[发明专利]一种复杂网络环境下的拥塞控制方法

说明书

本发明公开一种复杂网络环境下的拥塞控制方法，首先对于给定的复杂网络建立BA网络模型。接着使用节点收缩算法，简化网络模型。然后使用节点重要度算法，计算网络中的关键节点的重要度。最后，结合邻居节点的重要度和网络负载情况，提出基于局部路由策略的复杂网络环境下的拥塞控制方法，对网络数据进行处理，缓解局部负载过重引起的拥塞。

技术领域

本发明涉及复杂网络环境下的控制方法的技术领域，具体涉及一种复杂网络环境下的拥塞控制方法。

背景技术

伴随着计算机技术、通信技术的飞速发展，越来越多的通信网络具有了如下特征：在构成上表现为单个子网都是简单网络如传输网、移动网等；在结构上表现为不同时期的多种结构的网络并存，由集中式逐步向分布式发展；在应用上表现为由单一，简单的功能向多样，多层与多态发展；在服务上表现为越来越注重性能，品质与安全在技术上表现为多种技术并存，相互融合。由于这些通信网络既不同于以往构成简单，结构清晰，功能单一的简单网络，也不等同于简单网络的复合叠加，而是在网络构成，网络模型，网络技术和网络管理方面都呈现出新的特征，无法直接用传统的理论分析，这样的网络统称为复杂网络。

随着网络的发展，网络规模越来越大，网络的拥塞控制问题也日趋复杂。由于网络拥塞控制算法的分布性，网络的复杂性，对算法性能要求高等原因使得拥塞控制算法的设计具有很高的难度。

拥塞的产生主要取决于路由器对数据包采取的路由选择方式。路由策略为数据包选择传输路线，本身不会导致拥塞的发生，但当网络拥塞时，差的路由策略会进一步加剧网络拥塞，而好的路由策略能够在不改变底层基础架构的情况下提高网络信息处理效率。因此采用好的路由策略，能提高网络的吞吐量，改善网络拥塞，例如利用局部拥塞信息将发生拥塞的节点上的数据包重分布到其他节点上去阻止拥塞的加剧。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种复杂网络环境下的拥塞控制方法，在复杂网络环境下中，考虑节点的重要度，提出局部路由策略，对网络数据进行处理，缓解局部负载过重引起的拥塞。

为了解决上述技术问题，本发明包括以下步骤：

S1、给定一个复杂网络，输入复杂网络系统信息包括系统产生数据包个数、系统产生数据包个数临界负载量、系统拓扑关系、节点之间距离、节点的度；

S2、对于给定的复杂网络，建立BA网络模型；

S3、使用节点收缩算法，对建立的BA网络模型进行简化；

S4、使用节点重要度算法，对节点重要度进行评估；

S5、结合邻居节点的重要度和网络负载情况，提出基于局部路由策略的复杂网络环境下的拥塞控制方法。

作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，BA网络模型的描述如下：对于给定的复杂网络，假设网络中的每个节点都具有路由，收包，发包等功能，每一段时间内系统产生的数据包个数为R，源节点和目标节点的选择是随机的，源节点和目标节点不一样；节点i在每个时间步内向邻居节点发送数据包的最大个数为v_i，每个节点的数据包队列长度假设是无限长，数据包的传递规则如下：节点传递数据包时首先在邻节点内搜索，如果邻节点中有目标节点，则直接传递给目标节点并删除该数据包；如果邻居节点中没有目标节点，则数据包根据邻居节点的重要度按给定的局部路由策略传递到下一个节点，数据包到达目标节点后被删除；网络从自由流通状态进入拥塞状态,存在一个临界负载量R_c，又称临界速率，当RR_c时，网络处于负载稳定状态；随着网络中数据包总数个的连续增加，当RR_c时，网络进入拥塞状态，网络中部分节点开始出现拥塞。