Про уразливість складних мережевих структур та систем

Abstract

Розглянуто структурний та функціональний підходи до визначення уразливості складних мережевих структур та систем до негативних внутрішніх та зовнішніх впливів. Введено поняття параметрів впливу та посередництва елементів системи, які надають змогу визначати найважливіші з функціонального погляду вузли та ребра мережі та розробляти сценарії для ідентифікації складових системи, блокування яких може призвести до найбільших втрат у процесі її функціонування, а також кількісно оцінювати ці втрати. Проаналізовано чутливість системи до малих змін в об'ємах руху потоків, значення яких є близькими до критичної завантаженості її складових. Отримані результати можуть бути використані для удосконалення наявних та розроблення нових методів захисту реальних мережевих систем від природних та штучних уражень різних типів.

Рассмотрены структурный и функциональный подходы к определению уязвимости сложных сетевых структур и систем к негативным внутренним и внешним воздействиям. Введены понятия параметров воздействия и посредничества элементов системы, позволяющие определять важнейшие с функциональной точки зрения узлы и ребра сети и разрабатывать сценарии для идентификации составляющих системы, блокирование которых может привести к наибольшим потерям в процессе ее функционирования, а также количественно оценивать эти потери. Проанализирована чувствительность системы к малым изменениям в объемах движения потоков, значения которых близки к критической загруженности ее составляющих. Полученные результаты могут быть использованы для усовершенствования существующих и разработки новых методов защиты реальных сетевых систем от естественных и штучных воздействий различных типов.

Structural and functional approaches to the determination of vulnerability of complex network structures and systems to negative internal and external influences are considered. The concept of parameters of influence and betweenness of system elements is introduced, which allows us to identify the most important from the functional point of view nodes and edges of the network and develop scenarios for identifying those components of the system whose blocking can cause greatest losses in the process of its functioning, and also quantify these losses. The sensitivity of the system to small variations in the volume of flow movement, which are close to the critical loading of its components, is analyzed. The obtained results can be used to improve the available methods and develop new ones to protect real network systems from various natural and artificial damages.