复杂网络的可控性
复杂网络的可控性
已有2783 次阅读 2011-6-13 22:34 |个人分类:复杂网络|系统分类:科研笔记|关键词:复杂网络
前不久，nature上发表了一篇关于研究复杂网络的可控性的文章。这篇文章结合了工程控制论的思想和复杂网络的研究，开辟了一种帮助我们进一步理解复杂系统的新方法（这是文章自己的说法，但是关于有向网络的可控性研究，据我所知，在2010年就已经有人研究过了）。
复杂系统涉及多个组分（如基因调控过程中的基因、蛋白质等分子，或者社交网络中的人物账号等）和这些组分之间的关系。一般的建模方法，如常微分方程等，由于受限于计算能力或者是建模对象本身的模糊性，已经不能对这种大规模的复杂系统进行建模。而复杂网络是对复杂系统建模的一种有效的方法。复杂网络的节点表示的是复杂系统中的多个组分的某种量化性质，如基因调控网络中基因的激活/抑制状态、社交网络中账号的状态等；复杂网络的变表示节点之间的某种联系或者是共享某种信息，如基因网络中A——〉B表示基因A的产物会促进基因B的表达、社交网络中C——〉D表示账号D的动态会和账号C共享。
我们研究复杂系统的最终目标是希望能对它们进行控制。如基因药物的靶标选取问题，选择哪个基因（基因调控网络中的节点）作为药物的靶标，能使得整个生物系统达到一个我们期望的状态呢？还有社交网络中，我们选取那个节点作为信息的发布点对整个社交网络产生我们想要的宣传效果呢？这些都可以抽象为如何对一个表示状态的复杂网络进行有效地控制，从而使得整个网络进入我们期望的状态。
这篇文章最开始的出发点是研究复杂有向网络的可控性。众所周知，我们若是能对整个网络中的每一个节点输入一个控制信号，那么整个网络是可控的。但是对于一个大规模的复杂系统，这是很难实现的。作者希望能找到最少的控制节点（文章中称为驱动节点，driver nodes）来有效地控制整个网络。作者采用的是比较古老的“最大匹配”方法（这是基于将整个网络看成一个线性系统的）寻找最小的驱动节点数N D。并将这种方法用于几个基于对象建模的真实网络和一群ER随机网络以及一群度分布和真实网络相同的随机网络，通过比较得到的最小驱动节点数，作者发现最新驱动节点数主要是由于网络的度分布性质确定的。接着作者根据这一发现以及cavity method推导出了一组自稳定的方程组，度分布为自变量，最小驱动节点数为所求的结果。
这篇文章有两个研究成果都是与我们预想的结果是相反的，一是复杂网络中的驱动节点一般不是网络的hub；二是稀疏的异质网络是最难控制的而致密的同质网络是比较容易控制的。这篇文章的研究还发现我们本以为难以控制的具有个体独立性的社交网络相比于其他的网络模型，如基因调控网络等，却是相对比较容易控制的。
这篇文章的成果是显著的，但是如何将文中的理论用于实际，如何将研究框架扩展到非线性系统。这仍是有待我们的研究的。
https://www.360docs.net/doc/6b12096268.html,/nature/journal/v473/n7346/full/nature10011.html#/comments
前不久，我写过一篇关于我研读nature上发表的“Controllability of Complex Network”的文章
（https://www.360docs.net/doc/6b12096268.html,/home.php?mod=space&uid=545746&do=blog&id= 454884）。当时只是自己感性上觉得这篇文章很有用，会对将来各种复杂网络的研究产生较大的影响。但由于暂时我还没有看到相关的重要的后续研究出现，对于其是否将产生比较重大的影响，我还有些怀疑。
今天在Science上看到了一篇关于这篇文章的一篇评论
https://www.360docs.net/doc/6b12096268.html,/content/332/6031/777.full
我不禁感觉这条路前面的灯亮了。有一些专家学者都认为Yang-Yu Liu等人的工作是非常重要的：香港城市大学的Guanrong Chen认为：实际中大部分网络都是有向网络，相比以前人们对无向网络的研究，这项工作比以往的网络控制研究都更具有通用型和实际价值，寻找driver nodes的算法是非常重要的，因为它很有用。丹麦科技大学的生物学家Rune Linding认为这篇文章的算法可用于解读细胞内生化相互作用网络，如可以作为研究控制激酶磷酸化网络的框架。另外此项研究还可用于控制生物机器人，如控制虫新杆状线虫的297个神经细胞中的49个来对这个生物机器人实现必要的控制。
另外这篇文章将泰斗级控制论专家Jean-Jacques Slotine和网络领军人物之一Barabás联合在一起，十分给力这条路的后续发展。
复杂网络的严格可控性——强悍的特征值又回来了
已有1139 次阅读 2013-9-27 14:16 |系统分类:论文交流|关键词:网络，可控性
控制一个系统是非线性研究中的一个重要问题。如何控制一个系统呢？首要问题是需要多少外界信号的输入，也就是满足可控性条件的控制器个数问题。然而这是一个很难事先根据Kalman条件得到的问题，2011年Liu等在Nature上发表论文Controllability of complex networks，利用最大匹配理论解决了复杂网络的结构可控性问题。他们提出一个系统结构可
控需要的独立控制器（Driver）为系统非匹配节点数（完美匹配时为系统任意一个节点），并且Driver数与网络度分布存在密切关联。
最近我们在Nature Communications上发表论文Exact controllability of complex networks，给出了网络严格可控性的相关结论。我们从可控性的PBH条件（与Kalman条件等价）入手，得到网络严格可控性所需要的Driver数为系统特征值的最大几何重数；当系统矩阵可对角化（比如对称）时，退化为系统特征值的最大代数重数。进一步在分析稀疏和致密网络时发现，稀疏网络最大几何重数出现在零特征值上，从而对稀疏网络就可直接由系统矩阵的秩来决定Driver数；而对于同权致密网络，最大几何重数出现在负权值上，同样可直接对同权网络简单计算Driver数。仿真实验说明了对稀疏和致密网络简单计算的正确性，同时发现同权网络越致密越难控制（Driver数越大）。
