【技术实现步骤摘要】
拓扑结构的生成方法、更新方法、系统及存储介质
本申请涉及网络系统的拓扑规划
，特别是涉及一种拓扑结构的生成方法、更新方法、系统及存储介质。
技术介绍
利用图结构描述一些网络系统有利于计算机设备进行数据处理。其中，为优化处理效率，计算机设备寻求一些能够遍历图结构中各点的方式，生成树的拓扑结构是其中一种。但是，当网络系统中节点之间的连接关系发生改变时，即当图结构中的边发生变化时，基于计算机设备所得到的对应图结构的生成树可能需要重新建立。该重建过程将消耗大量计算机资源和时间。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种拓扑结构的生成方法、更新方法、系统及存储介质，用于解决现有技术中如何基于一图结构建立有利于更新且具有低资源消耗的最小度生成树，以及如何在一图结构发生变化时快速得到更新后的生成树。为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面提供一种拓扑结构的生成方法，应用于基于图结构而构建的网络系统中，其中，所述图结构包含点和连接点的图边，所述生成方法包括：按照预设的...
【技术保护点】
1.一种拓扑结构的生成方法，应用于基于图结构而构建的网络系统中，其中，所述图结构包含点和连接点的图边，其特征在于，所述生成方法包括：/n按照预设的第n层的分层条件，利用所述图结构中的图边，在第(n-1)层分层森林基础上进行拓扑，以得到所述第n层的分层森林；其中，第0层的分层森林为空，n≥1；/n将n值从1开始递增并重复上述步骤，直至在第h层所形成的分层森林遍历所述图结构中的所有点，以得到所述图结构的生成树；n≤h；/n其中，所述第n层的分层条件是基于图结构中的点在第(n-1)层的树度、和该点的在第(n-1)层与第n层之间的树度差而设置的。/n
【技术特征摘要】
1.一种拓扑结构的生成方法，应用于基于图结构而构建的网络系统中，其中，所述图结构包含点和连接点的图边，其特征在于，所述生成方法包括：
按照预设的第n层的分层条件，利用所述图结构中的图边，在第(n-1)层分层森林基础上进行拓扑，以得到所述第n层的分层森林；其中，第0层的分层森林为空，n≥1；
将n值从1开始递增并重复上述步骤，直至在第h层所形成的分层森林遍历所述图结构中的所有点，以得到所述图结构的生成树；n≤h；
其中，所述第n层的分层条件是基于图结构中的点在第(n-1)层的树度、和该点的在第(n-1)层与第n层之间的树度差而设置的。
2.根据权利要求1所述的拓扑结构的生成方法，其特征在于，所述第n层的分层条件还包括：在第n层分层森林中分属不同树组件的非阻隔点之间不具备图边。
3.根据权利要求1所述的拓扑结构的生成方法，其特征在于，所述树度差的最大值是依据预设的生成树的树度和更新生成树的时间复杂度而设置的。
4.根据权利要求1所述的拓扑结构的生成方法，其特征在于，还包括以下步骤：存储所述图结构在各分层森林的属性集合，其中，所述属性集合用于在所述图结构发生变化时更新所述生成树。
5.根据权利要求4所述的拓扑结构的生成方法，其特征在于，所述属性集合包括以下至少一种：
第一集合，包含对应分层的分层森林中的阻隔点；
第二集合，包括所述图结构中的度数高于预设度数阈值的点；
第三集合，包括在对应分层中通过非树边连接第二集合中的某一点的邻居点；其中，所述邻居点还不属于相应分层中的第一集合；
第四集合，包括对应分层的既不属于第一集合也不属于第二集合的点在所述图结构中连接的边；
第五集合，包括对应分层的各树组件。
6.根据权利要求1所述的拓扑结构的生成方法，其特征在于，所述生成树是近似的最小度生成树。
7.根据权利要求1所述的拓扑结构的生成方法，其特征在于，所述图结构是依据以下任一种形成的：
