本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種單播網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫茢喾椒ā?/p>

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的基于三元分組列車的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫茢喾椒ǎ瑑H依據(jù)單一參數(shù)(時(shí)延或時(shí)延抖動(dòng))進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞耐茰y，其推斷準(zhǔn)確度受到網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的影響，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較重時(shí)不能準(zhǔn)確推斷出網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。針?duì)上述的問題，提出一種基于三元分組列車測量拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的方法，利用葉節(jié)點(diǎn)的層析信息將葉節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聚類，依據(jù)時(shí)延抖動(dòng)和丟包率兩個(gè)參數(shù)計(jì)算節(jié)點(diǎn)間的相關(guān)性，由底向上構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁洹＝?jīng)過NS2仿真環(huán)境下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該方法有效減少了探測包的發(fā)送量，提高了推斷的準(zhǔn)確度，且網(wǎng)絡(luò)負(fù)載對(duì)推斷準(zhǔn)確性影響較小。

基于網(wǎng)絡(luò)層析成像技術(shù)(networktomography，簡寫為NT)依據(jù)在邊緣節(jié)點(diǎn)收集到的信息來推斷網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點(diǎn)的連接情況.目前，基于NT技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫茢喾椒ㄖ饕?類：一類是基于多播的測量，要求網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)(即路由器)支持多播，其優(yōu)點(diǎn)是不需給網(wǎng)絡(luò)注入太多的額外流量；另一類是基于單播的測量，它將節(jié)點(diǎn)分為多個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)，針對(duì)每一節(jié)點(diǎn)對(duì)進(jìn)行測量，相比于多播測量，給網(wǎng)絡(luò)注入的額外流量比較多，但是對(duì)于設(shè)備的要求較低，由于事先無法獲知網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是否支持多播，故單播測量更貼近于實(shí)際網(wǎng)絡(luò)。

比較常用的單播測量方法主要有緊接分組對(duì)、四元分組列車和三元分組列車測量方法等.主要依據(jù)鏈路的丟包率來推斷拓?fù)涞木o接分組對(duì)測量方法在丟包較少的情況下不能推斷出正確的拓?fù)?。由兩個(gè)緊接分組對(duì)組成的四元分組列車測量方法給網(wǎng)絡(luò)增加的額外流量較多，在網(wǎng)絡(luò)背景流量較重時(shí)效果不佳。三元分組列車的優(yōu)勢在于：長度適中，不會(huì)給網(wǎng)絡(luò)增加太多的額外流量而影響網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)作；測量過程簡單，適用于任意規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)測量。

本發(fā)明對(duì)三元分組列車測量方法進(jìn)行了改進(jìn)，利用葉節(jié)點(diǎn)的層析信息將葉節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聚類，依據(jù)時(shí)延抖動(dòng)和丟包率兩個(gè)參數(shù)計(jì)算節(jié)點(diǎn)間的相關(guān)性，由底向上構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?，結(jié)合時(shí)延抖動(dòng)和丟包2個(gè)參數(shù)推測網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提高拓?fù)渫茢嗟臏?zhǔn)確度；并利用節(jié)點(diǎn)所在層數(shù)的信息對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聚類，有效減少探測包的發(fā)送量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種單播網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫茢喾椒ā?/p>

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種單播網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫茢喾椒?，包括以下步驟：

步驟S101：定義源節(jié)點(diǎn)S所在的高度為O，將葉節(jié)點(diǎn)集合R按照節(jié)點(diǎn)所在高度的不同歸類到不同集合中，即R＝{W_t，W_t+1，…，W_t+m}，若U∈W_t+i，則h＝t+m為網(wǎng)絡(luò)中葉節(jié)點(diǎn)的最高層數(shù)；其中，

步驟S102：以集合W_t+m中的節(jié)點(diǎn)兩兩組成葉節(jié)點(diǎn)對(duì)，從源節(jié)點(diǎn)發(fā)送三元分組列車，在葉節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)探測包的性能參數(shù)，計(jì)算相關(guān)性值M，判斷節(jié)點(diǎn)間的兄弟關(guān)系，并將集合W_t+m中的節(jié)點(diǎn)按兄弟關(guān)系劃分：W_t+m＝W_m，1∪…∪W_m，s，其中，若u，v∈W_m，i，則u，v互為兄弟節(jié)點(diǎn).對(duì)集合W_t+m-1，W_t+m-2，…，W_t做上述的操作，使得各個(gè)集合中的節(jié)點(diǎn)按照兄弟關(guān)系分到不同小集合中；

