[发明专利]面向社区的发布订阅系统重聚集方法及重聚集系统

说明书

技术领域

本发明涉及分布式发布订阅系统(Distributed Publish/Subscribe System)和社区构建，划分和聚集（Community Construction and Division）技术领域，尤其涉及面向社区的发布订阅系统重聚集方法及系统。

背景技术

在分布式发布订阅系统中，客户端（Client）连接到中间的路由节点（Router），并通过发送消息与接收其他客户端的消息与之发生关联。消息由路由节点路由和转发。客户端在连接到中间的路由节点时，通常是随机选择路由节点连接或者按某种启发式的方式连接。这样的连接方式，通常没有考虑客户端之间的关系或者只考虑静态的注册信息，使得一些有频繁消息关联的客户端所连接的路由节点之间相距较远（路由节点之间的路径较长），导致系统中大量的消息经过多次路由和转发才能到达目的客户端处，中间路由节点的负载较大，并增加了系统内的消息量，降低了系统效率；而考虑与其他客户端动态关系的部署方式，会节省消息经过的路由节点个数，进而减少系统内部产生的消息量和消息通讯的时延，并在一定程度上缓解路由节点间负载不均的情况，提升系统性能。

现有的一些方法，通过负载均衡算法来均衡系统内部路由节点之间的负载，或者对注册信息聚类，来提高系统性能。但这些负载均衡或者聚类方法都将客户端分为消息的发布者和订阅者。但实际应用中，客户端通常既要发出消息给其他客户端，也同时要从其他客户端处接收消息。例如网络服务，既需要输入参数，也有输出参数。因而这类客户端往往不能简单划分为消息发布者或者消息订阅者。但是将这两个结合起来时，客户端的移动既有发送消息带来的负载影响，也有接收消息带来的负载影响。这个负载的影响，是“两个方向”的。而现有的算法将发送者和接收者分开后只能考虑“一个方向”的影响。因而将消息发布者和消息订阅者合并起来时，现有算法具有明显的局限性。另一类聚类算法通过考虑注册的信息，让接收类似信息的客户端连接到同一个router上，但这种聚类方法也是将发布者和订阅者分开考虑，没有考虑客户端同时作为发送者的情况。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种面向社区的发布订阅系统重聚集方法和系统，通过分析客户端之间的网络关系，并应用社区划分和聚集的方法来对客户端进行重聚集。社区聚集的方法从网络整体上考虑，弥补了将客户端分为发送者或接收者时从局部信息考虑的不足。

本发明公开一种面向社区的发布订阅系统重聚集方法，包括：

步骤1，分析客户端网络的消息关联关系，构建客户端通信关系网络；

步骤2，应用社区划分方法对客户端通信关系网络进行划分，得到客户端网络中的社区结构；

步骤3，对每个社区结构，选取合适的路由节点作为其聚集中心，并将属于这个社区的客户端网络聚集到所述聚集中心，使属于同一社区的客户端网络部署到地理位置较近的路由节点，让占消息总量比例较大的社区内的消息能较快的完成传递，提升订阅系统性能；聚集中心，定义为所述社区在聚集时聚集代价最小的路由节点。

所述的面向社区的发布订阅系统重聚集方法，步骤1还包括：

步骤21，客户端节点的关系网络用有向图G={V,E,W}来表示，其中V是顶点集，表示所有的客户端节点；E是有向边集，表明存在着消息关联的客户端节点，W表示边集的权重，为单位时间内两个客户端节点之间的消息量，表明两个客户端节点之间的消息通信的强度；

步骤22，两个顶点之间存在一条边表示这两个客户端节点之间存在着消息通信，边的方向表明从消息从发送者到接收者，为单位时间内两个客户端节点之间的消息量；

步骤23，通过监控段连入分布式发布订阅系统的一个路由节点上，来收集分布式发布订阅系统中的所有消息日志，然后通过消息日志获得客户端节点之间的消息关联关系，构建客户端节点通信关系网络有向图G。

所述的面向社区的发布订阅系统重聚集方法，步骤2还包括：

步骤31，客户端节点通过关联程度聚集，社区内部关联强度大于社区之间的关联强度。

步骤32，根据社区划分方法，利用一个反映社区内部边的比例，与在连接概率相同时，随机网络的边的比例的差值，这个差值被定义为模度化，值越大表明社区结构越明显；

步骤33，通过社区划分方法层次的合并或者拆分来计算使模度化取得峰值时的社区分割结果，得客户端通信关系网络后，用社区划分方法分割网络，得到客户端通信关系网络里面的社区结构。

所述的面向社区的发布订阅系统重聚集方法，步骤3还包括：