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基于有限资源提升网络可生存性的拓扑重构方法

李黎 郑庆华 管晓宏

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基于有限资源提升网络可生存性的拓扑重构方法

李黎, 郑庆华, 管晓宏

A topological reconfiguration method for enhancing networks survivability with limited resources

Li Li, Zheng Qing-Hua, Guan Xiao-Hong
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  • 给定网络拓扑结构和有限添加边资源,如何优化配置添加边使重构后的网络拓扑结构具有最优可生存性是非常有价值的研究问题. 本文首先明确网络可生存性的量化评估指标,以移除节点后网络结构的鲁棒性和有效性为优化目标,提出网络拓扑重构优化问题的建模与分析方法. 同时在给定资源代价的约束下,为实现添加边资源配置效率的最大化,提出优先配置节点加强保护圈的启发式算法. 仿真实验表明,该算法在有限资源约束的随机局部故障和选择性攻击环境中,能兼顾改善网络鲁棒性和传输效率,有效提升网络结构的可生存性.
    For an existing network and in limited link addition resources, it is a valuable task to determine optimally the new link resources such that the resulting network is the most robust and efficient. In this paper, we investigate the modeling and analysing of network topological reconfiguration optimization with limited link addition (NTRLA). The network survivability metric is proposed to quantitatively characterize the robustness and efficiency of a network. To approximately solve the NTRLA problem, a heuristic algorithm based on the preferential configuration of enhanced node-protecting cycles (PCNC) is proposed. Simulation results show that the PCNC method can effectively improve the network robustness and communication efficiency at the cost of the least added link resources under either random or targeted attack.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61303092,61221063,61173112,61173190)、教育部创新团队发展计划(批准号:IRT13035)﹑陕西省自然基础研究(批准号:2014JQ8305)和中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:GK201401002)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 61303092, 61221063, 61173112, 61173190), the Innovative Research Team in University of Ministry of Education of China (Grant No. IRT13035), the Natutal Science Foundation of Shaanxi Province of China (Grand No. 2014JQ8305), and the Fundamental Research Funds for the Central Universities of Ministry of Education of China (Grant No.GK201401002).
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-12-02
  • 修回日期:  2014-04-27
  • 刊出日期:  2014-09-05

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