复杂动态网络同步控制及其在信息物理系统中的应用

合集下载

复杂网络的演化动力学及网络上的动力学过程研究

复杂网络演化动力学
复杂网络演化动力学
复杂网络的演化是一个包含多种相互作用和动态过程的系统工程。在网络演化的过程中，节点和边的动态变化会导致网络结构和功能的改变。典型的网络演化动力学包括自组织、相变和混沌等现象。
复杂网络演化动力学
自组织是指网络在演化过程中，通过局部相互作用和自适应机制，形成具有特定结构和功能整体的过程。在复杂网络中，自组织往往导致网络出现层次结构和模块化等特征。相变则是指网络在演化过程中，由于外部环境变化或内部相互作用改变，网络结构和功能突然发生剧变的现象。而混沌则是指网络演化过程中的不可预测性和敏感依赖性。
内容摘要
复杂网络，由许多节点和连接这些节点的边构成，在各种科学领域中都有广泛的应用。从生物学中的神经网络到社交网络，从互联网到电力网络，复杂网络的身影无处不在。而在这些网络中，各种动力学过程也在悄然进行。本次演示将探讨几种复杂网络上的动力学过程的研究进展。
一、传播动力学
一、传播动力学
在复杂网络中，信息的传播是一个重要的动力学过程。从疾病病毒的传播到谣言的扩散，从知识的学习到观点的形成，信息的传播都是在网络中进行的。研究这种传播过程，需要对网络的拓扑结构和传播机制有深入的理解。一种常用的方法是使用传染病模型，如 SIR模型，通过模拟疾病在人群中的传播，来预测和控制疾病的扩散。
未来研究方向
此外，随着大数据和计算能力的不断提升，未来的研究也可以更加深入地探讨复杂网络结构和动态演化过程对合作演化和博弈动力学的影响。
结论
结论
复杂网络上的合作演化和博弈动力学研究在理解自然、社会和技术系统中的合作行为方面具有重要的理论和实践价值。本次演示介绍了该领域的研究现状、主要方法、实验结果以及未来研究方向。通过深入探讨复杂网络背景下的合作演化和博弈动力学问题，我们可以更好地理解系统中各要素之间的相互作用和演化过程，并为解决现实问题提供有益的启示。

网络安全等级保护2.0基础知识培训

云安全问题
身份与访问管理：缺乏统一、集中、标准的访问控制数据集中控制：系统、租户的数据安全防护难度加大云与虚拟化：攻击从终端转向云端，安全边界趋于模糊自动化安全管理：安全自动化管理要求更高、防护盲点数据泄漏威胁：数据集中、共享与多样化加大了泄漏风险安全监管合规：国家标准、行业规范、监管要求
云安全新需求
确定定级对象：
具有唯一确定的安全责任单位；满足信息系统的基本要素；承载相对独立的业务应用
安全保护等级定级参考
1）一级，小型私营、个体企业、中小学，乡镇所属信息系统，县级单位一般的信息系统2）二级，县级某些单位重要信息系统；地市级以上国家机关、企事业单位内部一般信息系统（例如非涉及工作、商业秘密，敏感信息的办公系统和管理系统）3）三级，地市级以上国家机关、企事业单位内部重要信息系统（例如涉及工作、商业秘密，敏感信息的办公系统和管理系统）。跨省或全国联网运行的用于生产、调度、管理、控制等方面的重要系统及在省、地市的分支系统；中央各部委、省（区、市）门户网站和重要网站4）四级，国家重要领域、重要部门中的特别重要系统以及核心系统，电力、电信、广电、税务等5）五级，国家重要领域、重要部门中的极端重要系统
VPN
IDS
流量控制
防火墙
桌面APT防御
堡垒机
运营合规咨询服务
软件服务合规咨询
云计算架构
虚拟安全接入
SOC安全平台
智能分析中心
流量审计平台
用户行为分析
面向云服务架构提供全方位、可靠云安全防护体系
云计算安全体系
APT安全
威胁态势感知 — 大数据与人工智能分析平台
国家高度重视信息安全问题政策密集出台
等级保护的主要工作流程
自主定级和审批

当前复杂系统研究的几个方向

当前复杂系统研究的几个方向中科大复杂性研究小组摘要：复杂系统与复杂性科学，被誉为二十一世纪的科学，是吸引跨学科广泛注意的新型交叉科学。

特别地，最近复杂网络的快速发展，掀起了复杂性科学研究新一轮的高潮。

复杂网络作为复杂系统各组元相互作用的最简单的抽象，对网络结构的研究，有望为理解复杂系统组织演化和功能形成的基本机制提供帮助。

本文以复杂网络为重点，概述了近期相关研究的前沿重点，另外，也介绍了最近复杂系统研究的一些新方向，包括人类动力学和信息物理学。

关键词：复杂系统、复杂性科学、复杂网络、人类动力学、信息物理学中图分类号：N94文献标识码：A0.引言复杂性科学，复杂系统的模型与行为，复杂网络的结构、功能和动力学的研究是从上一世纪末以来所出现的科学研究的新热点。

