專利名稱：大規(guī)模虛擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖煞椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)漕I(lǐng)域，具體涉及一種能夠生成具有大量節(jié)點(diǎn)且符合層次性、 度分布特征并包含帶寬、IP等網(wǎng)絡(luò)屬性信息的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣：蜕煞椒ā?br> 背景技術(shù)：
[DU3]大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖杉夹g(shù)能夠生成具有大量節(jié)點(diǎn)且符合層次性、度分布特征并包含帶寬、IP等網(wǎng)絡(luò)屬性信息的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是研究評(píng)估新協(xié)議、新應(yīng)用以及探索蠕蟲(chóng)傳播機(jī)制的重要基礎(chǔ)。拓?fù)浣：屯負(fù)渖善魇谴笠?guī)模網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖杉夹g(shù)的兩個(gè)主要研究領(lǐng)域。根據(jù)現(xiàn)有研究進(jìn)展可知，大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖杉夹g(shù)主要分為隨機(jī)型、層次型和冪率型三類(lèi)，每類(lèi)均包含相應(yīng)的拓?fù)淠Ｐ鸵约巴負(fù)渖善鳌Ｆ渲?，隨機(jī)型拓?fù)淠Ｐ秃屯負(fù)渖善魇褂煤?jiǎn)便，但缺點(diǎn)在于無(wú)層次性特征，且出度頻率呈泊松分布，不符合冪率特性。而層次型拓?fù)淠Ｐ秃屯負(fù)渖善麟m然較好地體現(xiàn)了大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)所具備的層次性特征，但由于來(lái)自同一層的節(jié)點(diǎn)出度接近，不同層間節(jié)點(diǎn)出度差別很大，故其缺點(diǎn)在于不能反映網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲写嬖诘膬缏实冉Y(jié)構(gòu)特性。隨著研究人員發(fā)現(xiàn)^ternet拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中所存在的冪率特性，體現(xiàn)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)高度非均一性的拓?fù)淠Ｐ统蔀檠芯繜狳c(diǎn)，許多遵循冪率的拓?fù)渖赡Ｐ鸵约巴負(fù)渖善鞅婚_(kāi)發(fā)了出來(lái)，為大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖商峁┝擞辛χС帧，F(xiàn)有技術(shù)主要考慮的是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的自治域級(jí)和路由器級(jí)，并未加入端系統(tǒng)級(jí)，無(wú)法用于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖詣?dòng)生成，且對(duì)帶寬分配機(jī)制、IP地址自動(dòng)生成策略涉及較少。本發(fā)明提出的大規(guī)模虛擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖煞椒ㄡ槍?duì)以上問(wèn)題進(jìn)行了改進(jìn)，包含了自治域、 路由器和端系統(tǒng)三個(gè)層次，并為其中各層均提供了可選的帶寬分配機(jī)制和IP地址分配策略，使得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和屬性信息更為完整。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種能夠生成符合層次性、度分布特征并包含帶寬、IP等網(wǎng)絡(luò)屬性信息的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣７椒?，其特征在于將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞殖勺灾斡?、路由器和端系統(tǒng)三個(gè)層次， 所述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣７椒ò韵虏襟E步驟1 在自治域級(jí)采用冪率模型生成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌渲忻總€(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)自治域；步驟2 為自治域間的連接(即邊)分配帶寬；步驟3 為各自治域分配IP地址；步驟4 將每個(gè)自治域節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展成路由器級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；步驟5 為該自治域添加端系統(tǒng)級(jí)拓?fù)?；步驟6 為路由器-路由器間、路由器-端系統(tǒng)間的連接(即邊)分配帶寬；步驟7 為路由器和端系統(tǒng)分配IP地址；步驟8 重新確定邊界路由節(jié)點(diǎn)，并建立連接以作為新的自治域間連接[DU4]；步驟9:將原有自治域間的連接帶寬作為相應(yīng)邊界路由器間的連接帶寬。優(yōu)選地，步驟1中，首先，由mQ(mQ > 1)個(gè)起始節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)連通圖；然后，按時(shí)間順序依次增添新節(jié)點(diǎn)，并將新節(jié)點(diǎn)連接到m(<m。)個(gè)不同的、已存在的節(jié)點(diǎn)上。新節(jié)點(diǎn)連
接到節(jié)點(diǎn)i的概率Π取決于其出度
權(quán)利要求
1.一種能夠生成符合層次性、度分布特征并包含帶寬、IP等網(wǎng)絡(luò)屬性信息的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣７椒ǎ涮卣髟谟趯⒕W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞殖勺灾斡颉⒙酚善骱投讼到y(tǒng)三個(gè)層次，所述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣７椒ò韵虏襟E步驟1 在自治域級(jí)采用冪率模型生成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌渲忻總€(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)自治域。步驟2:為自治域間的連接(即邊)分配帶寬；步驟3 為各自治域分配IP地址步驟4 將每個(gè)自治域節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展成路由器級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；步驟5 為該自治域添加端系統(tǒng)級(jí)拓?fù)?；步驟6:為路由器-路由器間、路由器-端系統(tǒng)間的連接(即邊)分配帶寬；步驟7 為路由器和端系統(tǒng)分配IP地址；步驟8 重新確定邊界路由節(jié)點(diǎn)，并建立連接以作為新的自治域間連接步驟9 將原有自治域間的連接帶寬作為相應(yīng)邊界路由器間的連接帶寬。
