[發明專利]網絡拓撲模型生成方法和系統

有效

• 申請號: 200910000296.6
• 申請日: 2009-01-16
• 公開（公告）號: CN101478426A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 蘭巨龍;楊琴;劉文芬;胡學先;陳庶樵;張風雨;曹敏
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍信息工程大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/26;H04L12/42
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及網絡拓撲模型生成方法和系統。

背景技術

在計算機網絡研究中，經常需要對新的應用程序、體系結構或者協議等進行評估，因此基于真實網絡的網絡模擬就成了計算機網絡研究的一種重要方法。由于網絡存在多樣性和復雜性，影響網絡模擬穩定性的重要因素就是所使用的網絡拓撲模型。

由此可見，網絡拓撲模型是研究計算機網絡的內在特征和形成機理的關鍵技術之一，拓撲建模不僅為網絡仿真環境的建立提供理論基礎，利于高效的路由協議和網絡算法的設計；還能通過對網絡拓撲結構的研究達到優化網絡的目的。

目前網絡拓撲模型的生成方法主要是基于度分布的，模型呈現出無標度性質。如1999年提出的經典的BA網絡模型，它是通過增長機制和優先連接機制得到網絡度分布的冪律特性。此后提出了引入了重連機制的改進BA模型，局域世界演化模型以及基于局域世界概念的各種演化模型。

發明人通過對現有技術的研究發現，雖然這些現有模型反映了現實世界度分布的冪律特性，但是在現有模型的建立過程中僅考慮了網絡演化的過程增長和優先連接這兩種現象，而忽視了在實際網絡上還存在著鏈接的消亡、局域內部演化以及局域與局域外增加鏈接的情況，導致現有的網絡拓撲模型并不能很好地對真實的網絡進行有效模擬。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例的目的在于提供網絡拓撲模型生成方法和系統，建立一個與真實的網絡更為接近的網絡模型。

為實現上述目的，本發明實施例提供了如下技術方案：

一種網絡拓撲模型生成方法，包括：

在預先建立的連通隨機網絡中隨機確定一個當前網絡的參考局域；

以預定的概率，對當前網絡的所述參考局域進行邊的增加和消亡操作，最終使得網絡總節點數達到期望節點數。

所述以預定的概率，對當前網絡的所述參考局域進行邊的增加操作包括：

以第一擴展概率從所述參考局域內向所述參考局域外增加m₁條邊；

以第二擴展概率在所述參考局域內增加m₂條邊；

以第三擴展概率在所述參考局域外加入一個新節點，將所述新節點與所述參考局域中m₃個節點相連；

所述以預定的概率，對當前網絡的所述參考局域進行邊的消亡操作包括：

以消亡概率從現有的節點所形成的網絡中刪除一條邊；

其中，所述第一擴展概率、第二擴展概率、第三擴展概率和消亡概率的和為1。

從所述參考局域內向所述參考局域外增加m₁條邊包括：

以擇優連接概率從所述參考局域中選取第一節點；

根據度分布優先原則從所述參考局域外選取第二節點；

將所述第一節點和所述第二節點連接形成一條邊；

判斷增加的邊的條數是否達到m₁，如果否，就返回以擇優連接概率從所述參考局域中選取第一節點的步驟；如果是，則結束。

在所述參考局域內增加m₂條邊包括：

以擇優連接概率從所述參考局域中選取第一節點；

從所述參考局域中隨機地選取第二節點；

將所述第一節點和所述第二節點連接形成一條邊；

判斷增加的邊的條數是否達到m₂，如果否，就返回按照擇優連接概率從所述參考局域中選取第一節點的步驟；如果是，則結束。

在所述參考局域外加入一個新節點，將所述新節點與所述參考局域中m₃個節點相連包括：

以第三擴展概率在所述參考局域外加入一個新節點；

以擇優連接概率從所述參考局域中選取第一節點；

將所述新節點與所述第一節點相連形成一條邊；

判斷增加的邊的條數是否達到m₃，如果否，就返回以擇優連接概率從所述參考局域中選取第一節點的步驟；如果是，則結束。

在將所述新節點與所述待連接節點相連形成一條邊時，還包括：

將所述新節點以第四概率與所述第一節點的任意一個相鄰節點相連。

在所述以擇優連接概率從所述參考局域中選取第一節點前還包括：

獲取當前網絡的平均節點度；

在所述以擇優連接概率從所述參考局域中選取第一節點后還包括：

判斷所述第一節點的度值是否大于所述當前網絡的平均節點度；

如果是，在返回以擇優連接概率從所述參考局域中選取第一節點的步驟；

如果否，在保留所述第一節點。

該方法還包括：