Читать «Критическая масса, как одни явления порождают другие» онлайн - страница 332

Расчеты показали явное преимущество безмасштабных сетей, которые продолжают спокойно работать при потере 5% узлов, практически без изменений характеристической длины пути передачи сообщения. В противоположность этому в обоих типах описанных «экспоненциальных» сетей повреждение даже небольшого числа узлов приводило к заметному снижению

Рис. 16.4. Структура небольшого участка Интернета, построенная по кратчайшим маршрутам передачи сообщений от одного центрального компьютера к множеству других. Структуры такого типа широко представлены на сайте www.cybergeography.org/atlas/topology. html.

коммуникационных характеристик системы. Кроме того, экспоненциальные сети при повреждениях проявляли тенденцию к распаду на изолированные кластеры в тех случаях, когда доля «мертвых» узлов доходила до 28%, т.е. теряли способность передавать информацию на значительные расстояния. В отличие от них безмасштабные сети даже при значительных повреждениях не распадались на части, а продолжали работать, лишь постепенно снижая эффективность связи. Такая надежность работы объясняется тем, что в безмасштабных сетях большая часть узлов имеет лишь одну или две связи, вследствие чего повреждение связи приводит лишь к частичной или временной изоляции конкретного узла (рис. 16.5).

Таким образом, топология Интернета действительно обеспечивает удивительную надежность его работы даже при отключении некоторой доли узлов. Отметим, кстати, что отключение узла не обязательно означает разрушение или повреждение, так как узел может временно перестать функционировать из-за перегрузки, т.е. из-за слишком большого объема передаваемой информации. В таких случаях безмасштабная структура быстро обеспечивает выработку нового кратчайшего маршрута передачи. Этому способствует и то, что в реальных условиях около 3% узлов на всех маршрутах Интернета остаются свободными.

Самое удивительное — то, что такая надежная и удобная сеть возникла без предварительного плана. Более того, если бы при создании Сети кто-то

Безмасштабные сети

Рис. 16.5. Разрушение сети вследствие гибели узлов связи. Экспоненциальная сеть (типа случайной сети Эрдёша — Реньи) разрушается довольно быстро, а без-масштабная сеть — постепенно, с сохранением центрального ядра, обладающего высокой связностью.

мог диктовать условия ее формирования и топологию, то любое выбранное решение с большой долей вероятности оказалось бы менее надежным (одна из таких топологий, предлагавшаяся Полом Бараном, приведена на рис. 16.1, в). Из этого следует вывод, что в некоторых случаях разумнее всего предоставить технологии развиваться и организовываться по собственным законам. Конечно, интересно понять также, почему Интернет образовал именно такую структуру? Я попробую ответить на этот вопрос в конце главы, а сейчас нам предстоит задуматься об очень сложной и неприятной проблеме защиты Интернета, надежность которого определяется не только структурой, но и уязвимостью к нападению извне.