Modeling the Topology of the Global Backbone IPv6 Networks.docVIP

全球IPv6骨干网络拓扑建模研究 肖波， (北京航空航天大学，计算机学院，软件开发环境国家重点实验室, 北京市, 100083) 摘 要：当前全球IPv6网络仍主要通过隧道相联，本文在实验室基于隧道探测得到的丰富拓扑数据基础上，证实了AS层次的IPv6骨干网络是一个无尺度网络，并发现其度分布的幂率指数较大幅度小于IPv4的新特点。幂率指数作为无尺度网络的幂率分布一个关键特性，我们对其针对无尺度网络拓扑结构的意义进行了分析，指出幂率指数是网络拓扑的度分布均衡程度的一个度量，在现有模型的基础上总结了影响幂率指数的两个重要因素：一是优先附着概率，二是网络演化形式。对这两个因素，以EBA模型为基础提出了一个具有拟和小于2的幂率指数的新模型，对这个模型进行了理论和实验的分析，结果较好的拟和了各种幂率指数情况，特别是幂率指数小于2的情况，本文还提出了拓扑均衡基尼系数的概念并验证了幂率指数是度分布均衡的一个度量。最后，利用这个模型对IPv6 AS拓扑进行了模拟生成，并得到了较好的结果。 关 键 词： IPv6，拓扑，无尺度网络，幂率指数，拓扑均衡 中图分类号：TP393.07文献标识码：A 文章编号： 0199 Modeling the Topology of the Global Backbone IPv6 Networks Bo Xiao, Lian-dong Liu and Ke Xu (State Key Laboratory of Software Development Environment, Beihang University, Beijing, 100083 ) Abstract: Global IPv6 networks connect to each other through IPv4 tunnels and form the IPv6 Internet. We find that the IPv6 Internet is also scale-free at AS level but with a new feature: its scaling exponent of degree distribution is much smaller than that of the IPv4 Internet. Current evolving network models, however, encounter difficulties in explaining why a scale-free network can have a scaling exponent far smaller than 2. We discuss the scaling exponent of a scale-free network and its implications. Then, based on the two major factors affecting the exponent and the EBA model, we propose a new model which has the capability to reproduce a scale-free network with the scaling exponent smaller than 2. To verify the validity of this model, both theoretical and experimental analyses have been carried out. Finally, we demonstrate the effectiveness of the model by successfully reproducing the topology of the current IPv6 Internet. Key words: IPv6，topology，scale-free，scaling exponent，topology equilibrium 引言 Internet作为20世纪最伟大的发明之一，把人类带入了信息化社会的新阶段。从90年代中期开始，随着WWW的兴起，Internet呈现指数式的增长，各服务提供商接入方式纷繁异构，Internet自身的结构高度复杂。当前由于IPv4地址资源越来越少、应用需求却越来越多，IPv6开始投入运营并逐步发展起来，形成了IPv4与IPv6网络共存的局面。 Internet的拓扑结构可以在路由器级（Router）和自治域（Autonomous System）上分别进行研究，由于数量级别和