【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于網絡通信領域，具體是一種應用于無標度網絡的優化路由策略。
技術介紹
1、隨著科學技術的飛速進步，網絡中的負載不斷攀升，如交通網絡中車流量的與日俱增，社交網絡中不計其數的消息與照片、視頻分享等。網絡有處理數據量的能力范圍，當超出其承擔能力的時候就會有擁塞現象的出現，這種現象會從網絡的局部逐漸蔓延至整個網絡從而導致網絡癱瘓的發生。隨著人類社會的進步，負荷流量也不斷增多，網絡也變得越來越復雜，隨之對網絡的魯棒性研究也得到了重視。因為網絡中一個節點或者幾個節點遭受到攻擊后，可能會導致更多的節點崩潰甚至整個網絡都癱瘓。
2、目前對于網絡魯棒性的研究主要是網絡面對隨機攻擊和蓄意攻擊時網絡的抗毀性。但是，對于路由策略魯棒性的研究卻很少，難以通過路由策略，提高整個網絡在遭受攻擊或故障時的生存能力。
技術實現思路
1、本專利技術旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一；為此，本專利技術提出了一種應用于無標度網絡的優化路由策略，用于解決難以通過路由策略，提高整個網絡在遭受攻擊或故障時的生存能力的技術問題。
2、為解決上述問題，本專利技術的第一方面提供了一種應用于無標度網絡的優化路由策略，包括以下步驟：
3、構建ba無標度網絡模型，并定義單個節點的容量設置規則；
4、基于節點的度，引入nci網絡約束指標和路由函數的可調參數，構建無標度網絡的路由函數，通過構建的無標度網絡的路由函數定義節點間邊的權重；
5、對構建的無標度網絡中的節點
6、通過級聯故障前后的網絡節點數的比率分析路由策略下網絡的魯棒性，根據路由策略的魯棒性調節單個節點的容量設置規則。
7、作為本專利技術進一步的方案：定義單個節點的容量設置規則，包括以下步驟：
8、將節點容量設置為：
9、ci＝βbi(0),β≥1
10、其中，ci為節點i的容量，bi(0)是節點i的初始負載，也就是節點的介數，β是節點容量可調參數。
11、作為本專利技術進一步的方案：基于節點的度，引入nci網絡約束指標和路由函數的可調參數，構建無標度網絡的路由函數，包括以下步驟：
12、根據節點的度，以及nci網絡約束指標和路由函數的可調參數，得到數據包在路由路徑上等待的概率，通過以下公式，構建無標度網絡的路由函數：
13、
14、其中，p為數據包在路由路徑上等待的概率，ki是節點i的度值，α為可調參數，nci為節點i的ci值，ci＝∑cij；
15、其中，節點j是節點i的鄰居節點，cij為節點i直接或間接與節點j的約束索引，公式如下：
16、
17、其中，節點f是除節點i和節點j之外的第三個節點，cij為節點i對節點j的約束指數，uij通過節點i到達節點j的路徑數量，uif通過節點i到達節點j的路徑數量，ufi通過節點i到達節點j的路徑數量。
18、作為本專利技術進一步的方案：變量參數α，通過以下步驟設置：
19、為變量參數α設置初始值，變量參數α的初始值設置為1；
20、定義網絡傳輸容量為：
21、f＝∑(i,j)rijpij
22、
23、其中，f為節點i和節點j間的網絡流量，rij為節點i和節點j之間的路由概率，ε為常數；
24、以節點的負載不超過其容量為約束條件，通過梯度下降法求解最優變量參數α；
25、作為本專利技術進一步的方案：通過梯度下降法求解最優變量參數α，包括以下步驟：
26、計算關于最優的變量參數α的梯度為：
27、
28、設置學習率η為0.05,且αn+1＝αn+ηg(αn)；
29、重復上述步驟直到當參數α的更新幅度小于預設的閾值時，則此時的α值為最優的變量參數α。
30、作為本專利技術進一步的方案：通過構建的無標度網絡的路由函數定義節點間邊的權重，包括以下步驟：
31、根據構建的無標度網絡的路由函數，通過以下公式，定義節點間邊的權重：
32、
33、其中，qij為節點i和節點j之間的邊，pi為數據包在節點i的所有路由路徑上等待的概率，pj為數據包在節點j的所有路由路徑上等待的概率。
34、作為本專利技術進一步的方案：對構建的無標度網絡中的節點進行隨機攻擊和蓄意攻擊，統計無標度網絡發生級聯故障前后的網絡節點數，計算級聯故障前后的網絡節點數的比率，包括以下步驟：
35、構建一個無標度網絡模型；
36、在構建的無標度網絡上應用局部有效路由策略方法，得出在此路由策略下網絡的傳輸容量；
