一种网络拓扑构建方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种网络拓扑构建方法及装置，其中，所述方法包括：在通信网络中网络构建发生改变后，确定由多个不稳定节点组成的不稳定节点对集合，并更新所有不稳定节点对之间的最短距离；根据更新后的不稳定节点对之间的最短距离、以及通信网络中节点的个数，确定不稳定节点对中节点的新的聚集系数；根据不稳定节点对中节点的新的聚集系数，以及最短距离未变化节点的聚集系数，得到添加链路后所有节点的聚集系数；在聚集系数最大的节点和聚集系数最小的节点之间添加链路，得到添加链路的数目等于预设网络所需链路数目的通信网络，完成网络拓扑的构建。实现在规划网络拓扑过程中、降低时间复杂度。

Method and device for constructing network topology

The embodiment of the invention provides a method and a device, a network topology construction wherein the method comprises the following steps: in a communication network network construction after change is determined by multiple unstable node unstable nodes to set and update all unstable node shortest distance between pairs of nodes according to the instability; after updating the shortest distance, and between the nodes in the communication network and the number of nodes to determine the unstable nodes in the new clustering coefficient; according to the unstable node to node in the new clustering coefficient, and the shortest distance does not change the node clustering coefficient, get the clustering coefficient of all nodes add link after adding a link between nodes; node clustering coefficient and clustering coefficient maximum minimum number, add link communication network is equal to the preset network required link number, Complete the construction of network topology. It reduces the time complexity in the process of planning network topology.

【技术实现步骤摘要】
一种网络拓扑构建方法及装置
本专利技术涉及通信网络
，特别是涉及一种网络拓扑构建方法及装置。
技术介绍
近年来，信息通信
的新兴业务蓬勃发展，例如移动、社交、云计算和大数据等，这些新兴的业务对计算机网络的带宽、接入以及动态管理提出了更高的需求。如此，基于TCP/IP(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol，传输控制协议/因特网互联协议)架构的传统网络变得臃肿不堪，暴露出越来越多的问题。其中，一个重要的方面：网络时延大，难以支持一些新兴的时间敏感度较高的应用。而导致网络时延大，重要的原因是网络端到端的平均跳数较高、平均路径长度较大，因此，如何高效的动态规划网络拓扑成为降低网络时延提高网络性能，满足日益丰富的需求的关键。现有的规划网络拓扑方法，通过重新链接现有的常规网络中的一些孤远节点，使网络拓扑接近小世界。具体地，计算网络中所有节点之间的最短距离，并根据所有节点的最短距离得到所有节点处的聚集系数，再根据聚集系数在孤远节点之间添加链路；在添加新的链路之后重新遍历所有节点，计算网络中所有节点之间的最短距离，并根据所有节点的最短距离得到所有节点处的聚集系数，再根据聚集系数在孤远节点之间添加链路，如此重复，完成多条链路的添加，实现规划网络拓扑。但是，现有的这种规划网络拓扑方法，每一次添加新的链路后都需要重新遍历所有节点，计算所有节点之间的最短距离，如此使得在规划网络拓扑过程中时间复杂度高。