软件网络的多粒度拓扑特性分析及其应

合集下载

计算机网络中的拓扑分析技术研究

计算机网络中的拓扑分析技术研究随着计算机网络规模的不断增长，网络拓扑结构变得愈加复杂。

了解网络的拓扑结构是网络设计、故障定位、性能优化、安全维护等方面的基础，因此拓扑分析技术的研究和应用越来越受到关注。

拓扑分析技术是指通过对网络拓扑结构的描述、分析和应用，实现网络性能优化、安全维护和管理的技术手段。

包括拓扑发现、布线规划、性能分析、错误定位、容错设计等技术。

下面将从几个方面具体分析拓扑分析技术的应用。

1、拓扑发现拓扑发现是网络拓扑分析的基础。

它是指通过网络扫描、交互查询、流量分析等手段，获取网络拓扑结构的过程。

网络拓扑发现技术是一个关键的工具，可用于自动发现拓扑结构中的故障和瓶颈，并为后续的故障诊断和网络规划提供支持。

拓扑发现的实现方式主要有两种，一种是基于SNMP（Simple Network Management Protocol）的方式，另一种是基于流量捕获的方式。

基于SNMP的方式采用探针技术对网络设备进行扫描，通过查询设备的MIB（Management Information Base）实现对网络拓扑的识别和构建；基于流量捕获的方式则是通过对网络数据包的捕获和分析，从而得到网络拓扑结构。

2、布线规划布线规划是指根据拓扑结构设计相应的物理布线。

网络布线质量的好坏对网络性能和稳定性影响十分重要。

布线规划的主要目的是为了减少网络故障的发生和维护成本的降低。

通过合理的布线规划，可以提高网络性能和可靠性。

布线规划的过程主要包括以下几个步骤：首先进行拓扑发现，在得到网络拓扑结构后，对应设备的位置、距离、速率等信息进行分析；然后进行布线方案的设计，根据网络规模、业务要求和网络设备的布局等因素确定相应的物理布线方案，例如采用星型、环形、树形等布线结构；最后进行实际施工和调试，测试布线情况，调整网络配置和布线方式，保证网络的稳定和可靠。

3、性能分析性能分析是指对网络的性能指标进行分析和评估，如延迟、吞吐量、丢包率、负载均衡等指标。

软件系统运维技术使用中的网络拓扑分析方法

软件系统运维技术使用中的网络拓扑分析方法网络拓扑分析是软件系统运维中至关重要的一环。

它能够帮助运维人员深入了解网络结构，有效解决网络故障，并提供更好的安全性和性能优化。

在软件系统运维过程中，网络拓扑分析方法帮助运维人员识别和理解网络拓扑结构，以及网络中不同设备之间的连接方式。

这些设备包括服务器、路由器、交换机、防火墙等。

通过了解网络拓扑，运维人员可以更好地管理和维护网络，确保网络正常运行。

首先，网络拓扑分析可以帮助运维人员发现网络中的问题。

拓扑分析可以显示网络各个节点之间的连接关系，帮助运维人员发现潜在的单点故障和瓶颈。

例如，当网络出现故障时，通过分析网络拓扑，可以快速定位故障点，并采取相应的措施修复故障。

此外，通过网络拓扑分析，还可以检测网络中的冗余连接，优化网络布局，提高网络的可靠性和冗余度。

其次，网络拓扑分析还能帮助运维人员识别安全风险。

通过分析拓扑结构，可以查看网络中不同设备的访问方式和权限控制，识别潜在的安全漏洞。

运维人员可以根据拓扑分析的结果，对网络设备进行合适的配置和优化，提升网络的安全性。

例如，可以针对网络中的关键设备和重要节点进行额外的安全措施，限制外部访问和加密数据传输，以防止未经授权的访问和数据泄露。

此外，网络拓扑分析还可以帮助运维人员优化网络性能。

通过分析网络拓扑，可以了解网络中各个节点之间的通信路径和传输延迟。

同时，还可以查看网络中的瓶颈和繁忙节点，对网络流量进行合理调度和负载均衡，提高网络的传输速度和响应时间。

通过网络拓扑分析，运维人员可以发现并解决潜在的性能问题，确保软件系统在高负载下的正常运行。

在进行网络拓扑分析时，有一些常用的方法和工具可供选择。

其中，图论是一种常用的网络拓扑分析方法，通过图的顶点和边表示网络中的节点和连接关系。

运维人员可以使用图论的相关算法，如最短路径算法、最小生成树算法等，对网络拓扑进行分析。

此外，还有一些专门用于网络管理和监控的工具可以帮助进行拓扑分析，比如SNMP（简单网络管理协议）、Nmap等。

网络拓扑设计与优化方法

网络拓扑设计与优化方法网络拓扑设计与优化方法是指在构建计算机网络的过程中，根据网络规模、需求和实际情况，选择合适的网络拓扑结构，并通过优化方法提升网络性能和可靠性的技术。