另外，我们还可以通过线性代数中初等变换的方法求的网络需要Driver的节点。该方法简单易行，复杂度约为O(N^2(logN)^2)。
我们的最大重数定理和初等变换找Driver方法简单易算，适用范围更广，对于任何的系统矩阵都成立，无论有向、无向、加权、不加权。
ncomms3447.pdf
网络的基本概念和分类
第八章网络的基本概念和分类 本章主要讲述了网络的基本概念、网络的分类及一些基本功能：并介绍了网络通信协 议和网络编址，使读者对网络有一个基本的了解。 8．1 网络的基本概念 8．1．1 网络的定义 “网络”已经成为了当今社会最流行的词汇之一，但是网络的实质到底是什么?这个 问题到现在还没有一个统一的、被认同的答案。这是因为网络对于不同的人、不同的应用层 次会有如下不同的作用： ●它是一个可以获取各种信息、资料的海洋。 ●它是一个能够进行科研、办公、商业贸易等活动的地方。 ●它可以使各领域的专业人士在全球领域中直接进行学术研讨。 ●它可以为人们提供各种各样的娱乐服务，提高人们的生活质量。 ●它是能使人们与位于全球各地的朋友和家人进行通话的场所。 为了让读者先对网络有…‘个初步的印象，我们先给出网络的基本定义：“网络是一个数据通信系统，它将不同地方的计算机系统互相连接在·…起。网络可由LAN(局域网)、MAN(城域网)和W AN(广域网)的任意组合而构成。”在最简单的情况下，——个网络可由两台计算机或终端设备组成，它们之间用电缆连接，以便进行通信；在最复杂的情况下，一个网络(如Internet)则是全球的多学科技术和多操作系统的综合结晶，是全球1亿台电脑连在一起形成的巨大的信息高速公路。 8．1．2 网络的发展历史 1．ARPAnet的诞生及发展 在今天，读者可以悠闲地坐在显示屏前面，通过点击鼠标，在瞬息间与世界的另一端通信。无数的节点和服务器默默而迅速地帮您将触角伸向世界上任何一个可能达到的角落。
1960年前，人们印象中的电脑都是一些体积庞大的家伙，“连接”的概念尚未深入人心。 远程连接相当罕见，通常只有那些教育和研究机关的用户才能与一些由政府提供资金的项目连接。电脑间的连接受限于一条特殊数据电缆的最大长度。1957年美国国防部(DOD)颇有先见之明地设想开发出一种新技术，叫作“包交换”。他们的主要想法是制定一套方法，能够将国与国之间的电脑连接起来，而且使最终建立起来的干线结构尽可能稳定，同时具有强大的容错性。即便其中的一部分由于灾难性的事件甚至战乱而被破坏，其他部分仍然能够正 常通信。由此诞生了一个示范性的网络，叫作ARPAnet，其中ARPA是DOD的一个部门“高级研究工程管理局”(AdvancedResearchProjectsAgency)的缩写。这个示范性的网络便是今I 天Web的前身，在当时，只有—些大学和研究机构通过一条50bitls的环路连接在——起。 从这些连接在…—起的少数机构中，人们认识到了协同工作的价值和便利条件，因而越 来越多的人们逐渐地将各自的机构连接起来。为科研任务提供设备、-计算机和软件的制造商也陆续加入了这种连接。在20多年的发展中，网络为科研工作提供了良好的服务。随着早期连接的较大机构中的工作人员向较小机构的转移和扩散，网络每年也得到了新的发展。 在70年代中期，最早的协议Telnet、FTP(文件传输协议) 和“网络控制协议”(NCP) 的最初版本被正式制定出来。但那时只提供了极少的客户机／服务器功能。通过Telnet，机器可从一个远程位置登录，并执行命令行操作。利用FTP，可以在不同机器间传输文件。NCP 提供了基本的数据传输控制和网间定址代码。{ 1972年，在华盛顿召开的“国际计算机通信会议”(1CCC)为公众演示了——个示范性网络，普通人可以用它跨越国界运行程序。同时会议还建立了“国际信息处理联盟”(1EIP)，它是今天因特网的国际化连接基础。 2．网络实施方案的新发展 以太网的概念最开始是在1973年由Xerox(施乐公司)的Palo Alto(帕拉图)研究中心提出来的。这个概念的基础是将随机访问无线系统的方法应用到一个同轴电缆里的想法。今天的 以太网是世界-卜最流行的网络媒介。在开始开发的时候，以太网就将自己的设计目标定在填补长距离、低速率网络连接所造成的真空地带，专门建立高速率、专门化、短距离的电脑间的连接。 那时出现的另—‘个流行标准是令牌环，令牌环网络最开始时是由IBM公司在开发以太网的同——个时期里设计出来的。即使到现在令牌环仍然是IBM的主要局域网技术，它的流行程度仅次于以太网。 互联网络正在持续得以扩展，越来越多的研究人员需要访问计算系统，那时主要是为了发电子邮件。远程连接服务也开始得到开发。跨越众多的公共数据网络(PDN)，需要通过
复杂网络理论及其研究现状
复杂网络理论及其研究现状 复杂网络理论及其研究现状 【摘要】简单介绍了蓬勃发展的复杂网络研究新领域，特别是其中最具代表性的是随机网络、小世界网络和无尺度网络模型；从复杂网络的统计特性、复杂网络的演化模型及复杂网络在社会关系研究中的应用三个方面对其研究现状进行了阐述。 【关键词】复杂网络无标度小世界统计特性演化模型 一、引言 20世纪末，以互联网为代表的信息技术的迅速发展使人类社会步入了网络时代。从大型的电力网络到全球交通网络，从Internet 到WWW，从人类大脑神经到各种新陈代谢网络，从科研合作网络到国际贸易网络等，可以说，人类生活在一个充满着各种各样的复杂网络世界中。 在现实社会中，许多真实的系统都可以用网络的来表示。如万维网（WWW网路）可以看作是网页之间通过超级链接构成的网络；网络可以看成由不同的PC通过光缆或双绞线连接构成的网络；基因调控网络可以看作是不同的基因通过调控与被调控关系构成的网络；科学家合作网络可以看成是由不同科学家的合作关系构成的网络。复杂网络研究正渗透到数理科学、生物科学和工程科学等不同的领域，对复杂网络的定性与定量特征的科学理解，已成为网络时代研究中一个极其重要的挑战性课题，甚至被称为“网络的新科学”。 二、复杂网络的研究现状 复杂网络是近年来国内外学者研究的一个热点问题。传统的对网络的研究最早可以追溯到18世纪伟大数学家欧拉提出的著名的“Konigsberg七桥问题”。随后两百多年中，各国的数学家们一直致力于对简单的规则网络和随机网络进行抽象的数学研究。规则网络过于理想化而无法表示现实中网络的复杂性，在20世纪60年代由Erdos和Renyi（1960）提出了随机网络。进入20世纪90年代，人们发现现实世界中绝大多数的网络既不是完全规则，也不是完全随机
