一、網絡系統可靠性指標體系
根據可靠性的定義：在規定的時間和規定的條件下，系統完成規定功能的能力。它是一種能力體現，而這種體現是基於系統本身的結構、行爲和管理或過程控制而形成的。一些學者從應用角度出發，提出針對特定網絡系統的網絡可靠性指標體系。如針對軍事通信網絡，以抗毀性、生存性來衡量網絡的可靠性；針對民用通信網絡，則以網絡的完成性來衡量網絡的可靠性；針對電力網絡系統，則以生存性、抗毀性來衡量。因此網絡系統可靠性需考慮以下幾個方面：①網絡系統的行爲描述；②網絡系統的交互；③網絡系統的功能結構；④網絡系統的故障傳播。
二、網絡系統故障定義
網絡系統的故障一般可分拓撲結構故障和性能故障。拓撲結構故障即爲鏈路或節點失效所導致的兩節點之間不存在路由；性能故障則從用戶角度出發，網絡無法提供正常的通信服務的問題集合。對於拓撲結構，網絡存在2m種狀態，m爲鏈路與節點總數；對於網絡性能，網絡不同時刻，其性能狀態不一樣。不同的使用環境(民用、軍用、數據實時性要求、數據可靠性要求等)，對網絡所能忍受的閾值不一樣。如圖1所示網絡系統，其中S1和S2爲客戶端，T爲服務器端，P1一P4爲交換、路由設備。鏈路編號分別爲1～8當客戶端S1與終端T進行數據傳輸時，假設1—3-7爲優先路由。當鏈路3上的數據量超出鏈路負載時，則會自動選擇鏈路5進行數據傳輸，而此時的鏈路3繼續工作，只是它是滿負載工作。因此，在定義網絡系統故障定義時，不僅需要考慮網絡的.功能、結構，也需要考慮系統所承載的關係流。
三、網絡系統可靠性分析
1、利用重正化理論開展網絡系統可靠性分析
重正化理論是諾貝爾獎獲得者KGWilson於1974年提出的。該理論可應用於複雜網絡的可靠性分析，分析網絡中某些節點被破壞，網絡能否保持工作的問題，也就是網絡的彈性問題。例如：金屬和絕緣體構成的薄膜中，由許多細小的格子組成，金屬可在不同程度上佔有格子，隨着金屬在薄膜中所佔格子的比率P的逐漸增大，到某一臨界值Pc時，薄膜將成爲導體最低一行表示薄膜中的4個格子，圓圈表示被金屬佔有，第二行的箭頭表示重正化，最上一行表示重正化爲一個格子。如果在4個格子中。縱橫方向均被金屬佔有，如最低一行左端的兩個，則這4個格子縱橫均導電，故重正化後的格子中也有金屬點，如果被佔格子只有2個或少於2個，則縱橫方向不能同時導電，重正化後的格子中將沒有金屬。假設重正化前，金屬佔有一個格子的概率爲P，重正化後金屬佔有一個格子的概率爲P1，則4個格子同時被金屬佔有（圖2中最左邊的4個格子)的概率爲p4，金屬佔有3個格子將有4種情況：概率之和爲4p3(1-p)。4個格子或3個格子被佔，超格子也被佔。故有p1=p4+4p3(1-P)。因此，設對應於臨界情況的P記爲Pe，則Pe=Pe4+4Pe3（1-Pe）計算出Pe=0.768，這與實驗值Pe=0.752較吻合。
2、應用資訊熵理論開展網絡系統可靠性分析
當前的網絡研究已經發現，網絡拓撲結構對於網絡上的傳播、逾滲、級聯動力學、交通流與資訊流、混沌同步與控制、Ising模型、XY臨界模型、量子擴散與量子響應、布爾動力學等都有非常顯著的影響。反過來，這些模型也可以爲複雜系統的可靠性分析工作，提供技術參考。因此，當前受到特別關注的一個研究方向是複雜網絡上的資訊流動力學研究。有研究發現：www網複雜，具有長程時間相關性，發生資訊擁塞的原因可能是因爲資訊包在某些節點度很大的中樞節點上等待過多的時間。爲更好地理解複雜系統的資訊流動力學在網絡的可靠性分析上的應用，這裏以某城市的水管網絡系統可靠性分析爲例進行簡單的介紹：假設度量水流對路徑選擇不確定性程度的資訊熵稱爲路徑熵，通常水流總是選擇流通阻力最小的路徑，因此，水流對路徑選擇的不確定性，本質上是由於各條路徑的流動阻力不同，所以，路徑熵反映了給水管網中各流通路徑的水力性能。根據最大熵原理，匯出最大路徑熵計算模型爲：節點j的最大熵爲Sj=InNpj，Npj爲水源至節點j的總路徑數。給水管網的最大路徑熵與其拓撲結構密切相關最大熵代表系統潛在的最大可靠性。實際路徑熵與最大路徑熵的比值稱爲相對路徑熵,計算公式爲Ej=Sj/Sjmax(0≤Ej≤1)E爲節點的相對路徑熵Sj爲節點j的實際路徑熵；Sjmax爲該點的最大路徑熵。當節點只有一條路徑時，其相對路徑熵爲0。該小區給水管網絡共159個管段，104個節點。供水量爲11948t／h。採用EPANET2.0對該網絡進行水力模擬，計算節點及系統相對路徑熵值並繪製節點等相對熵線，系統的相對熵值計算結果爲0.686726。改進後，系統相對熵值爲0.721666，系統性能得到改善。由此可知，給水管網絡系統中的流動不確定性與可靠性密切相關，資訊熵作爲量度不確定性的手段，可間接定量地反映系統的可靠性。