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基于CAIDA数据分析的Internet物理特征量及其模型研究

黄勇  
【摘要】:随着计算机的高速发展,Internet已成为当前世界上最大的计算机网络,而且愈演愈烈持续增长,成为名副其实的跨越时空和地域的“环球网”。那么Internet网络究竟是什么样的网络呢?我们能不能就把它定义成规则网络、随机网络或是复杂网络;本文通过从Internet网络真实数据的统计进行跳数研究,以此为依据得出一些具有实际意义的统计特征结果。然而,Internet与生俱来的异构性、动态性、发展的非集中性以及如今庞大的规模都给拓扑建模带来巨大挑战。Internet拓扑建模至今仍然是一个开放性问题,在计算机网络研究中占有重要地位。 首先以Internet网络背景和CAIDA数据相关知识介绍,由此展开综述拓扑结构图的各种模型并陈述复杂网络传播行为,列举了复杂网络的几种经典传播模型以及网络传播行为应用。通过作者在对CAIDA数据分析整理、统计过滤后,总结出一些具有实际意义的统计特征规律,充分说明网络拓扑直径大致在什么范围内变化,而这种网络拓扑直径和可达网络的密度比又是反比关系,经过许许多多数据分析可以看出,数据得出的结果不断积累往往会描述出Internet网络的某些物理特征,从而建立起一些Internet网络拓扑模型来。Internet拓扑模型的建立是Internet系统模型的基础,由此而体现的拓扑建模意义,也可以说就是Internet建模的意义,即作为一种工具人们用其来对Internet进行分析、预报、决策或控制。Internet模型中的拓扑部分刻画的是Internet在宏观上的特征,反映一种总体趋势,所以其应用也都是在大尺度上展开的。 本文有助于理解真实Internet复杂网络路由跳数分布密度规律,认识发现其客观规律,通过大量实验结果表明拓扑直径通常为某一固定数值范围内波动,同时在试验中还发现,Internet网络的拓扑直径越大,其网络路由畅通所到达目的地址数与网络总的目的地址IP数之比所占的比重成反比,我们运用此特征规律可以把它实施应用到Internet上,进行诊断数据分析预测网络是否正常,这一特征规律也为了今后更进一步理解Internet网络研究工作提供有用的参考资料。


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