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Netz .... siehe auch Neuronales Netzwerk ...


Organisationsprinzipien in komplexen Netzwerken

Gehäuftes Auftreten bestimmter Muster

Die Verbindungen zwischen Knotenpunkten in grossen Netzwerken können viele Formen annehmen. Es überrascht daher, dass in realen Netzwerken wie dem World Wide Web oder dem Nervensystem bestimmte Verknüpfungsmuster häufiger auftreten als in zufällig angeordneten Netzwerken. Der Molekularbiologe Uri Alon vom Weizmann-Institut in Israel vermutet, dass diese Muster gehäuft vorkommen, weil sie eine grundlegende Rolle in der Natur spielen. Auch wenn man die Funktion der Muster im Einzelnen noch nicht kennt, könnten sie bei der Klassifizierung von Netzwerken helfen.

Alon und seine Mitarbeiter entwickelten einen Algorithmus zur Identifizierung von häufig vorkommenden Mustern und fanden in allen untersuchten Netzwerken eine Handvoll «Motive», die für das jeweilige Netzwerk charakteristisch sind. Zum Beispiel entdeckten sie, dass in Nahrungsnetzwerken in Ökosystemen Dreierketten vorherrschen (X frisst Y, Y frisst Z, aber X frisst im Allgemeinen nicht Z), während sich in neuronalen Netzen sogenannte Aufschaltschleifen statistisch häufen (X löst Y aus, Y löst Z aus, und X löst auch Z aus). Im World Wide Web dominieren Feedback-Schleifen (X ist mit Y verknüpft, Y mit Z und Z mit X), «Dyaden» (X und Y sind gegenseitig verknüpft und weisen beide gegen Z) sowie «Triaden» (X, Y und Z sind gegenseitig verknüpft). Diese drei Motive treten im WWW 12- bis 130-mal häufiger auf als in simulierten Webs.

Die auftretenden Motive sind in verschiedenen Verkörperungen der gleichen Netzwerke (also etwa den Nervensystemen von verschiedenen Organismen) identisch, unterscheiden sich aber im Allgemeinen von den Motiven in anders gearteten Netzwerken. Zum Beispiel wurden Dreierketten in fünf verschiedenen Ökosystemen gefunden. In neuronalen Netzen und anderen Netzwerken traten sie jedoch weit weniger häufig auf. Allerdings stimmt dies in zwei bemerkenswerten Fällen nicht: In biochemischen Netzwerken, die die Expression von Genen regulieren, und in neuronalen Netzen fanden die Wissenschafter die gleichen Motive vor, obwohl die beiden Netzwerke grundverschieden sind.

Eine Gemeinsamkeit haben diese beiden Netzwerke allerdings: Es handelt sich um Systeme, in denen Signale (sensorischer oder biochemischer Natur) verarbeitet werden. Alon und seine Mitarbeiter vermuten, dass solche informationsverarbeitende Systeme ähnliche Strategien anwenden, auch wenn sie nicht der gleichen Netzwerk-Kategorie angehören. So könnte die Funktion der in beiden Netzwerken gehäuft auftretenden Auflaufschleifen etwa darin bestehen, Störsignale zu filtern. Das könnte bedeuten, dass gewisse Motive als grundlegende Bausteine für den Entwurf und die Konstruktion ganzer Klassen von Netzwerken dienen. Sollte sich diese These erhärten, liessen sich Netzwerke auf Grund der in ihnen erscheinenden Motive klassifizieren. Dies wiederum würde es gestatten, ein Netzwerk zu analysieren, indem ein anderes aus der gleichen Klasse untersucht wird. Zum Beispiel könnte man gewisse Aspekte des Nervensystems verstehen lernen, indem man das leichter zugängliche genetische Regulationssystem studiert.

Quelle: Science 298, 824-827 (2002).