37、對網絡中的節點進行隨機攻擊和蓄意攻擊；
38、仿真出攻擊后網絡在構建的路由策略下網絡的傳輸容量；
39、將級聯故障前后的網絡節點數定義為s0和s1，將s1與s0的比率定義為級聯故障前后的網絡節點數的比率h。
40、作為本專利技術進一步的方案：通過級聯故障前后的網絡節點數的比率分析路由策略下網絡的魯棒性，根據路由策略的魯棒性調節單個節點的容量設置規則，包括以下步驟：
41、統計級聯故障前后的網絡節點數的比率，當級聯故障前后的網絡節點數的比率大于預設閾值范圍，則路由策略的魯棒性良好，無需調節節點的容量，否則，根據調節單個節點的容量設置規則；
42、其中，單個節點的容量設置規則為：
43、當級聯故障前后的網絡節點數的比率小于預設閾值范圍，節點容量可調參數β增加2％β；
44、當級聯故障前后的網絡節點數的比率處于預設閾值范圍內，節點容量可調參數β增加1％β。
45、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
46、本專利技術通過基于節點的度，引入nci網絡約束指標和路由函數的可調參數，構建無標度網絡的路由函數，通過構建的無標度網絡的路由函數定義節點間邊的權重；無標度網絡的特性使得少數高度連接的“樞紐”節點能夠承載大部分流量，這種結構在面對隨機故障時表現出較強的魯棒性。通過調整路由策略，更好地利用這些關鍵節點，從而提高整個網絡在遭受攻擊或故障時的生存能力。
47、本專利技術通過將nci作為約束條件，能夠更加合理地評估各個節點的重要性。這意味著流量可以根據節點的重要程度進行動態分配，從而避免過載并提高整體性能。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種應用于無標度網絡的優化路由策略，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種應用于無標度網絡的優化路由策略，其特征在于，定義單個節點的容量設置規則，包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述的一種應用于無標度網絡的優化路由策略，其特征在于，基于節點的度，引入NCI網絡約束指標和路由函數的可調參數，構建無標度網絡的路由函數，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的一種應用于無標度網絡的優化路由策略，其特征在于，變量參數α，通過以下步驟設置：
5.根據權利要求4所述的一種應用于無標度網絡的優化路由策略，其特征在于，通過梯度下降法求解最優變量參數α，包括以下步驟：
6.根據權利要求5所述的一種應用于無標度網絡的優化路由策略，其特征在于，通過構建的無標度網絡的路由函數定義節點間邊的權重，包括以下步驟：
7.根據權利要求1所述的一種應用于無標度網絡的優化路由策略，其特征在于，對構建的無標度網絡中的節點進行隨機攻擊和蓄意攻擊，統計無標度網絡發生級聯故障前后的網絡節點數，計算級聯故障前后的網絡節點數的比率，
8.根據權利要求2所述的一種應用于無標度網絡的優化路由策略，其特征在于，通過級聯故障前后的網絡節點數的比率分析路由策略下網絡的魯棒性，根據路由策略的魯棒性調節單個節點的容量設置規則，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種應用于無標度網絡的優化路由策略，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種應用于無標度網絡的優化路由策略，其特征在于，定義單個節點的容量設置規則，包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述的一種應用于無標度網絡的優化路由策略，其特征在于，基于節點的度，引入nci網絡約束指標和路由函數的可調參數，構建無標度網絡的路由函數，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的一種應用于無標度網絡的優化路由策略，其特征在于，變量參數α，通過以下步驟設置：
5.根據權利要求4所述的一種應用于無標度網絡的優化路由策略，其特征在于，通過梯度下降法求解最優變量參數...
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。