探究基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溲芯?/h1>

2017-03-27 21:25:19劉宇明

電腦知識(shí)與技術(shù)訂閱 2017年3期 收藏

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/a>計(jì)算機(jī)

劉宇明

摘要：當(dāng)前社會(huì)屬于信息時(shí)代的環(huán)境，在各種類型的體系過程當(dāng)中，必備的工具就是計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)，使客觀世界的各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的距離得到拉近，對(duì)規(guī)?；挠行蜻\(yùn)作方式進(jìn)行有效的維系。當(dāng)前我國(guó)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)環(huán)境發(fā)生了很大的變化，在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)當(dāng)中充斥著更多的網(wǎng)絡(luò)用戶，在這種狀況影響下，因?yàn)閺?fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，使計(jì)算機(jī)拓?fù)涞玫叫碌陌l(fā)展動(dòng)力。本文結(jié)合給予復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞认嚓P(guān)的內(nèi)容進(jìn)行深入的研究，從而為未來的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞难芯宽?xiàng)目的發(fā)展帶來了有效的啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論；計(jì)算機(jī)；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）03-0038-02

針對(duì)我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展，這樣可以看出來在不同的時(shí)代背景下，人們的行為習(xí)慣也是不同的。我國(guó)電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)得到快速的發(fā)展，科技的進(jìn)步使人們的生活得到很大的改變。人們的日常工作也得到很多的轉(zhuǎn)變。當(dāng)前人們生活當(dāng)中已經(jīng)離不開計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)環(huán)境得到快速的發(fā)展，利用傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)模型無法合理的呈現(xiàn)拓?fù)涮匦?，在這樣的環(huán)境下，需要利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析技術(shù)，保持網(wǎng)絡(luò)可以得到正常的運(yùn)行。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)漤?xiàng)目當(dāng)中融入復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論思想，更多的從業(yè)者開始重視網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，給予復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌趯?shí)踐領(lǐng)域當(dāng)中得到廣泛的應(yīng)用。

1 概述復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論

結(jié)合錢學(xué)森的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)定義，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)指的就是具備自行組織和內(nèi)部相似以及吸引因子的網(wǎng)絡(luò)。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)就是具有復(fù)雜性的網(wǎng)路，在以下六個(gè)方面充分體現(xiàn)出她的復(fù)雜性：1）結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量比較大，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)當(dāng)中出現(xiàn)很多不同的特點(diǎn)。2）網(wǎng)絡(luò)金華：在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間，產(chǎn)生和消失連接。就好像現(xiàn)如今網(wǎng)頁或者連接可以隨時(shí)進(jìn)行連接和斷開，在這個(gè)過程當(dāng)中，網(wǎng)絡(luò)結(jié)果會(huì)不斷的發(fā)生變化。3）連接多樣性：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的具體連接方式具有一定的差異性。4）動(dòng)力學(xué)復(fù)雜性：在節(jié)點(diǎn)之間的復(fù)雜性，可以產(chǎn)生各種結(jié)構(gòu)特征。5）節(jié)點(diǎn)多樣性：在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論當(dāng)中，網(wǎng)絡(luò)所有的組成部分就是節(jié)點(diǎn)，可以將各種事物進(jìn)行代表，人類存在于復(fù)雜的人際關(guān)系當(dāng)中，就要像是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)。6）多重復(fù)雜性融合：將以上的復(fù)雜性進(jìn)行統(tǒng)一結(jié)合，在設(shè)計(jì)電力網(wǎng)絡(luò)的過程中，需要結(jié)合電力網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)化過程中，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)果具有直接決定作用。兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的連接，會(huì)改變節(jié)點(diǎn)之間的交換程度，使網(wǎng)絡(luò)性能和結(jié)構(gòu)進(jìn)而得到改變。當(dāng)前復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究的主要內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)的幾何性質(zhì)，和網(wǎng)絡(luò)的組成的原理以及網(wǎng)絡(luò)的演變規(guī)律。在當(dāng)今的自然科學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)的基本測(cè)度，主要是其分布特征和度的相關(guān)性以及分布特征，直線距離指的就是在最短的距離當(dāng)中自身的分布特征。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)指的就是一個(gè)小世界，即使規(guī)模比較大，但是在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)當(dāng)中，總會(huì)找到最短的距離，可以在很小的范圍當(dāng)中進(jìn)行有效的控制。例如在人們的人際關(guān)系當(dāng)中，人每個(gè)人只會(huì)認(rèn)識(shí)很少的人，但是人們可以通過各種方法，將自己想找到的人找到。當(dāng)今社會(huì)，全球被比喻為地球村，逐漸變小，人與人的通訊變得越來越方面。有關(guān)于集中和集中程度的相關(guān)定義：指的就是有關(guān)網(wǎng)絡(luò)集中化的程度，也就是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)聚傾向。度在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中屬于一個(gè)節(jié)點(diǎn)，屬于網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立的個(gè)體，在真?zhèn)€網(wǎng)絡(luò)區(qū)域當(dāng)中，指的就是邊的數(shù)量。因?yàn)槎茸陨淼?關(guān)聯(lián)性，使節(jié)點(diǎn)之間可以實(shí)現(xiàn)緊密的相連，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域當(dāng)中發(fā)揮著連接性的作用，如果網(wǎng)絡(luò)缺乏度的關(guān)聯(lián)性，那么網(wǎng)絡(luò)就不會(huì)得到正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，這也充分體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)的集中性。

