对由于网络基础设施的地理空间接近性所导致的物理风险的定量分析制造技术

提供了评估计算机网络中的单点故障的系统和方法。所述系统包括处理器，所述处理器被配置为接收至少两个多段线，所述多段线近似相应的网络跨度。针对表示地理位置的一组点中的每个点，处理器能够确定所述点处的事件会影响至少所述第一多段线和所述第二多段线的风险等级。所述处理器能够通过将针对所述组点中的每个点的风险等级相组合来确定总体故障风险。所述处理器能够基于针对至少一个点的风险等级输出指示所述至少一个点被确定为潜在SPoF的报告。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对由于网络基础设施的地理空间接近性所导致的物理风险的定量分析相关申请本申请要求于2018年7月18日提交的标题为“QUANTITATIVEANALYSISOFPHYSICALRISKDUETOGEOSPATIALPROXIMITYOFNETWORKINFRASTRUCTURE(对由于网络基础设施的地理空间接近性所导致的物理风险的定量分析)”的美国专利申请No.16/039,003的权益和优先权，其整个内容出于所有目的通过引用被整体合并于此。
技术介绍
计算机网络主要依靠物理电缆在计算机之间发送信号，无论它们是在建筑物内还是跨大陆和海洋。这样的网络以相同端点之间但跨越不同地理路线的两个或更多个网络路径的形式利用冗余。这允许一个电缆发生故障(例如，导致光纤或电线被切断的物理损坏)不会完全损害端点之间的连接性。单点故障(SPoF)是两个或更多个冗余电缆路径可能受到同一中断事件影响的区域。例如，如果两个电缆彼此紧邻，并且建筑工程损坏了一个，那么很可能也会损坏另一个，导致尽管有预期的冗余性但仍会完全损害连接性。
技术实现思路
至少一个方面涉及一种用于评估计算机网络中的单点故障(SPoF)的系统。该系统包括一个或多个处理器和存储指令的存储器，该指令被配置为使该一个或多个处理器接收至少近似于第一网络跨度的第一多段线和近似于第二网络跨度的第二多段线。针对表示地理位置的一组点中的每个点，处理器能够确定该点处的事件会影响至少第一多段线和第二多段线的风险等级。处理器能够通过将针对该组点中的每个点的风险等级相组合来确定总体故障风险。处理器能够基于针对至少一个点的风险等级，输出指示该至少一个点被确定为潜在SPoF的报告。至少一个方面涉及一种用于评估计算机网络中的单点故障(SPoF)的方法。该方法在一个或多个处理器上执行。该方法包括：接收至少近似于第一网络跨度的第一多段线和近似于第二网络跨度的第二多段线。针对表示地理位置的一组点中的每个点，确定该点处的事件将至少影响所述第一多段线和所述第二多段线的风险等级。该方法包括：通过将针对该组点中的每个点的风险等级相组合来确定总体故障风险。该方法包括：基于针对至少一个点的风险等级，输出指示该至少一个点被确定为潜在SPoF的报告。这些和其他方面以及实施方式在下面详细讨论。前述信息和以下详细描述包括各个方面和实施方式的说明性示例，并且提供用于理解所要求保护的方面和实施方式的性质和特征的概述或框架。附图提供对各个方面和实施方式的说明和进一步理解，并且被并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明附图并非旨在按比例绘制。在各个附图中，相似的附图标记和名称指示相似的元素。为了清楚起见，并非在每个附图中都标记了每个组件。在附图中：图1示出了根据说明性实施方式的用于评估计算机网络中的单点故障的示例系统；图2示出了根据说明性实施方式的地图，该地图包括两个网络跨度以及与较高风险等级阈值相对应的潜在单点故障区域；图3示出了根据说明性实施方式的地图，该地图包括两个网络跨度以及与较低风险等级阈值相对应的潜在单点故障区域；图4示出了根据说明性实施方式的地图，该地图包括三个网络跨度以及与第一和第二网络跨度而不是第三网络跨度的破坏相对应的潜在单点故障区域；图5是示出了根据说明性实施方式的累积分布函数的计算的概念图；图6是示出了根据说明性实施方式，针对地球上圆形冠的基于小区的覆盖物的、提高的精度等级的表示600、610和620，通过将其投影到立方体上并以四叉树的方式将每个面划分为任意深度来实现；图7示出了根据说明性实施方式的使用希尔伯特曲线将2D平面中的小区映射到一系列一维区间的示例映射；图8示出了根据说明性实施方式的用于评估计算机网络中的单点故障的示例方法的流程图。