特别是复杂网络，吸引了国内外越来越多的科学工作者的注意[1]。

这里的研究方法是把各种各样复杂系统简化为节点以及连接节点的边的集合。

节点代表系统的基本单元，边代表各个单元之间的相互作用。

每个节点和每条边的性质都可以加上称为“权重”和“强度”的更多的描述。

对于复杂系统，这是一种合适的、抓住本质的抽象，因此已经取得了许多瞩目的成就。

复杂网络研究的起源可以追溯到数学中的随机图论，而由于物理学家的介入，基于数十年来现代统计物理方法、非线性动力学和复杂性科学所取得的重要新进展，对于复杂网络的研究近年来有重大突破，取得丰硕成果，并广泛应用于可把研究对象看作网络的各个科学技术领域，例如道路交通运输网、航空线网、电力网、互联网、万维网、神经网络、生物中的蛋白－蛋白相互作用网和基因调控网络、各种通讯网络、各种社会网络、科学家合作网、科学期刊引文网，……等等。

通过最近几年来对于各种不同复杂网络的结构、功能和动力学的研究，人们已经对于广泛的复杂系统的行为和基本规律获得前所未有的理解，并在实际的工业技术层面上付诸应用[2-8]。

毋庸讳言，人类对于复杂系统的认识和理解还只是万里长征刚刚走出第一步。

路由器的主要功能

路由器的主要功能：所谓“路由”,是指把数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作,而路由器,正是执行这种行为动作的机器,它的英文名称为Router,是一种连接多个网络或网段的网络设备,它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”,以使它们能够相互“读懂”对方的数据,从而构成一个更大的网络;简单的讲,路由器主要有以下几种功能：第一,网络互连,路由器支持各种局域网和广域网接口,主要用于互连局域网和广域网,实现不同网络互相通信；第二,数据处理,提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能；第三,网络管理,路由器提供包括配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能;为了完成“路由”的工作,在路由器中保存着各种传输路径的相关数据－－路由表Routing Table,供路由选择时使用;路由表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容;路由表可以是由系统管理员固定设置好的,也可以由系统动态修改,可以由路由器自动调整,也可以由主机控制;在路由器中涉及到两个有关地址的名字概念,那就是：静态路由表和动态路由表;由系统管理员事先设置好固定的路由表称之为静态static路由表,一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的,它不会随未来网络结构的改变而改变;动态Dynamic路由表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路由表;路由器根据路由选择协议Routing Protocol提供的功能,自动学习和记忆网络运行情况,在需要时自动计算数据传输的最佳路径;Osi模型个层功能OSI七层模型介绍OSI是一个开放性的通行系统互连参考模型,他是一个定义的非常好的协议规范;OSI模型有7层结构,每层都可以有几个子层;下面我简单的介绍一下这7层及其功能;OSI的7层从上到下分别是7 应用层6 表示层5 会话层4 传输层3 网络层2 数据链路层1 物理层其中高层,既7、6、5、4层定义了应用程序的功能,下面3层,既3、2、1层主要面向通过网络的端到端的数据流;下面我给大家介绍一下这7层的功能：1应用层：与其他计算机进行通讯的一个应用,它是对应应用程序的通信服务的;例如,一个没有通信功能的字处理程序就不能执行通信的代码,从事字处理工作的程序员也不关心OSI的第7层;但是,如果添加了一个传输文件的选项,那么字处理器的程序员就需要实现OSI的第7层;示例：telnet,HTTP,FTP,,NFS,SMTP等;2表示层：这一层的主要功能是定义数据格式及加密;例如,FTP允许你选择以二进制或ASII格式传输;如果选择二进制,那么发送方和接收方不改变文件的内容;如果选择ASII格式,发送方将把文本从发送方的字符集转换成标准的ASII后发送数据;在接收方将标准的ASII转换成接收方计算机的字符集;示例：加密,ASII等;3会话层：他定义了如何开始、控制和结束一个会话,包括对多个双向小时的控制和管理,以便在只完成连续消息的一部分时可以通知应用,从而使表示层看到的数据是连续的,在某些情况下,如果表示层收到了所有的数据,则用数据代表表示层;示例：RPC,SQL等;4传输层：这层的功能包括是否选择差错恢复协议还是无差错恢复协议,及在同一主机上对不同应用的数据流的输入进行复用,还包括对收到的顺序不对的数据包的重新排序功能;示例：TCP,UDP,SPX;5网络层：这层对端到端的包传输进行定义,他定义了能够标识所有结点的逻辑地址,还定义了路由实现的方式和学习的方式;为了适应最大传输单元长度小于包长度的传输介质,网络层还定义了如何将一个包分解成更小的包的分段方法;示例：IP,IPX等;6数据链路层：他定义了在单个链路上如何传输数据;这些协议与被讨论的歌种介质有关;示例：ATM,FDDI等;7物理层：OSI的物理层规范是有关传输介质的特性标准,这些规范通常也参考了其他组织制定的标准;连接头、针、针的使用、电流、电流、编码及光调制等都属于各种物理层规范中的内容;物理层常用多个规范完成对所有细节的定义;示例：Rj45,等;OSI分层的优点：1人们可以很容易的讨论和学习协议的规范细节;2层间的标准接口方便了工程模块化; 