复杂网络的基础知识
第二章复杂网络的基础知识 2.1 网络的概念 所谓“网络”（networks），实际上就是节点（node）和连边（edge）的集合。如果节点对（i，j）与（j，i）对应为同一条边，那么该网络为无向网络（undirected networks），否则为有向网络（directed networks）。如果给每条边都赋予相应的权值，那么该网络就为加权网络（weighted networks），否则为无权网络（unweighted networks），如图2-1所示。 图2-1 网络类型示例 (a) 无权无向网络(b) 加权网络(c) 无权有向网络 如果节点按照确定的规则连边，所得到的网络就称为“规则网络”（regular networks），如图2-2所示。如果节点按照完全随机的方式连边，所得到的网络就称为“随机网络”（random networks）。如果节点按照某种（自）组织原则的方式连边，将演化成各种不同的网络，称为“复杂网络”（complex networks）。 图2-2 规则网络示例 (a) 一维有限规则网络(b) 二维无限规则网络
2.2 复杂网络的基本特征量 描述复杂网络的基本特征量主要有：平均路径长度（average path length ）、簇系数（clustering efficient ）、度分布（degree distribution ）、介数（betweenness ）等，下面介绍它们的定义。 2.2.1 平均路径长度（average path length ） 定义网络中任何两个节点i 和j 之间的距离l ij 为从其中一个节点出发到达另一个节点所要经过的连边的最少数目。定义网络的直径（diameter ）为网络中任意两个节点之间距离的最大值。即 }{max ,ij j i l D = （2-1） 定义网络的平均路径长度L 为网络中所有节点对之间距离的平均值。即 ∑∑-=+=-=111)1(2N i N i j ij l N N L （2-2） 其中N 为网络节点数，不考虑节点自身的距离。网络的平均路径长度L 又称为特征路径长度（characteristic path length ）。 网络的平均路径长度L 和直径D 主要用来衡量网络的传输效率。 2.2.2 簇系数（clustering efficient ） 假设网络中的一个节点i 有k i 条边将它与其它节点相连，这k i 个节点称为节点i 的邻居节点，在这k i 个邻居节点之间最多可能有k i (k i -1)/2条边。节点i 的k i 个邻居节点之间实际存在的边数N i 和最多可能有的边数k i (k i -1)/2之比就定义为节点i 的簇系数，记为C i 。即 ) 1(2-=i i i i k k N C (2-3) 整个网络的聚类系数定义为网络中所有节点i 的聚类系数C i 的平均值，记
网络基本概念(一)
网络基本概念(一) (总分：96.00，做题时间：90分钟) 一、{{B}}选择题{{/B}}(总题数：50，分数：50.00) 1.组建一个星形网络通常比组建一个总线型网络昂贵，是因为________。 （分数：1.00） A.星形集线器非常昂贵 B.星形网络在每一根电缆的末端需要昂贵的连接头 C.星形网络接口卡比总线型接口卡昂贵 D.星形网络较之总线型需要更多的电缆√ 解析： 2.网络协议精确地规定了交换数据的________。 （分数：1.00） A.格式和结果 B.格式和时序√ C.结果和时序 D.格式、结果和时序 解析： 3.在下列传输介质中，________的抗电磁干扰性最好。 （分数：1.00） A.双绞线 B.同轴电缆 C.光缆√ D.无线介质 解析： 4.关于因特网，以下说法错误的是________。 （分数：1.00） A.用户利用HTTP协议使用WEB服务 B.用户利用NNTP协议使用电子邮件服务√ C.用户利用FTP协议使用文件传输服务 D.用户利用DNS协议使用域名解析服务 解析： 5.下列有关网络拓扑结构的叙述中，正确的是________。 （分数：1.00） A.网络拓扑结构是指网络结点间的分布形式 B.目前局域网中最普遍采用的拓扑结构是总线结构 C.树形结构的线路复杂，网络管理也较困难√ D.树形结构的缺点是，当需要增加新的工作站时成本较高 解析： 6.在网络环境下，每个用户除了可以访问本地机器上本地存储之外，还可以访问服务器上的一些外存，这种配备大容量的海量存储器的服务器是________。 （分数：1.00） A.文件服务器 B.终端服务器 C.磁盘服务器√ D.打印服务器 解析：
复杂网络拓扑结构的鲁棒性与动力学过程研究
复杂网络拓扑结构的鲁棒性与动力学过程研究近年来发展起来的复杂网络理论是研究复杂系统的一套有效方法。采用复杂网络理论,将现实生活中的复杂系统抽象为节点和边组成的网络,对这些网络的拓扑结构以及网络上的各种动力学过程的分析,极大地提高了人类对现实世界复杂性的认识,也因此复杂网络成为了国内外研究的热点。 网络拓扑结构决定网络功能,而网络功能则是由网络结构上的动力学过程实现的,因此网络结构影响动力学过程的行为。可见,对网络拓扑结构特征的研究,是复杂网络一切研究的基础所在。 当网络拓扑遭到破坏时,网络所能承担的功能会有所变化,功能变化越小的网络具有越高的鲁棒性。对鲁棒性的研究能够指导构建健壮的网络,因此具有重要现实意义。 此外,网络中的节点往往能够根据自身所处的条件,自适应地调整拓扑结构,以恰当地应对(促进或抑制)网络上的动力学过程对节点所产生的影响。网络拓扑结构自适应变化与网络上的动力学过程之间的相互影响被称为共同演化,如何精确地描述共同演化是近年来的研究难点所在。 本文针对复杂网络拓扑结构特征、鲁棒性以及动力学过程与网络结构的共同演化现象进行了研究。本文的创新点包括以下几个方面：(1)本文第三章对一种重要的表征拓扑结构特征的统计量——边介数及其性质进行研究。 基于生成函数理论,提出了服从任意度分布的随机网络中有限集团(即,有限大小的类树连通子图)内任意边的介数的期望值的解析表达式,并分别以泊松度分布和幂率度分布随机网络为例验证了该表达式。此外,发现了边介数与边所在有限集团的大小之间存在渐进的幂率关系。