2.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣７椒?，其特征在于步驟1中，首先，由Hi0Oiici> 1)個(gè)起始節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)連通圖；然后，按時(shí)間順序依次增添新節(jié)點(diǎn)，并將新節(jié)點(diǎn)連接到 m(^m0)個(gè)不同的、已存在的節(jié)點(diǎn)上。新節(jié)點(diǎn)連接到節(jié)點(diǎn)i的概率Π取決于其出度Ici，即 π㈨
3.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣７椒?，其特征在于步驟2和步驟6中，可選擇四種帶寬分配類(lèi)型恒定型，為所有連接指定一個(gè)固定的帶寬數(shù)值；均勻型，帶寬按照均勻分布規(guī)律在一個(gè)給定數(shù)值區(qū)間內(nèi)取值；指數(shù)型，帶寬數(shù)值符合指數(shù)分布規(guī)律；重尾型，帶寬數(shù)值符合重尾分布規(guī)律。
4.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣７椒?，其特征在于步驟3中，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、每個(gè)自治域內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)量以及用戶輸入地址范圍確定自治域網(wǎng)絡(luò)地址，通常每個(gè)自治域分配1 個(gè)A類(lèi)地址。
5.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣７椒?，其特征在于步驟4中，用Waxman算法產(chǎn)生一個(gè)連通圖作為當(dāng)前自治域節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的路由器級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣７椒ǎ涮卣髟谟诓襟E5中，采用星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；首先，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和IP地址容量以及輸入?yún)?shù)，隨機(jī)選擇路由器級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的路由器節(jié)點(diǎn)[DU2]，且需保證所選路由器節(jié)點(diǎn)不可為邊界路由節(jié)點(diǎn)；然后，為該路由器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)生成一定數(shù)量的端系統(tǒng)，并以星型拓?fù)涞男问綄⑦@些端系統(tǒng)連接到該路由器節(jié)點(diǎn)上。
7.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣７椒?，其特征在于步驟7中，首先，根據(jù)對(duì)應(yīng)自治域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址，為路由器級(jí)拓?fù)渲械墓?jié)點(diǎn)分配IP地址，其網(wǎng)絡(luò)地址與相應(yīng)自治域地址相同，點(diǎn)分結(jié)構(gòu)最后一段值為1，中間的地址根據(jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)量依次遞增；然后，根據(jù)接入路由器的地址生成對(duì)應(yīng)端系統(tǒng)IP地址，其基本原則是端系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)地址與接入路由器的網(wǎng)絡(luò)地址相同，其地址在接入路由器地址的基礎(chǔ)上依次遞增。
8.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣７椒?，其特征在于步驟8中，以每個(gè)自治域內(nèi)的路由器節(jié)點(diǎn)作為備選邊界路由器，可選擇以下四種方式隨機(jī)法，隨機(jī)選擇路由器節(jié)點(diǎn)作為邊界路由節(jié)點(diǎn)；最小度數(shù)法，選擇出度最小的路由器節(jié)點(diǎn)，若滿足條件的節(jié)點(diǎn)數(shù)> 1，則從中隨機(jī)選擇；非葉節(jié)點(diǎn)最小度數(shù)法，選擇出度最小且不為0的路由器節(jié)點(diǎn)，若滿足條件的節(jié)點(diǎn)數(shù)> 1，則從中隨機(jī)選擇；最小k度法，選擇出度不小于k的最小出度路由器節(jié)點(diǎn)，若滿足條件的節(jié)點(diǎn)數(shù)> 1，則從中隨機(jī)選擇。
全文摘要
大規(guī)模虛擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖煞椒?，本發(fā)明涉及一種能夠生成符合層次性、度分布特征并包含帶寬、IP等網(wǎng)絡(luò)屬性信息的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣７椒ǎ涮卣髟谟趯⒕W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞殖勺灾斡?、路由器和端系統(tǒng)三個(gè)層次，所述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣７椒ò韵虏襟E在自治域級(jí)采用冪率模型生成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)自治域；為自治域間的連接(即邊)分配帶寬；為各自治域分配IP地址；將每個(gè)自治域節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展成路由器級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；為該自治域添加端系統(tǒng)級(jí)拓?fù)?；為路由?路由器間、路由器-端系統(tǒng)間的連接(即邊)分配帶寬；為路由器和端系統(tǒng)分配IP地址；重新確定邊界路由節(jié)點(diǎn)并連接以作為新的自治域間連接；將原有自治域間的連接帶寬作為相應(yīng)邊界路由器間的連接帶寬。
文檔編號(hào)H04L29/12GK102457425SQ20101051747
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月25日
發(fā)明者況曉輝, 唐洪, 崔益民, 常海峰, 李津, 溫研, 許飛, 趙金晶, 金旗 申請(qǐng)人:北京系統(tǒng)工程研究所