2 概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)

2.1 簡(jiǎn)介網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)主要是用來對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，將不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，利用數(shù)據(jù)電纜連接不同的計(jì)算機(jī)。對(duì)于不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，需要選擇出合適的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，每種拓?fù)浞绞蕉季哂凶陨淼膬?yōu)勢(shì)和弊端。利用拓?fù)浼夹g(shù)設(shè)備的物理性質(zhì)不是非常重要，可以忽略不計(jì)，需要利用點(diǎn)和線，將多種設(shè)備的位置和關(guān)系表示出來，研究網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的過程中對(duì)于多種設(shè)備之間的關(guān)系需要利用圖形的方式進(jìn)行顯示，在實(shí)際生活當(dāng)中，計(jì)算機(jī)通常情況下連接著互聯(lián)網(wǎng)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)的相互關(guān)系需要利用一定的結(jié)構(gòu)。

2.2 簡(jiǎn)述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膶I(yè)術(shù)語

網(wǎng)路拓?fù)涞墓?jié)點(diǎn)就是網(wǎng)絡(luò)中的端口，主要包括轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)和訪問節(jié)點(diǎn)兩個(gè)方面。利用轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞，而方位節(jié)點(diǎn)使傳輸數(shù)據(jù)的主要起點(diǎn)，訪問節(jié)點(diǎn)就是在整體網(wǎng)路當(dāng)中的IP地址。在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洚?dāng)中，網(wǎng)絡(luò)中斷設(shè)備指的就是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔?jié)點(diǎn)，多個(gè)節(jié)點(diǎn)接入到這個(gè)終端設(shè)備當(dāng)中，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，細(xì)分結(jié)點(diǎn)，主要包括細(xì)分結(jié)點(diǎn)和路由節(jié)點(diǎn)兩個(gè)部分，針對(duì)之路結(jié)點(diǎn)就是在網(wǎng)絡(luò)連接過程當(dāng)中應(yīng)用的交換機(jī)，而路由節(jié)點(diǎn)充當(dāng)?shù)木褪锹酚善鳌?duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量進(jìn)行計(jì)算，可以將計(jì)算機(jī)的基本規(guī)模和構(gòu)造進(jìn)行估計(jì)、利用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洚?dāng)中的鏈路，主要是兩個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接的線路，主要由物理鏈路和數(shù)據(jù)鏈路兩個(gè)部分組成。物理鏈路指的就是數(shù)據(jù)傳輸線路，數(shù)據(jù)鏈路可以利用各種邏輯關(guān)系，對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接給予控制，網(wǎng)絡(luò)關(guān)系主要是結(jié)合數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn)，給予有效的控制，建立具體的數(shù)據(jù)鏈，需要通過相關(guān)的協(xié)議。真多網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洚?dāng)中的通路，在發(fā)送數(shù)據(jù)之后，利用節(jié)點(diǎn)傳輸，將數(shù)據(jù)當(dāng)中的一系列節(jié)點(diǎn)進(jìn)行接收，主要利用網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，鏈路主要指的就是傳輸線路，其中包含了各種鏈路。

