[发明专利]一种基于服务拓扑的网络系统规模可扩展性评价方法

摘要

本发明公开了一种基于服务拓扑的网络系统规模可扩展性评价方法，利用网络系统的形式化描述构建服务拓扑模型，设定服务拓扑的变换规则，计算变换前后服务拓扑模型的特征指标，通过分析服务拓扑的特征维持能力和特征演进能力来评价可扩展性的优劣；所述服务拓扑模型将网络结构建模为以服务和关系为基本元素的拓扑模型；所述特征维持能力是服务拓扑在变换规则的作用下，能够维持其结构特征的能力；所述特征演进能力是服务拓扑在变换规则的作用下，能够改进其结构特征的能力。本发明方法，该方法比较系统和全面的分析了网络系统可扩展性及其相关特征，更加易于解释影响其可扩展性的系统部署因素，有利于网络系统的优化部署和设计。

主权项

一种基于服务拓扑的网络系统规模可扩展性评价方法，其特征在于：利用网络系统的形式化描述构建服务拓扑模型，设定服务拓扑的变换规则，计算变换前后服务拓扑模型的特征指标，通过分析服务拓扑的特征维持能力和特征演进能力来评价可扩展性的优劣；所述服务拓扑模型将网络结构建模为以服务和关系为基本元素的拓扑模型；所述特征维持能力是服务拓扑在变换规则的作用下，能够维持其结构特征的能力；所述特征演进能力是服务拓扑在变换规则的作用下，能够改进其结构特征的能力；所述服务拓扑是对已有网络结构进行抽象描述，构建成以服务和关系为基本元素的拓扑模型，服务拓扑建模要求如下：记服务S＝{A,c}，其中：A＝{a1,a2,…,an}，ai表示第i种属性；c表示服务类型；关系是两个服务之间交互关系的抽象形式，其中：c1和c2分别表示两个服务的服务类型；＜c1,c2＞表示两个服务类型的约束；是关系R的规则向量，规则向量是对关系R的逻辑描述，ri是对关系的第i种可选规则；w是关系R的权值；抽象出网络体系结构的基本元素，然后根据网络系统所包含的服务和关系，构建出服务集合S_Set和关系集合R_Set，将服务到服务的映射函数定义为f:S_Set×S_Set，将服务拓扑模型描述为T＝{S_set,R_Set,f}；所述服务拓扑的变换规则设定要求如下：记服务拓扑模型在t时刻的变换规则为J(t)，其决定了服务拓扑模型在t+1时刻的状态；变化规则J(t)必须包含服务集合的变化、关系集合的变化和服务之间映射的变化，同时必须包含服务本身属性的变化和关系本身属性的变化；所述变换前后的特征指标包括服务拓扑评价路径代价、服务拓扑内核大小和服务拓扑度分布，具体描述如下：(1)服务拓扑评价路径代价两个服务之间的路径代价vij是Si到达Sj所需要付出的代价，包含了路径上的所有服务点的代价和关系的代价，它是两个服务之间交互难易程度的刻画；服务点的代价由其本身的属性加权构成，vij计算公式为：vij=ΣS∈LΣak∈S.Aαkak+ΣR∈LR·w]]>其中：αk为属性ak的权值，L为Si到达Sj的路径，包含了从Si到达Sj所经历过的服务和关系；为平均路径代价，计算公式为：v‾=1N(N-1)Σi≠ivij]]>其中：N为服务的总数；(2)服务拓扑内核大小服务拓扑内核是服务拓扑中对特征影响最大的子拓扑集合，计算过程为：首先计算每个服务的度数，并存于数组degree[]中；然后遍历数组degree[]，找到所有服务的度数的最小值，记为min，在服务拓扑中删除所有度数等于min的服务节点，并且删除与这些服务节点相邻的边；将所删除服务节点的度数标记为0，同时每删除一条边则将所受影响的非删除服务节点的度数减1；重复k次，即得到服务拓扑内核的k阶内核，内核中剩余的服务的数量即为服务拓扑内核大小；(3)服务拓扑度分布服务拓扑度分布作为服务拓扑结构有序性的衡量，计算公式为：I(G)=-Σi=1max_dhi(log2(hi))]]>其中：max_d表示所有服务的度数的最大值；hi表示度数为1的服务数量与服务拓扑总的服务数量n的比值。