基于复杂网络理的计算机网络拓扑

摘 要：随着社会经济的快速发展,互联网技术日新月异,已经成为连接全球的重要媒介,并且在技术革新和社会需求的不断推进,网络结构日益复杂,在传统的网络结构模型下,很难对齐拓扑进行客观描述,这就促进了新的基于复杂网络理论的计算机网络拓扑的研究,也推经了计算机网络结构的新发展,为未来计算机网络结构发展提供了方向.本文首先对复杂网络进行总体性概述和网络拓扑结构的介绍,并以快捷货运网络拓扑为例进行实践性探讨.

关 键 词：复杂网络理论；拓扑结构；优化结构；创新

中图分类号：TP393.02

随着网络的发展,用户对于网络资源的需求量不断增大,传统的网络资源存在的局限性无法满足此要求,其中传统网络基础架设构筑层中,使用最为广泛的计算机技术拓扑所遭遇的节点数据包负载压力大,导致用户的上网体验差,不能满足现在上网需求,为了保证复杂计算机网络系统的正常工作,提高计算机运行效率,对于整合复杂网络理论构筑全新的网络拓扑技术,从而使网络的运行得到充分的保障,特别是在多元化的计算机网络拓扑技术与网络体系架设铺展中,其管理效率更加的优化,不仅能够缓解计算机运行压力,更能够对于整个网络进行整体的结构优化.

1复杂网络理论分析

1.1复杂网络理论概述

复杂网络是指具备小世界、无标度、吸引子、自组织、自相似部分或者所有属性的网络架构,其核心内容包含网络的系统演化规律的释放,演化动力学基本层次以及网络系统的模型形成机制等等.在复杂网络理论中,其研究的关键要点和核心内涵是小世界、集团性、幂律.

1.2复杂网络理论架构特征

（1）小世界是复杂网络理论的基本单元,小世界是将空间概念内的相互联系的无数个节点有机的连接在网络系统中,并通过计算机的抽象化概念进行表述.复杂网络都是通过类似的无数小世界单元组建的基础原件,并将小世界单元中任意两个节点相互连接,作为数据新型运载的网络纹线；（2）集团性,复杂网络是空间视域下小世界和子系统的混合体,其子系统和主系统的连接,就形成了计算机网络的集团性,在系统中各个单元的相互交互,在复杂的网络中,整体性的架构具备兼容性和可再塑性,使多元细化,从而使其得到拓展和延伸；（3）幂律的度值包含的意思是视域的逐渐多元化,在复杂网络系统中,度是个概念性名词,是指节点的相关联性,具备复杂网络的各个单位小世界同样度的集团交互,在小世界系统中,介数是其子系统的具体表现,用来体现复杂网络系统中,所有的最短路径,经过某一节点的幂律的数量,集中反映了节点的影响效力,在股咋网络的数据包中,幂律深度值相互作用体现了数据包的具体个数.

2网络拓扑结构分析

计算机网络是通过计算机的物理介质及通信协议进行连接,形成网络.其总体结构是多个节点和两个节点之间的边组成,其中点表示的是不同的个体,边表示的是个体之间的相互关系,计算机网络结构就是通过两个节点之间的关系,用一条边相连接而成.

计算机网络拓扑机构就是计算机网络各个站点之间的相互连接形式,在不同的网络架构中,其连接的形式多种多样,在局域网中,把文件怎么写作器,工作站点等连接起来,主要的拓扑结构有星形拓扑结构、总线形拓扑结构、树形拓扑结构、环形拓扑结构以及混合型拓扑结构.在不同的拓扑结构中,星形拓扑结构是某台设备作为中心连接点,其他各站都与之相连,从而形成星形的结构形式；总线形拓扑结构是文件怎么写作器都与一条总线公共电缆相连,形成一条总线形拓扑结构；树形拓扑结构是在总线形拓扑结构中延伸出来的,其形状像一颗倒置的树形,所以被称为树形拓扑结构,环形拓扑结构四把所有的站点串形连接,像链子一样构成的环形结构；混合型拓扑结构就是三种结构的混合体,是较为复杂的拓扑结构,在运用的过程中,较为广泛.

