一种链路增加方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种链路增加方法及装置，方法包括：将目标网络分为多层，将第一集合中的任一节点，确定为目标节点；判断第一范围内，是否存在除第二范围内包含的节点之外的其他节点；如果是，针对两个节点，判断两个节点之间是否已存在链路；如果不存在，根据成本收益值和预设第三阈值，判断是否可以在两个节点之间增加链路；如果是，记录第一信息；判断所记录的第一信息的数量是否不大于预设数量；如果是，增加第一信息对应的链路；如果否，确定两个节点，增加链路；判断第一阈值是否小于该层网络的直径；如果是，增加第二阈值的值；如果否，确定下一个目标节点。应用本发明专利技术实施例，能够降低网络平均路径长度，进而减少了网络时延。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信网络
，特别涉及一种链路增加方法及装置。
技术介绍
现实社会的许多方面都具有复杂网络的性质，如通信工程、城市规划、疾病预防等，研究优化其拓扑结构、提升网络性能是一项重要的任务。网络性能与网络拓扑密切相关，传统网络中节点到节点之间平均跳数较高，具有较高的平均路径长度(AveragePathLength，简称APL)，APL定义为网络中所有节点对之间距离的平均最短距离，带来较大的网络时延，难以支持新兴的时间敏感业务与应用。比较小的APL允许网络实体之间高效和快速的信息传播，对于时间敏感业务具有重要意义。解决较大的APL问题最常见的方法是在现有网络基础上添加或删除一些链路来提高网络性能。比如在城际道路规划中，通过增加高速公路来改善交通状况，高速公路就是网络拓扑中增加的链接；在无线网络中也可以通过增加光纤链路作为长程链接以达到改善网络性能的目的。实际网络增加链路过程与网络结构和链路属性密切相关，其中，链路属性可以根据不同的网络而不同，例如在通信网络中，链路属性为链路的带宽，在城市规划中，链路属性为道路的容量。目前增加链路方法集中在单层网络，认为每层网络是不同的并且没有强相关性，每层的网络构建相对孤立，不依靠其他的网络行为。但是在现实中，许多网络与其他网络相互依存，因此，现有的增加链路方法不能获得更小的APL。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种链路增加方法及装置，以降低网络平均路径长度，减少网络时延。为达到上述目的，本专利技术实施例公开了一种链路增加方法，所述方法包括：根据目标网络的链路属性，将所述目标网络分为多层；针对除最底层网络的其他任一层网络，根据连通性，判断该层网络是否连通；如果连通，将第一集合中的任一节点，确定为目标节点，，其中，所述第一集合为该层网路中未被确认为目标节点的节点组成的集合；判断以所述目标节点为圆心，半径为第一阈值的第一范围内，是否存在除以所述目标节点为圆心，半径为第二阈值的第二范围内包含的节点之外的其他节点，其中，所述第一阈值为所述第二阈值与预设固定值之和；如果是，针对两个节点，判断所述两个节点之间是否已存在链路，其中，所述两个节点为所述其他节点中的每一节点与所述第二范围内包含的每一节点的两个节点；如果不存在，根据成本收益值和预设第三阈值，判断是否可以在所述两个节点之间增加链路；如果是，记录与在所述两个节点之间增加链路相关的第一信息；判断所述第一范围和所述第二范围之间所记录的所述第一信息的数量是否不大于所述预设数量；如果是，增加所述第一信息对应的链路；如果否，根据所述第二范围内包含的任一节点的度、该层网络中所有节点的度、所述第一信息以及预设数量，确定节点间需要增加链路的两个节点，增加两个节点之间的链路；判断所述第一阈值是否小于该层网络的直径；如果是，增加所述第二阈值的值，继续执行所述判断以所述目标节点为圆心，半径为第一阈值的第一范围内，是否存在除以所述目标节点为圆心，半径为第二阈值的第二范围内包含的节点之外的其他节点的操作步骤；如果否，将该层网络中除已确定为目标节点之外的其他节点中的任一节点，确定为目标节点，继续执行所述判断以所述目标节点为圆心，半径为第一阈值的第一范围内，是否存在除以所述目标节点为圆心，半径为第二阈值的第二范围内包含的节点之外的其他节点的操作步骤。较佳的，在所述层网络不连通的情况下，在所述将该层网络中的任一节点，确定为目标节点之前，所述方法还包括：根据最小生成树算法，在该层网络中增加链路。