本书主要从网络科学理论，以及网络新的不同现实场景的角度出发，并紧紧围绕与级联故障发生和传播密切相关的流的动力学过程，对级联故障进行深入分析与理论建模，全书共9章。第1章主要介绍复杂网络、级联故障研究的现状，以及复杂网络上级联故障研究的发展方向；第2章介绍复杂网络的基本概念、较常用的拓扑参量、典型的网络拓扑及其演化模型，以及鲁棒性的基础知识；第3-7章分析网络的信息条件、负载流传输策略、加权方案、攻击策略、边定向方法等对级联故障行为的影响；第8章以通信网络为背景，分析了路由策略、路由信息、拥塞信息时间延迟、包产生速率等与网络抵制级联故障鲁棒性之间的相关性。第9章总结本书主要工作和结论，展望了未来工作。本书着力融合多个学科的知识，对复杂网络上的级联故障问题进行系统深入的建模研究，所取得的研究结果进一步丰富和发展了网络科学理论以及对级联故障行为的认识，同时也为解决实际网络系统上的级联故障问题提供了新的建模思路和理论依据。本书可作为研究生以及高年级本科生的复杂网络建模分析和故障传播学教材，也可供自然科学、工程技术和社会科学领域的研究人员和学者参考。
丁琳，南华大学计算机学院，副教授，2014年度遴选为湖南省普通高校青年骨干教师，校级精品课程《计算机网络原理》负责人，省级精品课程《大学计算基础》重要成员。项目"MOOC支撑下以计算思维为导向的大学计算机课程教学模式研究”获湖南省教育教学改革发展优秀成果奖二等奖，"MOOC支撑下以计算思维为导向的大学计算机课程教学模式研究” 获湖南省高教学会年会优秀论文一等奖，"智慧网络下MOOC与计算机网络课程协同教学整合与实践研究”获南华大学校级教学成果二等奖，"《操作系统》网络课件”获湖南省高校多媒体教育软件大赛二等奖等。
目 录
第1章 概述 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 国内外研究进展 4
1.2.1 复杂网络理论研究进展 4
1.2.2 级联故障研究进展 10
1.3 研究存在的主要问题 16
1.4 主要研究内容和章节安排 17
第2章 复杂网络的理论基础 21
2.1 引言 21
2.2 复杂网络的基本概念 21
2.3 复杂网络的结构度量 24
2.3.1 节点的度与度分布 24
2.3.2 簇系数 25
2.3.3 最短路径与平均路径长度 26
2.3.4 介数 27
2.3.5 度相关性 28
2.3.6 模块性 29
2.4 典型的网络拓扑及其演化模型 29
2.4.1 规则网络 30
2.4.2 随机网络 30
2.4.3 小世界网络 31
2.4.4 无标度网络 32
2.5 复杂网络的鲁棒性 34
2.6 本章小结 37
第3章 基于灰色信息的复杂网络上级联故障建模研究 38
3.1 引言 38
3.2 模型描述 39
3.3 网络拓扑 41
3.4 模型仿真与分析 42
3.5 本章小结 47
第4章 基于分布式流的加权复杂网络上级联故障建模研究 49
4.1 项基本原则引言 49
4.2 模型描述 50
4.2.1 节点负载和边负载 51
4.2.2 节点（或边）的级联故障过程 52
4.3 模型仿真与分析 53
4.3.1 节点的级联故障 54
4.3.2 边的级联故障 60
4.4 本章小结 63
第5章 基于节点介数加权的复杂网络上级联故障建模研究 64
5.1 引言 64
5.2 模型描述 65
5.2.1 加权流局域重新分配原则 65
5.2.2 加权方案 66
5.3 网络拓扑 67
5.4 模型仿真与分析 68
5.4.1 模型中的参数分析 68
5.4.2 与度相关加权方案的对比分析 74
5.5 本章小结 78
第6章 边攻击下随机无标度网络抵制级联故障的鲁棒性研究 80
6.1 引言 80
6.2 模型描述 81
6.3 模型分析与仿真 83
6.4 本章小节 89
第7章 具有单向边和双向边的复杂网络抵制级联故障的鲁棒性研究 90
7.1 引言 90
7.2 边定向与级联模型描述 91
7.2.1 边定向方法 91
7.2.2 级联模型 92
7.3 模型仿真与分析 94
7.3.1 BA网络的结果 95
7.3.2 WS网络的结果 99
7.4 本章小结 103
第8章 基于局域拥塞信息路由的复杂网络上级联故障建模研究 105
8.1 引言 105
8.2 复杂网络上的路由策略介绍 106
8.2.1 基于全局静态信息的路由策略 107
8.2.2 基于局域静态信息的路由策略 109
8.3 模型描述 110
8.3.1 基于局域拥塞信息路由的流动力学 110
8.3.2 级联故障过程 112
8.4 模型仿真与分析 115
8.4.1 模型中参数的分析 115
8.4.2 与全局拥塞信息路由的对比分析 123
8.5 本章小结 126
第9章 总结与展望 127
9.1 本书的主要工作和结论 127
9.2 对未来工作的研究展望 130
参考文献 131
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