네트워크 형성
Network formation네트워크 형성은 어떤 요소가 그것의 구조에 영향을 미치는지 그리고 이러한 메커니즘들이 어떻게 작동하는지 확인함으로써 네트워크가 어떻게 진화하는지 모델화하려는 네트워크 과학의 한 측면이다. 네트워크 형성 가설은 네트워크 크기가 증가하는 동적 모델을 사용하거나 에이전트 기반 모델을 만들어 고정 크기 네트워크에서 어떤 네트워크 구조가 평형인지 판단함으로써 시험된다.
동적 모델
물리학자와 생물학자들이 자주 사용하는 동적 모델은 작은 네트워크나 심지어 하나의 노드로 시작한다. 그런 다음 모델러는 네트워크 크기를 늘리기 위해 새로 도착한 노드가 링크를 형성하는 방법에 대한 (일반적으로 무작위화된) 규칙을 사용한다. 목표는 네트워크가 크기가 커질 때 어떤 속성이 될 것인지를 결정하는 것이다. 이런 식으로, 연구자들은 소세계 네트워크 속성이나 스케일 프리 네트워크 속성과 같이 대부분의 실제 네트워크에서 공통되는 속성을 재현하려고 한다. 이러한 특성은 월드 와이드 웹, 대사 네트워크 또는 국제 항공 노선 네트워크를 포함한 거의 모든 실제 네트워크에서 공통적이다.
이 유형의 가장 오래된 모델은 Erdds-Rényi 모델인데, 이 모델에서는 새로운 노드가 임의로 다른 노드를 선택하여 연결할 수 있다. 두 번째로 잘 알려진 모델은 와츠와 스트로가츠 모델로, 표준 2차원 격자에서 시작해 링크를 임의로 교체해 진화한다. 이러한 모델은 일부 현실적인 네트워크 속성을 표시하지만 다른 모델은 설명하지 못한다.
네트워크 형성의 가장 영향력 있는 모델 중 하나는 바라바시 알버트 모델이다. 여기서도 네트워크는 작은 시스템에서 시작되고, 들어오는 노드는 링크를 임의로 선택하지만 무작위화는 균일하지 않다. 대신에, 이미 더 많은 수의 링크를 보유한 노드는 들어오는 노드에 연결될 가능성이 더 높을 것이다. 이 메커니즘은 선호 애착이라고 알려져 있다. 이전 모델에 비해 바라바-알버트 모델은 실제 네트워크에서 관측된 현상을 더 정확하게 반영하는 것 같다.
에이전트 기반 모델
모델 네트워크 형성에 대한 두 번째 접근방식은 에이전트 기반 또는 게임 이론 기반 모델링이다. 이러한 모델에서는 노드나 에이전트 수가 고정된 네트워크가 생성된다. 모든 에이전트에는 연결 환경설정의 표현인 유틸리티 기능이 부여되며, 이를 기반으로 다른 노드와의 연결을 형성하도록 지시된다. 일반적으로 링크를 구성하거나 유지 관리하는 데는 비용이 들지만 다른 노드와 연결하면 이점이 있다. 이 방법은 일부 초기 설정과 매개변수 값을 감안할 때 특정 네트워크 구조가 이 게임의 평형으로 나타날 것이라는 가설을 시험한다. 노드의 수는 대개 고정되기 때문에, 그들은 거대한 실제 네트워크의 속성을 거의 설명할 수 없다. 그러나 그것들은 더 작은 그룹으로 네트워크 형성을 검사하는데 매우 유용하다.
잭슨과 울린스키는 1996년 논문에서 이런 종류의 모델을 개척했는데, 이 논문은 그 이후 몇몇 게임 이데올로기적 모델들에게 영감을 주었다.[1] 이러한 모델들은 잭슨과 와츠에 의해 더욱 발전되었는데, 그는 이 접근방식을 시간이 지남에 따라 네트워크 구조가 어떻게 진화하는지 보기 위해 역동적인 설정에 두었다.[2]
일반적으로 네트워크 구조가 알려진 게임은 광범위하게 적용되지만, 플레이어가 이웃이 누구인지, 네트워크 구조가 무엇인지 완전히 알지 못한 채 상호작용할 때는 다양한 설정이 있다. 이 게임들은 불완전한 정보 네트워크 게임을 이용하여 모델링할 수 있다.
에이전트 기반 설정에서 네트워크 증가
두 가지 접근방식을 결합하려는 모델은 거의 없다. 그러나, 2007년에 잭슨과 로저스는 새로운 노드가 부분적으로 무작위 선택에 기초하고 부분적으로는 그들의 효용 함수를 최대화하는 것에 기초하여 연결을 선택하는 성장하는 네트워크를 모델링했다.[3] 이 일반적인 프레임워크로, 모델러들은 실제 생활 네트워크의 거의 모든 양식화된 특성을 재현할 수 있다.
참조
- ^ Jackson and Wolinsky (1996). "A Strategic Model of Social and Economic Networks" (PDF). Journal of Economic Theory. 71: 44–74. doi:10.1006/jeth.1996.0108. hdl:10419/221454.
- ^ Jackson and Watts (2002). "The Evolution of Social and Economic Networks" (PDF). Journal of Economic Theory. 106 (2): 265–295. doi:10.1006/jeth.2001.2903. Archived from the original (PDF) on 2012-07-11.
- ^ Jackson and Rogers (2007). "Meeting Strangers and Friends of Friends: How Random are Social Networks" (PDF). American Economic Review. 97 (3): 890–915. doi:10.1257/aer.97.3.890.
추가 읽기
- Barabási and Albert (2002). "Statistical mechanics of complex networks" (PDF). Reviews of Modern Physics. 74 (1): 47–97. arXiv:cond-mat/0106096. Bibcode:2002RvMP...74...47A. CiteSeerX 10.1.1.242.4753. doi:10.1103/revmodphys.74.47. Archived from the original (PDF) on 2015-08-24.
