抗毀性

關於網絡抗毀性的定義，還沒有形成統一的表述。在通信網絡和計算機網絡的研究領域，對網絡抗毀性定義如下:從以上定義分析可知，網絡抗毀性注重的是系統的關鍵部分遭受到攻擊或摧毀，系統的恢復性和適應性，並在此情況下仍能完成關鍵服務的能力 ^[1]  。

1.確定連通性約束；

2.確定節點或邊的移除方式。

隨機性打擊(failure)和選擇性打擊(attack)。所謂隨機性打擊，就是網絡節點(邊)以某種概率被隨機破壞;所謂選擇性打擊,就是網絡節點(邊)按一定的策略被破壞.一般來説,網絡自身原因引起的損傷屬於隨機性打擊,而蓄意的破壞則屬於選擇性打擊.例如,敵人在選擇攻擊目標時,總是先選擇重要的軍事目標,而不是隨機破壞 ^[2]  。

.針對複雜網絡面臨的兩種不同打擊,給出複雜網絡抗毀性的兩個新測度：

定義1 對於一個連通係數為C的網絡,隨機移除網絡中的f N個節點.若

時,網絡連通係數達到閾值

,稱

為網絡的節點容錯度,其中N為網絡中節點數目。

定義2 對於一個連通係數為C的網絡,按照節點連接度遞減的順序移除網絡中的fN個節點.若

時,網絡連通係數達到閾值

,稱

為網絡的節點抗攻擊度,其中N為網絡中節點數目。

全球貿易網可以看成一個複雜的網絡,各個國家就是網絡的節點,國家之間的進出口關係形成網絡的邊.Serrano等對世界貿易網的拓撲結構進行了研究。他們以世界貿易網數據庫COMTRADE提供的2000年世界各國進出口數據為依據,構建了一個有179個節點,7 510條邊的有向網.因為世界貿易網的出口邊和進口邊存在很大的相關性,為了研究方便,在不丟失網絡拓撲結構信息的情況下,可以將其看成一個無向網,其連接度期望為〈k〉=43.

作為比較,構造一個有179個節點,連接度期望〈k〉=43的隨機網絡.取連通係數閾值

=0.20,對於世界貿易網和構造的隨機網絡,分別計算網絡的連通係數、節點容錯度和節點抗攻擊度.計算結果如表1.

從表1可以看出,相比隨機網絡,世界貿易網對於隨機性的打擊有着很好的抗毀性,但面對選擇性的打擊卻顯得很脆弱,這都源於世界貿易網拓撲結構的無標度性。實際上只要美國、英國、日本等少數貿易大國從貿易網中移除,整個世界貿易網基本上就處於癱瘓狀態.這説明世界經濟逐步走向多極化的同時,世界貿易仍受少數幾個大國的主宰,整個世界貿易網並不穩固.如果這些國家出現自然災害或者動亂,整個貿易網將隨之受到影響 ^[2]  。