計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中復(fù)雜行為的分析與仿真.pdf

1、本文主要通過(guò)數(shù)據(jù)分析和網(wǎng)絡(luò)仿真兩種手段研究網(wǎng)絡(luò)行為,并在研究中注意綜合考慮網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、控制和數(shù)據(jù)這三大構(gòu)成要素,主要內(nèi)容和成果如下:① 基于多尺度分析技術(shù)(重標(biāo)定域算法、對(duì)數(shù)功率譜圖和小波算法)和非線性時(shí)間序列分析技術(shù)考察了多種實(shí)測(cè)網(wǎng)絡(luò)流量的自相似行為和混沌特征.通過(guò)總結(jié)前人和本文的工作,指出了上述行為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中存在的普遍性,這種普遍性啟示我們應(yīng)該著重關(guān)注不同網(wǎng)絡(luò)所共有的基本運(yùn)行機(jī)制.② 從微觀和局部角度通過(guò)在仿真中刻畫(huà)相鄰結(jié)點(diǎn)之間

2、的鄰接交互作用研究了網(wǎng)絡(luò)中的自組織和臨界相變行為.碰撞模型(PCM)和元胞自動(dòng)機(jī)(CA)是兩種基本的仿真方法,實(shí)驗(yàn)表明,網(wǎng)絡(luò)的自組織臨界行為(SOC)是網(wǎng)絡(luò)中尺度行為(如SS, 1/f噪聲)產(chǎn)生的原因,特別是其普遍存在的原因;且整個(gè)網(wǎng)絡(luò)在負(fù)載指數(shù)為0.5時(shí)自組織程度最為充分,尺度特性最好,該點(diǎn)也對(duì)應(yīng)著網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)相變點(diǎn).進(jìn)一步的基于Scale Free拓?fù)涞姆抡鎰t發(fā)現(xiàn),網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的引入可以降低局部相變的起點(diǎn),加速自組織過(guò)程,使網(wǎng)絡(luò)的自組織程

3、度更加充分,從而呈現(xiàn)出質(zhì)量更高的尺度行為.實(shí)驗(yàn)中的另一個(gè)發(fā)現(xiàn)是自組織狀態(tài)下數(shù)據(jù)分布與結(jié)構(gòu)特征的相關(guān)性,網(wǎng)絡(luò)中看似隨機(jī)的數(shù)據(jù)包傳遞會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)自發(fā)地趨向于Scale Free拓?fù)渲械母叨冉Y(jié)點(diǎn),這種現(xiàn)象啟示我們可以通過(guò)有意識(shí)的控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的定向傳輸.③ 從宏觀和整體角度研究了網(wǎng)絡(luò)中的資源競(jìng)爭(zhēng)(RC)與延遲反饋(DF)對(duì)網(wǎng)絡(luò)行為的影響.從仿真中看,只要網(wǎng)絡(luò)中存在資源競(jìng)爭(zhēng)與延遲反饋,就可能產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)同步、自相似突發(fā)傳輸、相變等行為,并提出了

4、"網(wǎng)絡(luò)中的自相似突發(fā)傳輸可以由同步態(tài)下的隨機(jī)干擾誘導(dǎo)出來(lái)"這一觀點(diǎn).該機(jī)制推動(dòng)了自相似行為從較小時(shí)間尺度(主要由網(wǎng)絡(luò)中的SOC行為所決定)向較大時(shí)間尺度擴(kuò)展,有助于解釋較大時(shí)間尺度上自相似突發(fā)傳輸產(chǎn)生的原因.④ 提出了一種面向傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的隨機(jī)路由策略,該策略采用了類Scale Free拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并利用了數(shù)據(jù)分布和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的相關(guān)性,可以借助相鄰結(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳遞實(shí)現(xiàn)概率意義上傳感數(shù)據(jù)的定向傳輸.該策略可以大大簡(jiǎn)化傳感器網(wǎng)絡(luò)的管理,有助于解