较佳的，所述成本收益值的计算公式为：ζij=w1*log(Cij/Σaij=1Cij)-(w2*log(Lp-1-Lp)/Tmax)+w3*log(Bij/Σaij=1Bij)]]>其中，ζij为成本收益值，w1为成本权重，Cij为节点i与节点j之间增加一条链路的成本，aij＝1表示节点i与节点j之间存在初始连接，w2为平均路径长度收益权重，Lp-1为增加链路前该层网络的平均路径长度，Lp为增加链路后该层网络的平均路径长度，Tmax为该层网络的原始平均路径长度，w3为链路属性收益权重，B为节点i与节点j之间增加链路带来的属性收益，节点i为所述第二范围内包含的任一节点，节点j为所述其他节点中的任一节点。较佳的，根据所述第二范围内包含的任一节点的度以及所述目标网络中所有节点的度，在所有判断可以在所述两个节点增加链路的链路中选择预设数量的链路，增加所述链路，包括：根据所述第二范围内包含的任一节点的度、该层网络中所有节点的度以及择优连接公式，计算所述第二范围内包含的节点的重要度，其中，所述择优连接公式为：π(ki)＝ki/∑ki其中，π(ki)为节点i的重要度，ki为节点i的度，∑ki为当前所述目标网络中所有节点的度的和，节点i为所述第二范围内包含的任一节点；根据所述重要度、所述第一信息以及预设数量，确定节点间需要增加链路的两个节点，增加两个节点之间的链路。较佳的，所述第二阈值的增加值等于所述预设固定值。为达到上述目的，本专利技术实施例公开了一种链路增加装置，所述装置包括：分层模块，用于根据目标网络的链路属性，将所述目标网络分为多层；第一判断模块，用于针对除最底层网络的其他任一层网络，根据连通性，判断该层网络是否连通；第一确定模块，用于在第一判断模块的判断结果为连通的情况下，将第一集合中的任一节点，确定为目标节点，其中，所述第一集合为该层网路中未被确认为目标节点的节点组成的集合；第二判断模块，用于判断以所述目标节点为圆心，半径为第一阈值的第一范围内，是否存在除以所述目标节点为圆心，半径为第二阈值的第二范围内包含的节点之外的其他节点，其中，所述第一阈值为所述第二阈值与预设固定值之和；第三判断模块，用于在第二判断模块的判断结果为是的情况下，针对两个节点，判断所述两个节点之间是否已存在链路，其中，所述两个节点为所述其他节点中的每一节点与所述第二范围内包含的每一节点的两个节点；第四判断模块，用于在第三判断模块的判断结果为不存在的情况下，根据成本收益值和预设第三阈值，判断是否可以在所述两个节点之间增加链路；记录模块，用于在第三判断模块的判断结果为是的情况下，记录与在所述两个节点之间增加链路相关的第一信息；第五判断模块，用于判断所述第一范围和所述第二范围之间所记录的第一信息的数量是否不大于所述预设数量；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种链路增加方法，其特征在于，所述方法包括：根据目标网络的链路属性，将所述目标网络分为多层；针对除最底层网络的其他任一层网络，根据连通性，判断该层网络是否连通；如果连通，将第一集合中的任一节点，确定为目标节点，其中，所述第一集合为该层网路中未被确认为目标节点的节点组成的集合；判断以所述目标节点为圆心，半径为第一阈值的第一范围内，是否存在除以所述目标节点为圆心，半径为第二阈值的第二范围内包含的节点之外的其他节点，其中，所述第一阈值为所述第二阈值与预设固定值之和；如果是，针对两个节点，判断所述两个节点之间是否已存在链路，其中，所述两个节点为所述其他节点中的每一节点与所述第二范围内包含的每一节点的两个节点；如果不存在，根据成本收益值和预设第三阈值，判断是否可以在所述两个节点之间增加链路；如果是，记录与在所述两个节点之间增加链路相关的第一信息；判断所述第一范围和所述第二范围之间所记录的所述第一信息的数量是否不大于所述预设数量；如果是，增加所述第一信息对应的链路；如果否，根据所述第二范围内包含的任一节点的度、该层网络中所有节点的度、所述第一信息以及预设数量，确定节点间需要增加链路的两个节点，增加两个节点之间的链路；判断所述第一阈值是否小于该层网络的直径；如果是，增加所述第二阈值的值，继续执行所述判断以所述目标节点为圆心，半径为第一阈值的第一范围内，是否存在除以所述目标节点为圆心，半径为第二阈值的第二范围内包含的节点之外的其他节点的操作步骤；如果否，将所述目标节点移出所述第一集合，将当前第一集合中的任一节点，确定为目标节点，继续执行所述判断以所述目标节点为圆心，半径为第一阈值的第一范围内，是否存在除以所述目标节点为圆心，半径为第二阈值的第二范围内包含的节点之外的其他节点的操作步骤。...