本文将介绍什么是网络拓扑，常见的网络拓扑结构，以及网络拓扑优化的方法。

一、网络拓扑的定义网络拓扑是指计算机网络中多个节点之间相互连接的方式和形式。

它是决定网络性能的重要因素之一。

一个良好的网络拓扑设计能够提供高效的数据传输、良好的网络延迟和可靠的网络连接。

二、常见的网络拓扑结构1. 星型拓扑星型拓扑是最常见的网络拓扑结构之一。

它由一个中心节点和其他节点直接连接至中心节点组成。

星型拓扑能够快速传输数据，但是中心节点故障会导致整个网络瘫痪。

2. 环状拓扑环状拓扑是由多个节点按环形连接的结构。

每个节点都与相邻两个节点相连。

环状拓扑结构简单，但是容易产生数据冲突和延迟。

3. 总线拓扑总线拓扑是通过一个总线连接多个节点的结构。

所有节点共享同一条总线，但是该结构在处理大量数据时性能较差。

4. 树状拓扑树状拓扑是通过将多个星型拓扑结构按层次连接形成的。

树状拓扑结构能够有效地管理大型网络，但是节点之间的通信路径较长。

三、网络拓扑优化方法1. 加权网络拓扑优化加权网络拓扑优化通过给网络中的每条连接分配不同的权重来实现。

较高的权重分配给重要的连接，从而提高它们的传输性能。

这种优化方法能够实现资源分配的合理化，提高网络的整体性能。

2. 双重星型拓扑优化双重星型拓扑优化是通过在星型结构中添加一组冗余节点来提高网络的可靠性。

当一个节点发生故障时，可以通过冗余节点进行数据传输，从而减少网络中断的风险。

3. 多路径网络拓扑优化多路径网络拓扑优化是通过在网络中增加多条路径来提高传输性能和可靠性。

当某条路径发生故障时，可以通过其他路径进行数据传输，避免网络中断。

多路径网络拓扑优化可以提高网络的冗余度和容错性。

4. 动态网络拓扑优化动态网络拓扑优化是根据实时的网络状况和负载情况调整网络拓扑结构。

通信网络中的网络拓扑分析与优化

通信网络中的网络拓扑分析与优化随着互联网的发展和扩展，通信网络的重要性变得越来越显著。

在通信网络中，网络拓扑结构是网络性能的核心因素之一。

网络拓扑分析与优化是指通过对网络拓扑结构的研究和优化，提高网络的性能，从而满足用户对网络的要求。

1. 通信网络中的拓扑结构在通信网络中，网络拓扑结构指的是网络中各个节点之间的物理连接结构。

一般而言，网络拓扑结构的种类也比较多，如总线、环形、树形、星形、网状等。

每种拓扑结构都有其特点和应用场景，不同的拓扑结构也会影响网络的性能。

在实际应用中，一般会使用混合拓扑来构建通信网络，从而达到更好的性能。

同时，拓扑结构也需要不断的优化升级，以适应不断变化的网络需求。

2. 网络拓扑分析在网络拓扑分析中，我们需要考虑不同拓扑结构的性能指标。

网络性能指标包括带宽、时延、丢包率等。

针对不同的应用场景，用户可能会更加关注某些特定的网络性能指标。

例如，在视频流媒体应用中，用户最关心的是带宽和时延；在在线游戏应用中，用户最关心的则是丢包率和时延。

此外，在进行网络拓扑分析的时候，还需要考虑网络中节点数量和节点分布等因素。

对于大规模通信网络而言，节点数量庞大，节点分布也不均匀。

这对网络的性能分析和优化提出了很大的挑战。

3. 网络拓扑优化网络拓扑优化主要目的是提高网络的性能，使得网络能够更好地满足用户的需求。

在网络拓扑优化中，我们可以采取多种手段。

例如，优化物理层连接结构，提高带宽和传输速率；优化路由算法，降低网络时延和丢包率等等。

同样，不同的应用场景对网络拓扑优化也有不同的要求。

例如，对于高速公路上的车载通信网，需要保证低时延和高可靠性；而对于移动互联网，需要保证高带宽和快速的移动切换等。

总之，在网络拓扑优化中，需要根据不同的应用场景和用户需求优化网络的各种参数，从而达到更优的网络性能。

4. 网络拓扑分析与优化的挑战网络拓扑分析与优化是一个复杂且系统性很强的工作。

