一种支持动态根节点双向切换的网络节点组织方法技术

本发明专利技术涉及一种支持动态根节点双向切换的网络节点组织方法，该方法包括：设任一分布式节点集合为一个容器，选择所述容器内任一节点作为动态根节点，依据在线测量技术或历史测量记录，基于距离不等式生成支持所述动态根节点双向切换的逻辑树，并对所述容器内的节点进行邻居维护与分布式组织；本发明专利技术的方法不仅适用于历史测量的静态节点组织，而且还适用于在线测量的动态节点组织，其测量指标的适用范围广泛，并支持动态根节点的双向切换，即便对于网络距离较大的节点集合，也能建立一种准确度较低的逻辑关系，并在之后的更新过程中，逐渐提高准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种支持动态根节点双向切换的网络节点组织方法
本专利技术属于网络技术和通信
，具体涉及一种支持动态根节点双向切换的网络节点组织方法。
技术介绍
对于当前不断增长的网络资源，由于节点规模巨大，且其具有地理分布、自组织与动态变化等特点，为了实现低时延、小开销、动态负载均衡等要求，有必要对网络资源进行有效的分布式组织与管理。现有的网络节点分布式组织方法大都基于特定的静态拓扑图进行构建，如环、d-torus、Plaxton图、butterfly网、skiplist、deBruijn图、Kautz图。例如，当前有研究者提出基于环拓扑的Chord组织方法，节点标识和资源标识都是m位的二进制字符串(有2m个，如m＝160)，所有节点根据标识大小构成一个环，然后通过一致性哈希算法，把资源发布到Chord环上的沿顺时针最近的后继节点上。还有的研究者把环扩展到更高维度而得到d-torus，一个d维k元花环由N＝kd个节点组成，提出了CAN(ContentAddressableNetwork)组织方法，构造一个虚拟的d维笛卡尔坐标空间，各节点分别负责空间中的一块区域，并根据空间位置来建立邻居关系。还有的研究者提出基于Plaxton图的组织方法，比如Tapestry、Pastry、Kademlia等，每个节点的标识都是一个长度固定的n位字符串，各个节点间根据标识前缀匹配或后缀匹配的方式进行连接。还有的研究者提出基于蝶网的组织方法，直径和基为(k,r)的碟网，其包含n＝krk个节点；以Viceroy为例，所有节点组织成一个多层的环，同一层的节点构成一个双向链表，每个节点有一条连接到上一层和两条连接到下一层。由于现有的网络节点分布式组织方法都是静态的，难以适用于动态节点的分布式组织，而且对测量指标的适用范围也较窄。为了解决上述问题，有必要提出一种支持动态根节点双向切换的网络节点组织方法，以满足广泛测量指标、支持在线测量、动态粗粒度拓扑生成和维护的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，为了解决现有的网络节点组织方法存在上述问题，本专利技术提供了一种支持动态根节点双向切换的网络节点组织方法，实现适用范围广泛、支持在线测量、动态粗粒度的拓扑生成和维护。所谓粗粒度，是指即便对于网络距离较大的节点集合，也能建立一种准确度较低的逻辑关系，并在之后的更新过程中，逐渐提高准确度。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种支持动态根节点双向切换的网络节点组织方法，该方法包括：设任一未加入逻辑树的分布式节点集合为一个容器，选择所述容器内任一节点作为动态根节点，依据在线测量技术或历史测量记录，基于距离不等式生成支持所述动态根节点双向切换的逻辑树，并对所述容器内的节点进行邻居维护与分布式组织。所述邻居维护是指保持对逻辑拓扑结构中的直连状态；所述分布式节点组织是指对容器内的节点进行分布式结构化管理，形成一个分布式逻辑拓扑结构。优选地，所述距离不等式包括：a)w(rd,vj)≥w(rd,vk)+w(vk,vj)；b)w(rd,vk)≤w(vk,vj)；c)w(rd,vk)＞w(vk,vj)；其中，rd为逻辑树中的动态根节点，vj为{vj}中的子节点，{vj}为rd的子节点集合，vk为当前加入逻辑树的节点；w(rd,vj)表示从rd到vj的有向络距离；w(rd,vk)表示从rd到vk的有向网络距离；w(vk,vj)表示从vk到vj的有向网络距离。优选地，根据在线测量技术或历史测量记录，在所述逻辑树中选择一个节点作为动态根节点；其中，所述节点为距离当前加入节点vk最近的节点。在上述技术方案中，所述的基于距离不等式生成支持动态根节点双向切换的逻辑树具体包括：步骤1)将所述容器内未加入逻辑树的节点集合设为P’，rd表示逻辑树中的动态根节点，v0是第一个被选为根节点的静态节点，在刚被选上的时候，v0与rd是重合的，之后rd会切换到别的静态节点上，在切换结束后v0就不等于rd了。并在初始化时，将v0设置为当前的动态根节点rd，以及将P设为除v0以外的容器内所有节点的集合。步骤2)在P中任选一个节点作为当前加入节点，记为vk，并允许在逻辑树上任意选择一个距离当前加入节点vk最近的节点作为动态根节点rd。