【技术特征摘要】
1.一种链路增加方法，其特征在于，所述方法包括：
根据目标网络的链路属性，将所述目标网络分为多层；
针对除最底层网络的其他任一层网络，根据连通性，判断该层网络是否连
通；
如果连通，将第一集合中的任一节点，确定为目标节点，其中，所述第一
集合为该层网路中未被确认为目标节点的节点组成的集合；
判断以所述目标节点为圆心，半径为第一阈值的第一范围内，是否存在除
以所述目标节点为圆心，半径为第二阈值的第二范围内包含的节点之外的其他
节点，其中，所述第一阈值为所述第二阈值与预设固定值之和；
如果是，针对两个节点，判断所述两个节点之间是否已存在链路，其中，
所述两个节点为所述其他节点中的每一节点与所述第二范围内包含的每一节点
的两个节点；
如果不存在，根据成本收益值和预设第三阈值，判断是否可以在所述两个
节点之间增加链路；
如果是，记录与在所述两个节点之间增加链路相关的第一信息；
判断所述第一范围和所述第二范围之间所记录的所述第一信息的数量是否
不大于所述预设数量；
如果是，增加所述第一信息对应的链路；
如果否，根据所述第二范围内包含的任一节点的度、该层网络中所有节点
的度、所述第一信息以及预设数量，确定节点间需要增加链路的两个节点，增
加两个节点之间的链路；
判断所述第一阈值是否小于该层网络的直径；
如果是，增加所述第二阈值的值，继续执行所述判断以所述目标节点为圆
心，半径为第一阈值的第一范围内，是否存在除以所述目标节点为圆心，半径
为第二阈值的第二范围内包含的节点之外的其他节点的操作步骤；
如果否，将所述目标节点移出所述第一集合，将当前第一集合中的任一节
点，确定为目标节点，继续执行所述判断以所述目标节点为圆心，半径为第一
阈值的第一范围内，是否存在除以所述目标节点为圆心，半径为第二阈值的第
二范围内包含的节点之外的其他节点的操作步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在该层网络不连通的情况下，
在所述将该层网络中的任一节点，确定为目标节点之前，所述方法还包括：
根据最小生成树算法，在该层网络中增加链路。
3.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述成本收益值的计算公式
为：
ζij=w1*log(Cij/Σaij=1Cij)-(w2*log(Lp-1-Lp)/Tmax)+w3*log(Bij/Σaij=1Bij)]]>其中，ζij为成本收益值，w1为成本权重，Cij为节点i与节点j之间增加一条
链路的成本，aij＝1表示节点i与节点j之间存在初始连接，w2为平均路径长度收益
权重，Lp-1为增加链路前该层网络的平均路径长度，Lp为增加链路后该层网络
的平均路径长度，Tmax为该层网络的原始平均路径长度，w3为链路属性收益权重，
B为节点i与节点j之间增加链路带来的属性收益，节点i为所述第二范围内包含的
任一节点，节点j为所述其他节点中的任一节点。
4.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，根据所述第二范围内包含的
任一节点的度以及所述目标网络中所有节点的度，在所有判断可以在所述两个
节点增加链路的链路中选择预设数量的链路，增加所述链路，包括：
根据所述第二范围内包含的任一节点的度、该层网络中所有节点的度以及
择优连接公式，计算所述第二范围内包含的节点的重要度，其中，所述择优连
接公式为：
π(ki)＝ki/∑ki其中，π(ki)为节点i的重要度，ki为节点i的度，∑ki为当前所述目标网络中所
有节点的度的和，节点i为所述第二范围内包含的任一节点；
根据所述重要度、所述第一信息以及预设数量，确定节点间需要增加链路
的两个节点，增加两个节点之间的链路。
5.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述第二阈值的增加值等于
所述预设固定值。
6.一种链路增加装置，其特征在于，所述装置包...

【专利技术属性】
技术研发人员：金学广，常巍，胡怡红，寿国础，郭志刚，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11