因特網(wǎng)拓撲特征推斷與建模.pdf

1、因特網(wǎng)拓撲研究已成為網(wǎng)絡研究中重要的基礎性領域，因特網(wǎng)拓撲的多層面，特征的多重性，結(jié)構(gòu)的復雜性和龐大的網(wǎng)絡規(guī)模，為拓撲特征推斷和建模帶來了巨大挑戰(zhàn)。本文對因特網(wǎng)拓撲特征推斷與建模進行了研究。主要內(nèi)容如下： 拓撲特征可視化方法研究：拓撲可視化方法對大規(guī)模復雜網(wǎng)絡研究具有重要的基礎意義和應用潛力，我們提出一種簡單的可擴展的大規(guī)模復雜網(wǎng)絡拓撲可視化工具BOSAM，采用基于節(jié)點序號有序排列的鄰接矩陣位圖可視化，直觀清晰表示拓撲特征．通過

2、設計排序規(guī)則可靈活顯示不同拓撲特征。 拓撲相關特征和時間演進特征推斷研究：(Ⅰ)度相關特征在大規(guī)模復雜網(wǎng)絡建模中的重要性已得到認識，但其有效刻畫是一個難題，提出利用BOSAM描述大規(guī)模網(wǎng)絡度相關特征的有效方法。研究發(fā)現(xiàn)：BOSAM圖包絡線具有的尺度特性反映了最大鄰點度條件(MND)分布的尺度特性;包絡線組可作為拓撲分析的圖形模板：MND分布滿足分形尺度特性和無尺度特性的圖分別具有單形態(tài)模板和無尺度模板。利用這些特征可形成實用的拓

3、撲推斷分析工具，對因特網(wǎng)AS圖無尺度單形態(tài)模板的發(fā)現(xiàn)則為因特網(wǎng)拓撲演進機制推斷和建模研究提供了新視角。(Ⅱ)基于過去十年的實際測量對因特網(wǎng)AS層拓撲進行了目前時間跨度最大的演進分析，發(fā)現(xiàn)了網(wǎng)絡規(guī)模擴張模式的多樣性，拓撲動態(tài)波動程度的顯著性和統(tǒng)計特征穩(wěn)定性的增強趨勢，為演進機制建模提供了基礎。 基于地理覆蓋特征的ISP商業(yè)部署策略推斷分析：現(xiàn)有研究將因特網(wǎng)拓撲演進視為客戶選擇的結(jié)果，我們提出AS商業(yè)部署策略在拓撲形成中的影響潛在卻

4、更為基礎的新觀點，并從地理特征視角對AS提供商部署策略進行推斷分析．提出AS泛覆蓋區(qū)和覆蓋區(qū)的概念，設計了利用公開數(shù)據(jù)源的有效推斷方案．分析發(fā)現(xiàn)AS全局覆蓋的連通傾向和盡力擴張服務區(qū)域的策略取向．研究表明商業(yè)部署策略在拓撲形成中的作用不容忽視，并且地理覆蓋特征與拓撲特征無關。 網(wǎng)絡拓撲建模：目前尚無對拓撲和空間特征精確模擬的拓撲模型，我們提出了一組拓撲模型，通過引入復合測度關聯(lián)并控制兩種特征．這些模型實現(xiàn)簡單，可擴展性好，并可適

5、應不同的空間、空間分布和拓撲分布。 基于拓撲的網(wǎng)絡性能研究：(i)對P2P網(wǎng)絡中內(nèi)容的拓撲空間穩(wěn)定度進行理論分析，揭示了內(nèi)容空間特性與流行度分布的關系，有助于認識文件分布特性與拓撲空間的關系．(ii)可靠QoS路由可通過多約束分離路徑實現(xiàn)，我們證明了多約束鏈路/節(jié)點分離路徑問題的NP完備性，分析了構(gòu)造精確算法的困難性，并提出一組優(yōu)于已有算法的啟發(fā)式算法．總之，本文在拓撲分析方法，拓撲特征推斷和建模方面的工作以因特網(wǎng)為重點研究對象