【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数据中心网络容错，具体地说是一种交换超立方体自适应容错路由方法。
技术介绍
1、现有的通过结合安全信息模型设计容错路由的研究可以分为两类：一类是针对规则网络结构中只存在顶点故障问题时提出的局部安全信息模型；另一类是针对规则网络结构中只存在边故障问题时提出的双层安全信息模型。显然，目前结合安全信息模型设计容错路由的研究都是基于规则网络结构提出的，还没有结合安全信息模型针对不规则网络结构容错路由问题的研究。实际上，在现实网络结构中只发生点故障或者边故障的概率非常小。因此，以上两种安全信息模型已不适用于现实网络中同时存在点故障和边故障时的情形。
2、鉴于，当不规则网络结构中同时存在点故障和边故障时，针对网络结构中只存在故障顶点问题提出的局部安全信息模型和针对网络结构中只存在故障边问题提出的双层安全信息模型已不能很好地实现网络结构中的可靠通信，当发生上述情形时如何保证网络结构中的可靠通信，是需要解决的技术问题。
3、对于同时存在点故障和边故障的网络结构、如何实现网络结构的可靠通信，是需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的技术任务是针对以上不足，提供一种交换超立方体自适应容错路由方法，来解决对于同时存在点故障和边故障的网络结构、如何实现网络结构的可靠通信的问题。
2、本专利技术一种交换超立方体自适应容错路由方法，包括如下步骤：
3、定义子交换超立方体：对于交换超超立方体中顶点，在源顶点和目标顶点之间且包含源顶点和目标
4、定义故障边：对于交换超立方体中每个顶点，如果所述顶点为故障顶点，将连接到所述顶点的所有边转换为故障边；
5、定义顶点的安全级别：对于每个顶点，基于与顶点相连边的故障情况设定顶点的安全级别，以获取所有顶点的局部安全信息；
6、定义顶点的不安全系数：基于其相邻顶点的安全级别以及与所述顶点相连边的故障情况，构建顶点的不安全系数计算模型；
7、确定容错路径：对于源顶点和目标顶点，如果源顶点和目标顶点之间存在故障边，基于自适应容错路由方法计算源顶点和目标顶点之间的路由的下一跳顶点，得到源顶点和目标顶点之间的可行路径；
8、其中，基于自适应容错路由方法计算源顶点和目标顶点之间的路由的下一跳顶点时，基于顶点的不安全系数、在源顶点和目标顶点对应的子交换超立方体中选择不安全系数较小的顶点作为下一跳顶点，并将下一跳顶点作为新的源顶点、基于自适应容错路由方法计算新的源顶点和目标顶点之间的下一跳顶点。
9、作为优选，对于交换超立方体eh(s,t)，存在如下性质及定义：
10、性质1、设定交换超立方体网络中点v＝as-1...a0bt-1...b0c∈v(eh(s,t))，如果c＝0，点v的度表示为s+1，如果c＝1，点v的度表示为t+1；
11、性质2：eh(s,t)能够分解为两个eh(s-1,t)或者两个eh(s,t-1)；
12、性质3：eh(s,t)同构于eh(s,t-1)；
13、定义1：对于任何子图设定s是eh(s,t)的子交换超立方体，如果其中s′+t′≤s+t；
14、定义2、顶点s，t和d之间的生成子交换超立方体gseh(s,t,d)是包含s，t和d的最小子交换超立方体。
15、作为优选，对于交换超立方体，顶点的等级定义如下：
16、定义一、如果与一个顶点相连的所有边均为故障边，所述顶点为完全不安全顶点；
17、定义二、如果一个顶点与故障边相连，所述顶点为1级不安全顶点；
18、定义三、如果一个顶点至少有两个1级不安全顶点作为邻居，所述顶点为2级不安全顶点，如果一个顶点至少有三个1级不安全顶点和2级不安全顶点作为邻居，所述顶点为2级不安全顶点；
19、定义四、如果顶点不处于定义一、定义二以及定义三对应的不安全顶点，所述顶点为安全顶点；
20、基于定义三，如果一个顶点为完全不安全顶点，所述顶点一定为1级不安全顶点，如果一个顶点是1级不安全顶点，所述顶点不一定是完全不安全顶点；
21、对于交换超立方体，基于顶点的安全级别，设定如下定理：
22、定理1、设v1和v2分别为交换超立方体eh(s,t)中的源点和目标点，且v1和v2相邻，如果v1或v2在gseh(v1,v2)中不属于1级不安全顶点，则可以将数据包从v1传递到v2。
23、作为优选，顶点的不安全系数与连接到所述顶点的边为故障边的概率、以及其相邻顶点为不安全顶点的概率相关，对于顶点v，其不安全系数v(uc)计算公式如下：
24、