依据通信网络系统中各网络节点和节点之间的网络连接关系而产生的，其中，所述图结构中的点为所述网络节点，所述图结构中的边为节点之间的网络连接关系；或者
依据电子地图系统中各位置和位置之间的道路连通关系而产生的，其中，所述图结构中的点为所述位置，所述图结构中的边为位置之间的道路连通关系。
8.一种更新拓扑结构的方法，应用于基于图结构而构建的网络系统中，其中，所述图结构包含点和连接点的图边，其特征在于，所述更新拓扑结构的方法用于对预先构建的所述图结构的生成树进行更新；其中，对图结构进行逐层拓扑而得到各层的分层森林，所述生成树是最高层的分层森林；其中，在图结构中经拓扑形成的第n层分层森林是在第(n-1)层分层森林的基础上根据第n层的分层条件而得到的；其中，最低层的分层森林为空；n在最低层到最高层之间取值；所述第n层的分层条件是基于图结构中的点在第(n-1)层的树度、和该点的在第(n-1)层与第n层之间的树度差而设置的；
其中，所述更新拓扑结构的方法包括：
当所述图结构发生变化时，将随之发生变化的分层森林及基于相应分层森林拓扑得到的各层分层森林进行逐层调整，以使各分层森林符合对应分层的分层条件。
9.根据权利要求8所述的更新拓扑结构的方法，其特征在于，所述第n层的分层条件还包括：在第n层分层森林中分属不同树组件的非阻隔点之间不具备图边。
10.根据权利要求8所述的更新拓扑结构的方法，其特征在于，还包括以下步骤：更新并存储所述图结构在各分层森林的属性集合，其中，所述属性集合用于在所述图结构发生变化时更新所述生成树。
11.根据权利要求10所述的更新拓扑结构的方法，其特征在于，所述将随之发生变化的分层森林及基于相应分层森林拓扑得到的各层分层森林进行逐层调整的步骤包括以下至少一步骤：
依据所增加的图边所连接两点在各分层森林的属性集合，将所增加的图边加入其中第i层分层森林及基于第i层森林拓扑得到的各其他层分层森林，以形成各分层森林的树边；其中，0<i<最高层数；
当所去除的图边属于从第i层分层森林的树边至最高层的分层森林的树边时，依据从所述第i层分层森林至最高层的分层森林的各分层条件，从所述图结构中选择非树边增加到从其中第(i+k)层的分层森林至最高层的分层森林中，以形成各分层森林的树边，0<i≤(i+k)≤h，且h>i，h为分层的最高层数；其中，所述非树边属于图结构中的图边且不属于变化前各分层森林中的树边。
12.根据权利要求11所述的更新拓扑结构的方法，其特征在于，所述将随之发生变化的分层森林及基于相应分层森林拓扑得到的各层分层森林进行逐层调整的步骤包括：
当在第i层所增加的树边在第(i+m)层上形成环时，依据第(i+m)层的分层森林分层条件，从第(i+m)层分层森林的树边中去除一树边以消除所述环，并更新从第(i+m)层至最高层的各分层森林；其中，0≤m≤(h-i)，h为分层的最高层数；其中，所去除的树边为所述环上的且不属于第(i+m-1)层分层森林中的边；
依据所去除的树边所连接的两个点在第(i+m)层分层森林开始直至最高层的分层森林的各属性集合，从所述图结构中选择非树边增加到从第(i+m+△m)层分层森林至最高层的分层森林中；0≤△m≤(h-i-m)，h为分层的最高层数；
从第(i+m+△m)层至最高分层逐层调整数值i以重复执行上述各步骤，直至各分层森林符合相应分层的分层条件。
13.根据权利要求11所述的更新拓扑结构的方法，其特征在于，所述将随之发生变化的分层森林及基于相应分层森林拓扑得到的各层分层森林进行逐层调整的步骤包括：
当所去除的图边属于从第i层分层森林至最高层的分层森林的树边时，依据所去除的树边所连接的两个点在各分层森林的属性集合，从所述图结构中选择非树边增加到从其中第(i+k)层的分层森林至最高层的分层森林中以形成树边，0≤k≤(h-i)；
