1.3 拓撲研究的復雜網絡方法

互聯網的宏觀拓撲結構研究是將互聯網作為一個整體，利用統計學的方法對其整個拓撲結構特性進行的研究。需要強調的是，本書所研究的互聯網宏觀拓撲結構，是對互聯網拓撲結構的一種抽象，即忽略一些與互聯網拓撲結構無關的屬性，如網絡協議、互聯網上的服務、網絡帶寬等，而重點考慮其拓撲結構的相關屬性，如節點度、度分布等。

互聯網作為當今人類社會信息化的標志，其規模的增長非常迅速。但現在人類對其宏觀拓撲結構的研究還處于初級階段，在這個看似混沌的網絡之中還蘊涵著一些不為人知的規律有待進行深入的挖掘。對互聯網宏觀拓撲結構演化及其內在機制的研究，是在較高層次上開發利用互聯網的基礎。雖然互聯網的形成被認為是無限定原則的，但是它卻展現了一些重要而且普適的宏觀拓撲結構特征。因此，對互聯網宏觀拓撲結構的研究，是進一步認識互聯網規律，有效發現并利用互聯網資源和高效開發互聯網應用的基石。

另外，對互聯網宏觀拓撲結構的研究是計算機網絡自身發展的要求。計算機網絡經過幾十年的發展，傳統的網絡技術已經日趨成熟，人們已經不再關注網絡的微觀細節，而更注重網絡的宏觀整體性能，傳統的計算機網絡無論從網絡協議還是從體系結構上來說，已經成為束縛互聯網未來發展的桎梏。人類對未來互聯網所提供的服務提出了更高的要求，因此，通過研究互聯網宏觀拓撲結構，從中發現互聯網拓撲結構演化的宏觀規律，可為設計新一代互聯網的體系結構和網絡協議棧等工作提供有價值的參考。

互聯網是一個復雜網絡，對其進行定量研究具有很大的可操作性。網絡作為系統的抽象，雖然每一個系統的網絡都有其自身的特殊性質，有其緊密聯系在一起的獨特現象，有其自身的演化機制，但是由于都可以使用網絡分析的方法，所以有其共性。例如，關于定點度值、介數的分析方法，以及大量不同網絡中存在的相同的統計特征；又如隨機去點與選擇性攻擊對網絡拓撲結構的影響及其分析方法。最新研究趨勢表明，研究網絡的幾何性質、網絡的形成機制、網絡演化的統計規律及網絡的結構穩定性，并把網絡的拓撲結構與具體系統結合起來是復雜網絡研究的中心內容。因而，對互聯網宏觀拓撲結構的研究，可以為其他類型復雜網絡的相關研究提供一個有價值的原型基礎。

此外，對于互聯網這個高度復雜的系統來說，發現互聯網拓撲的內在機制是認識互聯網的必然過程，是在更高層次上開發利用互聯網的基礎。構建互聯網拓撲結構模型，刻畫互聯網拓撲結構在宏觀上的特征，反映一種總體趨勢，也是幫助人們用其來對互聯網進行分析、預報、決策或控制的需要。因此互聯網拓撲建模問題已經成為互聯網研究領域中迫切需要解決的重要問題。