Barabási Albert-László

Behálózva - A hálózatok csodálatos világa a sejtektől a világhálóig

VI. Robusztusság

A legtöbb élő rendszer rendelkezik egy különleges képességgel: képes nagyon eltérő környezeti feltételek esetén is életben maradni. A belső hibák hatnak ugyan a sejt viselkedésére, ám az alapvető életfunkcióit gyakran még igen erős belső hibák esetén is képes fenntartani. Az élő rendszereknek ez a tulajdonsága szöges ellentétben van azzal, amit az ember által tervezett rendszereknél tapasztalhatunk: egyetlen alkatrész hibája gyakran az egész rendszert megbénítja. Manapság a kutatók már a tudomány minden területén felismerték, hogy a természet által "tervezett" szerkezetek ellenállóak, ezért a hibatűrő képesség vagy robusztusság kérdését sok területen és egyre intenzívebben vizsgálják.

Mennyiben járulnak hozzá a hálózatok egy adott rendszer robusztusságához?
Egy hálózat csomópontjainak a meghibásodása a hálózatot könnyen széttördelheti elszigetelt, egymással nem kommunikáló részekre. Egy kicsit általánosabban úgy is megfogalmazhatjuk a kérdést, hogy mennyi idő alatt esik szét egy hálózat darabokra, ha egyszer véletlenszerűen elveszünk belőle csomópontokat? Mennyi routert kell elmozdítanunk az internetből, hogy elszigetelt számítógépekre töredezzen, amelyek nem tudnak egymással kommunikálni? Nyilvánvaló, hogy minél több csomópontot veszünk ki, annál nagyobb lesz a valószínűsége annak, hogy a csomópontok jelentős csoportjait elszigeteljük a többi csomóponttól. Ám a véletlen hálózatok kutatásával töltött évtizedek tanulságai szerint néhány csomópont eltávolítása alig befolyásolja a hálózat épségét. Viszont ha az eltávolított csomópontok száma elér egy kritikus értéket, akkor a rendszer azonnal pici részekre esik szét, amelyek közt nincsen kapcsolat. A véletlen hálózatok meghibásodásai során létezik egy kritikus küszöbérték, amely alatt a rendszer alig szenved kárt. A küszöbérték felett azonban a hálózat egyszerűen szétesik.

2000 januárjában egy számítógépes kísérletsorozatot hajtottunk végre, hogy teszteljük, mennyire ellenálló az internet a routerek meghibásodásával szemben. Az akkoriban elérhető legjobb internettérképből kiindulva véletlenszerűen kiválasztott csomópontokat távolítottunk el a hálózatból. Ahogy fokozatosan növeltük az eltávolított csomópontok számát, arra a pillanatra vártunk, mikor az internet darabokra esik.

Animáció: Robusztusság

Az animáció megtekintéséhez Macromedia Flash Player 8-ra van szükség. Ingyenesen letöltheti itt.