失效現(xiàn)象更加突出[8]。

前面的DTS模型應(yīng)用了最短長度路由控制方式仿真計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的OSPF網(wǎng)絡(luò)協(xié)議[9]。其中時(shí)間間隔是重要度量指標(biāo)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間間隔與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)負(fù)載值間有密切關(guān)系，關(guān)系描述公式如下:

公式(5)描述了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)3種不同狀況，包括正常運(yùn)行、網(wǎng)絡(luò)阻塞、級(jí)聯(lián)失效。Di(t)表示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在某個(gè)時(shí)刻的時(shí)間間隔。通過公式(1)與公式(5)可知，最短路徑 Pij(t)={vi，...，vk，...，vj}是 OSPF 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的最短路徑計(jì)算方式，Uij按照此方式對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，當(dāng)出現(xiàn)級(jí)聯(lián)失效時(shí)，就將其發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行規(guī)避，并且將Di(t)調(diào)整到最大值狀態(tài)，從而保證其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的正常運(yùn)行，使整個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)無變化。因此，當(dāng)發(fā)生級(jí)聯(lián)失效時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)變化，達(dá)到最有效狀態(tài)。

從以上定義描述中可知，級(jí)聯(lián)失效的整個(gè)詳細(xì)過程包括以下3個(gè)階段:1)初始化階段，無流量傳輸，各個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)負(fù)載值為0，從t=1時(shí)刻開始，網(wǎng)絡(luò)流量逐漸增加，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)開始有數(shù)據(jù)包傳輸，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)負(fù)載值同比增加，至預(yù)定時(shí)刻為止，網(wǎng)絡(luò)處于正常運(yùn)行階段;2)若計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)t=x的某個(gè)時(shí)刻發(fā)生運(yùn)作異?，F(xiàn)象時(shí)，會(huì)使網(wǎng)絡(luò)傳輸路徑發(fā)生改變，此時(shí)路由控制策略將會(huì)調(diào)整傳輸路徑，進(jìn)行重新分配、調(diào)整;3)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)路由控制策略發(fā)生改變，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)負(fù)載值同時(shí)產(chǎn)生波動(dòng)，負(fù)載量忽上忽下，直到超出預(yù)定網(wǎng)絡(luò)負(fù)載容量時(shí)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處于級(jí)聯(lián)失效狀態(tài)，那么路由控制策略將會(huì)再一次調(diào)整傳輸路徑，進(jìn)行重新分配、調(diào)整，此時(shí)就會(huì)致使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效的產(chǎn)生。

2 級(jí)聯(lián)失效模型應(yīng)用分析

2.1 性能評(píng)價(jià)系數(shù)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效性能評(píng)價(jià)系數(shù)是DTS模型以及基于負(fù)載容量的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效模型重要因素之一[7]?，F(xiàn)有研究中，采用的性能評(píng)價(jià)系數(shù)大多數(shù)是在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)層面進(jìn)行設(shè)計(jì)分析[10-13]，然而都不能有效地、全面地反應(yīng)出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效狀況對(duì)其網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能的變化與關(guān)系情況?；谶@種情況，在考慮其服務(wù)性能的前提下，人們提出了多種級(jí)聯(lián)失效性能評(píng)價(jià)系數(shù)，包括服務(wù)延遲時(shí)間間隔、負(fù)載變化率以及網(wǎng)絡(luò)吞吐量等[14-17]?，F(xiàn)對(duì)其進(jìn)行一一分析。

1)服務(wù)延遲時(shí)間間隔:

其中:DA(t)表示服務(wù)延遲時(shí)間間隔;N'(t)表示在t時(shí)刻計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中未發(fā)生級(jí)聯(lián)失效的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù);Φij(t)是一種和值，表示Pij(t)中各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)間間隔變化總和。DA(t)能夠表達(dá)出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的時(shí)間間隔大小，且呈現(xiàn)正比變化關(guān)系。

2)負(fù)載變化率:

其中:LA(t)表示計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載變化率情況，是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中尚未傳輸數(shù)據(jù)包的個(gè)數(shù)值，一般數(shù)量級(jí)為百萬級(jí);N是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)值;Li(t)是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在t時(shí)刻的負(fù)載值。LA的變化情況可以表明計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中緩存隊(duì)列變化關(guān)系，其同樣呈現(xiàn)正比變化關(guān)系，同時(shí)影響著網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能。

3)網(wǎng)絡(luò)吞吐量:

其中:TS(t)表示計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)吞吐量情況(在某個(gè)t時(shí)刻)，且單位是兆包每秒(Mpps)，在真實(shí)情況下，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)吞吐量表達(dá)的就是各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或端口在單位時(shí)間下處理與控制數(shù)據(jù)包的數(shù)量多少;N是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)值;FRi(t)是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在t時(shí)刻數(shù)據(jù)包傳輸速率值。從描述中可知，TS是關(guān)鍵因素之一，能夠全面地突出網(wǎng)絡(luò)吞吐量與時(shí)間t的變化曲線關(guān)系，同時(shí)也說明了未發(fā)生網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效時(shí)段與已發(fā)生級(jí)聯(lián)失效時(shí)段之間網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能的變化關(guān)系，此時(shí)也呈現(xiàn)正比變化關(guān)系。