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种网络拓扑构建方法及装置，以实现在规划网络拓扑过程中、降低时间复杂度。具体技术方案如下：一方面，本专利技术实施例提供了一种网络拓扑构建方法，包括：步骤A、在通信网络中网络构建发生改变后，确定由多个不稳定节点对组成的不稳定节点对集合，并更新所述不稳定节点对集合中所有不稳定节点对之间的最短距离，其中，所述不稳定节点对是在添加链路之后、通信网络中最短距离发生变化的节点对；步骤B、根据更新后的不稳定节点对之间的最短距离、以及通信网络中节点的个数，确定不稳定节点对中节点的新的聚集系数；步骤C、根据不稳定节点对中节点的新的聚集系数，以及已保存的除不稳定节点对中节点之外的、其他最短距离未变化节点的聚集系数，得到添加链路后所有节点的聚集系数；步骤D、在聚集系数最大的节点和聚集系数最小的节点之间添加链路，得到添加链路的数目等于预设网络所需链路数目的通信网络，完成网络拓扑的构建。可选的，所述在聚集系数最大的节点和聚集系数最小的节点之间添加链路，得到添加链路的数目等于预设网络所需链路数目的通信网络，包括：在聚集系数最大的节点和聚集系数最小的节点之间添加链路，且在添加链路的数目小于预设网络所需链路数目时，重复执行步骤A、步骤B、步骤C和步骤D，直至添加链路的数目等于预设的网络所需链路数目，完成通信网络中网络拓扑的构建。可选的，在所述通信网络中网络构建发生改变之前，所述方法还包括：遍历通信网络中所有节点，并计算所有节点之间的最短距离；通过所有节点之间的最短距离、以及通信网络中节点的个数，得到每一个节点的聚集系数；在聚集系数最大的节点和聚集系数最小的节点之间添加第一条链路。可选的，所述确定由多个不稳定节点对组成的不稳定节点对集合，包括：查找第一节点与第二节点，其中，所述第一节点是到添加的链路对应一个顶点的距离发生变化的节点，第二节点是到所述顶点的距离未发生变化的节点；所述第一节点与所述第二节点构成不稳定节点对；确定由多个不稳定节点对组成的不稳定节点对集合。可选的，所述更新所述不稳定节点对集合中所有不稳定节点对之间的最短距离，包括：通过公式dp(A1,B1)＝dp(A1,MinCCNodep-1)+dp(B1,MinCCNodep-1)或者公式dp(A1,B1)＝dp(A1,MaxCCNodep-1)+dp(B1,MaxCCNodep-1)，计算添加链路后、所述不稳定节点对集合中，所有不稳定节点对之间的最短距离；在所得的添加链路后所述不稳定节点对之间的最短距离、小于添加链路之前所述不稳定节点对之间的最短距离时，更新所述不稳定节点对之间的最短距离，为添加链路后计算所得的、所述不稳定节点对之间的最短距离；在所得的添加链路后所述不稳定节点对之间的最短距离dp(A1,B1)、大于或等于添加链路之前所述不稳定节点对之间的最短距离时，确定所述不稳定节点对之间的最短距离，为添加链路前所述不稳定节点对之间的最短距离；其中，A1、B1表示所述不稳定节点对中的节点，p表示当前添加的链路，p-1表示当前添加的链路的前一条链路，所述dp(A1,B1)表示添加链路后所述不稳定节点对之间的最短距离，MinCCNodep-1、MaxCCNodep-1分别表示链路对应两个顶点中的一个顶点，dp(A1,MinCCNodep-1)、dp(B1,MinCCNodep-1)、dp(A1,MaxCCNodep-1)和dp(B1,MaxCCNodep-1)分别表示不稳定节点对中的一个节点到链路中的一个顶点的最短距离。可选的，所述根据更新后的不稳定节点对之间的最短距离、以及通信网络中节点的个数，确定不稳定节点对中节点的新的聚集系数，包括：通过聚集系数计算公式：确定不稳定节点对中节点的新的聚集系数；其中，CC(i)表示新的聚集系数，i表示所述不稳定节点对中的节点，j表示通信网络中的一个节点，N表示通信网络节点的个数，d(i,j)表示所述不稳定节点对中的节点到通信网络中一个节点的最短距离。可选的，所述在聚集系数最大的节点和聚集系数最小的节点之间添加链路，包括：按照所有节点的聚集系数，将所有节点进行排序，得到聚集系数最大的节点和聚集系数最小的节点；在所述聚集系数最大的节点和所述聚集系数最小的节点之间添加链路。另一方面，本专利技术实施例还提供了一种网络拓扑构建装置，包括：更新模块，用于在通信网络中网络构建发生改变后，确定由多个不稳定节点对组成的不稳定节点对集合，并更新所述不稳定节点对集合中所有不稳定节点对之间的最短距离，其中，所述不稳定节点对是在添加链路之后、通信网络中最短距离发生变化的节点对；确定模块，用于根据更新后的不稳定节点对之间的最短距离、以及通信网络中节点的个数，确定不稳定节点对中节点的新的聚集系数；第一聚集系数计算模块，用于根据不稳定节点对中节点的新的聚集系数，以及已保存的除不稳定节点对中节点之外的、其他最短距离未变化节点的聚集系数，得到添加链路后所有节点的聚集系数；添加链路模块，用于在聚集系数最大的节点和聚集系数最小的节点之间添加链路，得到添加链路的数目等于预设网络所需链路数目的通信网络，完成网络拓扑的构建。