步骤3)判断rd的子节点个数是否为0：若为0，则将vk作为rd的叶子节点，将vk从集合P中删除，更新rd和vk的邻居列表，并跳转至步骤8)；若不为0，则转至步骤4)；步骤4)设rd的子节点集合为{vj}，测量w(rd,vj)、w(rd,vk)、w(vk,vj)；其中，vj为{vj}中的子节点，w(rd,vj)表示从rd到vj的有向网络距离；w(rd,vk)表示从rd到vk的有向网络距离；w(vk,vj)表示从vk到vj的有向网络距离；步骤5)判断集合{vj}中是否存在vj满足不等式：w(rd,vj)≥w(rd,vk)+w(vk,vj)；若存在vj满足不等式w(rd,vj)≥w(rd,vk)+w(vk,vj)，则将vk插入到逻辑树中的rd与vj之间，将vk从集合P中删除，更新rd和vk的邻居列表，并跳转至步骤8)；若不存在vj满足不等式w(rd,vj)≥w(rd,vk)+w(vk,vj)，则转至步骤6)；步骤6)判断集合{vj}中的所有子节点是否都满足不等式：w(rd,vk)≤w(vk,vj)；若所有子节点都满足不等式：w(rd,vk)≤w(vk,vj)；则将vk作为rd的叶子节点，将vk从集合P中删除，跳转至步骤8)；若所有子节点都不满足不等式：w(rd,vk)≤w(vk,vj)；转至步骤7)；步骤7)在集合{vj}中至少存在一个子节点vj满足不等式：w(rd,vk)＞w(vk,vj)；判断以下情况进行处理后，再返回步骤3)：若存在多个子节点满足不等式：w(rd,vk)＞w(vk,vj)；则在所述多个子节点选择一个w(vk,vj)值最小的子节点作为动态根节点rd；若仅存在一个子节点vj满足不等式：w(rd,vk)＞w(vk,vj)；则选择该子节点作为动态根节点rd；步骤8)判断P是否为空集：若P为空集，则针对当前所述容器的基于测量距离不等式的逻辑树生成流程结束；若P不为空集，则返回步骤2)。优选地，步骤7)中，若存在多个子节点满足不等式：w(rd,vk)＞w(vk,vj)；且所述多个子节点的w(vk,vj)值均相等，则从所述多个子节点中选择一个网络中心性指标最大的子节点作为动态根节点rd。本专利技术的优点在于：与现有技术相比，本专利技术不仅适用于历史测量的静态节点组织，而且还适用于在线测量的动态节点组织，其测量指标的适用范围广泛，并支持动态根节点的双向切换，即便对于网络距离较大的节点集合，也能建立一种准确度较低的逻辑关系，并在之后的更新过程中，逐渐提高准确度。在复杂多变的未来网络环境下，本专利技术可以用于更好地解决覆盖网络、测量网络与物理网络三者之间的拓扑匹配不问题，同时还可以提高网络寻址效率、减少冗余流量、降低端到端时延。附图说明图1是本专利技术的一种支持动态根节点双向切换的网络节点组织方法的一个具体实施例的流程示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种支持动态根节点双向切换的网络节点组织方法，该方法包括：设任一未加入逻辑树的分布式节点集合为一个容器，选择所述容器内任一节点作为动态根节点，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种支持动态根节点双向切换的网络节点组织方法，其特征在于，该方法包括：设任一未加入逻辑树的分布式节点集合为一个容器，选择所述容器内任一节点作为动态根节点，依据在线测量技术或历史测量记录，基于距离不等式生成支持所述动态根节点双向切换的逻辑树，并对所述容器内的节点进行邻居维护与分布式组织。

【技术特征摘要】
1.一种支持动态根节点双向切换的网络节点组织方法，其特征在于，该方法包括：设任一未加入逻辑树的分布式节点集合为一个容器，选择所述容器内任一节点作为动态根节点，依据在线测量技术或历史测量记录，基于距离不等式生成支持所述动态根节点双向切换的逻辑树，并对所述容器内的节点进行邻居维护与分布式组织。2.根据权利要求1所述的网络节点组织方法，其特征在于，所述距离不等式包括：a)w(rd,vj)≥w(rd,vk)+w(vk,vj)；b)w(rd,vk)≤w(vk,vj)；c)w(rd,vk)＞w(vk,vj)；其中，rd为逻辑树中的动态根节点，vj为{vj}中的子节点，{vj}为rd的子节点集合，vk为当前加入逻辑树的节点；w(rd,vj)表示从rd到vj的有向网络距离；w(rd,vk)表示从rd到vk的有向网络距离；w(vk,vj)表示从vk到vj的有向网络距离。3.根据权利要求2所述的网络节点组织方法，其特征在于，根据在线测量技术或历史测量记录，在所述逻辑树中选择一个节点作为动态根节点；其中，所述节点为距离当前加入节点vk最近的节点。4.根据权利要求1所述的网络节点组织方法，其特征在于，所述的基于距离不等式生成支持动态根节点双向切换的逻辑树具体包括：步骤1)将所述容器内未加入逻辑树的节点集合设为P’，并在初始化时，将v0设置为当前的动态根节点rd，以及将P设为除v0以外的容器内所有节点的集合；步骤2)在P中任选一个节点作为当前加入节点，记为vk，并允许在逻辑树上任意选择一个距离当前加入节点vk最近的节点作为动态根节点rd；步骤3)判断rd的子节点个数是否为0：若为0，则将vk作为rd的叶子节点，将vk从集合P中删除，更新rd和vk的邻居列表，并跳转至步骤8)；若不为0，则转至步骤4)；步骤4)设rd的子节点集合为{vj}，测量w(rd,vj)、w(rd,vk)、w(vk,vj)；其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛益强，王劲林，廖怡，王玲芳，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，北京中科海力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11