[发明专利]一种多分布多商品多态流网络可靠性评估方法和装置

说明书

本发明公开了一种多分布多商品多态流网络可靠性评估方法和装置，提出一种多分布多商品多态流网络，它允许每种商品在组件上具有自己的状态分布，提出了一种新的基于路径的算法来计算新的MMMFN的可靠性，采用数值算例验证了所提出的可靠性评估方法的有效性，能够确保网络规划、设计、管理、评估和控制多态流网络的可靠性，以提高网络的流量控制质量，此外，在许多现实的应用和网络中应用面很强，可以自适应的输出负载均衡载流量的最佳方案，使多态流网络加强稳定性和网络的健壮性，可靠性评估数据可直接用于多态流网络的流量控制装置，避免使在多态流网络中出现网络流量异常导致的死锁、拥塞等问题。

技术领域

本公开涉及网络通信技术领域，特别涉及网络可靠性的评估技术，更具体为涉及一种多分布多商品多态流网络可靠性评估方法和装置。

背景技术

多状态流网络(MFN)是目前广泛使用的一种网络，它是一种具有多种状态的网络结构，满足流量守恒定律。而多分布多商品多态流网络(MMMFN)是通过考虑MFN中的多于一种商品(例如，材料、媒体、资源、产品和物品)对MFN的扩展。网络可靠性是评估各种网络性能的重要工具。MMFN的应用和研究比以往任何时候都更为重要。然而，到目前为止，只有一个MFN的称为加权多商品的多态流网络(WMMFN)已经开发出来。在WMMFN的每个组成部分中，所有商品都具有相同的状态分布(即状态及其出现概率)，并且为了计算WMMFN的可靠性，简单地将不同商品的流量相加。

网络可靠性是规划、设计、管理、评估和控制数字网络的一个众所周知的工具，以提高我们的生活质量。此外，它在许多现实的应用和网络中得到了广泛的应用，例如石油/天然气生产系统、运输系统、通信系统、分布式计算系统、物联网、网格和云计算以及无线传感器网络。因此，网络可靠性在我们的现代社会中发挥着重要作用。网络可靠性定义为实现某些目标的成功概率。加权多商品多状态流网络(WMMFN)的可靠性是每种商品的最小需求量能够同时从节点1传输到n的成功概率。网络可靠性是衡量多状态流网络性能的有力指标，现有的普通网络评估方法很多，但是目前尚未发现有能够适用于MFN类网络的可靠性评估方法。

发明内容

本公开提供一种多分布多商品多态流网络可靠性评估方法和装置，提出一种多分布多商品多态流网络(MMMFN)，MMMFN允许每种商品在组件上具有自己的状态分布，以补充WMMFN，提出了一种新的基于路径的算法来计算新的MMFN可靠性，将分析和证明所提出的基于路径的算法的正确性和时间复杂度，采用数值算例验证了所提出的 MMFN算法的有效性。

为了实现上述目的，根据本公开的一方面，提供一种多分布多商品多态流网络可靠性评估方法，所述方法包括以下步骤：

步骤A，将多分布多商品多态流网络进行建模；

步骤B，定义多分布多商品多态流网络的多向量；

步骤C，定义多分布多商品多态流网络的可靠性；

步骤D，基于路径寻找所有D^*-MP；

步骤E，根据D^*-MP计算多分布多商品多态流网络可靠性。

进一步地，在步骤A中，将多分布多商品多态流网络进行建模的方法为以下步骤，如果所有商品的最大状态数为|S|,则从每个弧的状态分布得到的整个网络状态也从一个向量扩展到一个维数最多为|S|^q的空间，|S|^q意义为商品q的最大状态数，设S_i＝(s₁,s₂,…,s_q)是弧a_i的状态向量，商品j的状态是S_j，对于j＝1,2,…,q， Pr(S_i)是S_i的概率，即商品1处于状态S₁，商品2处于状态S₂，...，商品q处于a_i中的状态S_q的概率，其中，每个弧的所有状态的所有概率之和仍然是1。