首先，通信网络的复杂性要求我们使用新的数学模型和算法来分析和优化网络。

拓扑数据分析方法与应用

拓扑数据分析方法与应用拓扑数据分析方法与应用拓扑数据分析是一种用于研究数据集的方法，它基于拓扑学的原理和方法来分析数据的形状、结构和特征。

拓扑数据分析在多个领域中都有广泛的应用，包括社交网络分析、生物信息学、计算机视觉等。

本文将介绍拓扑数据分析的步骤和应用。

第一步：数据预处理拓扑数据分析的第一步是对原始数据进行预处理。

这包括数据清洗、去除噪声、归一化等操作，以确保数据的质量和一致性。

常用的预处理方法包括数据平滑、特征选择和数据变换等。

第二步：构建拓扑结构在预处理后的数据上，我们需要构建拓扑结构，以便后续的拓扑分析。

拓扑结构可以是网络、图或其他拓扑结构。

构建拓扑结构的方法包括邻接矩阵、关联矩阵、邻接表等。

第三步：计算拓扑特征在构建了拓扑结构后，我们可以使用各种拓扑特征来描述数据。

常用的拓扑特征包括连通性、环的数量、节点度分布、聚类系数等。

这些特征可以帮助我们理解数据的结构和特点，并用于后续分析和建模。

第四步：拓扑分析和建模在计算了拓扑特征后，我们可以进行拓扑分析和建模。

拓扑分析可以帮助我们发现数据中的模式、关联和异常。

常用的拓扑分析方法包括社区检测、路径分析、图匹配等。

拓扑建模可以用于预测和分类，常用的方法包括拓扑聚类、拓扑分类器等。

第五步：结果解释和应用最后，我们需要解释和应用拓扑分析的结果。

这包括对模式和关联的解释、对异常的解释和处理等。

拓扑分析的结果可以帮助我们理解数据的本质和规律，并用于决策和优化。

拓扑数据分析在各个领域中都有广泛的应用。

在社交网络分析中，拓扑数据分析可以用于发现社区、预测用户行为和推荐系统等。

在生物信息学中，拓扑数据分析可以用于研究蛋白质结构、基因调控网络等。

在计算机视觉中，拓扑数据分析可以用于图像分割、目标检测等。

总之，拓扑数据分析是一种强大的数据分析方法，可以帮助我们从拓扑的角度理解和分析数据。

通过合理的步骤和方法，我们可以充分利用拓扑数据分析来发现数据中的模式、关联和异常，并将其应用于决策和优化。

计算机网络拓扑与性能分析

计算机网络拓扑与性能分析计算机网络拓扑和性能分析是网络领域中重要的研究内容，它们对于网络的设计、优化和维护具有关键作用。

本文将从拓扑结构的定义和分类以及性能分析的方法和指标等方面进行探讨。

一、拓扑结构的定义和分类计算机网络拓扑结构指的是网络中各个节点之间的连接方式，常见的拓扑结构有星型、总线型、环型、树型和网状等。

1. 星型拓扑星型拓扑是指所有节点都与中心节点相连接，中心节点起到调度和传输数据的作用。

这种拓扑结构具有中心化的特点，有利于管理和维护，但也存在单点故障的风险。

2. 总线型拓扑总线型拓扑是指所有节点都连接到一个共享的传输介质上，节点之间通过总线进行通信。

总线型拓扑具有简单和灵活的特点，但当总线出现故障时，整个网络将不可用。

3. 环型拓扑环型拓扑是指所有节点按照环状连接，每个节点都与前后节点相连。

环型拓扑具有简单和容错性强的特点，但节点增多时，信号传输延迟会增加。

4. 树型拓扑树型拓扑是指将网络节点按照层次结构组织，形成一个树状的拓扑结构。

树型拓扑具有层次清晰和传输效率高的特点，但对网络规模有一定的限制。

5. 网状拓扑网状拓扑是指网络中的节点以任意方式相互连接，没有固定的层次结构。

网状拓扑具有灵活和冗余性强的特点，但复杂度高且管理和维护难度大。

二、性能分析的方法和指标计算机网络的性能分析是指通过一定的方法和指标来衡量和评估网络的性能表现，常见的性能分析方法和指标如下：1. 时延时延是指数据从发送端到接收端所需要的时间，包括发送时延、传播时延、排队时延和处理时延等。