图9是图示根据说明性实施方式的可以被采用以实现本文描述和说明的系统和方法的要素的计算机系统的通用体系结构的框图。具体实施方式本公开总体上涉及对由于网络基础设施的地理空间接近性而导致的物理风险的定量分析。计算机网络主要依靠物理电缆在计算机之间发送信号，无论它们是在建筑物内还是跨大陆和海洋。这样的网络以相同端点之间但跨越不同地理路线的两个或更多个网络路径的形式利用冗余。这允许一个电缆发生故障(例如，导致光纤被切断的物理损坏)不会完全损害端点之间的连接性。单点故障(SPoF)是两个或更多个冗余电缆路径可能受到同一中断事件影响的区域。例如，如果两个电缆彼此紧邻，并且建筑工程损坏了一根，那么很可能也会损坏另一个，导致尽管有预期的冗余性但仍会完全损害连接性。针对SPoF检查电缆对的蛮力法是检查电缆的每种可能的配对。对于大量电缆n，其中n是非零的正整数，可以选择n(n-1)/2个不同的、无序的对，这将导致过程具有以Big-O记号法表示为O(n^2)的计算复杂性。Big-O记号法将过程的计算复杂性描述为O(f(n))，其中f(n)是n的某个函数，而n是特定于问题大小的某个值。针对该问题，n可以是要进行SPoF检查的电缆数，n^2可以表示n的平方。Big-O记号法描述用特定过程解决问题所需的计算时间或内存资源的相对量。通常的做法是忽略Big-O记号法中的常数因子，使得，例如，将O(3n)简单地写为O(n)，而仅保留所谓的支配项；例如，O(n^2+n)变为O(n^2)。本公开描述了可以在最坏情况下使用O(n)时间检查电缆的过程。与O(n^2)蛮力法相比，这显著降低了计算复杂性。从理论上讲，不可能在少于O(n)的时间内执行此类检查，因为必须对全部电缆进行至少一次检查。因此，本文公开的过程可以实现最佳可能的性能。在本文公开的过程中，每个电缆——有时称为网络跨度——可以通过多段线来近似，该多段线在地球上具有一系列纬度/经度顶点，这些顶点通过测地线(围绕球体的最短线)相连。未通过测地线适当近似的跨度的任何线段都可以沿该线段添加任意数量的附加顶点，直到充分近似为止。接下来，该过程可以将地球上的全部点映射到立方体表面上的小区。考虑在地球周围放置一个立方体，并从该行星上的每个点直接向上(即，从地球中心径向向外的方向)投影一条线，直到它接触到立方体为止。每组纬度/经度坐标现在以一对一映射的方式在立方体上都有不同的对应点。然后将这些面(本文中称为0级)划分成四个相等的正方形(1级)，每个正方形又分为四个相等的正方形(2级)，依此类推直至任何任意等级的深度。每个正方形无论其等级如何都称为小区。由于地球上的每个坐标在立方体上都有一个镜像点，因此，针对任何给定等级，坐标将恰好位于一个小区内。对于给定的跨度，现在可以定义覆盖定义了该跨度的全部顶点和测地线的一组小区。注意，这些小区不必全部处于同一等级。针对每个电缆，查找小区的该覆盖组一次，因此总体上构成了该过程的O(n)贡献。以这种方式映射相应的跨度可以并行执行。可以通过类似于在覆盖每个电缆的小区中着色——一次仅一个电缆——并且检查小区中是否已经存在颜色的过程来执行电缆的检测。首先，将每组小区映射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种评估计算机网络中的单点故障SPoF的方法，所述方法在一个或多个处理器上执行，并且包括：/n至少接收近似于第一网络跨度的第一多段线和近似于第二网络跨度的第二多段线；/n针对表示地理位置的一组点中的每个点，确定该点处的事件会影响至少所述第一多段线和所述第二多段线的风险等级；/n通过将针对所述一组点中的每个点的风险等级相组合来确定总体故障风险；以及/n基于针对至少一个点的风险等级，输出指示所述至少一个点被确定为潜在SPoF的报告。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180718 US 16/039,0031.一种评估计算机网络中的单点故障SPoF的方法，所述方法在一个或多个处理器上执行，并且包括：
至少接收近似于第一网络跨度的第一多段线和近似于第二网络跨度的第二多段线；
针对表示地理位置的一组点中的每个点，确定该点处的事件会影响至少所述第一多段线和所述第二多段线的风险等级；
通过将针对所述一组点中的每个点的风险等级相组合来确定总体故障风险；以及
基于针对至少一个点的风险等级，输出指示所述至少一个点被确定为潜在SPoF的报告。