3创建了一个更好的互连环境;4降低了复杂度,使程序更容易修改,产品开发的速度更快;5每层利用紧邻的下层服务,更容易记住个层的功能;大多数的计算机网络都采用层次式结构,即将一个计算机网络分为若干层次,处在高层次的系统仅是利用较低层次的系统提供的接口和功能,不需了解低层实现该功能所采用的算法和协议；较低层次也仅是使用从高层系统传送来的参数,这就是层次间的无关性;因为有了这种无关性,层次间的每个模块可以用一个新的模块取代,只要新的模块与旧的模块具有相同的功能和接口,即使它们使用的算法和协议都不一样;网络中的计算机与终端间要想正确的传送信息和数据,必须在数据传输的顺序、数据的格式及内容等方面有一个约定或规则,这种约定或规则称做协议;网络协议主要有三个组成部分：1、语义：是对协议元素的含义进行解释,不同类型的协议元素所规定的语义是不同的;例如需要发出何种控制信息、完成何种动作及得到的响应等;2、语法：将若干个协议元素和数据组合在一起用来表达一个完整的内容所应遵循的格式,也就是对信息的数据结构做一种规定;例如用户数据与控制信息的结构与格式等;3、时序：对事件实现顺序的详细说明;例如在双方进行通信时,发送点发出一个数据报文,如果目标点正确收到,则回答源点接收正确；若接收到错误的信息,则要求源点重发一次;70年代以来,国外一些主要计算机生产厂家先后推出了各自的网络体系结构,但它们都属于专用的;为使不同计算机厂家的计算机能够互相通信,以便在更大的范围内建立计算机网络,有必要建立一个国际范围的网络体系结构标准;国际标准化组织ISO 于1981年正式推荐了一个网络系统结构----七层参考模型,叫做开放系统互连模型Open System Interconnection,OSI;由于这个标准模型的建立,使得各种计算机网络向它靠拢, 大大推动了网络通信的发展;OSI 参考模型将整个网络通信的功能划分为七个层次,见图1;它们由低到高分别是物理层PH、链路层DL、网络层N、传输层T、会议层S、表示层P、应用层A;每层完成一定的功能,每层都直接为其上层提供服务,并且所有层次都互相支持;第四层到第七层主要负责互操作性,而一层到三层则用于创造两个网络设备间的物理连接.1.物理层物理层是OSI的第一层,它虽然处于最底层,却是整个开放系统的基础;物理层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备,为数据传输提供可靠的环境;媒体和互连设备物理层的媒体包括架空明线、平衡电缆、光纤、无线信道等;通信用的互连设备指DTE和DCE间的互连设备;DTE 既数据终端设备,又称物理设备,如计算机、终端等都包括在内;而DCE则是数据通信设备或电路连接设备,如调制解调器等;数据传输通常是经过DTE——DCE,再经过DCE——DTE的路径;互连设备指将DTE、DCE连接起来的装置,如各种插头、插座;LAN中的各种粗、细同轴电缆、T型接、插头,接收器,发送器,中继器等都属物理层的媒体和连接器;物理层的主要功能物理层的一些重要标准物理层的一些标准和协议早在OSI/TC97/C16 分技术委员会成立之前就已制定并在应用了,OSI也制定了一些标准并采用了一些已有的成果.下面将一些重要的标准列出,以便读者查阅.ISO2110:称为"数据通信----25芯DTE/DCE接口连接器和插针分配".它与EIA美国电子工业协会的"RS-232-C"基本兼容;ISO2593:称为"数据通信----34芯DTE/DCE----接口连接器和插针分配";ISO4092:称为"数据通信----37芯DTE/DEC----接口连接器和插针分配".与EIARS-449兼容;CCITT :称为"数据终端设备DTE和数据电路终接设备之间的接口电路定义表".其功能与EIARS-232-C及RS-449兼容于100序列线上.2.数据链路层数据链路可以粗略地理解为数据通道;物理层要为终端设备间的数据通信提供传输媒体及其连接.媒体是长期的,连接是有生存期的.在连接生存期内,收发两端可以进行不等的一次或多次数据通信.每次通信都要经过建立通信联络和拆除通信联络两过程.这种建立起来的数据收发关系就叫作数据链路.而在物理媒体上传输的数据难免受到各种不可靠因素的影响而产生差错,为了弥补物理层上的不足,为上层提供无差错的数据传输,就要能对数据进行检错和纠错.数据链路的建立,拆除,对数据的检错,纠错是数据链路层的基本任务;链路层的主要功能链路层是为网络层提供数据传送服务的,这种服务要依靠本层具备的功能来实现;链路层应具备如下功能:数据链路层的主要协议数据链路层协议是为发对等实体间保持一致而制定的,也为了顺利完成对网络层的服务;主要协议如下：数据通信系统的基本型控制规程".这是一种面向字符的标准,利用10个控制字符完成链路的建立,拆除及数据交换.对帧的收发情况及差错恢复也是靠这些字符来完成.ISO1155, ISO1177, ISO2626, ISO2629等标准的配合使用可形成多种链路控制和数据传输方式.称为"HDLC 帧结构".ISO4335--1984:称为"HDLC 规程要素".ISO7809--1984:称为"HDLC 规程类型汇编".这3个标准都是为面向比特的数据传输控制而制定的.有人习惯上把这3个标准组合称为高级链路控制规程.称为"DTE数据链路层规程".与CCITT "平衡型链路访问规程"相兼容.链路层产品独立的链路产品中最常见的当属网卡,网桥也是链路产品;MODEM的某些功能有人认为属于链路层,对些还有争议.数据链路层将本质上不可靠的传输媒体变成可靠的传输通路提供给网络层;在情况下,数据链路层分成了两个子层,一个是逻辑链路控制,另一个是媒体访问控制;下图所示为体系结构;AUI=连接单元接口PMA=物理媒体连接MAU=媒体连接单元PLS=物理信令MDI=媒体相关接口3.网络层网络层的产生也是网络发展的结果.在联机系统和线路交换的环境中,网络层的功能没有太大意义.当数据终端增多时.它们之间有中继设备相连.此时会出现一台终端要求不只是与唯一的一台而是能和多台终端通信的情况,这就是产生了把任意两台数据终端设备的数据链接起来的问题,也就是路由或者叫寻径.另外,当一条物理信道建立之后,被一对用户使用,往往有许多空闲时间被浪费掉.人们自然会希望让多对用户共用一条链路,为解决这一问题就出现了逻辑信道技术和虚拟电路技术.