步驟S103：由底向上構(gòu)造拓?fù)渥訕?，從最下層開始，在相鄰兩層的節(jié)點(diǎn)集合中選取具有代表性的節(jié)點(diǎn)，發(fā)送探測包，并計(jì)算相關(guān)性值；以指定的規(guī)則推斷它們之間的關(guān)系，最終得到源節(jié)點(diǎn)的所有子樹拓?fù)洌?/p>

步驟S104：將步驟S103中構(gòu)造的各個(gè)子樹整合到一起，構(gòu)成一棵整體拓?fù)錁?，即為推斷的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

進(jìn)一步地，所述步驟S103中的指定規(guī)則為：

若x_i，j∈W_i，j，x_i-1，k∈W_i-1，k，且x_i-1，k是第i-1層上與x_i，j相關(guān)性最大的節(jié)點(diǎn)，x_i，p是與x_i，j同層且與其相關(guān)性最大的節(jié)點(diǎn)；P(x_i，j，x_i，p)代表節(jié)點(diǎn)x_i，j與x_i，p之間共享鏈路的長度；

規(guī)則1：若Mx_i，j，x_i-1，k＞Mx_i，j，x_i，p，則P(x_i，j，x_i，p)＞P(x_i，j，x_i-1，k)；此時(shí)將集合W_i，j與W_i-1，k合并到W_i-1，k中，即W_i-1，k＝W_i-1，k∪W_i，j；

規(guī)則2：若Mx_i，j，x_i-1，k＜Mx_i，j，x_i，p，則P(x_i，j，x_i-1，k)＞P(x_i，j，x_i，p)；此時(shí)將集合W_i，j與W_i，p合并到W_i，j中，即W_i，j＝W_i，j∪W_i，p；

規(guī)則3：若Mx_i，j，x_i-1，k＝Mx_i，j，x_i，p，則P(x_i，j，x_i-1，k)＝P(x_i，j，x_i，p)；此時(shí)將集合W_i，j與W_i，p都合并到W_i-1，k中，即W_i-1，k＝W_i-1，k∪W_i，j∪W_i，_p。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明對(duì)三元分組列車測量方法進(jìn)行了改進(jìn)，結(jié)合時(shí)延抖動(dòng)和丟包2個(gè)參數(shù)推測網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提高拓?fù)渫茢嗟臏?zhǔn)確度；并利用節(jié)點(diǎn)所在層數(shù)的信息對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聚類，有效減少探測包的發(fā)送量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的原始拓?fù)鋱D。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的按兄弟關(guān)系初步構(gòu)造的子樹結(jié)構(gòu)圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例的最下兩層經(jīng)合并后的子樹結(jié)構(gòu)圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例的所有相鄰層按3條規(guī)則合并后的子樹拓?fù)鋱D。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例的子樹整合后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心是提供一種單播網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫茢喾椒?，?shí)現(xiàn)以較低成本生成網(wǎng)絡(luò)通信部分的程序。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供了一種單播網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫茢喾椒?，該方法包括如下步驟：

步驟S101：定義源節(jié)點(diǎn)S所在的高度為O，將葉節(jié)點(diǎn)集合R按照節(jié)點(diǎn)所在高度的不同歸類到不同集合中，即R＝{W_t，W_t+1，…，W_t+m}，若U∈W_t+i，則h＝t+m為網(wǎng)絡(luò)中葉節(jié)點(diǎn)的最高層數(shù)；其中，

步驟S102：以集合W_t+m中的節(jié)點(diǎn)兩兩組成葉節(jié)點(diǎn)對(duì)，從源節(jié)點(diǎn)發(fā)送三元分組列車，在葉節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)探測包的性能參數(shù)，計(jì)算相關(guān)性值M，判斷節(jié)點(diǎn)間的兄弟關(guān)系，并將集合W_t+m中的節(jié)點(diǎn)按兄弟關(guān)系劃分：W_t+m＝W_m，1∪…∪W_m，s，其中，若u，v∈W_m，i，則u，v互為兄弟節(jié)點(diǎn).對(duì)集合W_t+m-1，W_t+m-2，…，W_t做上述的操作，使得各個(gè)集合中的節(jié)點(diǎn)按照兄弟關(guān)系分到不同小集合中。

