1.3 拓扑研究的复杂网络方法

互联网的宏观拓扑结构研究是将互联网作为一个整体，利用统计学的方法对其整个拓扑结构特性进行的研究。需要强调的是，本书所研究的互联网宏观拓扑结构，是对互联网拓扑结构的一种抽象，即忽略一些与互联网拓扑结构无关的属性，如网络协议、互联网上的服务、网络带宽等，而重点考虑其拓扑结构的相关属性，如节点度、度分布等。

互联网作为当今人类社会信息化的标志，其规模的增长非常迅速。但现在人类对其宏观拓扑结构的研究还处于初级阶段，在这个看似混沌的网络之中还蕴涵着一些不为人知的规律有待进行深入的挖掘。对互联网宏观拓扑结构演化及其内在机制的研究，是在较高层次上开发利用互联网的基础。虽然互联网的形成被认为是无限定原则的，但是它却展现了一些重要而且普适的宏观拓扑结构特征。因此，对互联网宏观拓扑结构的研究，是进一步认识互联网规律，有效发现并利用互联网资源和高效开发互联网应用的基石。

另外，对互联网宏观拓扑结构的研究是计算机网络自身发展的要求。计算机网络经过几十年的发展，传统的网络技术已经日趋成熟，人们已经不再关注网络的微观细节，而更注重网络的宏观整体性能，传统的计算机网络无论从网络协议还是从体系结构上来说，已经成为束缚互联网未来发展的桎梏。人类对未来互联网所提供的服务提出了更高的要求，因此，通过研究互联网宏观拓扑结构，从中发现互联网拓扑结构演化的宏观规律，可为设计新一代互联网的体系结构和网络协议栈等工作提供有价值的参考。

互联网是一个复杂网络，对其进行定量研究具有很大的可操作性。网络作为系统的抽象，虽然每一个系统的网络都有其自身的特殊性质，有其紧密联系在一起的独特现象，有其自身的演化机制，但是由于都可以使用网络分析的方法，所以有其共性。例如，关于定点度值、介数的分析方法，以及大量不同网络中存在的相同的统计特征；又如随机去点与选择性攻击对网络拓扑结构的影响及其分析方法。最新研究趋势表明，研究网络的几何性质、网络的形成机制、网络演化的统计规律及网络的结构稳定性，并把网络的拓扑结构与具体系统结合起来是复杂网络研究的中心内容。因而，对互联网宏观拓扑结构的研究，可以为其他类型复杂网络的相关研究提供一个有价值的原型基础。

此外，对于互联网这个高度复杂的系统来说，发现互联网拓扑的内在机制是认识互联网的必然过程，是在更高层次上开发利用互联网的基础。构建互联网拓扑结构模型，刻画互联网拓扑结构在宏观上的特征，反映一种总体趋势，也是帮助人们用其来对互联网进行分析、预报、决策或控制的需要。因此互联网拓扑建模问题已经成为互联网研究领域中迫切需要解决的重要问题。