网络层主要功能网络层为建立网络连接和为上层提供服务,应具备以下主要功能：网络层标准简介网络层的一些主要标准如下：:称为"DTE用的分组级协议":称为"CO 网络服务定义"面向连接:称为"CL 网络服务定义"面向无连接:称为"CL 网络协议":称为"网络层寻址"除上述标准外,还有许多标准;这些标准都只是解决网络层的部分功能,所以往往需要在网络层中同时使用几个标准才能完成整个网络层的功能.由于面对的网络不同,网络层将会采用不同的标准组合.在具有开放特性的网络中的数据终端设备,都要配置网络层的功能.现在市场上销售的网络硬设备主要有网关和路由器.4.传输层传输层是两台计算机经过网络进行数据通信时,第一个端到端的层次,具有缓冲作用;当网络层服务质量不能满足要求时,它将服务加以提高,以满足高层的要求；当网络层服务质量较好时,它只用很少的工作;传输层还可进行复用,即在一个网络连接上创建多个逻辑连接; 传输层也称为运输层.传输层只存在于端开放系统中,是介于低3层通信子网系统和高3层之间的一层,但是很重要的一层.因为它是源端到目的端对数据传送进行控制从低到高的最后一层.有一个既存事实,即世界上各种通信子网在性能上存在着很大差异.例如电话交换网,分组交换网,公用数据交换网,局域网等通信子网都可互连,但它们提供的吞吐量,传输速率,数据延迟通信费用各不相同.对于会话层来说,却要求有一性能恒定的界面.传输层就承担了这一功能.它采用分流/合流,复用/介复用技术来调节上述通信子网的差异,使会话层感受不到.此外传输层还要具备差错恢复,流量控制等功能,以此对会话层屏蔽通信子网在这些方面的细节与差异.传输层面对的数据对象已不是网络地址和主机地址,而是和会话层的界面端口.上述功能的最终目的是为会话提供可靠的,无误的数据传输.传输层的服务一般要经历传输连接建立阶段,数据传送阶段,传输连接释放阶段3个阶段才算完成一个完整的服务过程.而在数据传送阶段又分为一般数据传送和加速数据传送两种;传输层服务分成5种类型.基本可以满足对传送质量,传送速度,传送费用的各种不同需要.传输层的协议标准有以下几种：ISO8072:称为"面向连接的传输服务定义"ISO8072:称为"面向连接的传输协议规范"5.会话层会话层提供的服务可使应用建立和维持会话,并能使会话获得同步;会话层使用校验点可使通信会话在通信失效时从校验点继续恢复通信;这种能力对于传送大的文件极为重要;会话层,表示层,应用层构成开放系统的高3层,面对应用进程提供分布处理,对话管理,信息表示,恢复最后的差错等.会话层同样要担负应用进程服务要求,而运输层不能完成的那部分工作,给运输层功能差距以弥补.主要的功能是对话管理,数据流同步和重新同步;要完成这些功能,需要由大量的服务单元功能组合,已经制定的功能单元已有几十种.现将会话层主要功能介绍如下.为会话实体间建立连接;为给两个对等会话服务用户建立一个会话连接,应该做如下几项工作：数据传输阶段这个阶段是在两个会话用户之间实现有组织的,同步的数据传输.用户数据单元为SSDU,而协议数据单元为SPDU.会话用户之间的数据传送过程是将SSDU转变成SPDU进行的.连接释放连接释放是通过"有序释放","废弃","有限量透明用户数据传送"等功能单元来释放会话连接的.会话层标准为了使会话连接建立阶段能进行功能协商,也为了便于其它国际标准参考和引用,定义了12种功能单元.各个系统可根据自身情况和需要,以核心功能服务单元为基础,选配其他功能单元组成合理的会话服务子集.会话层的主要标准有"DIS8236:会话服务定义"和"DIS8237:会话协议规范".6.表示层表示层的作用之一是为异种机通信提供一种公共语言,以便能进行互操作;这种类型的服务之所以需要,是因为不同的计算机体系结构使用的数据表示法不同;例如,IBM主机使用EBCDIC编码,而大部分PC机使用的是ASCII码;在这种情况下,便需要会话层来完成这种转换;通过前面的介绍,我们可以看出,会话层以下5层完成了端到端的数据传送,并且是可靠,无差错的传送.但是数据传送只是手段而不是目的,最终是要实现对数据的使用.由于各种系统对数据的定义并不完全相同,最易明白的例子是键盘,其上的某些键的含义在许多系统中都有差异.这自然给利用其它系统的数据造成了障碍.表示层和应用层就担负了消除这种障碍的任务.对于用户数据来说,可以从两个侧面来分析,一个是数据含义被称为语义,另一个是数据的表示形式,称做语法.像文字,图形,声音,文种,压缩,加密等都属于语法范畴.表示层设计了3类15种功能单位,其中上下文管理功能单位就是沟通用户间的数据编码规则,以便双方有一致的数据形式,能够互相认识.ISO表示层为服务,协议,文本通信符制定了DP8822,DP8823,DIS6937/2等一系列标准.7.应用层应用层向应用程序提供服务,这些服务按其向应用程序提供的特性分成组,并称为服务元素;有些可为多种应用程序共同使用,有些则为较少的一类应用程序使用;应用层是开放系统的最高层,是直接为应用进程提供服务的;其作用是在实现多个系统应用进程相互通信的同时,完成一系列业务处理所需的服务.其服务元素分为两类:公共应用服务元素CASE和特定应用服务元素提供最基本的服务,它成为应用层中任何用户和任何服务元素的用户,主要为应用进程通信,分布系统实现提供基本的控制机制.特定服务SASE则要满足一些特定服务,如文卷传送,访问管理,作业传送,银行事务,订单输入等.这些将涉及到虚拟终端,作业传送与操作,文卷传送及访问管理,远程数据库访问,图形核心系统,开放系统互连管理等等.应用层的标准有DP8649"公共应用服务元素",DP8650"公共应用服务元素用协议",文件传送,访问和管理服务及协议.讨论：OSI七层模型是一个理论模型,实际应用则千变万化,因此更多把它作为分析、评判各种网络技术的依据；对大多数应用来说,只将它的协议族即协议堆栈与七层模型作大致的对应,看看实际用到的特定协议是属于七层中某个子层,还是包括了上下多层的功能;这样分层的好处有：1.使人们容易探讨和理解协议的许多细节;2.在各层间标准化接口,允许不同的产品只提供各层功能的一部分,如路由器在一到三层,或者只提供协议功能的一部分;如Win95中的Microsoft TCP/IP3. 创建更好集成的环境;4. 减少复杂性,允许更容易编程改变或快速评估;5. 用各层的headers和trailers排错;6.