题目：基于可靠性评估的网络简化方法研究

 

信息时代的社会对通信网络的依赖越来越强，网络可靠性不同于传统系统可靠性的特点逐渐受到重视，并得以迅速发展。随着网络规模的增长，单设备可靠性的提高，网络可靠性研究从最早的连通可靠性向关注网络性能和服务质量发展，导致其分析与试验的复杂度提高，仿真工作量增大，试验成本提升，大规模通信网络的可靠性无论从算法复杂度还是试验代价更成为难题。因此，通过网络简化从网络对象本身来降低网络可靠性算法的复杂度和试验代价具有十分重要的研究价值。

本文以网络可靠性三层体系为基础，首先分析了研究网络可靠性评估方法，然后研究并提出了对应不同评估方法的网络简化方法，完成了设计与实现，最后结合案例，对文中设计实现的对所提方法进行分析与验证。主要工作如下：

(1)     经典图变化简化方法的改进与验证分析：调研分析保持连通可靠度的简化方法，针对通信可靠性试验对重要节点参与试验的需求，提出并实现了增加节点重要度约束并保持连通可靠性的简化方法，结合网络案例数据，分析验证了有效性与改进效果。

(2)     设计实现了基于复杂网络连通率的BA网络连通可靠性评估方法：基于复杂网络 BA网络模型和连通率计算方法，设计实现了加入节点可靠度的蒙特卡洛BA网络连通可靠性仿真方法，能计算得到网络连通可靠度曲线。

(3)     基于自相似原理的BA网络简化方法与验证分析：基于复杂网络自相似原理，设计实现了一种基于盒覆盖法的BA网络简化算法，并构建不同规模BA网络案例，分析简化方法的效率与对连通可靠性的影响。

(4)     设计实现了基于马尔科夫奖励模型的网络性能可靠性评估方法：基于考虑状体空间的马尔科夫奖励模型，加入边可靠度，以无故障网络时延为阈值，设计实现了一种网络性能可靠性蒙特卡洛仿真评估方法。

(5)     保持性能可靠性的网络简化方法与验证分析：针对本文设计的网络性能可靠度评估方法设计网络简化方法。在保持连通可靠性的图变化简化方法的基础上，以保持性能可靠性为约束，加入规则/配置层的网络参数，进行简化方法设计与实现。最后构建网络案例分析验证了方法的有效性。

本文的主要贡献在于：考虑可靠性试验的需求，针对连通可靠性改进并提出了新的连通可靠度网络简化方法；针对性能可靠性设计实现了保持性能可靠性的网络简化方法，不但降低了可靠性评估算法的复杂度，同时探索了可靠性试验中以简化网络替代全规模网络的可行性，为降低可靠性试验代价提供了参考。