结构化网络上的信息超扩散

我们研究了信息数据包在几类结构化网络中的扩散。数据包从网络中随机选择的节点扩散到指定的目的地。作为局部传输规则，我们考虑随机扩散和改进的局部搜索方法。在工作负载稳定且远离拥塞临界的 regime 中进行数值仿真。我们发现图的拓扑结构以普遍方式决定了网络中扩散的性质，这体现在数据包的传递时间和速度分布中的幂律分布中。通过多尺度熵分析和非广义统计的论证，我们发现这些幂律分布与随机扩散和改进局部搜索的超扩散流量相容。我们能够量化网络拓扑在整体传输效率方面的作用。进一步，我们展示了改进传输规则的影响，并讨论了将（全局）拓扑与（局部）传输规则匹配的重要性对于网络最优功能的意义。本文提出的模型应适用于从Internet流量到细胞质中蛋白质运输等广泛范围的现象。