较低的层为较高的层提供服务;7. 把复杂的网络划分成为更容易管理的层;交换机和集线器的区别从OSI体系结构来看,集线器属于OSI的第一层物理层设备,而交换机属于OSI的第二层数据链路层设备;这就意味着集线器只是对数据的传输起到同步、放大和整形的作用,对数据传输中的短帧、碎片等无法有效处理,不能保证数据传输的完整性和正确性；而交换机不但可以对数据的传输做到同步、放大和整形,而且可以过滤短帧、碎片等;从工作方式来看,集线器是一种广播模式,也就是说集线器的某个端口工作的时候其他所有端口都有名收听到信息,容易产生广播风暴;当网络较大的时候网络性能会受到很大的影响,那么用什么方法避免这种现象的发生呢交换机就能够起到这种作用,当交换相工作的时候只有发出请求的端口和目的端口之间相互响应而不影响其他端口,那么交换机就能够隔离冲突域和有效地抑制广播风暴的产生;从带宽来看,集线器不管有多少个端口,所有端口都共享一条带宽,在同一时刻只能有两个端口传送数据,其他端口只能等待；同时集线器只能工作在半双工模式下;而对于交换机而言,每个端口都有一条独占的带宽,当两个端口工作时并不影响其他端口的工作,同时交换机不但可以工作在半双工模式下也可以工作在全双工模式下;交换机的主要功能交换机英文:Switch,意为“开关”是一种用于电信号转发的网络设备;它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路;最常见的交换机是以太网交换机;其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等;交换switching是按照通信两端传输信息的需要,用人工或设备自动完成的方法,把要传输的信息送到符合要求的相应上的技术的统称;广义的交换机switch就是一种在通信系统中完成功能的设备;在1系统中,交换概念的提出改进了共享工作模式;我们以前介绍过的HUB就是一种共享设备,HUB本身不能识别目的,当同一内的A主机给B主机传输数据时,在以HUB为架构的网络上是以广播方式传输的,由每一台终端通过验证数据的地址信息来确定是否接收;也就是说,在这种工作方式下,同一时刻网络上只能传输一组的通讯,如果发生碰撞还得重试;这种方式就是共享;工作在数据链路层;交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵;交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上,控制电路收到数据包以后,处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC网卡的硬件地址的NIC网卡挂接在哪个端口上,通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口,目的MAC若不存在广播到所有的端口,接收端口回应后交换机会“学习”新的地址,并把它添加入内部MAC地址表中;使用交换机也可以把网络“分段”,通过对照MAC地址表,交换机只允许必要的网络流量通过交换机;通过交换机的过滤和转发,可以有效的减少冲突域,但它不能划分网络层广播,即广播域;交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输;每一端口都可视为独立的网段,连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽,无须同其他设备竞争使用;当节点A向节点D发送数据时,节点B可同时向节点C发送数据,而且这两个传输都享有网络的全部带宽,都有着自己的虚拟连接;假使这里使用的是10Mbps的以太网交换机,那么该交换机这时的总流通量就等于2×10Mbps＝20Mbps,而使用10Mbps的共享式HUB时,一个HUB的总流通量也不会超出10Mbps;总之,交换机是一种基于MAC地址识别,能完成封装转发数据包功能的网络设备;交换机可以“学习”MAC地址,并把其存放在内部地址表中,通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径,使数据帧直接由源地址到达目的地址;交换方式2交换机通过以下三种方式进行交换： 1 直通式：直通方式的以太网交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵电话交换机;它在输入端口检测到一个数据包时,检查该包的包头,获取包的目的地址,启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口,在输入与输出交叉处接通,把数据包直通到相应的端口,实现交换功能;由于不需要存储,延迟非常小、交换非常快,这是它的优点;它的缺点是,因为数据包内容并没有被以太网交换机保存下来,所以无法检查所传送的数据包是否有误,不能提供错误检测能力;由于没有缓存,不能将具有不同速率的输入/输出端口直接接通,而且容易丢包; 2 存储转发：存储转发方式是计算机网络领域应用最为广泛的方式;它把输入端口的数据包先存储起来,然后进行CRC循环冗余码校验检查,在对错误包处理后才取出数据包的目的地址,通过查找表转换成输出端口送出包;正因如此,存储转发方式在数据处理时延时大,这是它的不足,但是它可以对进入交换机的数据包进行错误检测,有效地改善网络性能;尤其重要的是它可以支持不同速度的端口间的转换,保持高速端口与低速端口间的协同工作; 3 碎片隔离：这是介于前两者之间的一种解决方案;它检查数据包的长度是否够64个字节,如果小于64字节,说明是假包,则丢弃该包；如果大于64字节,则发送该包;这种方式也不提供数据校验;它的数据处理速度比存储转发方式快,但比直通式慢;几种交换技术1. 端口交换端口交换技术最早出现在插槽式的集线器中,这类集线器的背板通常划分有多条以太网段每条网段为一个广播域,不用网桥或路由连接,网络之间是互不相通的;以大主模块插入后通常被分配到某个背板的网段上,端口交换用于将以太模块的端口在背板的多个网段之间进行分配、平衡;根据支持的程度,端口交换还可细分为：·模块交换：。

