基于复杂网络理论的计算机网络拓扑研究

2015-03-20李超

赤峰学院学报·自然科学版 2015年2期

李超

（郑州工业应用技术学院信息工程学院，河南新郑 451100）

互联网用户的增长越发呈现出井喷趋势，然而以往有限的网络资源无法满足不断增长的互联网用户的需求，不仅如此，计算机网络技术拓扑作为运用最为广泛的网络基础架设构筑层面上的技术，还需要同时面对用户上网体验度差、过度负载的网络数据传输压力以及节点数据包等一系列问题的威胁，长此以往将会影响到计算机网络系统的有序运营.因此需要对网络拓扑技术相关的网络理论进行迅速的转换，让它们能够为计算机网络拓扑的发展提供良好的理论基础与技术支持.

1 当前复杂网络理论构筑的内涵与架构特征

1.1 当前复杂网络的内涵属性

在计算机领域，复杂网络是一个专有的术语，它特有的内涵指的是包含部分或全部的以下相对抽象的五个属性特征的网络构架，这五个属性特征分别为自组织、自相似、吸引子、无标度以及小世界.而网络系统模型和网络系统是构筑复杂网络理论的最为重要的组成部分，其中包括了网络系统模型中的结构稳定性、集合属性、形成机制和网络系统中的演化动力学、释放的演变规律以及演化的进阶这几个部分.在深入探究分析复杂网络理论的构筑过程中，幂律的度值、集团性和小世界是核心的三大研究要点.

1.2 复杂网络的架构特征

对于三大关键要点幂律的度值、集团性和小世界而言，小世界是一种概念的表述，而这一概念表述的对象正式抽象化的网络系统内的计算机，小世界的这一特性是通过交互连接无数各类相互联系的空间概念内的节点得以实现的，而复杂网络正是建立在由小世界构建出的基本单元之上.简而言之，借用小世界的单元进行基础元件的组建，然后相互连接各任意小世界单元的节点，复杂网络中数据信息流通依赖的网络纹线的路径通道正是这样形成的.

交互连接是集团性的发展走向.复杂网络是一个集合体，它混合了视域空间内部的各类子系统和小世界，相关子系统的集团性也包括在内.无论是复杂网络整体结构的再塑性还是兼容性，恰恰是网络内部各种单元个体之间的相互联系与交互作用下，能够让内容得到不断细化、功能得到大范围的拓展的.

视域是幂律的度值的涵盖内容，近年来逐渐呈现出多元化趋势.在复杂的网络系统中，节点和与节点相关的单位数量被称为度，作为主要概念名词的度所具备的是和存在于其他网络中单位小世界的同一级别的度发集团交互性.小世界的子系统中，度的具体体现是节数.节数在复杂网络系统中代表的是通过某一节点的各类路径中最短的一个的幂律的数量，相关节点的影响力正是通过节数得以表现的，不仅如此，在复杂网络中幂律度值的交互作用中，节数还扮演着数据包的角色.

2 计算机网络拓扑模型的主要特征和基本现状

2.1 计算机拓扑模型的主要特征

在复杂网络的众多具体表现形式中，计算机网络的主要载体是计算机群组.在对拓扑进行不断优化的过程中，其主要目标是最小化网络边数、让各个节点之间的平均距离得到最大限度的缩小，复杂网络的小世界网络构架为计算机网络系统将来的日趋复杂的发展趋势奠定了基础.鉴于计算机网络极其广阔的覆盖空间，要想保持计算机网络系统的高效稳定工作，则务必要对建立在复杂网络理论基础之上的网络拓扑技术进行迅速的转换适配与理论支持.在复杂网络的高聚集、边数少、小世界的特性的帮助下，计算机网络无论是在生长延伸还是优先连接上都获得了优势的规律性.其中，优先连接规律能够让计算机网络获得新的进入计算机网络规则创设的节点，同时优先连接那些连接数较大的节点，保证网络宽带资源的最大限度节约.

2.2 计算机拓扑模型适配构筑的基本现状

当前计算机网路拓扑理论应用逐步向着人性化、开放化的UI操作界面发展.互联网的高速普及，使得人们对快速上网业务以及网络数据传输速度的依赖性出现前所未有的爆棚式增长，人网一体的交互式体验成为了用户们关注的重点内容，为了满足当前用户的上网需求，与网络数据业务相关的服务正努力想向着高效性、贴心性和细节化发展，这一切都使得基于复杂网络理论的计算机网络拓扑技术面临着前所未有的挑战，它们要求拓扑技术能够以更高的效率满足现阶段计算机网络的发展需求.

