前言

本书研究网电空间内的网络相依健壮性，网电空间是随着信息技术的发展诞生的新的人类活动域，在这个空间存在多种多样的相互依赖、关联的网络，构成了所谓的相依网络。这种关联在提高各分系统运行效率的同时，也增加了整个相依系统在面临部分网络组件故障时，发生大规模失效甚至完全崩溃的风险。

针对相依网络系统，本书研究其面临不同失效情况时的失效过程和健壮性表现，更深入地了解此类网络化系统的运行和失效特点。该研究不仅有助于在社会经济领域设计更加健壮的网络化基础设施系统，也有利于加深对网电空间作战行动机理的理解，保障未来在网电空间内可能发生的作战行动，抢占网电空间战的制高点。

具体地，本书在明确网电空间和网电空间战概念内涵和研究现状的基础上，通过对网电空间的组织层次分析，明确了网电空间内相依系统所在的层次——物理域与信息域，从实体和流程两个方面阐述了网电空间战内存在的相依关系，并建立了相应的双层相依网络模型对此进行定量化描述，然后从以下几方面对这种相依网络模型的拓扑健壮性开展了理论与仿真分析。

（1）无反馈相依网络建模与健壮性分析。基于依赖边的就近构建原则，本书构建了依赖关系无反馈的相依网络模型，然后从理论和仿真两个角度分析了此类相依网络的健壮性特点。利用渗流失效理论对这类网络的失效过程进行分析后，本书从相依耦合强度、依赖边强度和攻击信息广度3个角度对相依网络的级联失效过程进行仿真。此外，本书还证明了相依耦合强度与依赖边强度两个指标在相依网络中传播失效的作用是等价的。

（2）失效概率退化的局部攻击下相依网络级联失效分析与健壮性仿真。本书通过现有级联失效分析方法对应物理含义的分析，提出了一种新的相依网络健壮性分析方法。基于这种方法，对几种由人工网络构造的相依网络模型进行级联失效仿真和健壮性分析，并与传统的蓄意攻击、随机攻击等失效方式下的结果进行对比，更好地解释了相依系统在面临节点局部失效时的健壮性特点。

（3）加权相依网络的建模与级联失效仿真。本书在分析节点加权的物理含义基础上，提出了加权相依网络的健壮性分析方法，同时考虑负载与相依网络失效的级联失效分析方法，在负载失效时采用负载局部重分配的原则对失效节点负载进行分配。在此方法的基础上，本书主要分析了节点负载容忍度参数对加权相依网络健壮性的影响，进一步对影响该参数的因素进行了初步探讨。基于对负载容忍度的讨论，本书提出了一种提高加权相依网络健壮性的策略，并进行了定量分析。

本书最后运用网电空间中的两类相依网络系统对上述方法进行了应用仿真。一是网电空间作战行动中的指挥控制和通信网络构成的相依体系，二是网电空间物理域和信息域内的基础设施相依网络。本书研究主要关注双层相依网络的失效特点，实际上在网电空间内，网络相依不仅限于双层相依，多层相依网络的失效过程更复杂也更符合实际，本书的研究可以为下一步对此类相依系统的相关性质的研究提供参考。