SDH的介绍

SDH的介绍SDH是一种传输体制！按照这种传输原理制作的设备被称为SDH，各种不同速率等级的SDH设备可以称为155，622，2.5G，10G，40G。

随着全球互联网（Internet）的迅猛发展，上网人数正以几何级数快速增长，以因特网技术为主导的数据通信在通信业务总量中的比列迅速上升，因特网业务已成为多媒体通信业中发展最为迅速、竞争最为激烈的领域。

同时，无论是从数据传输的用户数量还是从单个用户需要的带宽来讲，都比过去大很多。

特别是后者，它的增长将直接需要系统的带宽以数量级形式增长。

因此如何提高通信系统的性能，增加系统带宽，以满足不断增长的业务需求成为大家关心的焦点。

光纤具有高带宽、传输距离远等优点，已成为宽带综合数字业务网的主要物理连接媒介，不过，如果仅凭单纯的光缆连接，并不能构成担负各种复杂应用的传输网。

骨干传输需要由复杂的传输协议来支撑，并借助光纤作为物理媒介。

SDH传送网的概念最初于1985年由美国贝尔通信研究所提出，称之为同步光网络（Synchronous Optical NETwork,SONET）。

它是由一整套分等级的标准传送结构组成的，适用于各种经适配处理的净负荷（即网络节点接口比特流中可用于电信业务的部分）在物理媒质如光纤、微波、卫星等上进行传送。

该标准于1986年成为美国数字体系的新标准。

国际电信联盟标准部（ITU—T）的前身国际电报电话资询委员会（CCITT）于1988年接受SONET概念，并与美国标准协会（ANSI）达成协议，将SONET修改后重新命名为同步数字系列（Synchronous Digital Hierarchy,SDH）,使之成为同时适应于光纤、微波、卫星传送的通用技术体制。

SDH网是对原有PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy准同步系列）网的一次革命。

PDH是异步复接，在任一网络节点上接入接出低速支路信号都要在该节点上进行复接、码变换、码速调整、定时、扰码、解扰码等过程，并且PDH只规定了电接口，对线路系统和光接口没有统一规定，无法实现全球信息网的建立。

复杂系统科学中的复杂网络理论

复杂系统科学中的复杂网络理论复杂系统科学是一门集成数学、物理学、计算机科学、生物学等多领域知识，研究物质系统、信息系统及其相互作用所产生的复杂性质和规律的新兴学科。

而复杂网络理论则是复杂系统科学中极为重要的一个分支，它在长期以来的发展中，涉及到了多个学科的方法和理论，并且在多个领域都有着广泛的应用。

复杂网络理论是以图论基础上的研究为主要内容的研究领域。

在复杂网络理论中，每个系统的元素或个体都被表示为节点，它们之间的相互作用关系则被表示为边。

根据这种表示方式，可以将相互作用的节点构成一个完整的网络结构，并通过分析网络结构的特征，进一步探究这些网络所表现出来的复杂性质。

在实际应用中，复杂网络理论被广泛应用于生物医学、社会学、物理学、金融学、信息学等众多学科中，例如在社交网络、物流网络、蛋白质相互作用网络等领域中的应用。

其中，复杂网络理论主要包括以下几个重要方面的研究内容。

1.复杂网络的拓扑结构研究：复杂网络的拓扑结构是指网络中节点及其相互作用关系的总和。

通过对网络拓扑结构的研究，可以深入理解网络的复杂性质，从而对网络的性能进行优化。

2.复杂网络的动力学行为研究：复杂网络由其节点及其相互作用关系构成，因此其动态行为受到节点和边的相互作用所支配。

通过研究复杂网络中的节点和边之间的相互作用，可以理解网络功能的起源和动态行为的规律。

3.复杂网络的控制和同步研究：对于一个复杂网络，了解其控制和同步行为是非常重要的。

通过对网络的控制和同步进行研究，可以对网络进行设计、优化以及运行调控等操作。

4.复杂网络的演化和优化研究：复杂网络在随着时间的推移，或者在随不同条件的改变而不断演化。

了解这种演化和优化的规律是非常重要的，因为对于复杂网络环境发生变化时，相应的优化方案可以改善网络的性能并满足系统的需求。

综上所述，复杂网络理论作为新兴的跨学科研究领域，为研究人员提供了一种全新的研究系统复杂性和相互作用的视角和方法，并且为现实世界复杂网络系统的管理和设计提供了理论支持和指导。