3计算机网络拓扑模型的主要特征

在计算机网络是以计算机群组为主要载体的复杂网络的具体体现形式,均衡实现节点与节点之间的最小距离,网络变数的最小化,这也是拓扑结构优化上的主要目标,在未来的计算机网络系统中,都是在基于复杂网络的小世界网络架构中形成的,并且随着计算机网络的拓展和延伸,其延伸范围将逐渐扩大到整个计算机网络系统中,为了维护整个计算机网络系统的正常运行,以及其效率的运转,在复杂网络理论构筑中,就体现了在复杂网络理论支撑和转换支配,在理论运用中,其必要性和重要性就显得相当的关键,所以在具备小世界,高聚集的特点之下,运用更加先进的生长延伸规律,是未来计算机网络性规则的创设,在新节点的加入计算机网络时,能够有效的连接,使其较大的节点进行优化连接,能够大大的减少带宽,减少计算机运行的带宽需求,提高计算机的网络运行效率.

从目前的计算机网络拓扑模型中,可以看出其基本特征具体表现在以下几个方面：首先,开放性,个性化.特别在现代社会,对于网络架构的要求提升,用户对于网络数据的速率认同度以及对于高速处理和高速上网的具体需求来看,用户更加注重的“人网合一”的交互体验,在网络数据业务中的怎么写作细化,体贴度逐渐提高,这也促进了基于复杂网络计算机拓扑的研究的时效性发展,提高了用户的交互感；其次,智能化和集约化.在计算机网络拓扑理论的运用中,对于新技术的持续推广和使用,其专业化程度和复杂化程度都得到大幅度的提升,对于操作人员的专业素质和实际操作能力都有了更高的要求,技术人员和操作人员利用辅助工具,完成人工智能化的网络拓扑,极大的提高了计算机网络诊断和网络维护效率,降低了相关运行成本；最后,安全性和普及性.安全性是网络应用管理的基础,只有在基于安全性的理论探索中其开发的系统,才能够实现其实用性和适用性.并且在开发过程中,要注意其普及性,能够符合更大多数的运用需求,所以在开发过程中基于Web的软件系统由于其便捷性和兼容性,在计算机网络拓扑中成为了重要的技术平台.

4基于复杂快捷货运网络拓扑的实践性探讨――快捷货运超小世界形成

货运在社会经济发展过程中起到重要作用,随着货运时效性、便捷性、安全性的要求不断提高,货物运输的网络结构设计和优化也越来越被重视.本章利用复杂网络理论,建立网络优化模型,从而从实践角度分析计算机网络拓扑结构.

在轮辐式快捷网络结构中,随着枢纽节点的增加,平均路径长度呈现增大的趋势,但是结合总体规划的考虑,以及交通网络的发展,运输网络的枢纽必然不断增加,因此,网络结构就应该更加科学、合理、以最大的保障网络整体效率和安全行.

小世界网络模型在日常运用中,较为广泛.在集散的轮辐式运输网络中,网络多数节点都与之相连,所以网络中以一个中心出发,引出所有的捷径,小世界网络可以看做成低层网络与随机子网络两个部分组成,子网与子网相互.现在利用定量捷径数量m,其平均路径要尽量减少,使得子网相互连接,利用小概率P添加捷径,整个网络的连通性就得不到保证.当节点数N,随意将子网络便捷相接,那么整个网络的连通性概率小于等于m!/Nm-1.例如,N等于1000,随意增加10条捷径,网络连通的概率比10-22要小、节点平均分布网络形态L较小.下图为捷径m等于6的网络：

通过研究,当捷径给定,具备下列条件才能得出最小平均路径L：捷径相连的各个子网的节点平均分布,而不是随意分布,随意分布不能使L取得最小值；整个网络必须连通；整个网络至少有一个中心点.在满足这几个条件之后,小世界网络就是超小世界网络.