[发明专利]一种基于总体布局的随机网络拓扑结构生成方法

说明书

（一）技术领域

本发明涉及的是一种基于总体布局的随机网络拓扑结构生成方法。

（二）背景技术

在计算机网络研究中，经常需要对新的应用程序、体系结构或者协议等进行评估，因此基于真实网络的网络模拟就成了计算机网络研究的一种重要方法。由于网络存在多样性和复杂性，如何抽象并模拟真实的网络环境就成为信息系统仿真当前研究的重要问题。

当前对于信息系统仿真主要采用的是网络拓扑模型。在网络拓扑模型中，用尽量能反映真实网络的模型作为对真实网络环境的一种抽象，使之作为网络模拟的基本输入，是取得正确结果的必要条件。

目前对于网络拓扑的生成主要有三种方法:人为指定拓扑结构，从网络拓扑库中选择典型拓扑结构；以一定的模型和算法为基础由计算机辅助生成；简单随机建模方法，即在平面内随机选择顶点并将其连接。其中，前两种方法基本是以传统的网络拓扑(例如星形、环形、树形、总线型、网状等结构)和一些著名的拓扑模型(ARPAnet、NSFnet)为基础的，生成的网络结构仅能反映过去和现在网络的特性,却不能反映将来可能出现的、并且与过去和现在均不同的网络结构，前两种方法对生成的网络拓扑结构对于网络的研究而言，不具有普遍性；第三种方法随机产生顶点并使之相联通，虽然具有一定的随机性，但是这种随机效果在实际应用过程中受随机算法的影响较大，缺乏使用价值。

为此，我们提出了一种基于总体布局的随机网络拓扑生成方法，通过多次随机过程分别产生网络结点数量、网络边的数量，使得生成的网络的随机性较强，然后，通过删除多余结点来优化网络结构，并由此生成随机网络拓扑。在实现上，一种随机网络拓扑的生成方法包括：生成两个随机数，第一个用于确定网络结点的数目N，第二个用于确定网络具有的连接边的数量M，然后生成M对随机数，每一对表示这两个结点具有一个连接，这样就生成了随机网络图，然后遍历网络结点，将所有的孤儿结点(该结点与其他任何结点都没有连接)删除，同时，如果任意两个结点之间多于1条边时则删除多余的边，生成最终的优化的网络拓扑。我们所提出的随机网络拓扑结构的生成方法为网络路由算法的研究提供了基础。

（三）发明内容

本发明的目的在于一种基于总体布局的随机网络拓扑结构生成方法。该方法使用随机数生成方法来模拟生成随机网络，突出模拟网络的随机性，每次产生的模型网络从顶点分布到连接方式都不尽相同。并且克服随机网络拓扑很难贴近真实网络的缺点，生成一种更加贴近真实网络结构特性的网络拓扑。