2023年计算机网络本科形成性考核册答案全

作业1第1章一、选择题1.A2.B3.C4.C5.A6.A7.D8.D二、填空题１．资源共享，数据通信２．数据、信息、软件、硬件设备３．通信、资源４．资源共享、资源安全５．数据通信６．网络服务、资源共享７．有线网、无线网三、简答题１．答：资源共享，数据通信，集中管理，增长可靠性，提高系统处理能力，安全功能。

２．通信子网、资源子网。

３．运用通信设备和线路将地理位置不一样旳，功能独立旳多种计算机系统互相连起来，以功能完善旳网络软件实现网络中资源共享和信息传递旳系统。

４．答：在ｃ／ｓ模式中，服务器指旳是在网络上可以提供服务旳任何程序，客户指旳是向服务器发起祈求并等待响应旳程序。

Ｂ／Ｓ模式是因特网上使用旳模式，这种模式最重要旳特点是软硬件平台旳无关性，把应用逻辑和业务处理规则放在服务器一侧。

５．资源子网重要负责全网旳信息处理，为网络顾客提供网络服务和资源共享功能等。

它重要包括网络中所有旳主计算机、Ｉ／Ｏ设备和终端、多种网络协议、网络软件和数据库等。

６．通信子网重要全网旳数据通信，为网络顾客提供数据传播、传接、加工和转换等通信处理功能。

它重要包括通信线路、网络连接设备，网络通信协议和通信控制软件等。

７．分为局域网、城域网、广域网。

８．分为星形网络、总线性网络、树型网络、环形网络和网状型网络。

９．分为共享资源网、数据处理网和数据传播网。

１０．分为Ｃ／Ｓ模式、Ｂ／Ｓ模式和对等网。

第2章一、选择题1.A2.B3.B4.C5.B6.A7.B8.D9.C 10.A11.B 12.D二、填空题1.TCP/IP2.协议3.OSI/RM4.数据通信5.语义6.物理层7.数据链路层8.应用层9.网络层10.TCP, UDP三、简答题1.答：计算机网络协议是：为进行网络中信息互换而建立旳规则、原则或约定。

由语法、语义、语序构成。

2.答：引入分层模型后，将计算机网络系统中旳层次、各层次中旳协议以及层次之间旳接口旳集合称为计算机网络体系构造。

复杂网络

• 哈佛大学美国社会心理学家斯坦利•米尔格伦(Stanley Milgram)在1967年实验后得出结论：中间的联系人平均只需要5个，他把这个结论称为“六度分离”（Six Degrees of Separation）； • 六度分离：平均只要通过5个人，你就能与世界任何一个角落的任何一个人发生联系。这个结论定量地说明了我们世界的”大小”，或者说人与人关系的紧密程度； • 六度分离理论一直被作为社会心理学的经典范例之一。

例：神经网络中的突触有强有弱，可抑制也可兴奋
网络复杂性：即系统内部和系统之间的相互作用可以
看成由节点、边（连接）构成的体系，出现网络复杂性、小世界特征与无标度特征等。
Hale Waihona Puke 12网络系统的复杂性
（1）结构复杂性
网络连接结构错综复杂、极其混乱，同时又蕴含着丰
富的结构：社区、基序、聚集性、生成规律性等等，而且网络连接结构可能是随时间变化的。包括：静态结构的复杂性和结构动态演化的复杂性。例如：互联网上每天都不停地有页面和链接的产生和删除。
26
小世界实验 — Erdos数

Fields奖得主的Erdos数都不超过5（只有Cohen和 Grothendieck的Erdos数是5）； Nevanlinna奖得主的Erdos数不超过3（只有Valiant的 Erdos数是3）； Wolf数学奖得主的Erdos数不超过6（只有V.I.Arnold是6，且只有Kolmogorov是5）； Steele奖的终身成就奖得主的Erdos数不超过4；其他领域的专家：

比尔盖兹(Bill Gates)，他的Erdos数是4，通过如下途径实现： Erdos--Pavol Hell--Xiao Tie Deng--Christos H. Papadimitriou-William H. (Bill) Gates；爱因斯坦的Erdos数是2。

