[发明专利]一种基于非线性容量负载模型的网络资源再分配方法

摘要

本发明公开了一种基于非线性容量负载模型的网络资源再分配方法，属于通信网络以及可靠性技术领域。包括如下步骤步骤一基于网络正常工作状态下节点容量与负载的非线性关系，提出非线性容量负载模型；步骤二根据非线性容量负载模型以及网络发生级联失效后的节点容量负载特性，提出了针对新增网络容量资源的再分配策略步骤三对新增网络资源再分配策略进行仿真与对比。该方法通过与已有策略的实验对比，证明了所提出的资源再分配策略在网络遭蓄意攻击发生性能下降后能够更加合理地分配新增网络容量资源，使网络性能得到明显地恢复，从而有效降低级联失效对网络造成的破坏，更好地抵御网络级联失效故障。

主权项

一种基于非线性容量负载模型的网络资源再分配方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤一：基于网络正常工作状态下节点容量与负载的非线性关系，提出非线性容量负载模型；Ci＝α×Li(0)+α×Li(0)1‑βi＝1,2...N,α≥1,0＜β＜1其中，Ci为网络中任意节点i的容量，Li(0)为节点i在初始时刻的负载，α为容忍参数，β为非线性系数；步骤二：根据非线性容量负载模型以及网络发生级联失效后的节点容量负载特性，得到了针对新增网络容量资源的再分配策略；针对新增网络容量资源的再分配策略如下：其中，Ci增是经过资源再分配后节点i的新增容量；θ为比例参数，0＜θ≤1；网络发生级联失效后性能下降到稳态T时刻时，节点i的负载为Li(T)；η,γ为非线性系数；步骤三：对新增网络资源再分配策略进行仿真与对比；通过仿真实验，将所提出的资源再分配策略与已有的三种资源再分配策略进行比较；所述已有的三种资源再分配策略如下:(1)节点i新增容量正比于节点的度，用CDlinr表示：Ci增＝b×Di,i＝1,2...NDi表示初始网络节点i的度数，b表示比例系数；该方法没有考虑网络发生级联失效后，网络的拓扑结构已经发生了变化，导致节点的度数发生了变化，也没有考虑网络流量动态分布的情况；(2)节点i新增容量正比于节点的初始负载，用CLlinr表示：Ci增＝b×Li(0),i＝1,2...N该方法只考虑了网络初始时的负载分布情况，没有考虑网络发生级联失效后，当网络再 次达到稳定时节点的负载发生了变化；(3)各节点的新增容量相等，用Ceql表示：Ci增＝c,i＝1,2...Nc是常量，表示每个网络节点i新增的容量相等；该方法只是简单地将新增容量均分给每个节点，既没有考虑网络级联失效后拓扑结构的变化，也没有考虑节点负载的动态变化情况；仿真的具体步骤如下：步骤3.2.1：建立网络拓扑结构图，同时移除网络中负载最大的节点；步骤3.2.2：网络级联失效发生后，计算网络达到新稳态T时刻时的网络效率E(T)；eij表示节点i与节点j之间的最短路径的传输效率；N表示网络节点i的个数；步骤3.2.3：判断网络效率E(T)是否达到稳定，稳定后进入步骤3.2.4，否则，返回步骤3.2.2重新计算；步骤3.2.4：对新增的网络容量资源分别按着四种资源再分配策略进行分配；步骤3.2.5：对新增资源再分配后，计算网络再一次达到稳态时的网络效率E(f)；步骤3.2.6：判断网络效率E(f)是否达到稳定，稳定后结束，否则，返回步骤3.2.5。