예를 들어 인터넷을 고려하십시오. 노드 (즉, 컴퓨터 및 서버)의 지속적인 추가 및 제거에도 불구하고 인터넷은 파괴에 매우 안정적이고 탄력적입니다. 마찬가지로 Facebook 및 Twitter와 같은 소셜 네트워크는 놀라운 안정성을 나타냅니다. 사용자 간의 연결은 시간이 지남에 따라 비교적 느리게 변경됩니다.
네트워크가 왜 그렇게 안정적인지 이해하기 위해 조지아 기술 연구소 (Georgia Institute of Technology), 캘리포니아 대학교 산타 바바라 (University of California)와 캘리포니아 대학 (University of California)의 연구원은 복잡한 네트워크의 안정성 특성에 대한 통찰력을 제공하는 새로운 수학적 프레임 워크를 개발했습니다.
연구원들은 네트워크에서 무작위성 또는 장애의 정도를 측정하는 "네트워크 엔트로피"라는 주요 개념에 중점을 두었습니다. 그들은 엔트로피가 낮은 네트워크, 즉 더 규칙적이고 예측 가능한 연결을 가진 네트워크가 엔트로피가 높은 네트워크보다 더 안정적 인 경향이 있음을 보여주었습니다.
조지아 테크 (Georgia Tech)의 전산 과학 및 공학 학교의 리젠트 교수이자 Brook Byers 교수 인 Madhav Marathe 교수 인 Madhav Marathe 박사는“우리의 연구는 네트워크가 왜 안정적인지에 대한 근본적인 이해를 제공한다. "네트워크 안정성에 기여하는 주요 요소를 식별함으로써, 우리의 연구는 다양한 응용 프로그램에서보다 탄력적이고 신뢰할 수있는 네트워크를 설계하는 데 도움이 될 수 있습니다."
연구원의 발견은 자연 물리학 저널에 발표됩니다.
네트워크 엔트로피 및 안정성
수학적 프레임 워크를 개발하기 위해 연구원들은 먼저 정보 이론의 Shannon 엔트로피를 기반으로 네트워크 엔트로피 척도를 정의했습니다. 그런 다음 네트워크가 시간이 지남에 따라 진화함에 따라 네트워크 엔트로피가 어떻게 변하는 지 분석했습니다.
연구자들은 엔트로피가 낮은 네트워크가 더 느리게 진화하는 경향이 있으며 혼란에 더 강한 것으로 나타났습니다. 이는 낮은 엔트로피 네트워크가 더 규칙적이고 예측 가능한 연결을 가지고 있기 때문에 네트워크가 갑작스런 변화를 겪을 가능성이 적기 때문입니다.
대조적으로, 고-entropy 네트워크는 더 빠르게 진화하는 경향이 있으며 혼란에 더 취약합니다. 이는 높은 엔트로피 네트워크가 더 무작위적이고 예측할 수없는 연결을 가지고 있기 때문에 네트워크가 갑작스런 변화를 겪을 가능성이 높기 때문입니다.
네트워크 설계에 대한 시사점
연구원의 연구 결과는 실제 네트워크 설계에 중요한 영향을 미칩니다. 네트워크 엔지니어는 네트워크 안정성에 기여하는 요소를 이해함으로써보다 탄력적이고 신뢰할 수있는 네트워크를 설계 할 수 있습니다.
예를 들어, 통신 네트워크 설계에서 네트워크 엔지니어는 노드간에보다 정기적이고 예측 가능한 연결의 생성을 우선 순위로 정할 수 있습니다. 이를 통해 네트워크 중단의 위험을 줄이고 전반적인 네트워크 성능을 향상시킬 수 있습니다.
마찬가지로, 소셜 네트워크 설계에서 네트워크 엔지니어는 사용자가 비슷한 관심사를 공유하는 친구 및 가족과 더 많은 관계를 맺도록 장려 할 수 있습니다. 이것은 네트워크 내에서보다 응집력있는 커뮤니티를 만들고 네트워크 조각화의 위험을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
연구원의 연구는 복잡한 네트워크의 안정성에 대한 새로운 관점을 제공합니다. 네트워크 안정성에서 네트워크 엔트로피의 역할을 식별함으로써 연구원의 연구 결과는 다양한 응용 프로그램에서보다 탄력적이고 신뢰할 수있는 네트워크를 설계하는 데 도움이 될 수 있습니다.
