● 摘要
随着人类社会网络化进程的加深，复杂网络性能可靠性分析成为了重要的研究内容。由于网络的复杂性，研究者们在分析时会对网络描述进行简化。因此在一般的分析中，研究者们不考虑网络节点故障状态变化对网络性能的影响。同时为了使分析简便，研究者们还假定网络的故障是相互独立的，在一般的网络性能分析中，不考虑节点故障扩散过程。因此，现有的可靠性模型无法准确描述实际网络的动态运行机理，其研究成果无法满足网络性能分析的需要。
本论文以复杂动态网络为分析对象，以网络的延迟时间为主要性能约束条件，针对当前网络可靠性研究领域中的共性问题，在深入分析网络节点故障状态变化以及节点故障扩散现象对网络性能影响的基础上，综合运用可靠性分析、网络性能评价、概率论和数理统计等理论，搭建了复杂动态网络可靠性研究模型，将设备的可靠性分析、网络结构相关性分析和网络动态运行机理描述有机的结合在一起，建立了更加准确的网络性能可靠性分析模型。
针对网络多余度设备的多种故障状态，本文利用Petri网模块化和层次化的建模优势，搭建了网络多余度设备可靠性模型。模型不仅准确的描述了设备软、硬件的故障机理，还深入的揭示了不同故障状态的传递过程，进而提出了多余度设备可靠性分析方法，为网络综合性能分析打下坚实的基础。
基于实际网络的工作状态，考虑网络故障相关性影响，本文采用负载容量模型建立了网络相关故障扩散分析模型。模型不仅分析了网络故障扩散的过程，还准确描述了网络动态运行的机理，并提出了相应的故障相关性指标对网络故障扩散程度进行表征。
选取了网络传输延迟时间为性能约束条件，通过对网络进行三层式的结构划分，将网络设备可靠性分析、网络拓扑结构故障影响分析和网络延迟性能分析进行有机的融合，在最短路径优先路由规则上，运用排队理论、不交化理论等建立了复杂网络可靠性分析模型，提出了基于延时约束的网络性能可靠性分析方法。在复杂网络性能可靠性分析的基础上，本论文运用C++编程语言搭建了延时性能可靠性仿真软件平台，将理论分析转化为实际应用型成果。