时延对于网络应用的实时性和响应速度非常重要。

2. 带宽带宽是指网络传输的能力，也可以理解为网络的数据传输速率。

带宽越高，网络传输的速度越快，用户能够同时传输的数据量也越大。

3. 丢包率丢包率是指在网络传输过程中，丢失的数据包数量占总发送数据包数量的比例。

丢包率高会导致数据传输不完整，影响网络的可靠性和数据完整性。

4. 吞吐量吞吐量是指单位时间内网络传输的数据量，可以理解为网络的数据处理能力。

计算机网络的拓扑与性能分析

计算机网络的拓扑与性能分析计算机网络是现代社会中不可或缺的一部分，它使得信息的交流和传递变得更加高效和方便。

在构建和维护计算机网络的过程中，拓扑和性能分析是两个关键的方面。

本文将介绍计算机网络的拓扑结构以及常用的性能分析方法。

一、拓扑结构拓扑结构指的是计算机网络中节点之间连接的方式和形式。

常见的拓扑结构包括总线型、星形、环形、树形以及混合型等。

不同的拓扑结构对于网络的稳定性、可靠性和性能有着直接的影响。

1. 总线型拓扑总线型拓扑结构是一种将所有计算机连接到一根公共传输线上的结构。

这种结构下，所有计算机共享同一个传输介质，数据通过总线进行传输。

然而，总线型拓扑的缺点是当其中一台计算机故障或传输线受损时，整个网络都会受到影响。

2. 星形拓扑星形拓扑结构是将所有计算机连接到一个中心节点（通常是交换机或路由器）上的结构。

这种结构下，每个计算机与中心节点直接相连，数据从一个节点传输到另一个节点需要经过中心节点。

星形拓扑的优点是易于安装和管理，同时当某个节点故障时，其他节点不会受到太大影响。

3. 环形拓扑环形拓扑结构是将计算机连接成一个环状的结构。

每个计算机通过一根传输线连接到它的前后两个邻居节点。

数据在环上循环传输，直到到达目标节点。

环形拓扑的优点是每个节点的传输高度稳定，但是当出现链路故障时，整个网络的可用性会受到影响。

4. 树形拓扑树形拓扑结构是将网络组织成一个树状的结构。

树形拓扑有一个根节点，分支连接到其他节点，形成分层结构。

这种结构的优点是可以有效地管理和控制数据流，但是当根节点故障时，整个网络将无法正常工作。

进行拓扑选择时，需要综合考虑网络的规模、可靠性要求以及成本等因素，选择适合的拓扑结构。

二、性能分析性能分析是指通过分析网络在实际使用中的性能指标来评估和改善网络的性能。

常用的性能指标包括带宽、时延、吞吐量、丢包率等。

1. 带宽带宽是指网络传输速度的大小，通常以每秒传输的比特数为单位。

带宽的大小直接影响着网络传输的速度和效率。

计算机网络中的网络拓扑分析方法

计算机网络中的网络拓扑分析方法计算机网络是现代社会中必不可少的一部分，它连接了世界各地的计算机，促进了信息的传递和共享。

而网络拓扑则是计算机网络中一个重要的概念，它描述了网络中各个节点和连接之间的关系。

在网络设计、优化以及故障排除等方面，网络拓扑的分析是至关重要的。

本文将介绍计算机网络中的网络拓扑分析方法，以帮助读者更好地理解和应用网络拓扑。

一、基本概念网络拓扑是网络中节点和连接的布局方式，它描述了网络中各个节点之间的物理或逻辑关系。

常见的网络拓扑类型有星型、总线型、环型、树型、网状等，每种拓扑类型都有其优势和局限性。

网络拓扑的分析包括了拓扑结构的建模和拓扑分析的两个方面。

二、网络拓扑的建模在进行网络拓扑分析之前，首先需要对网络中的节点和连接进行建模。

建模的目的是将网络中复杂的结构抽象成易于理解和处理的形式。

常用的网络拓扑建模方法有以下几种：1. 矩阵法矩阵法是一种简洁而直观的网络拓扑建模方法。

通过构建一个邻接矩阵，可以清晰地表示出节点之间的连接关系。

矩阵中的每个元素代表了相应节点之间的连接状态，可以是有连接、无连接或者其他状态。

2. 图论法图论法是一种抽象化的网络拓扑建模方法，通过图来表示网络中的节点和连接。

在图中，节点用圆圈表示，连接用线段表示。

通过在图中添加节点和连接，可以清晰地表达出网络的拓扑结构。

3. 链表法链表法主要用于描述线性拓扑结构，例如总线型和环型拓扑。

通过将节点和连接按照顺序连接起来，可以形成一个链表。

链表的头表示网络的起点，链表的尾表示网络的终点。

三、网络拓扑的分析网络拓扑的分析是指对网络拓扑结构进行定性和定量的研究，以获得有关网络性能和可靠性的信息。

网络拓扑的分析结果可以用于网络设计、优化和故障排除等方面。

1. 性能分析性能分析是网络拓扑分析的一项重要内容，它研究网络中数据传输的效率和延迟等性能指标。

常见的性能指标包括带宽、吞吐量、时延和丢包率等。

通过性能分析，可以评估网络的负载能力、瓶颈位置和优化策略。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