以往欠缺对边介数的解析研究,而本文所提出的解析表达式填补了理论空白而且能够精确衡量任意边的负载程度及其发生拥塞的危险性。(2)本文第四章研究网络在遭受结构上的随机故障后,其结构和功能的变化。 解析地分析了随机网络在遭受随机边删除后,平均最短路径长度的变化,提出了较为精确的估计公式来刻画这种变化,还分别以泊松度分布、幂率度分布和指数度分布随机网络为例验证了所提公式。所提公式为研究各种随机网络的鲁棒性提供了一个通用的框架,对构建抗随机故障的网络结构具有重要指导意义。 (3)本文第五章研究有限大小网络上的一种共同演化现象：复杂网络上的病毒传播以及网络中节点为应对病毒传播而改变拓扑结构的自适应行为。提出了一种自适应SIS模型(简称ASIS模型),该模型以精确的马尔科夫过程刻画了有限大小网络上的此种共同演化现象,分析了该过程稳态时的行为,得到了平均亚稳态染病节点比例以及传播临界值的表达式。 此外,发现了传播临界值与拓扑结构自适应变化的速率之间具有线性关系,即拓扑结构自适应变化能够抑制病毒传播且抑制效果是线性的。通过计算机模拟实验研究发现,在病毒传播的网络上,节点的自适应行为使得网络拓扑变得具有同配性和社团结构,处于健康态的全部节点组成内部紧密连接的一个社团,而染病态的所有节点被孤立起来组成另一个社团,两社团之间连接松散。 在理论上,本文提出的精确描述有限大小网络上共同演化现象的方法,克服了传统的平均场近似法因为忽略拓扑结构等细节信息而产生的理论上的不严谨性；在实践上,本文的研究有助于更精确地理解网络中个体行为对病毒传播过程的影响,对于预测防治病毒传播有重要意义。
复杂网络基础2(M.Chang)
复杂网络基础理论 第二章网络拓扑结构与静态特征
第二章网络拓扑结构与静态特征 l2.1 引言 l2.2 网络的基本静态几何特征 l2.3 无向网络的静态特征 l2.4 有向网络的静态特征 l2.5 加权网络的静态特征 l2.6 网络的其他静态特征 l2.7 复杂网络分析软件 2
2.1 引言 与图论的研究有所不同，复杂网络的研究更侧重 于从各种实际网络的现象之上抽象出一般的网络几何 量，并用这些一般性质指导更多实际网络的研究，进 而通过讨论实际网络上的具体现象发展网络模型的一 般方法，最后讨论网络本身的形成机制。 统计物理学在模型研究、演化机制与结构稳定性 方面的丰富的研究经验是统计物理学在复杂网络研究 领域得到广泛应用的原因；而图论与社会网络分析提 供的网络静态几何量及其分析方法是复杂网络研究的 基础。 3
2.1 引言 静态特征指给定网络的微观量的统计分布或宏观 统计平均值。 在本章中我们将对网络的各种静态特征做一小结 。由于有向网络与加权网络有其特有的特征量，我们 将分开讨论无向、有向与加权网络。 4 返回目录
2.2 网络的基本静态几何特征 ￠2.2.1 平均距离 ￠2.2.2 集聚系数 ￠2.2.3 度分布 ￠2.2.4 实际网络的统计特征 5
2.2.1 平均距离 1.网络的直径与平均距离 网络中的两节点v i和v j之间经历边数最少的一条简 单路径（经历的边各不相同），称为测地线。 测地线的边数d ij称为两节点v i和v j之间的距离（或 叫测地线距离）。 1／d ij称为节点v i和v j之间的效率，记为εij。通常 效率用来度量节点间的信息传递速度。当v i和v j之间没 有路径连通时，d ij＝∞，而εij＝0，所以效率更适合度 量非全通网络。 网络的直径D定义为所有距离d ij中的最大值 6
复杂网络的可控性
复杂网络的可控性 已有2783 次阅读 2011-6-13 22:34 |个人分类:复杂网络|系统分类:科研笔记|关键词:复杂网络 前不久，nature上发表了一篇关于研究复杂网络的可控性的文章。这篇文章结合了工程控制论的思想和复杂网络的研究，开辟了一种帮助我们进一步理解复杂系统的新方法（这是文章自己的说法，但是关于有向网络的可控性研究，据我所知，在2010年就已经有人研究过了）。 复杂系统涉及多个组分（如基因调控过程中的基因、蛋白质等分子，或者社交网络中的人物账号等）和这些组分之间的关系。一般的建模方法，如常微分方程等，由于受限于计算能力或者是建模对象本身的模糊性，已经不能对这种大规模的复杂系统进行建模。而复杂网络是对复杂系统建模的一种有效的方法。复杂网络的节点表示的是复杂系统中的多个组分的某种量化性质，如基因调控网络中基因的激活/抑制状态、社交网络中账号的状态等；复杂网络的变表示节点之间的某种联系或者是共享某种信息，如基因网络中A——〉B表示基因A的产物会促进基因B的表达、社交网络中C——〉D表示账号D的动态会和账号C共享。 我们研究复杂系统的最终目标是希望能对它们进行控制。如基因药物的靶标选取问题，选择哪个基因（基因调控网络中的节点）作为药物的靶标，能使得整个生物系统达到一个我们期望的状态呢？还有社交网络中，我们选取那个节点作为信息的发布点对整个社交网络产生我们想要的宣传效果呢？这些都可以抽象为如何对一个表示状态的复杂网络进行有效地控制，从而使得整个网络进入我们期望的状态。 这篇文章最开始的出发点是研究复杂有向网络的可控性。众所周知，我们若是能对整个网络中的每一个节点输入一个控制信号，那么整个网络是可控的。但是对于一个大规模的复杂系统，这是很难实现的。作者希望能找到最少的控制节点（文章中称为驱动节点，driver nodes）来有效地控制整个网络。作者采用的是比较古老的“最大匹配”方法（这是基于将整个网络看成一个线性系统的）寻找最小的驱动节点数N D。并将这种方法用于几个基于对象建模的真实网络和一群ER随机网络以及一群度分布和真实网络相同的随机网络，通过比较得到的最小驱动节点数，作者发现最新驱动节点数主要是由于网络的度分布性质确定的。接着作者根据这一发现以及cavity method推导出了一组自稳定的方程组，度分布为自变量，最小驱动节点数为所求的结果。 这篇文章有两个研究成果都是与我们预想的结果是相反的，一是复杂网络中的驱动节点一般不是网络的hub；二是稀疏的异质网络是最难控制的而致密的同质网络是比较容易控制的。这篇文章的研究还发现我们本以为难以控制的具有个体独立性的社交网络相比于其他的网络模型，如基因调控网络等，却是相对比较容易控制的。