步驟S103：由底向上構(gòu)造拓?fù)渥訕?，從最下層開始，在相鄰兩層的節(jié)點(diǎn)集合中選取具有代表性的節(jié)點(diǎn)，發(fā)送探測包，并計(jì)算相關(guān)性值；以指定的規(guī)則推斷它們之間的關(guān)系，最終得到源節(jié)點(diǎn)的所有子樹拓?fù)洹?/p>

若x_i，j∈W_i，j，x_i-1，k∈W_i-1，k，且x_i-1，k是第i-1層上與x_i，j相關(guān)性最大的節(jié)點(diǎn)，x_i，p是與x_i，j同層且與其相關(guān)性最大的節(jié)點(diǎn)；P(x_i，j，x_i，p)代表節(jié)點(diǎn)x_i，j與x_i，p之間共享鏈路的長度。

規(guī)則1：若Mx_i，j，x_i-1，k＞Mx_i，j，x_i，p，則P(x_i，j，x_i，p)＞P(x_i，j，x_i-1，k)；此時(shí)將集合W_i，j與W_i-1，k合并到W_i-1，k中，即W_i-1，k＝W_i-1，k∪W_i，j。

規(guī)則2：若Mx_i，j，x_i-1，k＜Mx_i，j，x_i，p，則P(x_i，j，x_i-1，k)＞P(x_i，j，x_i，p)；此時(shí)將集合W_i，j與W_i，p合并到W_i，j中，即W_i，j＝W_i，j∪W_i，p。

規(guī)則3：若Mx_i，j，x_i-1，k＝Mx_i，j，x_i，p，則P(x_i，j，x_i-1，k)＝P(x_i，j，x_i，p)；此時(shí)將集合W_i，j與W_i，p都合并到W_i-1，k中，即W_i-1，k＝W_i-1，k∪W_i，j∪W_i，_p。

按照上述規(guī)則，由最底層開始，由底向上逐步構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?，到最上兩層判斷完時(shí)，源節(jié)點(diǎn)的各個(gè)子樹構(gòu)造完畢。

步驟S104：將步驟S103中構(gòu)造的各個(gè)子樹整合到一起，構(gòu)成一棵整體拓?fù)錁?，即為推斷的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

為便于理解，提供以下實(shí)施實(shí)例：以具有普遍代表意義的4層樹狀拓?fù)錇槔?，來進(jìn)行拓?fù)渫茢啵紝?shí)驗(yàn)拓?fù)淙鐖D2所示：

1)按步驟S101按節(jié)點(diǎn)層次將節(jié)點(diǎn)分類。

2)將每層中的節(jié)點(diǎn)按照兄弟關(guān)系進(jìn)行分類組合，按兄弟關(guān)系初步構(gòu)造子樹結(jié)構(gòu)，如圖3所示。

3)比較最下2層的節(jié)點(diǎn)間的相關(guān)性大小，并構(gòu)造拓?fù)錁涞南聝蓪幼訕?，如圖4所示。

4)按步驟S102的規(guī)則，，在相鄰兩層節(jié)點(diǎn)小集合中選擇具有代表性的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)性比較，并按規(guī)則1～規(guī)則3構(gòu)造子樹，并將有重節(jié)點(diǎn)的子樹合并，得到合并后的子樹結(jié)構(gòu)，如圖5所示。

5)將步驟S103中得到的子樹進(jìn)行整合，最終推測出網(wǎng)絡(luò)的整體拓?fù)?，如圖6所示。

本發(fā)明對(duì)三元分組列車測量方法進(jìn)行了改進(jìn)，結(jié)合時(shí)延抖動(dòng)和丟包2個(gè)參數(shù)推測網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提高拓?fù)渫茢嗟臏?zhǔn)確度；并利用節(jié)點(diǎn)所在層數(shù)的信息對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聚類，有效減少探測包的發(fā)送量。

以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例和說明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。