25、其中，α表示顶点v的度，完全不安全顶点视为1级不安全顶点。
26、作为优选，计算交换超立方体eh(s,t)中顶点的不安全系数时，执行如下操作：
27、假设a是源顶点或上一跳中所选择的顶点，a′是目标顶点，v1和v2是a的相邻顶点；
28、对于顶点v1和v2，在其对应的子交换超立方体中计算顶点的不安全系数；
29、对于顶点v1和v2，如果顶点存在多个对应的子交换超立方体，分别计算顶点在每个对应子交换超立方体的不安全系数；
30、如果顶点v1和v2的不安全系数相等，优先选择包含在较小的生成子交换超立方体中的顶点，如果没有相对较小的生成子交换超立方体，那么v1和v2都是可选的。
31、作为优选，对于源顶点a和目标顶点a′，如果源顶点与目标顶点之间的边为故障边，基于自适应容错路由方法计算源顶点和目标顶点之间的路由的下一跳顶点，包括如下步骤：
32、(1)如果a或a′是一个完全不安全的顶点，则返回路由失败；
33、(2)如果顶点a的度数等于2，根据定理一判断a与下一跳顶点n之间的可达性，若可达，n将作为新的源顶点继续路由，如果顶点a的度数大于2，根据定理一判断a与各个下一跳顶点(v1,v2,……vn)的可达性，其中n＝顶点a的度数-1，若a与各个下一跳顶点(v1,v2,……vn)均可达，计算并比较v1,v2,……vn的不安全系数，优先选择不安全系数较小的顶点n进行路由；若存在不可达的邻点vi，i∈{1,2,…,n},n＝顶点a的度数-1，则计算v1,v2,……,vi-1,vi+1,……,vn的不安全系数，并选择一个不安全系数较小的顶点n进行路由，n将作为新的源顶点进行路由并重复执行步骤(2)；
34、(3)如果选择了顶点n后，顶点n无法继续路由到下一个顶点，则返回上一次选择顶点n的步骤，选择另一个不安全系数相对较小的顶点m，继续按照步骤(2)进行路由，直到与a相邻且可达的所有下一跳顶点均被选择过、且未找到到达目标点的路径，返回路由失败；
35、(4)在路由过程中，如果路由到与目标点a′相邻的顶点x，则根据定理一直接验证x到目标点a′的可达性，若可达，则返回源点a本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种交换超立方体自适应容错路由方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的交换超立方体自适应容错路由方法，其特征在于，对于交换超立方体EH(s,t)，存在如下性质及定义：
3.根据权利要求1或2所述的交换超立方体自适应容错路由方法，其特征在于，对于交换超立方体，顶点的等级定义如下：
4.根据权利要求3所述的交换超立方体自适应容错路由方法，其特征在于，顶点的不安全系数与连接到所述顶点的边为故障边的概率、以及其相邻顶点为不安全顶点的概率相关，对于顶点V，其不安全系数V(UC)计算公式如下：
5.根据权利要求4所述的交换超立方体自适应容错路由方法，其特征在于，计算交换超立方体EH(s,t)中顶点的不安全系数时，执行如下操作：
6.根据权利要求5所述的交换超立方体自适应容错路由方法，其特征在于，对于源顶点A和目标顶点A′，如果源顶点与目标顶点之间的边为故障边，基于自适应容错路由方法计算源顶点和目标顶点之间的路由的下一跳顶点，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的交换超立方体自适应容错路由方法，其特
...【技术特征摘要】
1.一种交换超立方体自适应容错路由方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的交换超立方体自适应容错路由方法，其特征在于，对于交换超立方体eh(s,t)，存在如下性质及定义：
3.根据权利要求1或2所述的交换超立方体自适应容错路由方法，其特征在于，对于交换超立方体，顶点的等级定义如下：
4.根据权利要求3所述的交换超立方体自适应容错路由方法，其特征在于，顶点的不安全系数与连接到所述顶点的边为故障边的概率、以及其相邻顶点为不安全顶点的概率相关，对于顶点v，其不安全系数v(u...
【专利技术属性】
技术研发人员：王桂娟，张雅芝，禹继国，张丽，董安明，韩玉冰，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学山东省科学院，
类型：发明
国别省市：
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