2.2 模擬實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)采用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為100的BA無標(biāo)度計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，在這種狀態(tài)下，對(duì)其模型進(jìn)行應(yīng)用分析。模擬系數(shù)如下:發(fā)包速率S=1 Mpps，模擬時(shí)間T=1000 s，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載容量參數(shù)α為2，數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)能力參數(shù)η為1，模擬值采用平均方式進(jìn)行。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在正常運(yùn)行狀態(tài)下，其網(wǎng)絡(luò)負(fù)載值從初始化負(fù)載值逐漸進(jìn)行分配。若網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行正常，各個(gè)性能系數(shù)在一段時(shí)間間隔內(nèi)都保持在一個(gè)相對(duì)平穩(wěn)運(yùn)行的狀態(tài)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效情況是在正常網(wǎng)絡(luò)狀況下，發(fā)生了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)異常情況，包括受到外界攻擊、人為錯(cuò)誤操作等情況，從而得以觸發(fā)此種情況的發(fā)生，一般計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在中間時(shí)刻(t=50 s)都保持一定的穩(wěn)定性，當(dāng)t=100 s時(shí)，真實(shí)情況中部分網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)逐漸受到一定的攻擊，從而產(chǎn)生計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效情況的發(fā)生，影響網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能。圖2～圖4分別表示了3種性能評(píng)價(jià)系數(shù)隨著時(shí)間的變化而發(fā)生變化的情況。

1)服務(wù)延遲時(shí)間間隔-時(shí)間t變化關(guān)系如圖2所示。

圖2 服務(wù)延遲時(shí)間間隔隨t變化關(guān)系圖

2)負(fù)載變化率-時(shí)間t變化關(guān)系如圖3所示。

圖3 負(fù)載變化率隨t變化關(guān)系圖

3)網(wǎng)絡(luò)吞吐量-時(shí)間t變化關(guān)系如圖4所示。

圖4 網(wǎng)絡(luò)吞吐量隨t變化關(guān)系圖

從模擬實(shí)驗(yàn)情況分析可知:1)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效使得服務(wù)延遲時(shí)間間隔在變化后逐漸變小;2)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的丟包策略方式能夠有效降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載壓力，有效地減少了對(duì)其網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能的影響;3)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效會(huì)使得網(wǎng)絡(luò)吞吐量降低，增大其網(wǎng)絡(luò)負(fù)載壓力，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能。

3 結(jié)束語

本文構(gòu)建了DTS模型，在其數(shù)據(jù)包傳輸模型的理論前提下，設(shè)計(jì)出一種新型的、考慮多個(gè)因素的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效模型，且對(duì)其模型進(jìn)行了一系列的應(yīng)用分析，通過模擬實(shí)驗(yàn)分析，提出的級(jí)聯(lián)失效性能評(píng)價(jià)系數(shù)隨著時(shí)間變化關(guān)系能夠有效地反映出網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能的影響強(qiáng)弱程度，證明了其模型的可取之處。下一步將會(huì)在此模型之上，對(duì)其如何有效地防控網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效情況的發(fā)生進(jìn)行深入研究與分析。

[1] Motter A E，Lai Yingcheng.Cascade-based attacks on complex networks[J].Physical Review E，2002，66(6):Article ID 065102.

[2] Kim D H，Motter A E.Fluctuation-driven capacity distribution in complex networks[J].New Journal of Physics，2008，10(5):Article ID 053022.

[3] 段東立，吳俊，鄧宏鐘，等.基于可調(diào)負(fù)載重分配的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效模型[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，2013，33(1):203-208.

[4] Barabasi A L，Albert R.Emergence of scaling in random networks[J].Science，1999，286(5439):509-512.

[5] 馬龍邦，郭平，趙娟，等.考慮服務(wù)性能的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效建模[J].計(jì)算機(jī)工程，2013，39(12):83-86.

[6] Sun Huijun，Wu Jianjun，Zhao Hui.A robust matching model of capacity to defense cascading failure on complex networks[J].Physica A:Statistical Mechanics and its Applications，2008，387(25):6431-6435.

[7] Kinney R，Crucitti P，Albert R，et al.Modeling cascading failures in the North American power grid[J].The European Physical Journal B，2005，46(1):101-107.

[8] 汪秉宏，周濤，何大韌.統(tǒng)計(jì)物理與復(fù)雜系統(tǒng)研究最近發(fā)展趨勢(shì)分析[J].中國基礎(chǔ)科學(xué)，2005，7(3):37-43.

[9] Wang Wenxu，Chen Guanrong.Universal robustness characteristic of weighted networks against cascading failure[J].Physical Review E，2008，77(2):Article ID 026101.

[10] 鄧宏鐘，吳俊，李勇.雙層小世界網(wǎng)絡(luò)中的級(jí)聯(lián)失效模型與分析[J].計(jì)算機(jī)仿真，2012，25(10):150-152.

[11] 吳俊，譚躍進(jìn)，鄧宏鐘，等.考慮級(jí)聯(lián)失效的復(fù)雜負(fù)載網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)重要度評(píng)估[J].小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，2007，28(4):627-630.

[12] 馬龍邦，郭平，趙娟，等.多自治系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的級(jí)聯(lián)失效模型建立和分析[J].后勤工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，29(1):79-84.

[13] 謝豐，程蘇琦，陳冬青，等.基于級(jí)聯(lián)失效的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)抗毀性[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011，51(10):1252-1257.

[14] 趙娟，郭平，鄧宏鐘，等.基于信息流動(dòng)力學(xué)的通信網(wǎng)絡(luò)性能可靠性建模與分析[J].通信學(xué)報(bào)，2011，32(8):159-164.

[15] Doerr C，Smith P，Hutchison D.Network heterogeneity and cascading failures:An evaluation for the case of BGP vulnerability[C]//Proceedings of the 4th IFIP TC 6 International Workshop on Self-organizing Systems.2009:207-212.

[16] 陳志龍，郭平，蔣銀華，等.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效建模與分析[J].后勤工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，28(4):85-90.

[17] Bao Zhejing，Cao Yijia，Ding Lijie，et al.Comparison of cascading failures in small-world and scale-free networks subject to vertex and edge attacks[J].Physica A:Statistical Mechanics and its Applications，2009，388(20):4491-4498.