除此之外，网络体验反馈的集约化和智能化也是是计算机拓扑模型适配构筑的基本现状之一.在层出不穷的计算机技术的推动下，专业化、复杂化成为了计算机网络拓扑理论应用的发展新趋势，这也要求计算机网络拓扑从业人员能够不断提高实际操作能力和专业水平.人工职能拓扑技术正是在这种大背景环境下诞生的，在它的辅助帮助下，计算机的网络网络修护和故障诊断效率得到了大幅度的提升，从而进一步促进了计算机网络技术的成本投入的降低，有效延伸了复杂网络中集团性的实践.

最后，网络应用管理集体生命维持是借助于计算机拓扑网络系统安全化的安全性和普及度上得以实现的，因此近年来网络技术研究的热点和重点内容都集中在建立在安全性基础之上的理论研究和开发应用上.当前IP城域网构筑架设的发展趋势之所以是SNMP协议，是由SNMP协议的众多优势决定的，诸如稳定性、高效性、及时性和廉价性等.尽管SNMPV1和SNMPV2是当前运用最为普遍的协议，但仍旧无法回避的是它们较差的可控性.因此，除了SNMP协议之外，人们在网页的基础上逐渐开发出了具备高度兼容性、友好性、移动性的软件系统，这类软件系统除了上述特性外，还具备高度统一性同时平台操作也更为便捷，自诞生之初，它便成为人们提供了另一个全新的嵌入式计算机拓扑网络技术平台.

3 计算机网络拓扑更新架设的途径步骤

在当前复杂网络的发展趋势推动下，计算机网络的拓扑建建模逐步转向优先连接和生长拓展这两大原则性网络拓扑规律.让适配语计算机网络拓扑性质的建模能够更加直接迅速的演化目的促使了优先连接和生长拓展这两个基本原则的诞生，不过就目前而言，建立在复杂网络基础之上的路由器级和自治域级是对计算机网路模型进行构件的主要方法手段.由于无论是在不一样的构架，还是不一样的规模，亦或不一样的层次下，计算机网络的拓扑特性的集团性在复杂网络下都呈现出高度的相似性，创设的计算机网络拓扑模型的适配网络延伸通常都在两个级别以上.

3.1 计算机拓扑网络细化改进的理论分析

第一步要做的是在计算机复杂网络中，假设有无数个各种各样的节点密密麻麻分布在这个模型系统中，为了连接网络中的各个节点，还需要假设一个时钟模块，它不仅能够保持均匀的速度进行运转，还具备离散特性.对于所有的节点而言，它们都是按照特定的时间轴进入网络系统模型的，也就是说这些节点进入系统的实际将呈现出在零点到某一特定的时间点的时间段内的随机分布状态.

一旦当节点进入系统之后，它们便要开始与信息源不断地进行信息的接收与发送，还需要根据接收到的信息源的信息进行及时的内容分析并迅速做出反馈，无论是传送消息的范围领域还是节点自身的重要程度都是节点发送和接收的信息应该包含的内容.在实际接收信息源发来的信息过程中，节点会根据信息源的重要性排名，决定要不要连接发送消息的节点，在节点的选择上，接收消息的节点往往会在相近有限度的信息源节点中进行随机选择，然后尝试着建立连接关系.

节点在计算机网络的初试阶段中，只有很少的一部分能够开展有效的活动.由于各个节点之间的度值都具有高度相似性，从而制约到了整个网络系统能够接收到的消息范围.而在网络系统随后的不断发展过程中，节点之间的信息接收范围也会随着节点度的增加的得到大幅提升，为了有效释放各个节点内部的数据源信息，节点会在系统内部进行高效的交互行为，在小世界范围区域内获胜的节点会在周边区域内建立起更大范围的象征性小世界，长此以往，最终只会剩下若干个大规模的聚集中心，并在计算机网络系统中形成结构稳固严密的计算机网络拓扑模型.

3.2 通过全新前沿技术更新延伸拓扑网络

当前最为有效的网络应用架设方法便是B/S网络管理结构和CORBA技术.其中，CORBA网络管理系统是二次构造后的CLIENT/SERVER架构，包含了提供网络服务的服务方和客户方，由于常常要借助于网关的转换进行网络管理信息的获取工作，它们经常被党所CORBA代理的抽象概念.B/S网络管理结构最出色指出在于简单便捷的运行维护，它能够任意介入IP城域网网络，因此可以让上网速度和及时体验得到大幅度改善，避免计算机拓扑网络面临的海量用户带来的巨大负载运行压力.