可选的，所述添加链路模块进一步用于，在聚集系数最大的节点和聚集系数最小的节点之间添加链路，且在添加链路的数目小于预设网络所需链路数目时，重复执行更新模块、确定模块、第一聚集系数计算模块和添加链路模块，直至添加链路的数目等于预设的网络所需链路数目，完成通信网络中网络拓扑的构建。可选的，所述装置还包括：计算模块，用于遍历通信网络中所有节点，并计算所有节点之间的最短距离；第二聚集系数计算模块，用于通过所有节点之间的最短距离、以及通信网络中节点的个数，得到每一个节点的聚集系数；第一条链路添加模块，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网络拓扑构建方法，其特征在于，包括：步骤A、在通信网络中网络构建发生改变后，确定由多个不稳定节点对组成的不稳定节点对集合，并更新所述不稳定节点对集合中所有不稳定节点对之间的最短距离，其中，所述不稳定节点对是在添加链路之后、通信网络中最短距离发生变化的节点对；步骤B、根据更新后的不稳定节点对之间的最短距离、以及通信网络中节点的个数，确定不稳定节点对中节点的新的聚集系数；步骤C、根据不稳定节点对中节点的新的聚集系数，以及已保存的除不稳定节点对中节点之外的、其他最短距离未变化节点的聚集系数，得到添加链路后所有节点的聚集系数；步骤D、在聚集系数最大的节点和聚集系数最小的节点之间添加链路，得到添加链路的数目等于预设网络所需链路数目的通信网络，完成网络拓扑的构建。

【技术特征摘要】
1.一种网络拓扑构建方法，其特征在于，包括：步骤A、在通信网络中网络构建发生改变后，确定由多个不稳定节点对组成的不稳定节点对集合，并更新所述不稳定节点对集合中所有不稳定节点对之间的最短距离，其中，所述不稳定节点对是在添加链路之后、通信网络中最短距离发生变化的节点对；步骤B、根据更新后的不稳定节点对之间的最短距离、以及通信网络中节点的个数，确定不稳定节点对中节点的新的聚集系数；步骤C、根据不稳定节点对中节点的新的聚集系数，以及已保存的除不稳定节点对中节点之外的、其他最短距离未变化节点的聚集系数，得到添加链路后所有节点的聚集系数；步骤D、在聚集系数最大的节点和聚集系数最小的节点之间添加链路，得到添加链路的数目等于预设网络所需链路数目的通信网络，完成网络拓扑的构建。2.根据权利要求1所述的网络拓扑构建方法，其特征在于，所述在聚集系数最大的节点和聚集系数最小的节点之间添加链路，得到添加链路的数目等于预设网络所需链路数目的通信网络，包括：在聚集系数最大的节点和聚集系数最小的节点之间添加链路，且在添加链路的数目小于预设网络所需链路数目时，重复执行步骤A、步骤B、步骤C和步骤D，直至添加链路的数目等于预设的网络所需链路数目，完成通信网络中网络拓扑的构建。3.根据权利要求2所述的网络拓扑构建方法，其特征在于，在所述通信网络中网络构建发生改变之前，所述方法还包括：遍历通信网络中所有节点，并计算所有节点之间的最短距离；通过所有节点之间的最短距离、以及通信网络中节点的个数，得到每一个节点的聚集系数；在聚集系数最大的节点和聚集系数最小的节点之间添加第一条链路。4.根据权利要求1或2所述的网络拓扑构建方法，其特征在于，所述确定由多个不稳定节点对组成的不稳定节点对集合，包括：查找第一节点与第二节点，其中，所述第一节点是到添加的链路对应一个顶点的距离发生变化的节点，第二节点是到所述顶点的距离未发生变化的节点；所述第一节点与所述第二节点构成不稳定节点对；确定由多个不稳定节点对组成的不稳定节点对集合。5.根据权利要求1或2所述的网络拓扑构建方法，其特征在于，所述更新所述不稳定节点对集合中所有不稳定节点对之间的最短距离，包括：通过公式dp(A1,B1)＝dp(A1,MinCCNodep-1)+dp(B1,MinCCNodep-1)或者公式dp(A1,B1)＝dp(A1,MaxCCNodep-1)+dp(B1,MaxCCNodep-1)，计算添加链路后、所述不稳定节点对集合中，所有不稳定节点对之间的最短距离；在所得的添加链路后所述不稳定节点对之间的最短距离、小于添加链路之前所述不稳定节点对之间的最短距离时，更新所述不稳定节点对之间的最短距离，为添加链路后计算所得的、所述不稳定节点对之间的最短距离；在所得的添加链路后所述不稳定节点对之间的最短距离dp(A1,B1)、大于或等于添加链路之前所述不稳定节点对之间的最短距离时，确定所述不稳定节点对之间的最短距离，为添加链路前所述不稳定节点对之间的最短距离；其中，A1、B1...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴瑶琳，寿国础，刘雅琼，胡怡红，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