[发明专利]一种网络拓扑校准方法

说明书

本发明公开了一种网络拓扑校准方法，包括：查找得到给定原始拓扑中的差异节点；得到与差异节点相连接的链路，并在两个原始拓扑中删除差异节点及与差异节点相连接的链路，得到具有相同节点的优化拓扑；采用预设的图过滤器结构来表示优化拓扑结构中的拓扑信息；对于每个节点，通过对优化拓扑中的idSum进行异或运算、对拓扑中的Count进行相减运算得到对应的抽取结果；抽取结果用于消除两个优化拓扑中的共同链路而保留差异链路；采用预设的解码算法对抽取结果进行解码运算，得到差异链路，并且通过差异节点和差异链路进行网络拓扑校准。所述网络拓扑校准方法能够在缺乏先验知识的条件下实现高效率的网络拓扑校准，并能降低存储成本及通信开销。

技术领域

本发明涉及网络拓扑校准技术领域，特别是指一种网络拓扑校准方法。

背景技术

在网络通讯中，当网络中产生链路错位、硬件故障或者软件崩溃等异常状况时，网络拓扑会随之发生动态变化。但对许多拓扑使能的协议或应用程序来说，它们必须精确地知道底层网络当前的拓扑情况，由此引出了拓扑校准问题。

考虑一对给定的拓扑G_A和G_B，拓扑校准问题的任务是推导出G_A和G_B之间不同的节点和链路。实际上，拓扑校准是各种网络系统和分布式应用中常见且基本的任务。在配置阶段，连线错误或其他人为错误都可能导致实际建立的网络拓扑与设计蓝图之间的不匹配。举例来说，对于DCell、BCube等增强数据中心的网络性能的新型拓扑来说，错误的连线将破坏拓扑的对称或层次结构，因此必须进行拓扑校准。此外，许多基本应用程序或协议，例如：源路由、多播、incast、单播，必须了解底层网络的确切拓扑；源路由要求每个主机记录网络拓扑以推导出正确的路由路径。因此，一旦网络拓扑发生变化，主机就必须追踪和更新它的拓扑视图。如果过时的拓扑不能被及时更新，就会对路由性能造成负面影响。多播、Incast和单播协议沿着基于当前网络拓扑生成的最小代价树或路径传送数据包。此外，在软件定义网络(SDN)的模式下，多个控制器以分层或分布式方式部署。每个控制器负责及时维护整个网络的拓扑，以便能够立即地为每一个新的流生成正确的路由路径。最后，在计算机网络社区之外，在图形被用作一种高层次抽象(例如图形数据挖掘，知识图谱，社交网络)的其他领域中，推导出生成的图形之间的差异对于揭示演变模式或识别其拓扑相似性是至关重要的。

对于两种给定的拓扑结构，拓扑校准的任务是推导出它们之间所有不同的节点和链路。实际上，可以通过用新型的数据结构表示每个拓扑中的所有节点，例如BloomFilter，哈希表，搜索树，来有效地搜索那些不同的节点。然而，网络中的链路数量远远大于节点的数量。用上述数据结构来表示链路将会导致巨大的存储成本和通信开销。

综上，在实现本申请的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：现有数据结构及校准方法无法在缺乏先验知识的条件下实现高效率的校准。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种网络拓扑校准方法，能够在缺乏先验知识的条件下实现高效率的网络拓扑校准，并能降低存储成本及通信开销。

基于上述目的本发明提供的一种网络拓扑校准方法，包括：

采用现有算法查找得到给定两个原始拓扑中的差异节点；

基于差异节点得到与差异节点相连接的链路，并且在两个原始拓扑中删除差异节点以及与差异节点相连接的链路，得到具有相同节点的两个优化拓扑；

采用预设的图过滤器结构来表示两个优化拓扑结构中的拓扑信息；其中，所述预设的图过滤器包括与n个节点对应且相互独立的n个单元，每个单元分别采用idSum表示对应节点的所有邻居节点的id进行异或操作得到的聚合信息、采用Count表示对应节点的邻居节点的个数；

对于每个节点，通过对两个优化拓扑中的idSum进行异或运算、对两个优化拓扑中的Count进行相减运算得到两个优化拓扑对应的抽取结果；所述抽取结果用于消除两个优化拓扑中的共同链路而保留差异链路；