第一课 网络的基本概念
第1课网络基础知识 一、教学内容：网络基础知识 二、学习目标 （1）了解计算机网络的知识。 （2）了解计算机网络的软件和硬件。 （3）了解计算机网络的应用。 三、教学重点：计算机网络的应用 四、教学难点：计算机网络的结构 五、教学方法：讲授法、任务驱动法、教学演示法 六、教学课时：1课时 七、教学过程 （一）引言 网络是一种信息的来源途径，可能大家还不是很清楚网络中如何获得信息，从这节课开始，我们就来研究网络，看网络究竟是什么？网络有何用途？给我们的生活带来怎样的变化？下面我们开始讲这节新课： （二）讲授新课 （板书）网络基础知识 1、什么是计算机网络？ 计算机网络是把若干台计算机利用信息传输介质和连接设备相互连接起来，在相应的网络协议软件支持下，实现计算机之间相互通信和资源共享的系统。从这个定义中我们可以提炼出三个要点：一是网络是计算机有两台或两台以上，二是信息传输介质和连接设备，三是网络协议。计算机网络的基本功能是数据传输和资源共享。以上我们简单定义了一下计算机网络，接下来我们来看一下计算机网络的分类及构成。 2、计算机网络的分类 计算机网络一般可分为两大类：1、局域网(Local Area Network，简称LAN)，、2、城域网（Metropolian Area Network，简称：MAN）3、广域网(Wide Area Network，简称WAN) 。局域网，顾名思义，局，小，指在同一建筑物内或地理位置在一定范围内的多台计算机组成的网络。比如:一个校园网就是一个局域网，通过局域网，共享系统资源，大大提高教学效果和管理效率。而城域网和广域网
的覆盖面积辽阔，通常是以连接不同地域的大型主机系统组成的。当前大多数全国性网络都是广域网，局域网与广域网是以覆盖范围的大小来分的，如将两者相互连接就形成网际网络，简称网际网(network of network)。网际网使网络的功能得到更充分的扩展，目前最大的全球性网络因特网（Internet）就是一个网际网，现在国内的中国银行国内骨干网、民航售票网等等都是网际网。好，网络的分类就讲到这里，接下来我们讲： 3、网络的结构形式 网络的结构形式是指网络中各节点（又叫站点）之间的连接方式，下面介绍几种较常见的网络结构。网络的拓扑结主要有星型、环型和总线型等几种：（1）．星型结构 星型结构是最早的通用网络拓扑结构形式。其中每个站点都通过连线(例如电缆)与主控机相连，相邻站点之间的通信都通过主控机进行，所以，要求主控机有很高的可靠性。这是一种集中控制方式的结构。星型结构的优点是结构简单，控制处理也较为简便，增加工作站点容易；缺点是一旦主控机出现故障，会引起整个系统的瘫痪，可靠性较差。星型结构如图所示。 （2）．环型结构 网络中各工作站通过中继器连接到一个闭合的环路上，信息沿环形线路单向(或双向)传输，由目的站点接收。环型网适合那些数据不需要在中心主控机上集中处理而主要在各自站点进行处理的情况。环型结构的优点是结构简单、成本低，缺点是环中任意一点的故障都会引起网络瘫痪，可靠性低。环型拓扑结构如图所示。 （3）．总线型结构 网络中各个工作站均经—根总线相连，信息可沿两个不同的方向由—个站点传向另一站点。这种结构的优点是：工作站连入或从网络中卸下都非常方便，系统中某工作站出现故障也不会影响其他站点之间的通信，系统可靠性较高，结构简单，成本低。这种结构是目前局部网中普遍采用的形式。总线型结构如图所示。 以上3种网络结构是最基本的网络结构形式，实际应用中往往把它们结合起来使用。 （四）使用校园网 校园网是种最常见的局域网，它是全校师生共同学习资源库和学习园地。下面我们学习使用在校园网中的共享资源，以及如何把自己计算机中有用的、好玩的资
复杂网络的某些性质研究及其应用
复杂网络的某些性质研究及其应用 自从Watts,Strogatz 1998年发现真实网络的小世界特性以来,复杂网络融合了图论、工程数学、计算机理论、社会科学等学科的有关理论与成果,已成为了一门单独的学科。经过十多年的研究,科学家们已经发现了一些典型复杂网络模型如小世界网络模型、无标度网络模型、确定性小世界网络模型等,同时也发现了这些典型网络模型的一些主要特性。 本文围绕复杂网络的小世界现象,针对典型复杂网络模型重点研究了网络节点度序列长度特性、电阻距离特性及其应用;基于代数图论中的凯莱图（Cayley）模型在随机化加边后也同样具有复杂网络的小世界特性,论文结合无线传感器网络和数据中心网络的应用需求,同时研究了基于代数图论的具有小世界特性的复杂网络模型及应用。论文主要成果如下:（1）在肖文俊等人提出复杂网络度序列长度新特性的基础上,论文从理论上证明了具有扩展幂律分布、泊松分布、指数分布的复杂网络模型的度序列长度的新特性:即度序列长度l与 log2N是同级别的结论,进一步完善了肖文俊等人的结论。 实验仿真结果及现实网络的数据验证了该结论的有效性。该结论从理论上解释了为什么现实世界的网络直径不大的问题,可以作为复杂网络的基本特性之一,同时论文提出了基于复杂网络的度序列长度的复杂网络模型。 针对复杂网络的搜索问题,论文完成了最短路径算法和最大度算法的仿真实验,结果表明在复杂网络中基于最大度的搜索算法相比基于最短路径的搜索算法更有效。（2）论文研究了复杂网络中的电阻距离特性及其在社团划分中应用的需求,提出了结合节点中心性指标与电阻距离的社团划分算法。 论文选择了节点度中心性、接近度指标、特征向量、聚类系数及最短路径等
基于复杂网络的城市轨道交通网络可靠性研究