第卷第期３２９年月２００９９
计算机学报ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲｏｌ．３２Ｎｏ．９Ｓｅｔ．２００９ｐ
软件网络的多粒度拓扑特性分析及其应用
犃狀犪犾狊犻狊狅狀狋犺犲犜狅狅犾狅犻犮犪犾犘狉狅犲狉狋犻犲狊狅犳犛狅犳狋狑犪狉犲犖犲狋狑狅狉犽犪狋狔狆犵狆犇犻犳犳犲狉犲狀狋犔犲狏犲犾狊狅犳犌狉犪狀狌犾犪狉犻狋犪狀犱犐狋狊犃犾犻犮犪狋犻狅狀狔狆狆
摘要，、、随着软件与网络的融合以网络为基础的软件系统在规模用户数量组成单元的交互关系方面都成数量成为一类重要的复杂系统超出了开发人员的理解和控制文中首先分析软件工程年来软件开发设级的增长，，．４０，，计方法学的变迁历程并给出软件网络的定性描述提出网络时代软件工程的新观点然后以开源系统为分．ｅＣｏｓ，，析载体从不同粒度上对网络模型进行拓扑特性分析结果表明该载体网络在不同粒度上具有自相似的结构特性．最后针对嵌入式系统的本质特性从节点异质性局部抱团性和多粒度的网络规模简约个方面进行实证分析用，、，３、，以指导嵌入式软件系统的可配置可裁剪目标从而达到资源的最小负载．关键词；；；；软件网络中心性社区结构拓扑势复杂网络中图法分类号Ｔ号：／Ｐ３１１犇犗犐１０．３７２４ＳＰ．Ｊ．１０１６．２００９．０１７１１
）），））１１２２ＨＡＮＹａｎＮｉＬＩＤｅＹｉＣＨＥＮＧｕｉＳｈｅｎｇ
，犃犫狊狋狉犪犮狋ＷｉｔｈｔｈｅｉｎｔｅｒａｔｉｏｎｏｆｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄＩｎｔｅｒｎｅｔｃｏｍｌｅｘｉｔｏｆｓｏｆｔｗａｒｅｓｓｔｅｍｓｂａｓｅｄｇｐｙｙｏｎｔｈｅＩｎｔｅｒｎｅｔｉｓａｎｅｖｅｒｒｅｓｅｎｔｂａｒｒｉｅｒｉｎｓｓｔｅｍｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔａｎｄｅｖｏｌｕｔｉｏｎ．Ｉｔｓｒｉｎｃｉａｌｍａｎｉｐｙｐｐｐｆｅｓｔａｔｉｏｎｉｓｔｈｅｍａｓｓｉｖｅａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｌｏｗｌｅｖｅｌｄｅｔａｉｌｓａｎｄｉｎｔｒｉｃａｔｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｓａｍｏｎｔｈｅｍｐｇｔｈａｔｕｉｃｋｌｅｘｃｅｅｄｓｈｕｍａｎｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎ．Ｔｈｉｓａｅｒｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅｕａｌｉｔａｔｉｖｅｄｅｓｃｒｉｔｉｏｎｏｆｑｙｇｐｐｐｑｐ，ｔｈｅｎｉｖｅｓａｎａｌｓｉｓｏｆｔｈｅｃｈａｎｅｈｉｓｔｏｒｏｆｓｏｆｔｗａｒｅｎｅｔｗｏｒｋｉｎｔｈｅｃｏｎｔｅｘｔｏｆｃｏｍｌｅｘｎｅｔｗｏｒｋｐｇｙｇｙｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｏｌｏａｎｄｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｎｅｗｅｒｓｅｃｔｉｖｅｏｆｓｏｆｔｗａｒｅｅｎｉｎｅｅｒｉｎｉｎｐｇｙｐｐｇｇ，ｎｅｔｗｏｒｋａｅ．ＴｏｖａｌｉｄａｔｅｔｈｉｓｉｄｅａｔｈｅａｕｔｈｏｒｓｓｔｕｄｔｈｅｅＣｏｓｏｅｎｓｏｕｒｃｅｓｓｔｅｍａｎｄａｎａｌｚｅｇｙｐｙｙｔｈｅｉｒｎｅｔｗｏｒｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｖｅｌｓｏｆｒａｎｕｌａｒｉｔ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｅｘｈｉｂｉｔｔｈｅｇｙｙ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｅｌｆｓｉｍｉｌａｒｉｔａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｖｅｌｓ．Ｆｉｎａｌｌｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅｅｓｙｙ，，ｓｅｎｃｅｏｆｅｍｂｅｄｄｅｄｓｓｔｅｍｔｈｅｈｅｔｅｒｏｅｎｅｉｔｏｆｎｏｄｅｓｃｏｍｍｕｎｉｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｎｅｔｗｏｒｋｒｅｄｕｃｇｙｙｙｔｉｏｎａｒｅｔｅｓｔｅｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒａｎｕｌａｒｉｔ．Ｔｈｅｓｅｒｅｓｕｌｔｓｈａｖｅｓｏｍｅｒａｃｔｉｃａｌｖａｌｕｅｉｎｃｌｕｄｉｎｔｈａｔｉｔｇｙｐｇ，ａｌｌｏｗｓｕｓｔｏｉｄｅｎｔｉｆｉｍｏｒｔａｎｔｃｏｍｏｎｅｎｔｓｉｎｓｔｒｕｃｔｓｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｃｏｎｆｉｕｒａｔｉｏｎａｎｄｃｕｔｏｆｆｗｉｔｈｙｐｐｇ，ｔｈｅｒｅｂａｓｓｉｓｔｓｔｈｅｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅａｎｄｒｅｕｓａｂｉｌｉｔｏｆｔｈｅｅｍｂｅｄｄｅｄｓｓｔｅｍｓ．ｌｅｓｓｌｏａｄｃｏｓｔｙｙｙ；；；；犓犲狑狅狉犱狊ｓｏｆｔｗａｒｅｎｅｔｗｏｒｋｃｅｎｔｒａｌｉｔｃｏｍｍｕｎｉｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｔｏｏｌｏｏｔｅｎｔｉａｌｃｏｍｌｅｘｙｙｐｇｙｐｐ狔ｎｅｔｗｏｒｋ
）１
韩言妮李德毅陈桂生北京航空航天大学软件开发环境国家重点实验室北京（）１００１９１
）１），）１２）２
）２中国电子工程系统研究所北京（）１００１４１
：；： “ ” （）、收稿日期最终修改稿收到日期本课题得到国家九七三重点基础研究发展规划项目基金２００９０４１９２００９０７２６．２００７ＣＢ３１０８００国家自然科学基金资助女年生博士研究生主要研究方向为复杂网络软件工程韩言妮（），，，，、：６０４９６３２３．１９８１．Ｅｍａｉｌｈｎｎｌｓｄｅ．ｂｕａａ．＠ｙ男年生博士生导师中国工程院院士主要研究领域为复杂网络数据挖掘人工智能男年博士，，，，，、、，，，，李德毅陈桂生ｅｄｕ．ｃｎ．１９４４．１９６５研究员主要研究领域为复杂网络人工智能，、．
１７１２
计算机学报
年２００９