2.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞闹饕诸?/p>

1）星型結(jié)構(gòu)：每個(gè)用戶利用星型進(jìn)行連接，這個(gè)結(jié)構(gòu)當(dāng)中具有一個(gè)主要的節(jié)點(diǎn)，其余的節(jié)點(diǎn)需要連接環(huán)這個(gè)節(jié)點(diǎn)。布局比較集中，很方便進(jìn)行管理，也可以非常容易的建立，在傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候，通常情況下是不存在誤差的，具有比較低的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)。但是還是存在一定的缺點(diǎn)，星型結(jié)構(gòu)的造價(jià)比較高，在信息共享方面其效果不夠良好，但是由于它的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)靈活的配置，并且可以方面的進(jìn)行維修，在一些特定的情況下，這種結(jié)構(gòu)是比較適合的。

2）環(huán)形結(jié)構(gòu)：這種結(jié)構(gòu)主要是由節(jié)點(diǎn)工程具體的鏈路，形成環(huán)形的結(jié)構(gòu)，在公共網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)當(dāng)中可以應(yīng)用這種結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^程中，通常都是沿著同一個(gè)方向的，具有非常固定的數(shù)據(jù)傳輸方向，這樣一來，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間用來傳輸數(shù)據(jù)的鏈路只有一條，無法選擇控制多路徑，使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)果得到簡(jiǎn)化。這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是僅僅利用一條數(shù)據(jù)鏈路加工數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，傳輸大量的數(shù)據(jù)的過程中，其速度就會(huì)比較慢，延遲網(wǎng)絡(luò)。除此以外很難擴(kuò)充環(huán)形結(jié)構(gòu)，傳輸數(shù)據(jù)的過程中，缺乏可靠性，如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)了問題，就會(huì)導(dǎo)致無法應(yīng)用整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，很難管理網(wǎng)絡(luò)管理，這是因?yàn)檫@些具體的原因，在當(dāng)今的計(jì)算機(jī)用戶不斷增加的背景下，還沒有廣泛的應(yīng)用環(huán)形結(jié)構(gòu)。

圖1

3）總線型結(jié)構(gòu)：這種結(jié)構(gòu)在一條線路當(dāng)中國(guó)安裝用戶端和總服務(wù)器，每個(gè)用戶端的地位都是相同的，因此不需要節(jié)點(diǎn)控制。數(shù)據(jù)主要利用串行的方式進(jìn)行傳遞，數(shù)據(jù)主要依靠節(jié)點(diǎn)向節(jié)點(diǎn)兩端進(jìn)行傳遞，總線型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)可以利用廣播式的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行代替?？偩€型結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，很容易進(jìn)行擴(kuò)充，可以在總線上增加一個(gè)具體的接口便可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)充，如果主線的容量過載，可以利用擴(kuò)充主線的方式進(jìn)行解決?？偩€型結(jié)構(gòu)不需要很長(zhǎng)的電纜線，安裝也非常簡(jiǎn)單，具有很高的可靠性。以環(huán)形結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)進(jìn)行改進(jìn)，使其可靠性得到提高。但是其缺點(diǎn)和環(huán)形結(jié)構(gòu)具有相似性，任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題，那么整個(gè)網(wǎng)絡(luò)就無法得到有效的應(yīng)用。

3 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論在計(jì)算機(jī)拓?fù)湫袨橹械难芯?/p>

3.1 計(jì)算機(jī)的同步行為研究

在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間很容易就會(huì)出現(xiàn)同步行為，主要是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜透鱾€(gè)節(jié)點(diǎn)之間的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。同步行為實(shí)際上并不是好的現(xiàn)象，具有一定的危害性。網(wǎng)絡(luò)主要依靠各個(gè)路由器將信息進(jìn)行發(fā)出，這樣就會(huì)導(dǎo)致同步行為，同步行為主要由兩種類型，一個(gè)方面使將同一種路由信息發(fā)出來，另一個(gè)方面在同一個(gè)時(shí)間將信息不發(fā)送，這種情況都會(huì)使網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁擠的情況，使網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)癱瘓。當(dāng)前人們已經(jīng)利用各種方法，將同步行為進(jìn)行杜絕，但是當(dāng)前我國(guó)還沒有形成全面的方法，從而徹底杜絕同步行為的危害，比較常見的方法就是剛剛處理一種同步行為，另一個(gè)同步行為已經(jīng)發(fā)生了。當(dāng)前人們?nèi)耘f在大力研究有關(guān)同步行為杜絕的具體方案。

