(这条文章已经被阅读了 119 次) 时间：2001-10-12 14:10:01 来源：闻若 (我想我是海) 原创-IT
网络学研究：5%的主节点维系着Internet的连通
Internet是一个巨大的分布式网络。其中各级路由器负责每个数据包的地址解析和收发，但并不存在中心服务器来指挥和输导整个网络中的信息流向。Internet上某两个任意给定的节点间可能有若干个潜在的连接路径。因此，总体上说Internet是相对稳固的，不会轻易关闭。
作为一个自由尺度的，符合幂指数定律的网络，Internet中的少数大型网络中心节点同其他节点存在许多连接，而大部分普通节点间的连接数相对较少。连接的集中性是Internet的特征之一，大型的社会网络和生物网络也有类似的特性。相对于节点间连接分布比较均匀的网络而言，这种网络更容易受到恶意攻击。
网络学者仔细分析了Internet的自由尺度与易受攻击性之间的关系，由此探讨保护Internet免受攻击的方法。这些理论也可以用来帮助生物网络更好地抵御疾病。Internet是由互联互通的计算机组成，而典型的自由尺度生物网络是由细胞内的生物大分子构成，此时的连接就是分子间的相互作用。细胞化学信号通讯系统的主要网络中心包括水分子和细胞能源ATP，它们在许多生物分子反应中发挥着主要作用。
大型的自由尺度网络对于随机节点崩溃有相当好的包容弹性，然而，如果主要中心节点遭到有系统、有组织的攻击，整个网络就可能会分崩为隔离的孤岛。数学模拟和推算证明了这一点。Internet在随机节点遭到攻击时能够弹性恢复，却对高连接性的节点遭受的恶意攻击相当敏感。其原因是自由尺度网络的稳定性很大程度上依赖于主要网络中心节点的状态。在像Internet那样的自由尺度网络中，只要若干的高连接性中心节点正常运转，即使有相当数目的随机节点崩溃，整个网络也可以维持正常通信。
通过数学的一个分支–渗滤理论的分析和计算，研究者发现：如果占总数约5％的高连接性节点遭到恶意攻击，那么整个Internet就面临全面崩溃，并可能迅速分割成孤岛，而每个信息孤岛的规模或许不会超过100台电脑。鉴于Internet的复杂性，其中准确的节点分布模式只能估计，所以尚无法确定一个比5％更精确的临界值。
渗透理论可以通过如下的比喻来加以描述和理解：在纸上画一个由点阵组成的方格。如果抹去其中少数一些点，仍然可以把其附近的剩余点连接起来；但是如果抹去某些关键点（如：方格的四个顶点），那么方格的边与边之间就无法保持连续。对于Internet来说，只要在临界极限以上，网络的主要结构就能维持拓扑和通信上的完整性，超过临界点，网络就会散落为信息孤岛。
这些研究为测算复杂网络的临界崩溃点，预测网络的恢复弹性提供了理论基础。不仅可用于维护Internet的安全性和稳定性，也可用于探索微生物基因拆装和新药研制；还能够帮助网络专家设计深入了解Internet上的数据流量分布和病毒传播机制，设计出更好地同时抵御随机错误和恶意攻击的网络体系。
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专业！加为精品 - 陆上小白龙 - 2001-10-12 17:10:46