[发明专利]空间信息网络中关键节点的确定方法和装置

说明书

本发明提供了一种空间信息网络中关键节点的确定方法和装置，涉及卫星通信的技术领域，该方法包括：计算空间网络中网络节点的有效介数，其中，有效介数表示经过网络节点的路径的数量，网络节点的数量至少为一个；获取网络节点的可用性值，其中，可用性值表示网络节点有效的概率；根据可用性值和有效介数确定网络节点的期望介数；根据期望介数确定网络节点的网络传输容量模型；根据网络传输容量模型在网络节点中确定网络关键节点，解决了现有技术中无法实现对网络关键节点的定量分析的技术问题。

技术领域

本发明涉及卫星通信的技术领域，尤其是涉及一种空间信息网络中关键节点的确定方法和装置。

背景技术

由于空间信息网络固有的开放空间环境，卫星载荷与设备天然具有暴露性，导致网络节点可能面临宇宙空间辐射干扰、信号被非法截获与干扰、动能武器和激光武器摧毁或致盲、太空碎片撞击、赛博攻击等威胁。空间信息网络系统在发生节点损坏或者受到入侵攻击时，其分布式、高动态的特点使得其基本的通信能力会受到很大影响。因此需要设计入侵攻击环境下具有灵活安全、自愈能力、能保证通信畅通的空间信息网络安全防御策略。然而，对网络中的网络关键节点进行防御和保护极为重要，尤其是当防御资源有限时，加强对少量关键节点的防御资源优化配置和防护，即可显著地提高网络的鲁棒性，使防御资源得到高效的利用。

现有的技术方案依据各种标准提出了许多网络关键节点评价指标(例如，度中心性和接近度中心性等)来判定网络中哪些节点比其它节点更重要，从而认为这些节点有更高的防护价值。上述评价指标不足之处在于，没有定量分析保护关键节点对实际网络性能的促进作用，使得相关技术人员无法对不同的防护方案进行量化比较，也无法明确每一项防护方案对网络的实际防护效果，即对实际网络性能的影响。此外，空间信息网络节点高动态运动，时空行为复杂，业务类型差异较大，仅从网络拓扑方面研究关键节点远远不够，需要针对不同的任务需求研究相应的关键节点评价方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空间信息网络中关键节点的确定方法和装置，以缓解了现有技术中无法实现对网络关键节点的定量分析的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种空间信息网络中关键节点的确定方法，包括：计算空间网络中网络节点的有效介数，其中，所述有效介数表示经过所述网络节点的路径的数量，所述网络节点的数量至少为一个；获取所述网络节点的可用性值，其中，所述可用性值表示所述网络节点有效的概率；根据所述可用性值和所述有效介数确定所述网络节点的期望介数；根据所述期望介数确定所述网络节点的网络传输容量模型；根据所述网络传输容量模型在所述网络节点中确定网络关键节点。

进一步地，计算所述空间网络中网络节点的有效介数包括：通过公式计算网络节点k的有效介数，其中，σ_ij′表示网络节点i和网络节点j之间的路径的条数，σ_ij′(k)表示所述网络节点i和所述网络节点j之间的路径中经过所述网络节点k的路径的条数，BC_eff(k)表示所述网络节点k的有效介数。

进一步地，获取所述网络节点的可用性值包括：通过公式构建所述网络节点k的脆弱性模型，其中，v_k(DA_k)表示所述网络节点k的脆弱性，DA_k表示分配给所述网络节点k的安全防护资源，0≤DA_k≤maxDA_k；通过公式确定所述网络节点k的可用性值，其中，a_k(DA_k)表示所述网络节点k的可用性值。

进一步地，根据所述可用性值和所述有效介数确定所述网络节点的期望介数包括：通过公式确定所述网络节点k的期望介数，其中，BC_exp(k)表示所述网络节点k的期望介数。