[發明專利]一種工業多核心網絡構建方法

有效

• 申請號: 201810062255.9
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108322525B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 諸葛斌;韓祎;王偉明;亓一航;朱英杰
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L12/24
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜;邱啟旺

1.一種工業多核心網絡構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

A1.對原始工業信息網絡基于極大匹配算法進行預處理：將原始工業信息網絡中的所有節點抽象化為一個原始圖G＝(N,E)，其中N表示節點集合，E表示鏈路集合；再定義G_i＝(N_i,E_i)為圖G當中元素的子集，有G_i∈G，且|N_i||N|；將G_i中的一組頂點進行合并，粗化成單個頂點的子圖G_i+1＝(N_i+1，E_i+1)，多次粗化操作后，將原始圖G縮小到合適的規模；將原始工業信息網絡對應的原始圖中的節點映射到以{計算能力，交換能力，內存}為正交軸的三維空間中，再將節點以極大匹配算法的合并原則聚合成一個新的節點根據三維空間為新的節點設置特征值f，這樣就包含了原始工業信息網絡各個節點的精確信息，保證預處理得到的極大匹配可以正確反映原始圖的信息；

A2.針對步驟A1預處理后的原始圖，采用Kernighan-Lin(KL)試探優化算法進行區域劃分和節點聚集：

引入收益值P，P為兩個區域內部邊權重和與外部邊權重和之差；KL算法通過判斷P的變化來劃分區域，即當P0時，進行兩個區域間點的交換，再判斷是否P0，直到交換了f個點且P＝0，這時生成的兩個區域為割邊權重最小的狀態Q_m，即狀態Q_m中不同區域間邊的權重和最小；原始圖G₀的節點已經聚集成k個區域，每個區域由一個特定SDN智能體作為主管理者來控制，其他k-1個SDN智能體作為從管理者協助主管理者完成一些復雜命令和高負載操作；這k個SDN智能體可以組建為一個集群，通過內部通信協議互聯溝通；

A3.將聚集狀態的區域圖進行還原優化，進而還原為原始圖完成工業多核心網絡的劃分，具體為：使用帶約束的爬山算法，并用全局的帶權優先級隊列記錄和確定下一步節點交換順序；通過不停地迭代從一個候選結果向另一個候選結果移動，直到達到約束條件；通過有限的重復循環達到狀態Q_m-1，這樣可以減少計算區域時的資源消耗；通過GKLR(GlobalKernighan–Lin Refinement)算法，原始圖G₀最終會被分為k個區域，這樣就完成了多核心網絡的劃分，進而實現實時可靠的信息傳輸和精確標準的數據通信，推進國家工業4.0和工業信息的兩化融合；多核心SDN智能體實時監控工廠網絡狀況，并維護一顆全部由正常元能力組成的安全MSFC樹；該安全MSFC樹中的元能力都擁有工廠網絡總線的訪問權限，且保持在運行態；安全MSFC樹會基于多核心SDN智能體的策略啟動一條或者多條MSFC以提供正常低時延通信服務。