[发明专利]一种层次化监测网络的监测区域划分方法

权利要求书

1.一种层次化监测网络的监测区域划分方法，所述层次化监测网络被划分为多个监测区域，每个监测区域中包括一个域管理中心，用于监测该监测区域中的其他节点并与网络监控中心进行信息交互，其特征在于，所述监测区域的划分方案通过优化求解以下数学模型得到：

                               

                                                        

                                                        

                                                             

                                                    

                                                  

其中：

表示网络中所有节点的集合，表示网络监控中心，n表示被监控的网络节点数目；集合（，1<=a<n）表示域管理中心的集合；E={e_ij}表示网络中所有链路的集合，其中， 表示节点v_i和v_j之间的链路；

 表示域管理中心v_j监测其管理域中节点v_i时产生的流量；

 表示域管理中心v_j将采集的信息加工后发送回监控中心时产生的流量；

 表示监测一个节点一次所产生的监测流量；

；

；

表示选择域管理中心的最大数目；

；

表示链路e_ij的延迟；

δ为延迟容忍系数；

λ为域管理中心的负载均衡因子， 定义为：

 ;      

其中，表示第i个域管理中心的负载，p表示域管理中心的实际数目；

表示负载均衡因子的阈值。

2.如权利要求1所述层次化监测网络的监测区域划分方法，其特征在于，对所述数学模型进行优化求解时，首先利用遗传算法确定各个域管理中心的位置；然后，根据延迟最优策略将网络中的其他节点分配给已经选取的域管理中心，将整个网络划分成多个监测区域。

3.如权利要求2所述层次化监测网络的监测区域划分方法，其特征在于，利用遗传算

法确定各个域管理中心的位置时，其映射关系如下：

每个染色体表示一种区域划分方案，对应所述数学模型的一个解；用连续的整数为网络中的每一个节点赋一个ID号，作为染色体的基因序列号；染色体的长度为被监测的网络节点数目n；染色体以二进制方式编码，基因的值为1，表示该基因序号对应的节点被选为域管理中心；

遗传算法中，评价每个染色体的适应度函数如下：

                                 

其中，Ci表示一个染色体，所对应的区域划分方案为（{x_ij}，{y_j}），表示在染色体Ci对应的区域划分方案下，域管理中心与网络监控中心交互时产生的总流量；表示Ci对应的区域方案下，域管理中心与其管理域中各节点交互时产生的总流量；表示在不划分区域时，监测产生的总流量；为在Ci对应的区域方案下，域管理中心的负载均衡因子；是延迟约束因子，其计算公式可表示为：

  。

4.如权利要求3所述层次化监测网络的监测区域划分方法，其特征在于，所述遗传算法中采用赌轮盘选择算法和保留最优相结合的选择方法：寻找种群中最大适应度对应的染色体，并用之取代适应度最小的染色体和当前种群的第一个染色体。

5.如权利要求3所述层次化监测网络的监测区域划分方法，其特征在于，所述遗传算法中采用以下的自适应交叉、变异算子：

                                                         

                                                        

其中，、分别为染色体C_i的交叉概率、变异概率，为染色体C_i的选择概率，k_m是变异系数，k_c是交叉系数，t为当前进化代数。