2.根据权利要求1所述的方法，包括通过以下步骤来生成所述一组点：
将至少所述第一多段线映射到第一组小区并且将所述第二多段线映射到第二组小区；
将至少所述第一组小区映射到第一系列一维区间并且将所述第二组小区映射到第二系列一维区间；
确定至少所述第一系列一维区间和所述第二系列一维区间之间的一组重叠区间，其中每个重叠区间对应于表示候选潜在SPoF的小区；以及
从所述一组重叠区间生成所述一组点。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述第一组小区映射到第一系列一维区间并且将所述第二组小区映射到第二系列一维区间包括：将每组小区映射到希尔伯特曲线上的一系列区间。


4.根据权利要求2所述的方法，其中：
所述一组重叠区间中的每个单独区间都具有开放点和封闭点；以及
确定所述一组重叠区间包括：
根据每个单独区间的开放点，对所述第一系列一维区间和所述第二系列一维区间的组合后的单独区间进行排序；以及
针对具有开放点和封闭点的第一单独区间，确定第二单独区间的开放点落在所述第一单独区间的所述开放点和所述封闭点之间。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述风险等级是第一风险等级，所述方法包括：
针对所述一组点中的每个点，确定该点处的事件会影响所述第一多段线和所述第二多段线但不会影响近似于第三网络跨度的第三多段线的第二风险等级。


6.根据权利要求1所述的方法，包括：
基于所述报告，重新配置所述计算机网络的网络设备，以缓解所述至少一个潜在SPoF。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，重新配置所述网络设备包括：将通过所述网络设备的数据业务重新路由到所述第一网络跨度上的第一点与所述第一网络跨度上的第二点之间的第三网络跨度，使得所述第三网络跨度不会遍历所述潜在SPoF。


8.根据权利要求6所述的方法，其中，重新配置所述网络设备包括：在所述潜在SPoF处发生中断事件的情况下，将所述第一网络跨度上的第一点与所述第一网络跨度上的第二点之间的第三网络跨度设置为备份路由。


9.根据权利要求6所述的方法，其中，重新配置所述网络设备包括：在所述第一网络跨度和不遍历所述潜在SPoF的第三网络跨度之间划分通过所述网络设备的数据业务。


10.根据权利要求1所述的方法，其中：
一组点中的每个点都包括基线风险等级和事件半径的区域特定分布，所述基线风险等级和所述区域特定分布表示地理区域相关故障事件概率；并且
针对每个点的风险等级包括针对该点的所述基线风险等级加上该点处的事件会影响至少所述第一多段线和所述第二多段线的风险。


11.一种用于评估计算机网络中的单点故障SPoF的系统，所述系统包括一个或多个处理器和存储指令的存储器，所述指令被配置为使所述一个或多个处理器执行以下操作：
至少接收近似于第一网络跨度的第一多段线和近似于第二网络跨度...

【专利技术属性】
技术研发人员：安伦·施洛斯伯格，莱文·海默克，多米尼克·施密德，
申请(专利权)人：谷歌有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US