蘇博群　王海坤　韓一民

【摘要】 復雜網(wǎng)絡是現(xiàn)階段得到大力推廣與應用的新興學科，并隨著計算機網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展而得到重視。本文針對復雜網(wǎng)絡理論的有關概念及參數(shù)的設定進行闡述，并分析其在計算機網(wǎng)絡拓撲中的應用情況，旨在為復雜網(wǎng)絡理論應用于拓撲研究提供新的思路與參考方向。

【關鍵詞】 復雜網(wǎng)絡 計算機 拓撲結構

計算機網(wǎng)絡具備大規(guī)模、結構體系復雜、異質性及動態(tài)特征強烈的特點，且隨著信息社會的來到，這一特征表現(xiàn)得尤為明顯。傳統(tǒng)的隨機網(wǎng)絡模型無法對日益復雜的網(wǎng)絡拓撲行為及特征進行客觀描述。復雜網(wǎng)絡理論相對于傳統(tǒng)網(wǎng)絡模型，對于系統(tǒng)的整體性有更足夠重視，為網(wǎng)絡行為的相關研究提供了新思路。

一、復雜網(wǎng)絡理論概述

復雜網(wǎng)絡是指具有無標度、吸引子、自組織等多個要素中部分或全部屬性特征的一種網(wǎng)絡構架形式，網(wǎng)絡的系統(tǒng)演化、規(guī)律釋放以及系統(tǒng)模型的幾何屬性與形成機制等，是復雜網(wǎng)絡理論的形成基礎，其中，小世界及整體性是分析復雜網(wǎng)絡理論的主要因素。

復雜網(wǎng)絡具備以下特點：第一，復雜網(wǎng)絡將無數(shù)個空間概念內(nèi)的節(jié)點進行有機結合形成小世界，并將小世界作為單位組件建立起數(shù)據(jù)與信息流通的網(wǎng)絡紋線。第二，復雜網(wǎng)絡表現(xiàn)出明顯的交互連接趨勢。這主要是由于復雜網(wǎng)絡包含多個子系統(tǒng)，其自然涵蓋了子系統(tǒng)的集團性，這也就促使了復雜網(wǎng)絡整體架構的延伸與多元化拓展。

二、在計算機網(wǎng)絡拓撲研究中的應用

2.1 計算機網(wǎng)絡拓撲模型的特點

在復雜網(wǎng)絡中，以計算機群組為主要載體的網(wǎng)絡形式即稱為計算機網(wǎng)絡，計算機網(wǎng)絡拓撲優(yōu)化的主要目標是將節(jié)點間的平均距離降至最低值，并使網(wǎng)絡邊數(shù)最小化。這一發(fā)展趨勢決定了復雜網(wǎng)絡基礎上的小世界構架，成為了計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的構建方向?？紤]到計算機網(wǎng)絡的空間范圍較廣，如何對在復雜網(wǎng)絡理論上構架而成的新型網(wǎng)絡拓撲技術提供合理的理論支撐與轉換意義重大。復雜網(wǎng)絡的小世界、低離散等特點，使計算機網(wǎng)絡表現(xiàn)出生長性自由延伸的規(guī)律，并可優(yōu)先與規(guī)律進行連接，利用新節(jié)點對計算機網(wǎng)絡進行新型規(guī)則的創(chuàng)設，以實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡的優(yōu)化。

2.2 復雜網(wǎng)絡的應用前景

復雜網(wǎng)絡為網(wǎng)絡拓撲的深入研究提供了理論支持，目前關于復雜網(wǎng)絡的應用思路主要包括以下幾個方面：（1）結合復雜網(wǎng)絡的統(tǒng)計學特征，對網(wǎng)絡拓撲關系的構建、用戶資源管理與服務部署等相關問題進行分析；也可結合網(wǎng)絡體系的具體表現(xiàn)形式，利用復雜網(wǎng)絡理論構建與之對應的高擴展性、無標度的網(wǎng)絡結構，例如Web服務Overlay網(wǎng)絡或P2P網(wǎng)絡等。（2）對網(wǎng)絡病毒的傳播機制進行分析，并探討其與拓撲行為相互影響、演化的具體過程，以便提出有效的防范措施。（3）在復雜網(wǎng)絡理論的支持基礎上，對計算機網(wǎng)絡進行可靠性與防御性分析，以便構建出一個能夠對網(wǎng)絡魯棒脆弱動力學進行真實模擬的模型。（4）也可對計算機網(wǎng)絡中與同步或網(wǎng)絡控制相關的問題進行研究，探討網(wǎng)絡同步現(xiàn)象與網(wǎng)絡擁塞的發(fā)生機制，進而提出有效的網(wǎng)絡管理與控制措施，為用戶提供便利。

2.3 復雜網(wǎng)絡理論對于防范網(wǎng)絡病毒擴散的應用

現(xiàn)針對復雜網(wǎng)絡在網(wǎng)絡病毒防范中的應用進行闡述。在傳統(tǒng)的病毒防范機制中，普遍認為網(wǎng)絡病毒的傳播范圍與病毒強度有正相關關系，考慮到傳染強度一般具有最大值這一特性，只有當其傳播強度超過這一閾值，病毒才具有長期存活性，反之病毒的感染節(jié)點將呈指數(shù)衰減。而在這一理論基礎上所提出的隨機免疫方法則是對節(jié)點進行隨機選取并予以判斷和處理，不具有針對性。但在實際情況中，僅僅對網(wǎng)絡中大量節(jié)點進行隨機免疫，仍會出現(xiàn)較多的病毒泛濫傳播，防治效果不理想。

在復雜網(wǎng)絡理論基礎上對網(wǎng)絡病毒的擴散機制進行研究，人們的認識也有了很大程度提升。例如，在小世界網(wǎng)絡中，病毒的傳播難度明顯低于規(guī)則網(wǎng)絡；而無標度網(wǎng)絡中，病毒的傳染強度幾乎為零，雖說其影響節(jié)點數(shù)量有限，但仍會在網(wǎng)絡中長期存在，病毒大范圍傳播的風險較高。計算機網(wǎng)絡則同時兼具小世界和無標度的特征，導致傳統(tǒng)的病毒防范策略失效。

基于復雜網(wǎng)絡理論構建而成的完整病毒防范模型應包括病毒傳播機制、計算機網(wǎng)絡的拓撲結構以及二者之間的關聯(lián)與相互作用三個方面。而在具體的病毒傳播阻止過程中更需對病毒的大范圍擴散加以預防，這一過程中復雜網(wǎng)絡理論發(fā)揮著積極的指導作用。

三、結束語

現(xiàn)階段的任何復雜網(wǎng)絡理論研究的相關成果均可被很好地應用到計算機網(wǎng)絡行為的有關研究中。因此相關研究人員應充分結合計算機網(wǎng)絡拓撲的自身特點，將復雜網(wǎng)絡理論合理運用于有關研究中，以便更為清楚地對網(wǎng)絡拓撲行為的演變規(guī)律進行闡述，從而設計出高性能的計算機網(wǎng)絡，更好地實現(xiàn)對計算機網(wǎng)絡的科學管理與利用。

參 考 文 獻

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[2] 宮鐵橋，李欣.基于復雜網(wǎng)絡理論的計算機網(wǎng)絡拓撲探討[J].無線互聯(lián)科技，2014，（10）：19-19.