[发明专利]一种用于移动Ad hoc网络故障传播的抑制方法

说明书

本发明提供一种用于移动Ad hoc网络故障传播的抑制方法，其技术方案是，首先将实际移动Ad hoc网络抽象为网络拓扑，利用随机路点模型，建立网络节点动态移动过程；选择移动Ad hoc网络初始感染状态节点，计算网络中节点的初始负载，在节点容量分配时使用预防性分配方法，加强节点承受负载的能力；利用SIR模型和容量负载模型建立多状态下的故障状态传播过程；最后在移动Ad hoc网络的故障传播过程中，采用节点修复策略，对故障传播过程进行抑制。本发明能够在故障传播发生之前通过预防性分配节点容量方法，提高网络负载承受能力，在故障传播发生的过程中，对节点采取修复策略，控制故障的进一步传播，有利于开展移动Ad hoc网络的维护工作。

技术领域：

本发明提出一种用于移动Ad hoc网络故障传播的抑制方法，属于网络科学与控制科学交叉领域。

背景技术：

移动Ad hoc网络(Mobile ad hoc network，MANET)作为一种支持终端用户移动、具有高度自组织能力、组网方式灵活、系统整体抗毁性强、不依赖于固定基础设施的通信网络，是下一代移动通信网络的关键技术之一。在战术互联网络、环境监测、灾难现场紧急救援、远程医疗、野外科学考察等领域有着广泛的应用。

由于移动Ad hoc网络的无线通信带宽受限，安全性差等不足，相比于固定网络，它更加易于遭受恶意程序的攻击而故障。随着移动Ad hoc网络应用的增大，尤其是网络中路由节点规模越来越大时，一个内部或者外部的故障，就可能使故障“有点及面”全面爆发。由于移动Ad hoc网络中路由节点之间的信息传输关系，网络中产生的故障会在网络中传播，最终将导致网络丧失通信能力，严重时将造成难以挽回的经济影响。因此，当网络遭遇随机失效或者蓄意攻击后，制定有效的故障传播抑制策略来降低其相继故障传播的范围和影响，对保障移动Ad hoc网络的可靠、安全运营具有很大价值。构建新的方法去保护移动Adhoc网络并防止相继故障传播是很必要的，研究在何种代价下使一个重建的网络针对随机失效和恶意攻击更具鲁棒性具有重要意义。

移动Ad hoc网络的终端节点以一定的方式分布，必须自行组织形成网络，各终端节点的运行自由度很高，需要根据情况进行自适应调整通信，以局部终端节点之间的相互作用，完成整个网络的通信功能，所以它的整体功能大于局部子网功能之和，这和复杂网络的典型特性----涌现特性相符合。所以，可以将移动Ad hoc网络看作一种复杂动态网络。目前，在动态网络的故障传播研究中，一般复杂网络中关于故障传播的研究方法已经取得了一定的研究成果，主要集中在复杂供电网络、Internet网络、抽象复杂网络。但研究仍缺少针对移动Ad hoc网络故障传播过程的抑制方法，现有的网络修复方法对具有动态特性的移动Ad hoc网络效果差，需要制定新的抑制方法抑制移动Ad hoc网络故障传播。

发明内容：

本发明针对移动Ad hoc网络现有研究的不足，提出了一种用于移动Ad hoc网络故障传播的抑制方法。发明的目的是通过移动Ad hoc网络故障传播抑制方法，控制存在网络中的传播型故障，防止故障传播对移动Ad hoc网络造成进一步损害，有助于及时开展网络事后修复工作。

本发明提出一种用于移动Ad hoc网络故障传播的抑制方法，该方法具体步骤如下：

步骤一：构建初始移动Ad hoc网络拓扑，将实际移动Ad hoc网络抽象为网络拓扑模型；以移动Ad hoc网络中的移动终端作为节点，设定移动Ad hoc网络通信半径r，在通信半径内的终端之间相互连接，将连接抽象为节点连接边，在一定的空间内建立网络拓扑；

步骤二：基于移动Ad hoc网络的网络拓扑，利用随机路点模型，以节点停留时间为单位，赋予网络中节点移动属性，建立网络节点动态移动过程，在每一单位时间根据节点移动属性移动节点空间位置，构建移动Ad hoc网络的动态网络拓扑模型；