级联失效：负载重分配
前面假定节点独立失效。真实系统中，一个组件失效会把它承担的“流”转移给其他组件，使后者超载失效，形成级联失效（cascading failure）。2003 年 8 月 14 日北美大停电就是例子：一条超载输电线触树、报警系统软件故障使操作员未能及时重新分配负荷，局部故障最终使安大略省和美国八个州约 5500 万人断电。级联有三个共同要素：网络上存在某种流；每个组件有局部失效规则；失效后有流的重分配机制。
Motter–Lai 负载模型（Motter 与 Lai 2002，Physical Review E）：假设每对节点之间沿最短路径交换一个单位的流，节点 的负载 即经过它的最短路径数（介数）。容量与初始负载成正比：， 为容忍参数。移除一个节点后重新计算所有负载， 的节点失效；重复直到不再有新的失效。用 （级联结束后最大分支的相对规模）度量损害。
主要结论：负载分布高度异质的网络（如无标度网络），移除单个高负载节点就可能触发覆盖大部分网络的级联，而随机移除一个节点几乎不造成影响；负载均匀的网络则不易出现这种不对称。 越小（冗余容量越少），越容易崩溃。
算例：考虑一个由两个三角形 {A,B,C} 和 {D,E,F} 加一条桥 C–D 组成的网络。桥端点 C、D 的负载最高（所有跨三角形的流都经过它们）。若删除 B，A 与 C 之间只剩直连边，其他节点的最短路径不受影响，负载不增，级联不发生；若删除 C，A、B 与另一侧完全断开，虽然没有超载，但网络已经分裂。若在 A–E 之间再加一条“备用”长程边，删除 C 后跨侧流全部改走 A–E，A、E 的负载骤增， 小时它们会相继超载——冗余路径同时也是级联通道，这正是电网中“N−1 安全准则”需要考虑负载转移的原因。
模型的发展：Crucitti、Latora 与 Marchiori（2004，Physical Review E）把节点“效率”而不是二元失效作为动态变量，使过载节点降低效率、引导流绕行；Motter（2004，PRL）提出级联防御：在初始故障后、级联扩散前，有选择地主动移除低负载节点和超负荷边，可以显著缩小最终损失——这与森林火灾中“以火攻火”开辟隔离带的思路相同。
生物学类比：在代谢网络中，一个酶失活后底物积累、通量被迫改道，可能使其他通路过载或使有毒中间产物堆积；Smart、Amaral 与 Ottino（2008，PNAS）用基于拓扑通量平衡的级联模型分析大肠杆菌、甲烷八叠球菌、金黄色葡萄球菌和酿酒酵母的代谢网络，发现它们比合适的零模型更鲁棒，级联过程可以描述为渗流过程。Motter 的“主动移除以止损”在代谢网络中也有对应——见代谢网络的基因敲除中的合成拯救。