[发明专利]分布式系统中基于拓扑机器人的网络拓扑优化方法

权利要求书

1.一种分布式系统中基于拓扑机器人节点的网络拓扑优化方法，拓扑机器人节点是指具有一定通信资源、仅用于辅助网络拓扑优化的节点，用户不对其分配任务，其特征在于，

将节点重要度定义为网络分裂影响度、邻居断链影响度和路径中断影响度指标构成的三维向量，即Q(i)＝{Q_i1，Q_i2，Q_i3}，其中i为节点序号，网内不重复；Q(i)为节点i的重要度，Q_i1为节点i的网络分裂影响度，表征节点i失效造成的网络分裂程度，如果节点i失效后网络未分裂，则Q_i1取值为0，如果节点i失效后网络分裂为2个以上的子网，则Q_i1取值为全网节点数量与规模最大子网的节点数量差值；Q_i2为邻居断链影响度，表征节点i失效造成的邻居链路中断程度，取值为节点i的邻居节点数量；Q_i3为路径中断影响度，表征节点i失效造成的最短路径中断程度，定义为

其中φ_mn(i)指节点m经过节点i到节点n的最短路径数目，φ_mn指节点m到节点n的全部最短路径数目；

设节点i和节点j的重要度分别为Q(i)和Q(j)，则有：

第一，若节点i的网络分裂影响度Q_i1大于节点j的网络分裂影响度Q_j1，则节点i的重要度大于节点j的重要度，即Q(i)＞Q(j)；

第二，若节点i的网络分裂影响度Q_i1等于节点j的网络分裂影响度Q_j1，且节点i的邻居断链影响度Q_i2大于节点j的邻居断链影响度Q_j2，则节点i的重要度大于节点j的重要度，即Q(i)＞Q(j)；

第三，若节点i的网络分裂影响度Q_i1等于节点j的网络分裂影响度Q_j1、节点i的邻居断链影响度Q_i2等于节点j的邻居断链影响度Q_j2，且节点i的路径中断影响度Q_i3大于节点j的路径中断影响度Q_j3，则节点i的重要度大于节点j的重要度，即Q(i)＞Q(j)；

Q(i)和Q(j)的比较公式为

其中MAX(Q(i)，Q(j))指Q(i)与Q(j)中的最大值；

所述分布式系统中基于拓扑机器人节点的网络拓扑优化方法，具体包括下列步骤：

①分布式系统中所有节点周期性向拓扑机器人节点发送邻居链路状态信息，拓扑机器人节点利用该信息构建全网拓扑图，并基于构建的拓扑图计算所有节点的重要度；

②利用步骤①计算的所有节点重要度度量值，拓扑机器人节点获取网络分裂影响度不为0的节点数量n₁；

③利用步骤①计算的所有节点重要度度量值，拓扑机器人节点对所有节点的重要度进行比较，找出重要度度量值最大的节点A，记节点A的重要度为Q(A)＝{Q_A1，Q_A2，Q_A3}；

④利用步骤③对节点重要度的比较结果，找出节点重要度最小的拓扑机器人节点B；

⑤假设拓扑机器人节点B移动至节点A附近，拓扑机器人节点B更新网络拓扑图，并根据新的网络拓扑图计算所有节点的重要度；

⑥利用步骤⑤计算的所有节点重要度度量值，拓扑机器人节点B获取网络分裂影响度不为0的节点数量n₂；

⑦利用步骤⑤计算的所有节点重要度度量值，拓扑机器人节点B对所有节点的重要度进行比较，找出重要度度量值最大的节点C，记节点C的重要度为Q(C)＝{Q_C1，Q_C2，Q_C3}；

⑧利用步骤②、③、⑥、⑦的结果，决策是否执行“拓扑机器人节点B移动至节点A附近”的拓扑优化操作。

2.如权利要求1所述的网络拓扑优化方法，其特征在于，步骤⑧中进行决策的具体判断准则为：

第一，当n₁＞n₂时，执行拓扑优化操作；

第二，当n₁＝＝n₂，且Q_A1＞Q_C1时，执行拓扑优化操作；

第三，当n₁＝＝n₂、Q_A1＝＝Q_C1，且Q_A2＞Q_C2时，执行拓扑优化操作；

第四，当n₁＝＝n₂、Q_A1＝＝Q_C1、Q_A2＝＝Q_C2，且Q_A3＞Q_C3时，执行拓扑优化操作；

第五，当不满足以上任意一条时，不执行拓扑优化操作。