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)。

ｔｎｎｔｅＣＰＳｃｎｒｌａｅｐｏｉｅｉｓｏｈｏｏｔｏｒｒｖｄｄ．
Ｋｅｙｗｏｒ：ｏｄｓｃｍｐｌｘｙａｃｌｅｗｏｋｅｄｎｍｉａｎｔｒｓ；ＩｔｒｅｆＴｈｎｓ；ｃｂｅ－ｈｓｃｌｓｓｅｓｓｎｈｒｎｉａｉｎｎｅｎｔｏｉｇｙｒｐｙｉａｙｔｍ；ｙｃｏｚｔｏ
ａｏｔｏ：ｆｕｔｄａｎｓｓｎｄｅｎｒｌａｌｉｇｏｉ
０引言
近年来，杂动态网络的研究正处于蓬勃发展复
复杂动态网络的研究主要集中在网络模型、同步、控
Ｖｏ．０ＮＯ４１３．
Ａｕ．２１ｇ００
复杂动态网络同步控制及其在信息物理系统中的应用
蒋国平，樊春霞，宋玉蓉，邵斐
（京邮电大学自动化学院，苏南京南江２０４）１０６
摘
要：息物理系统是一个高度复杂的物理系统，联网被认为是信息物理系统的一种简约应用。基于复杂动信物
ｐｅｙａｃｌｎｔｒｎａｌｄａｎｓｓｏｈｅｗｏｋ．ｅｗｅｒｐｏｅｔｅｏｔｏｓｕｅｆｔｌｘｄｎｍｉａｅｗｏｋｓａｄｆｕｔｉｇｏｉｆｔｅｎｔｒｓＴｈｎ，ｐｏｓｈｃｎｒｌｉｓｏｈｅ
ｎｔｒｓａｄｓｎｈｏｉａｉｎａｄｃｎｒｌｏｈｅｗｏｋｔｅｃｎｒｌｉｓｅｏｙｅ — ｙｉａｙｔｍｓｉｅｗｏｋｎｙｃｒｎｚｔｏｎｏｔｏｆｔｅｎｔｒｓ，ｈｏｔｏｓｕｆｃｂｒｐｈｓｃｌｓｓｅｓｓｕｉｄ．ｉｓ，ｉｆｙｉｔｏｕｅｃｍｐｅｙａｃｌｎｅｗｏｋｍｏｅ，ｙｃｒｎｚｔｏｎｄｃｎｒｌｏｏ — ｔｄｅＦｒｔｗｅｂｒｅｎｒｄｃｏｌｘｄｎｍｉａｔｒｄｌｓｎｈｏｉａｉｎａｏｔｏｆｃｎｌ
ＣＰＳ，ｎｘｅｄｔｅｃｎｒｌｔｃｉｅｏｈｏｌｘｄｎｍｉａｅｗｏｋｓｔａｄｅｔｎｈｏｔｏｅｈｎｑｕｆｔｅｃｍｐｅｙａｃｌｎｔｒｏＣＰＳ．ｎｌｙ，ｏｕｇｓＦｉａｌｓｍｅｓｇｅ－
ｌｘＤｙｍｃｌＮｅｗｏｋＳｎｈ０ｉａｉｎａｄＣｏｒｌｏｍｐｅｎａｉａｔｒｓｙｃｒｎｚｔ０ｎｎｔｏｆＣｏ
ｗｉｐｉａｉｎｎＣｙｅ－ｙｉａｙｔｍｓｔＡｐｌｔｏｓｉｂｒＰｈｓｃｌＳｓｅｈｃ
态网络及其同步控制思想，研究信息物理系统中的控制问题。首先，阐述复杂动态网络模型、复杂动态网络同步控制、网络故障诊断；次，出信息物理系统中的控制问题，其提分析复杂动态网络同步控制技术在信息物理系统控制
中的应用；后，最对信息物理系统中控制问题的研究提出建议。关键词：杂动态网络；联网；息物理系统；复物信同步控制；障诊断故中图分类号：Ｐ９；Ｐ３Ｔ３３Ｔ１文献标识码：Ａ文章编号：６３５３（０００－０１１１７－４９２１）４０４ —１
ＡｓａｔＣｂｒｈｓａＳｓｍ（Ｐ）ｉａｋｄｏｅｙｃｍｐｅｈｓａｓｓｍ，ｎｈｎｅｎｔｆｂｔｃ：ｙｅ— ｙｉｌｙｔｒＰｃｅＣＳｓｉｆｒｏｌｐｙｉｌｙｔａｄｔｅＩｔｒｅｏｎｖｘｃｅＴｉｇＩＴｓｏｋｄａｍｌｉｐｌａｏｆＰ．ｎｔｉｐｐｒｂｓｄｏｅｃｍｌｙａｃｌｈｎｓ（Ｏ）ｉｌｅｓａｓｐｉｅａｐｉｔｎｏＳＩｓａｅ，ａｅｎｔｏｐｅｄｎｍｉｏｉｆｄｃｉＣｈｈｘａ
ＪＡＮＧｏｐｎＩＮｕｘａ，ＯＮＧ－ｏｇ，ＨＡＯｉＩＧｕ－ｉｇ，Ｃｈｎ－ｉＳＹｕｒｎＳＦｅ
（ｏｌｅｏＡｔｔｎＮｎｉｇＵｉｒｔｏｏｔａｄＴｌｏｍｕｉｔｎ，ａｊｇ２０４，ｈｎ）Ｃｌｇｆｕｏｉ，ａｊｎｖｓｙｆｓｎｅｅｍｎｃｉｓＮｎｉ１０６ＣｉａｅｍａｏｎｅｉＰｓｃａｏｎ
第３０卷第４期２１００年８月
南京邮电大学学报（自然科学版）Ｊｕｎｆａｊｇቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ｉｒｔｏｏｔａｄＴｌｃｍｍｎｃｔｎ（ａｒｌｃｎｅｏｒａｏｎｉｎｖｓｙｆｓｎｅｅｏｕｉｉｓＮｔａＳｉｃ）ｌＮｎｅｉＰｓａｏｕｅ