小世界网络上 导航 能力的自组织涌现
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小世界网络上 导航 能力的自组织涌现. 高雅纯 2012.2.22. 报告提纲. 小世界网络上的导航 个体间“社会距离”的度量 导航能力的度量 基于Watts-Strogatz小世界网络的实验结果 基于无标度网络的实验结果 总结. 小世界网络上的导航. “ 六度分离”实验. 1.选取一个人作为信件投递目标 ; 2.个人投递给最可能知道投递目标的朋友. Travers & Milgram, Sociometry 32, 425, 1969. 小世界网络上的导航. 在线社会网络搜索实验 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
小世界网络上导航能力的自组织涌现
高雅纯2012.2.22
报告提纲 小世界网络上的导航 个体间“社会距离”的度量 导航能力的度量 基于 Watts-Strogatz 小世界网络的实验结
果 基于无标度网络的实验结果 总结
小世界网络上的导航• “ 六度分离”实验
Travers & Milgram, Sociometry 32, 425, 1969
1. 选取一个人作为信件投递目标;2. 个人投递给最可能知道投递目标的朋友
小世界网络上的导航• 在线社会网络搜索实验 过程: >6 万 email 用户投递到 13 个国家中的 18 个目标
用户,通过认识的人进行转发
结论: 成功到达目标的平均路径长度为 4.05 。不需要“中心”节点的存在(也就是可以去中心化),长程连边(也就是弱连接)起到关键作用
P. Dodds et al. Science 301, 827, 2003
贪婪投递与社会距离• 信息投递是一个贪婪路
由过程,每一次信息都传递给与目标社会距离最近的朋友
• 利用朋友的信息如地理位置、教育、职位,来定义社会距离
• 通过社交网络个体交换信息
建立一个动态的网络,导航以分布式和局域方式构造
个体间社会距离的度量• 隐式空间 - 定义 m- 维欧式空间 - 社会距离则是由欧式空间的距离确定,并且信息依据
节点间社会距离进行导航
• 网络的自组织嵌入 - 节点 i 在隐式空间的信息交互速度和位置
i:(i) ,
,1,,
)( 1,1
,
tititi
ij tjdti
vpp
vvi
的邻居域节点
thresholdvvN
ittiN
1,
1
信息交互终止条件,确定节点的最终位置
导航能力的度量成功的路由率 - 成功到达预定目标的信息量和总信息量的比例
伸展系数 - 信息实际路由路径和最短路由路径的比例 - 所有信息的伸展系数平均值作为评价标准
基于 Watts-Strogatz 小世界网络
• WS 小世界网络, 103 个节点,平均度为 10.
• 隐式空间的维度 5,10和 20, thd=10-4
• 初始速度 vi,0从 [-0.5,0.5] 随机抽取,初始位置为 p0=0
• 每一个重连概率的网络都进行 20 次实验,结果是 20 次实验的平均值
•实验结果
当网络显示小世界特性时,导航具有高的路由成功率和小的伸展系数。
• 贪婪路由与随机路由的比较
• 长程连边的作用
所有信息和成功路由的信息的源节点和目标节点之间最短路径分布
• 在隐式空间长程连边两个节点社会距离相距很远
基于一致性网络组织嵌入• 节点 i 在隐式空间的信息交互速度和位置
节点 i 的邻居域
信息交互终止条件,确定节点的最终位置
• 当网络显示小世界特性的时候,导航具有高的路由成功率和小的伸展系数
基于无标度网络• 网络规模: 103 个节点, m=3 ,连接偏好和标
度指数 :
• 隐式空间的维度为 5,10和 20, thd=10-4
• 初始速度 vi,0从 [-0.5,0.5] 之间随机抽取,初始位置为 p0=0
• 每一个重连概率的网络都进行 20 次试验,结果是 20 次试验的平均值
mkmkkkjip j 000 ,/3 ,)(
•实验结果
当网络显示小世界特性的时候,导航具有高的路由成功率和小的伸展系数
总结• 基于隐式空间的框架,研究网络拓扑结构对自组
织导航能力的影响• 通过个体信息交互,确定个体间在隐式空间的
“社会距离”,并进行贪婪路由实现自组织导航• 节点的连接关系表现出小世界特性时具有很好的
导航能力和较小的路径长度(或高的路由成功率和小的伸长系数)
• 该算法是一类“去中心点”路由算法,具有分布式和局域化特征,以及良好的可扩展性
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