摘要: 多层网络之间相互依存、依赖的耦合关系相比单个独立的网络更能抽象出实际生活中的大型网络。但是，由于多层网络间存在的耦合关系必将导致整个系统网络的鲁棒性降低，并且研究表明，易受级联故障影响的多层网络之间的耦合关系也会增加。一旦某一层网... 展开 多层网络之间相互依存、依赖的耦合关系相比单个独立的网络更能抽象出实际生活中的大型网络。但是，由于多层网络间存在的耦合关系必将导致整个系统网络的鲁棒性降低，并且研究表明，易受级联故障影响的多层网络之间的耦合关系也会增加。一旦某一层网络节点受到攻击而失效，进而发生网络层间的相互依赖故障传播。进一步，由相互依赖故障传播而由触发了网络层内的负载过载故障传播。如此传播过程不断的迭代传播，直到网络由于发生级联故障而达到稳态，网络崩溃。因此，本文的主要研究对象是如何通过搭建不同拓扑类型的多层网络探讨网络之间的级联故障传播演变过程以及网络级联故障后的修复，这些研究给予了网络安全维护人员日常维护网络安全提供参考价值，具有重要意义。 首先，本文搭建BA-BA网络，研究不同可控参数对多层网络级联故障的影响。其中，本文分别构建BA-BA网络间一对一耦合关系和一对多耦合关系，并且在建立的级联故障模型中，考虑到节点的初始负荷与负荷能力之间的关系，在负载容量模型中增加了衰减系数γ和指数系数α，可以与节点度成正比。但是，它并不完全成比例，并且具有更大的程度和更强的承载能力，这与相关研究中已有的模型不同。通过实验，结果显示，不管是一对一耦合关系的多层网络还是一对多耦合关系的多层网络，可控参数对网络级联故障的影响趋势一致。抵御级联故障的鲁棒性均与攻击标度和容许参数呈正相关，与冗余参数呈负相关。 其次，攻击者每次攻击网络都会搜集网络信息，对搜集到的网络信息进行分析，进而得到攻击网络的突破口。因此，本文提出三种不同的攻击策略MD/GHS/GLS，模拟攻击者攻击网络。研究不同攻击策略下，多层网络抵御级联故障的鲁棒性。为了贴合现实生活中的网络，分别搭建BA-BA，WS-WS和BA-WS三种不同拓扑类型网络。实验结果显示，绝大多数的情况下，对于三类网络，以GHS方式攻击网络时，网络不易发生级联故障为崩溃，此时网络表现出很好的鲁棒性；以GLS/MD方式攻击网络时，网络很容易发生级联故障，此时，节点负载承载能力大的节点在网络中有着重要的地位，并且网络此时抵御级联故障的鲁棒性很脆弱。 最后，考虑到对发生级联故障的网络进行修复，本文提出基于GLS攻击策略基础上，提出ReGLS修复策略。根据网络发生级联故障的类型，分为完全故障修复和部分故障修复进行研究并且制定修复恢复过程。结果表明，加入修复策略后，网络发生级联故障，攻击规模大小相比未加修复策略都要大。 收起