网络学研究:Internet内在的自由与通畅 - 网络学研究 - 闻若

(这条文章已经被阅读了 195 次) 时间:2001-10-10 00:02:24 来源:闻若 (我想我是海) 原创-IT

Internet以前所未有的速度和模式完成了自己的初步演化。是什么因素影响着Internet上数据包的传递?如何保证信息在Internet上畅通无阻?如何更有效地输导网络数据流向和流量?所有这些都将进一步影响万维网的未来发展。

要了解并做到这些其实并不容易。今天的Internet上数据流量和模式已经相当复杂,在其上进行实时而全面的测试也相当艰巨,通过试验确定并模拟Internet的复杂的相关参数相当困难。

经过不懈努力,网络研究者还是找到能够比较确切地模拟Internet信息流的方法,而且令人高兴的发现:随着网络规模的增长,Internet上潜在有更有效的信息路由和传递途径。

模拟算法需要考虑万维网的自由尺度和幂律特性;小区域或者聚类分组网络特性;还有短路径链接特性。在自由尺度和幂律特性的网络中,少数节点有大量的链接到其他节点,而大多数节点仅有少数链接。而在聚类网络中,节点间的关联不是随机分布的,而是分组的。短路径链接意味着网络中散落着组与组相连的很短的路径。

以前的算法可以模拟自由尺度网络或者带有短路径的小区域网络,但不能描述同时包含三个特点的网络。而许多自然存在的网络大都同时具备这三个特点,比如表示人群间关系的社交网络,还有描述细胞生命过程中物质转化的代谢网络。

模型计算表明:随着具备上述三个特点的网络发展到相当规模,某个节点到另一节点间的数据包传递将变得更加有效,或者说节点间的步数和跃距趋于优化减少。一个自由尺度网络的步数和跃距比一个传统的小区域网络要短的多。例如,一个单纯自由尺度或者小区域特性的网络,当节点数为从10,000增加100,000,000时,其平均跃距步数将从10猛增到200;而在同时具备自由尺度和小区域特性的网络中,平均跃距步数随着网络规模的增长以某种对数关系增加,相对要要缓慢的多,跃距步数大约只从5增加到了6.5。

这种算法甚至可以解释传统的六步传递学说。在60年中期,美国的人口达到了1.9亿,社会心理学者Stanley Milgram设计了一个实验:他让居住在美国中部内布拉斯加州Omaha的居民通过自己的一系列熟人向住在波士顿的居民传递消息,收到消息的人再将消息发送到他认为最可能送达目标的某个人,如此接力下去。Milgram最后发现消息平均需要大约6步就可送达目标。而社会人际关系网就是一个典型的具备三特征的网络。

如果只是单纯的自由尺度网或者小区域网,那么像全美人口这么庞大的一个社会关系网中,每封信平均大约需要200步才能送达目标收信人。而实际的模型计算得出了对数增长曲线,表明在1.9亿规模的人际关系网中,信息只需要6步即可送达目标,这和Milgram的经验结论相吻合。

通过为模型添差别聚类因子,增加了模型的复杂性,然而整个算法更加符合现实情况。当两个节点的距离增加时,其相互连接的可能性会降低;表现在社会人际网络中,可以理解为一个美国人在澳洲有熟人的可能性要比在其在美国本土小;而某个人认识同城的人、同办公室的人或街坊四邻的可能性则要大许多。

搜索算法根据网络的自由尺度和小区域特性进行了特殊设计,并利用新颖的波动连通系数来提高搜索速度。研究的意义在于揭示Internet上的数据包是如何在整个传递路径的未知的条件下,在相对短的时间内,抵达目的节点的,虽然Internet上数据包的传递路径可能非常的复杂。其潜在的应用可以是Internet和Web寻址和搜索的优化,从理论上推导出数据和地址路由的新算法。

First Published @ http://nlc.home.dhs.org
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文章评论:网络学研究:Internet内在的自由与通畅 - executor - 2001-10-10 17:20:05

东东不错,去http://nlc.home.dhs.org看了看,挺好,就是内容还太单薄了些。

文章评论:网络学研究:Internet内在的自由与通畅 - spook - 2001-10-10 21:49:00

不行啊,中国老是屏蔽这屏蔽那儿的,理论上没问题,但实际上……