Neue Zürcher Zeitung, Ressort Forschung und Technik, 27. November 2002, Nr.276, Seite 72


Netzwerkarchitektur Der Aufbau eines Netzwerkes hat eine zentralistische Struktur, dabei nutzen alle Clients die Dienste des Servers, weil sie alle mit ihm verbunden sind. Auch die Kommunikation aller Clients läuft über den Server. Es ist nicht möglich, dass ein Client Ressourcen zur Verfügung stellt. Diese Architektur macht auch vor der Organisation nicht halt. Ein Administrator weist den Clients die Zugriffsrechte zu, wie zum Beispiel das Benutzen eines Druckers, der am Server angeschlossen ist. Sollen mehrere Netzwerke miteinander verbunden werden, bedarf es einer Hauptzentrale, die mit ihrem Administrator die angeschlossenen Netze verwaltet. Grundsätzlich arbeiten Netzwerke nach drei Prinzipien: - Peer-to-Peer Prinzip - File-Server Prinzip - Client / Server Prinzip Soziale Netzwerke, deren Funktionen über die von reinen Webforen und Chats hinausgehen, existieren seit Mitte der 1990er Jahre. Als Vorform können Mailboxnetze sowie das Usenet betrachtet werden, die seit Mitte bzw. Ende der 1980er Jahre existieren. Eines der ersten Beispiele ist die 1995 gegründete US-amerikanische Schulfreunde-Community Classmates.com. Derartige Websites blieben jedoch weitgehend eine Randerscheinung. 2003 setzte dann auf dem Sektor ein Boom ein. Im Juli 2003 wurde MySpace gegründet. Im Januar 2004 wurde Orkut gestartet. Im Februar 2004 ging Facebook an den Start, zuerst nur für Studenten der Harvard Universität. Nach und nach wurde das Netzwerk für Studenten anderer US-Universitäten, Highschoolschüler und schließlich für beliebige Nutzer auch außerhalb der Vereinigten Staaten freigegeben. Im Juli 2005 wurde Myspace für 580 Millionen US-Dollar von der News Corporation gekauft. Im November 2005 wurde in Deutschland das Studentenverzeichnis studiVZ gegründet. Am 9. August 2006 meldete MySpace 100 Millionen User. Anfang 2007 wurde studiVZ von der Verlagsgruppe Georg von Holtzbrinck übernommen, über den Kaufpreis wurde Stillschweigen vereinbart. Jedoch scheitere der Axel-Springer-Verlag kurz zuvor mit einem Gebot von 120 Millionen Euro. Aufgrund des großen Erfolges in den deutschsprachigen Ländern und dem immer größeren Zuwachs an Nicht-Studenten, wurden mit schülerVZ und meinVZ fast identische Projekte mit einer anderen Zielgruppe gestartet und zudem Plattformen für Spanien, Italien, Frankreich und Polen aus der Taufe gehoben, welche mangels Erfolg mittlerweile aber wieder eingestellt wurden. Im Oktober 2007 kündigte Google die OpenSocial-Initiative an. Dadurch wurde es möglich, Inhalte verschiedener sozialer Netzwerke durch eine einheitliche Methode zusammenzuführen. Microsoft kaufte am 25. Oktober 2007 einen Anteil von 1,6 Prozent an Facebook und bezahlte dafür 240 Millionen US-Dollar. Durch diese Transaktion wurde Facebook auf dem Papier 15 Milliarden US-Dollar wert. Vorher wurde ein ähnliches Angebot seitens Google abgelehnt und ein Betrag von einer Milliarde US-Dollar, den Yahoo! bezahlen wollte, um Facebook zu übernehmen, nicht angenommen. Im März 2008 hat AOL, die Internettochter des amerikanischen Medienkonzerns Time Warner, das 2005 gegründete soziale Netzwerk Bebo für 850 Millionen US-Dollar (ca. 545 Millionen Euro) gekauft. Bebo hatte zur Zeit der Übernahme nach eigener Aussage etwa 40 Millionen Nutzer und ist vor allem in Großbritannien populär. Im August 2008 meldete Facebook 100 Millionen Nutzer,[16] im Februar 2010 400 Millionen Nutzer,[17] am 21. Juli 2010 eine halbe Milliarde Nutzer.[18] Im November 2010 wurde die erste Alpha-Version von Diaspora, einem dezentralem sozialem Netzwerk, veröffentlicht.[19] Am 28. Juni 2011 startete das Netzwerk Google+ der Google Inc. (als Konkurrent zu Facebook).