，统的内部结构并不是随机无序的都表现出复杂系［］７８小世界和无标度特性，到目前统非常明显的 “ ” “ ” 引言１，软件系统的拓扑结构分析方面取得了较好的为止究进展在人类五千年的文明中多年前计算机的发研但在试验结果的基础上对软件系统内部，，６０．计算机科学从电子大多，明对人类社会的影响是显著的结构的复杂特性进行深层的解释却存在挑战．学中脱颖而出紧接着是软件工程从计算机体系结数研究者猜测各类现象可能与软件开发过程中的一，构中脱颖而出为克服以手工作坊方式为主的软件些规则和决策有关例如认为软件结构中存，．Ｍｅｒｓｙ，年在原西德召开的北大在节点是由于软件开发鼓励重生产引发的软件危机一些入度大的１９６８ｈｕｂ［］４（），西洋公约组织会议上人们第一次提出了用导致的，而则认为节点与软件开ＮＡＴＯＶａｌｖｅｒｄｅｈｕｂ［］１（、 “ 、软件工程的概念．软件脱离硬件作为一个独立产发过程降低开发成本的目标分布式开发高内聚［］９，、、 ” ），业必然要关注软件的开发效率大规模定制大批低耦合特性和鼓励重用等存在着关联．因此到，，量生产和自动化检验目前为止研究者依据软件工程领域的知识完整系．软件工程领域中经过多年的工程实践人们已统地对软件系统内部的复杂特性给出令人满意的解，，软件工程进行结构释是一项有待于进一步深入研究的工作本文选经意识到软件结构的重要地位，，．择分析研究的根本目的就是为工程实践人员开发高质Ｒ公司开发的具有高度模块化和内核可配置ｅｄＨａｔ，然而随着软件系统规模和复杂特为载体进行拓扑特性及深层挖掘分析量的软件提供指导性的．ｅＣｏｓ，，程度的改变大量堆积的底层元素和它们之间错综发现其内部结构的共性特征和形成机制为灵活地，复杂的交互关系已逐渐超出了软件开发人员的理配置裁剪提供指导．，，致使系统难以理解和维护软件开发经常处本文第节分析网络时代下软件形态和开发方解能力２，，软件系统中一个极小的错误都可能带法对软件网络进行严格定义并提出网络时于失控状态的改变［］２３， “ ”．，；甚至引发雪崩效应同时由代第节在不同粒度上抽象出来灾难性的后果软件工程的新观点３，，传统的软件开发人员很少从整ｅ的网络模型从全局和连接特性两个方面进行于缺乏相应的方法Ｃｏｓ，统，并阐述不同指标在系统中的具体含体和全局的观点来审视软件的结构及其演化规律计分析ｅＣｏｓ导致对软件结构的本质缺乏清晰的认知软件的动义第节在统计分析基础上从节点异质性局部，；，、４［］４５在这种情况下我们需抱个方面对该载体态演化和质量难以保证．团性和多粒度的网络规模简约，３复杂网络的研网第节进行总结，；要转变视角来应对我们遇到的问题络进行实证分析与结果验证５．究成果为探索大规模软件系统的结构特性提供了有与传统软件方法中只侧重微观层面的设２，力的支持网络时代的软件工程观计不同复杂网络从整体上把握系统关注内部属性，，回顾软件工程的发展过程虽然尚未彻底解决，与外部整体特性之间的映射关系和系统整体涌现出［］６为控制软件复杂性与保证软件质量提 “ 软件危机的问题但也极大地推动了软件开发的， ” ，的新特性，供了强有力的工具工程化以及软件产业的迅速发展通常人们把软．．自年开始不同领域的研究者对各类软件件概括为从面向过程面向对，，、工程走过的道路２００２，、、，系统进行研究将软件系统看作是不同软件单元的象面向构件直到面向网络服务个阶段如图４１、、，自组织可伸缩动态演化的复杂系统发现软件系所示．