3.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞难莼Ｐ?/p>

當(dāng)前的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞幕A(chǔ)就是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)演化模型，利用路由器和自治域，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。針對(duì)路由器，相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其物理連接相當(dāng)于邊，從自治域角度看，連個(gè)自治域的基礎(chǔ)就是邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)對(duì)等連接，這就說明兩個(gè)節(jié)點(diǎn)利用一條邊進(jìn)行連接。通過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要是遵守偏好連接的法則，這樣新加入的用戶總會(huì)去選擇那些知名度比較高和服務(wù)質(zhì)量比較高的服務(wù)器。但是這個(gè)模型還是存在不足之處，因?yàn)槠淦眠B接主要是以整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的偏好連接為基礎(chǔ)，但是和實(shí)際情況并不是相符合，實(shí)際上的網(wǎng)絡(luò)路由首先考慮的就是本地區(qū)的服務(wù)器。針對(duì)這種情況，結(jié)合局部信息，采取局部演化模型的偏好連接，這樣在一定程度上可以將模型的缺陷進(jìn)行改進(jìn)。

當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溲葑內(nèi)耘f缺乏規(guī)律，各種模型都是在理想化的簡(jiǎn)單嘉定的情況下，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜拓?fù)涞难葑円?guī)律進(jìn)行假定，并沒有完全針對(duì)復(fù)雜情況下的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，展開深入的研究，當(dāng)前的模型還無法將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?duì)于網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)的影響進(jìn)行描述。

3.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)魯棒性和脆弱性的動(dòng)力學(xué)模型

系統(tǒng)的魯棒性對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建發(fā)揮著非常重要的作用，可以針對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中隨意一個(gè)被破壞的節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)自愈修復(fù)，這種自愈修復(fù)能力，可以對(duì)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)起到有效的保護(hù)。針對(duì)這種現(xiàn)象，需要建立出合適的動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)其答案進(jìn)行模擬，這也是計(jì)算機(jī)學(xué)界一個(gè)新的研究課題，進(jìn)行深入的研究，可以使節(jié)點(diǎn)自愈能力變得更加強(qiáng)大。

3.4 網(wǎng)絡(luò)病毒擴(kuò)散模型和防止病毒的具體方法

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，主要是針對(duì)計(jì)算機(jī)病毒提出安全防治，網(wǎng)絡(luò)安全主要是利用有效措施，對(duì)病毒進(jìn)行抵抗，并且將病毒進(jìn)行解除，防止病毒繼續(xù)傳播，減少病毒對(duì)于網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的破壞。當(dāng)前安全依舊是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的熱門還提，傳統(tǒng)的防范主要是利用網(wǎng)絡(luò)病毒傳播模型，病毒的干擾范圍和強(qiáng)度得到一定的重視，計(jì)算機(jī)接受一定的病毒，如果超過了可以承受的范圍，病毒也會(huì)產(chǎn)生危害，因此也隨之出現(xiàn)了對(duì)抗病毒的方法，在病毒防御的過程中，需要平等對(duì)待所有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，隨機(jī)選擇 （下轉(zhuǎn)第42頁）

（上接第39頁）

其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)采取防御。但是這和實(shí)際情況是不符的，只是隨機(jī)采取防御病毒措施，這樣病毒的產(chǎn)生和蔓延是無法得到控制的。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洚?dāng)紅利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)盧綸，人們開始研究新的病毒防御方法，并且取得了一定的成績(jī)。首先需要建立病毒傳播模型，最基礎(chǔ)的工作就是預(yù)防，阻止病毒的過程中，需要對(duì)病毒的產(chǎn)生和傳播給予注重，利用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)果，更好的抵抗網(wǎng)絡(luò)病毒，利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，可以為病毒的防御工作帶來發(fā)展的動(dòng)力。

4 結(jié)束語

綜上所述，計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)比較復(fù)雜，規(guī)模也比較龐大，利用傳統(tǒng)的方法，出現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫袨榫哂斜容^高的難度，人們希望找到更好的辦法從而使計(jì)算機(jī)拓?fù)湫袨楦玫陌l(fā)展。在不斷研究過程中，理應(yīng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，可以滿足計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫袨榈囊?，改變?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌@樣一來，全球現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)也會(huì)具備更加可靠的依據(jù)。

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