当在第(i+k)层分层森林中所加入的树边在第(i+k+△k)层形成环时，依据第(i+k+△k)层的分层森林的分层条件，从其中的第(i+k+△k)层的分层森林的树边中去除一树边以消除所述环，并更新从第(i+k+△k)层至最高层的各分层森林；其中，0≤△k≤(h-i-k)，h为分层的最高层数；其中，所去除的树边为所述环上的且不属于第(i+k+△k-1)层分层森林中的边；
从第(i+k+△k)层分层森林至至最高层的分层森林，调整数值i以重复执行步骤，直至各层的分层森林符合相应层的分层条件。
14.根据权利要求10所述的更新拓扑结构的方法，其特征在于，所述属性集合包括以下至少一种：
第一集合，包含对应分层的分层森林中的阻隔点；
第二集合，包括所述图结构中的度数高于预设度数阈值的点；
第三集合，包括在对应分层中通过非树边连接第二集合中的某一点的邻居点；其中，所述邻居点还不属于相应分层中的第一集合；
第四集合，包括对应分层的既不属于第一集合也不属于第二集合的点在所述图结构中连接的边；
第五集合，包括对应分层的各树组件。
15.根据权利要求14所述的更新拓扑结构的方法，其特征在于，所述依据所增加的图边所连接两点在各分层森林的属性集合，将所增加的图边加入其中第i层分层森林及基于第i层森林拓扑得到的各其他层分层森林的步骤包括：
当依据所增加的图边所连接的两点在各分层森林的属性集合确定所述两点在其中第i层分层森林中分属不同树组件时，将所增加的图边加入所述第i层的分层森林及基于第i层森林拓扑得到的各其他层分层森林中。
16.根据权利要求14所述的更新拓扑结构的方法，其特征在于，所述依据从第i层分层森林至最高层的分层森林的各分层条件，从所述图结构中选择非树边增加到从其中第(i+k)层至最高层的各分层森林中，以形成各分层森林的树边包括以下任一种：
当根据所去除的树边所连接的两点的属性信息确定其中一个点属于第(i+k)层的分层森林中第二集合中的非阻隔点时，从相应点所对应的第四集合中选择用于连接第(i+k)层不同树组件的点，并在第(i+k)层增加相应的树边；或者
当根据所去除的树边所连接的两点的属性信息确定其中一个点属于第(i+k)层的分层森林中既不在第一集合中也不在第二集合中，从图结构中选择所述第(i+k)层的分层森林中与所确定的点不在同一树组件的点，并在第(i+k)层增加相应的树边。
17.根据权利要求8所述的更新拓扑结构的方法，其特征在于，所述生成树是近似的最小度生成树。
18.根据权利要求8所述的更新拓扑结构的方法，其特征在于，所述图结构是依据以下任一种形成的：
依据通信网络系统中各网络节点和节点之间的网络连接关系而产生的，其中，所述图结构中的点为所述网络节点，所述图结构中的边为节点之间的网络连接关系；或者
依据电子地图系统中各位置和位置之间的道路连通关系而产生的，其中，所述图结构中的点为所述位置，所述图结构中的边为位置之间的道路连通关系。
19.一种拓扑结构的生成系统，应用于基于图结构而构建的网络系统中，其中，所述图结构包含点和连接点的图边，其特征在于，所述生成系统包括：
生成模块，用于按照预设的第n层的分层条件，利用所述图结构中的图边，在第(n-1)层分层森林基础上进行拓扑，以得到所述第n层的分层森林；其中，其中，第0层的分层森林为空，n≥1；
拓扑控制模...
【专利技术属性】
技术研发人员：何昊青，张天翼，段然，
申请(专利权)人：图灵人工智能研究院南京有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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