New robustness evaluation mechanism for complex networks

Abstract

Network science has significantly advanced in the last decade, providing insights into the underlying structure and dynamics of complex networks. Critical infrastructures such as telecommunication networks play a pivotal role in ensuring the smooth functioning of modern day living. These networks have to constantly deal with failures of their components. In multiple failure scenarios, where traditional protection and restoration schemes are not suitable because of the quantity of resources that would be required, the concept of robustness is used in order to quantify just how good a network is under such a large-scale failure scenario. The aim of this thesis is to, firstly, investigate the current challenges that might lead to multiple failure scenarios of present day networks and, secondly, to propose novel metrics able to quantify the network robustness.

La ciència de les xarxes (o network science) ha avançat significativament en l'última dècada, proporcionant coneixement sobre l'estructura subjacent i la dinàmica de les xarxes complexes (o complex networks). Infraestructures crítiques com xarxes de telecomunicacions, juguen un paper fonamental per garantir el bon funcionament de la vida moderna. Aquestes xarxes han de lidiar constantment amb fallades dels seus components. En escenaris de fallades múltiples, on els esquemes de protecció i restauració tradicionals no són adequats degut a la gran quantitat de recursos que serien necessaris, el concepte de robustesa (o robustness) s'utilitza per tal de quantificar com de bona és una xarxa quan es produeix una fallada a gran escala. L'objectiu d'aquesta tesi és, en primer lloc, investigar les amenaces actuals de les xarxes d'avui en dia que poden portar a escenaris de fallades múltiples i, en segon lloc, proposar nous indicadors capaços de quantificar la robustesa d'aquestes xarxes.