do:i 10.3969/.j issn .1672-6073.2010.02.004 都市快轨交通#第23卷第2期2010年4 月 快轨论坛 基于复杂网络的城市轨道 交通网络可靠性研究 陈菁菁 (上海申通轨道交通研究咨询有限公司 上海 201103) 摘 要 通常的可靠性理论难以有效分析城市轨道交通网络的可靠性。鉴于复杂网络理论对大量现实网络实证研究的有效性,以及城市轨道交通网络作为现实世界网络的典型实例与其他网络具有相似性,应将城市轨道交通网络相关问题的研究归为复杂网络的研究范畴。引入复杂网络的可靠性测度指标,从网络的适应性、稳定性和有效性三方面来构建城市轨道交通网络可靠性的衡量指标,将原先基于设施设备的可靠性研究拓展至基于交通系统管理者和使用者的全局性研究。 关键词 城市轨道交通网络 复杂网络 可靠性测度中图分类号 F51213 文献标志码 A 文章编号 1672-6073(2010)02-0018-04 城市轨道交通网络是由大量相互作用的单元构成的复杂系统,在一定的规则下产生有组织的行为,呈现动态的变化和演化过程,并且具有与外界相互作用的开放性。城市轨道交通网络表现出既有不确定性,又有一定的内部自组织原则的特性,不能简单地将城市轨道交通网络的问题归为随机网络或规则网络的问题来研究。 1 城市轨道交通网络可靠性分析的难度 1.1 大系统与小样本 城市交通网络系统是一个错综复杂的大系统。概率论是可靠性最主要的理论基础,其中的大数定律决定了在可靠性试验或数据分析时,必须有足够的样本量。对于城市轨道交通系统而言,网络可靠性的研究还刚刚 收稿日期:2009-10-10 修回日期:2009-11-20 作者简介:陈菁菁,女,博士,工程师,主要研究城市轨道交通运营安 全与可靠性,c j j yh @ya hoo.c https://www.360docs.net/doc/6b12096268.html, 基金项目:国家自然科学基金(50478105) 起步,研究的基础很薄弱,特别是在我国的各个城市, 轨道交通仍然处于集中建设时期,具有一定规模的网络还未形成,实际的样本数据匮乏,样本数据少的问题极为突出。因此,如何在小样本条件下确定系统的可靠性参数是一个迫切需要解决的问题。 1.2 模糊性 由于可靠性数据较少,特别是在方案论证和系统设计的早期阶段,由于分析和评定的失效数据样本小,基于大样本数据的概率模型和统计方法难以适用。目前,往往采用专家经验等定性信息的形式来描述系统的可靠性,如/该城市轨道交通网络的可靠度不太高0等,这种描述本身就存在模糊性,难以用基于概率论的可靠性分析与评定方法来处理。 常规的可靠性理论是建立在二态假设和概率假设基础上的。二态假设是指系统只有两种极端状态,完全正常或完全失效。概率假设则要求满足事件明确加以定义、大量样本存在、样本具有概率重复性、不受人为因素影响4个条件。 城市轨道交通网络作为一个系统运行,其工作状态就存在模糊性,很难满足二态假设,难以用基于概率论的可靠性分析与评定方法来处理。某些系统工作状态的正常或不正常,在外延上难以定义明确的界限,具有模糊的概念,如网络中的部分线路已失效,但整个网络并不完全失效,系统可以降级运行等,用二值逻辑和统计方法难以处理,二态假设无法精确描述,具有模糊性。 1.3 建模困难 可靠性评估的数学模型应该正确地反映系统中各个部分之间的内在联系,准确描述系统的实际运行情况。在系统的复杂性与精确性描述之间,由于城市轨道交通网络是由许多分系统、线路、车站、设施设备组
复杂网络模型的matlab实现
function [DeD,aver_DeD]=Degree_Distribution(A) %% 求网络图中各节点的度及度的分布曲线 %% 求解算法：求解每个节点的度，再按发生频率即为概率，求P(k) %A————————网络图的邻接矩阵 %DeD————————网络图各节点的度分布 %aver_DeD———————网络图的平均度 N=size(A,2); DeD=zeros(1,N); for i=1:N % DeD(i)=length(find((A(i,:)==1))); DeD(i)=sum(A(i,:)); end aver_DeD=mean(DeD); if sum(DeD)==0 disp('该网络图只是由一些孤立点组成'); return; else figure; bar([1:N],DeD); xlabel('节点编号n'); ylabel('各节点的度数K'); title('网络图中各节点的度的大小分布图'); end figure; M=max(DeD); for i=1:M+1; %网络图中节点的度数最大为M,但要同时考虑到度为0的节点的存在性 N_DeD(i)=length(find(DeD==i-1)); % DeD=[2 2 2 2 2 2] end P_DeD=zeros(1,M+1); P_DeD(:)=N_DeD(:)./sum(N_DeD); bar([0:M],P_DeD,'r'); xlabel('节点的度 K'); ylabel('节点度为K的概率 P(K)'); title('网络图中节点度的概率分布图'); 平均路径长度 function [D,aver_D]=Aver_Path_Length(A) %% 求复杂网络中两节点的距离以及平均路径长度 %% 求解算法：首先利用Floyd算法求解出任意两节点的距离，再求距离的平均值得平均路
八年级信息技术教案1(网络的基本概念)
第一节网络的基本概念 一、目标： 1、师生互相认识， 2、了解计算机网络的构成 3、掌握计算机网络的分类。 4、让学生对计算机网络有一个初步的认识。 二、重难点： 重点：计算机网络的构成和分类。 难点：计算机网络的分类。 三、教学过程： （一）导入。 在我们的生活和学习环境中，到处可以找到网络的影子，如校园网、住宅小区的网络、家庭中电脑连接到的宽带网络。网络世界，实际上是由我们身边以及全世界许许多多的计算机连接而成。因此，我们就从身边的网络来了解网络技术相关概念。 （二）计算机网络的构成。 把两台或更多的计算机用信息传输介质（双绞线、光缆、微博、卫星信道等）和连接设备（有线网卡、无线网卡、交换机、调制解调器、光纤收发器等）相互连接起来，在相应的网络协议软件的支持下，实现计算机之间资源共享和信息通信的系统，称为计算机网络。 在计算机网络中，用来提供各种服务并对网络进行管理的计算机称为服务器（Server），其它普通计算机称为工作站（Workstation）。 问题讨论： 1、构成计算机网络的要素有哪些？ 2、计算机网络的主要目的是什么？ （三）计算机网络的分类。 计算机网络按照不同的标准，可以有不同的分类方式。下面分别按照网络拓扑结构和网络覆盖范围两种标准对网络进行分分类。 1、按照网络的拓扑结构分类：
2、按照网络的覆盖范围分类 按照网络的覆盖范围分类，通常分为局域网、城域网和广域网。 覆盖大小：局域网<城域网<广域网。 网络简称：局域网---LAN、城域网---MAN、广域网---WAN。 因特网（internet）是目前世界上最大的广域网，它把世界各地的广域网、城域网、局域网连接在一起。 问题讨论： 1、按照网络的拓扑结构分类，可以把计算机网络分为、和三种基本结构形式。 2、按照网络的覆盖范围分类，可以把计算机网络分为、和三种基本结构形式。 3、世界上最大的广域网是（）。 4、连连看： 广域网LAN 城域网Internet 局域网WAN 因特网Workstation 服务器MAN 工作站Server 四、达标测试。 观察我们自己的微机室思考一下问题： 1、我们的微机室网络按照拓扑结构分是属于哪种网络？ 2、我们的微机室网络按照覆盖范围分是属于哪种网络？ 3、哪些是传输介质？ 4、哪些是连接设备？ 五、课堂总结。 六、学生上机练习。
计算机网络基本概念及简答
1.广域网覆盖范围从几十千米到几千千米，可以将一个国家、地区或横跨几个洲的计算机和网络互联起来的网络 2.城域网可以满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网互联的需要，并能实现大量用户与数据、语音、图像等多种信息传输的网络。 3.局域网用于有限地理范围(例如一幢大楼)，将各种计算机、外设互连的网络。 4.无线传感器网络一种将Ad hOC网络技术与传感器技术相结合的新型网络 5.计算机网络以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合。 6.网络拓扑通过网中结点与通信线路之间的几何关系来反映出网络中各实体间的结构关系 7.ARPANET 对Internet的形成与发展起到奠基作用的计算机网络 8.点对点线路连接一对计算机或路由器结点的线路 9.Ad hOC网络一种特殊的自组织、对等式、多跳、无线移动网络。 10.P2P所有的成员计算机在不同的时间中，可以充当客户与服务器两个不同的角色，区别于固定服务器的网络结构形式 1.0SI参考模型由国际标准化组织IS0制定的网络层次结构模型。 2.网络体系结构.计算机网络层次结构模型与各层协议的集合。 3.通信协议为网络数据交换而制定的规则、约定与标准。 4.接口同一结点内相邻层之间交换信息的连接点。 5.数据链路层该层在两个通信实体之间传送以帧为单位的数据，通过差错控制方法，使有差错的物理线路变成无差错。 6.网络层负责使分组以适当的路径通过通信子网的层次。 7.传输层负责为用户提供可靠的端到端进程通信服务的层次。 8.应用层.0SI参考模型的最高层。 1.基带传输在数字通信信道上直接传输基带信号的方法 2.频带传输利用模拟通信信道传输数字信号的方法 3.移频键控通过改变载波信号的角频率来表示数据的信号编码方式 4.振幅键控通过改变载波信号的振幅来表示数据的信号编码方式 5.移相键控通过改变载波信号的相位值来表示数据的信号编码方式。 6.单模光纤光信号只能与光纤轴成单个可分辨角度实现单路光载波传输的光纤 7.多模光纤光信号可以与光纤轴成多个可分辨角度实现多路光载波传输的光纤 8.单工通信在一条通信线路中信号只能向一个方向传送的方法 9.半双工通信在一条通信线路中信号可以双向传送，但同一时间只能向一个方向传送数据 10.全双工通信在一条通信线路中可以同时双向传输数据的方法 11.模拟信号信号电平连续变化的电信号 12.数字信号用0、1两种不同的电平表示的电信号 13.外同步法发送端发送一路数据信号的同时发送一路同步时钟信号 14.内同步法从自含时钟编码的发送数据中提取同步时钟的方法 15.波分复用在一根光纤上复用多路光载波信号 16.脉冲编码调制. 将语音信号转换为数字信号的方法 1.纠错码让每个传输的分组带上足够的冗余信息，以便在接收端能发现并自动纠正传输差错的编码方法 2.检错码让分组仅包含足以使接收端发现差错的冗余信息，但是不能确定哪个比特出错，并且自己不能纠正传输差错的编码方法。 3.误码率二进制比特在数据传输系统中被传错的概率 4.帧数据链路层的数据传输单元 5.数据链路层协议为实现数据链路控制功能而制定的规程或协议。
网络基础知识总结
网络IP 、子网掩码、路由器、DNS基础知识总结！ 网络的基本概念 客户端:应用C/S（客户端/服务器）B/S（浏览器/服务器） 服务器：为客户端提供服务、数据、资源的机器 请求：客户端向服务器索取数据 响应：服务器对客户端请求作出反应，一般是返回给客户端数据 URL Uniform Resource Locator（统一资源定位符） 网络中每一个资源都对应唯一的地址——URL IP 、子网掩码、路由器、DNS IP地址 IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址（每个机器都有一个编码，如MAC上就有一个叫MAC地址的东西）的差异。是32位二进制数据，通常以十进制表示，并以“.”分隔。IP地址是一种逻辑地地址，用来标识网络中一个个主机，在本地局域网上是惟一的。 IP IP（网络之间互连的协议）它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则，规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统，只要遵守IP协议就可以与因特网互连互通。IP地址有唯一性，即每台机器的IP地址在全世界是唯一的。这里指的是网络上的真实IP它是通过本机IP地址和子网掩码的"与"运算然后再通过各种处理算出来的（要遵守TCP协议还要加报文及端口什么的，我没有细追究，现在还用不上，反正暂时知道被处理过的就行了），顺便教大家查自己真实IP的方法： 子网掩码 要想理解什么是子网掩码，就不能不了解IP地址的构成。互联网是由许多小型网络构成的，每个网络上都有许多主机，这样便构成了一个有层次的结构。IP地址在设计时就考虑到地址分配的层次特点，将每个IP地址都分割成网络号和主机号两部分，以便于IP地址的寻址操作。 IP地址的网络号和主机号各是多少位呢？如果不指定，就不知道哪些位是网络号、哪些是主机号，这就需要通过子网掩码来实现。什么是子网掩码子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与IP地址相同，子网掩码的长度也是32位，左边是网络位，用二进制数字“1”表示；右边是主机位，用二进制数字“0”表示。假设IP地址为“192.168.1.1”子网掩码为“255.255.255.0”。其中，“1”有24个，代表与此相对应的IP地址左边24位是网络号；“0”有8个，代表与此相对应的IP地址右边8位是主机号。这样，子网掩码就确定了一个IP地址的32位二进制数字中哪些是网络号、哪些是主机号。这对于采用TCP/IP协议的网络来说非常重要，只有通过子网掩码，才能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系，使网络正常工作。 常用的子网掩码有数百种，这里只介绍最常用的两种子网掩码。
