[发明专利]基于网络失效节点的生成树容错方法

说明书

本发明提供了一种一种基于网络失效节点的生成树容错方法,其特征在于主要包括以下步骤，1)生成树的查找，输入无向连通网络拓扑图G，在无向连通网络拓扑图G中找出所有边不相交的生成树，使用EDSTA算法，找出最合适的边不相交的生成树个数K，用网络存活度计算式求出网络存活度，2)损失计算，输入生成树，输出生成树相邻矩阵和距离矩阵，求每个节点失效时生成树的距离矩阵，求节点失效时网络的直接损失、间接损失、总损失；3)参数对比，计算使用K个的生成树的网络总损失和网络存活度，对比两个参数，找出最适合的生成树，该方法显著地降低网络节点失效带来的损失。

技术领域

本发明涉及网络的容错，特别是一种基于网络失效节点的生成树容错方法。

背景技术

生成树传播方式：以往网络通过洪泛式的多播传输方式传输信息，虽然网络存活能力很高，但是开销很大，之后普遍使用生成树在各种联网环境中广播至关重要的信息，诸如以太网局域网。一棵树的节点包括了网络所有节点，在排除网络循环的前提下，提供了用于广播消息的替代方法，且具有最小的通信开销。

存活度：应对网络故障已成为主要的网络挑战。存活度被定义为网络在出现故障时保持服务连续性的能力。可调度的存活度的概念是指任意指定的期望存活度(0％-100％)，前提是网络需满足一些QoS参数条件。

多生成树协议：该协议可应用于在网络中建立树形拓扑，消除网络中的环路，并且可以通过一定的方法实现路径冗余。

边不相交的生成树：用于特定网络架构，提高总体吞吐量和城域以太网的容错能力。

可调度的生成树技术：提出了使用多个生成树来提高网络存活度的算法，找出了合适的生成树的数量边界。

节点破坏度：网络中节点失效，用节点失效后形成的所有不连通节点对之间的距离(最短路径的倒数之和)来反应节点删除对网络连通的破坏程度。

而现有的生成树技术，预防因网络链接失效引起的网络故障，大多建立在网络节点良好的条件下。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种基于网络失效节点的生成树容错方法,在提高网络存活度的同时，考虑网络节点失效的可能性，在网络任意节点出现故障时，找出合适的生成树，降低节点失效给网络带来的损失。

一种基于网络失效节点的生成树容错方法,主要包括以下步骤：

1)生成树的查找

输入无向连通网络拓扑图G，在无向连通网络拓扑图G中找出所有边不相交的生成树，用P_e代表网络链接存活度，使用EDSTA算法，找出最合适的边不相交的生成树个数K，用网络存活度计算式求出网络存活度，网络存活度计算式：

2)损失计算

输入生成树，输出生成树相邻矩阵和距离矩阵，求每个节点失效时生成树的距离矩阵，求节点失效时网络的直接损失、间接损失、总损失；其中第i个节点失效对第j个生成树造成的直接损失为Q_ij，间接损失为T_ij，总损失为U_ij＝Q_ij+T_ij；对于任意节点i，其失效率用P_i表示，网络所有节点失效对第j个生成树造成的总损失:

3)参数对比

计算使用K个的生成树的网络总损失和网络存活度，对比两个参数，找出最适合的生成树。

可选的，步骤1)将所有的网络链接存活度都定义为0.1，在步骤2)中所有节点的重要性视为一致。