复杂网络结构对信息路由鲁棒性的影响
计算机科学与技术学院 毕业设计(论文) 论文题目复杂网络结构对信息路由鲁棒性的影响 指导教师职称讲师 学生姓名学号 专业班级 系主任院长 起止时间2013年10月11日至2014年5月23日 2014年5月23日
南华大学计算机科学与技术学院毕业设计（论文） 目录 摘要 (i) Abstract (iii) 第一章绪论 (1) 1.1 课题的研究背景和意义 (1) 1.2 复杂网络上信息路由的鲁棒性概述 (2) 1.3 课题的提出及主要工作 (4) 第二章复杂网络的拓扑结构参数 (6) 2.1图的基本概念 (6) 2.2网络的聚类系数 (7) 2.3网络的度分布 (9) 2.4实际中的网络拓扑 (11) 2.4.1 Internet (11) 2.4.2 www (12) 2.4.3 其他网络阅读概述 (13) 第三章复杂网络模型 (14) 3.1 随机网络 (14) 3.2 小世界网络 (17) 3.3 无标度网络 (19) 第四章三种复杂网络模型上的信息路由鲁棒性仿真分析 (21) 4.1 MATLAB软件简介 (21) 4.2基于最短路径路由的级联故障模型 (22) 4.3 随机网络的的信息路由鲁棒性仿真 (24) 4.4小世界网络的信息路由鲁棒性仿真 (26) 4.5无标度网络的信息路由鲁棒性仿真 (28) 4.6 三种网络模型上结果的对比分析 (30) 第五章总结 (31) 参考文献 (32) 谢辞 (34)
复杂网络结构对信息路由鲁棒性的影响 摘要：现在社会越来越依赖于许多大规模网络，如Internet、交通网、物流网等，在这些网络上输送或路由着与人类密切相关的的大量信息流。一个网络的路由鲁棒性的强弱无疑是人们比较关心的问题。研究已表明，网络结构对其上的动力学行为有着重要影响，因此，越来越多的研究者基于典型的复杂网络模型对信息路由的鲁棒性展开研究。 本文首先概述了复杂网络上信息路由的鲁棒性研究现状。其次介绍了复杂网络的基本理论，如拓扑结构参数和典型的网络模型。然后，基于三种典型的复杂网络模型，包括WS小世界网络、BA无标度网络和ER随机网络，利用matlab 仿真研究在最短路径路由策略下，网络由随机攻击和蓄意攻击而引发的级联故障行为，详细分析了网络结构对信息路由鲁棒性的影响。仿真结果表明，在随机攻击下，无标度网络的路由鲁棒性强于随机网络，在蓄意攻击下，则正好相反，而小世界网络的路由鲁棒性始终介于随机网络与无标度网络之间，且重连概率对小世界网络的路由鲁棒性产生了影响，本研究为当前网络拓扑和路由的优化和重新设计提供参考。 关键词：复杂网络;信息路由;鲁棒性;级联故障
网络基本概念..
第1章计算机网络基础 习题： ⒈什么是计算机网络？ 答：所谓计算机网络是指利用通讯手段，把地理上分散的、能够以相互共享资源（硬件、软件和数据等）的方式有机地连接起来的、而又各自具备独立功能的计算机系统的集合。 ⒉计算机网络有哪些基本功能？ 答：计算机网络具有下述功能： ⑴数据通信。网络中的计算机之间可以进行数据传输，这是网络最基本的功能。 ⑵资源共享。入网的用户可以共享网络中的数据、数据库、软件和硬件资源，这是网络的主要功能。 ⑶可提高系统的可靠性。用户可以借助硬件和软件的手段来保证系统的可靠性。 ⑷能进行分布处理。可以把工作分散到网络中的各个计算机上完成。 ⑸可以集中控制、管理和分配网络中的软件、硬件资源。 ⒊计算机网络由哪些部分组成？ 答：计算机网络都应包含三个主要组成部分：若干台主机（Host）、一个通讯子网和一系列的通信协议。 1.主机（Host）：用来向用户提供服务的各种计算机。 2.通讯子网：用于进行数据通信的通信链路和结点交换机。 3.通信协议：这是通信双方事先约定好的也是必须遵守的规则，这种约定保证了主机与主机、主机与通信子网以及通信子网中各节点之间的通信。 ⒋计算机网络体系结构是何含义？ 答：网络体系结构:是指用分层研究方法定义的网络各层的功能，各层协议和接口的集合。国际标准化组织ISO于1977年提出了一个试图使各种计算机在世界范围内互相连通的标准框架，即“开放系统互连参考模型”简称OSI/RM。OSI参考模型共分七层结构：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。 ⒌简述广域网和局域网的区别。 答：局域网在距离上一般被限制在一定规模的地理区域内（如一个实验室、一幢大楼、一个校园。主要特点可以归纳为：⑴地理范围(小)有限，参加组网的计算机通常处在1~ 2km 的范围内；⑵信道的带宽大，数据传输率高，一般为1~ 1000Mbps；⑶数据传输可靠，误码率低；⑷局域网大多采用总线型、星型及环型拓扑结构，结构简单，实现容易；⑸网络的控制一般趋向于分布式，从而减少了对某个节点的依赖性，避免一个节点故障对整个网络的影响；⑹通常网络归一个单一组织所拥有和使用，不受公共网络管理规定的约束，容易进行设备的更新和新技术的引用，不断增强网络功能。 广域网最根本的特点就是机器分布范围广，一般从数千米到数千千米，因此网络所涉及 的范围可以为市、省、国家，乃至世界范围，其中最著名的就是Internet。广域网常常借用传统的公共传输（电报、电话）网来实现。数据传输率较低，再加上传输距离远，因此错误率也比较高。网络的通信控制比较复杂，要求联到网上的用户必须严格遵守各种标准和规程。