[发明专利]一种网络拓扑布局中拆分环状结构的方法及系统

说明书

本发明提供了一种网络拓扑布局中拆分环状结构的方法及系统，包括：获取节点信息并分组记录节点组别序号，再进行权值设置，分别计算两组中每个节点相对应的节点簇权值和及其所有的和值；选取待移动点进行移动，并重新计算移动后两组中每个节点相对应的的节点簇权值和及和值，判断移动后两组中每个节点相对应的的节点簇权值和是否全为负数，如果是，则移动点，否则判断移动后的和值是否变小，如果是，则继续选取移动点并进行移动，并重新计算和值，否则判断各个组别中的节点个数是否小于期望值，如果是，则拆分完毕，否则重新继续拆分。本发明可以使环状结构连接紧密有规律排列直观，且不会耗费过多的时间和占用过多的CPU资源，节省了计算机性能。

技术领域

本发明涉及在网络拓扑布局中，通过一系列的计算和操作，实现在网络拓扑根据连接关系拆分一个复杂的环状结构的方法。

背景技术

信息可视化是一个跨学科领域，旨在研究大规模非数值型信息资源的视觉呈现，如软件系统之中众多的文件或者程序代码，以及利用图形图像方面的技术与方法，帮助人们理解和分析数据。信息可视化致力于创建那些以直观方式传达抽象信息的手段和方法。可视化的表达形式与交互技术则是利用人类眼睛通往心灵深处的广阔带宽优势，使得用户能够目睹、探索以至立即理解大量的信息。可视化把数据转换成图形，给予人们深刻与意想不到的洞察力，在很多领域使科学家的研究方式发生了根本变化。可视化技术的应用大至高速飞行模拟，小至分子结构的演示，无处不在。

网络拓扑结构由于具有大量的节点，且节点之间连接复杂，中心节点连接关系无规律，导致了网络拓扑布局研究的复杂性。树形结构的图由于能够清晰地找到根节点以及每个点的父节点和子节点，因此可以呈现较好的连接关系。而带环状结构的图，由于其内部的环状结构，导致了整体结构的无层次性，是研究网络拓扑布局的难点。

首先，在大型环状结构中，环状结构内部关系复杂，环内的点之间关系不清晰。较小的环状结构，由于内部点个数少，关系简单，因此比较容易排布，而大型环状结构由于其内部点过多，导致关系混乱，难以分清结构。

其次，计算复杂性的问题。带环状结构的图由于环内的点不能依据其与相邻节点的关系直接计算，因而只能采用力导向这样的方式重复计算，直到满足一定条件为止。这样不仅占用过多系统资源，也使得整体效率降低。在网络拓扑的环较为复杂，节点数量巨大的结构中，并不适用。

最后，拓扑结构的美观性问题。带环状结构的拓扑结构，由于环的复杂性，导致环内部点的排列比较困难，尤其是较大的环，由于占据面积较大，不能单纯当成一个点来进行整体计算，布局的效果不理想，影响整体的美观。

本发明的目的是解决上述大型环状结构带来的问题，通过对环内点的检测和判断，使得大型环状结构可以细分为若干个较小的环状结构，从而较好的布局拓扑节点。

发明内容

本发明提供了一种网络拓扑布局中拆分环状结构的方法及系统，可以使原本连接松散无序的环状结构连接紧密有规律排列直观，且计算的时间复杂度和空间复杂度都非常低，不会耗费过多的时间和占用过多的CPU资源，节省了计算机性能。

本发明采用如下方法来实现：一种网络拓扑布局中拆分环状结构的方法，包括：

S01、获取节点信息并做好记录，所述信息包括每个节点的ID以及相对应的节点簇；

S02、将所有节点随机分成两组，并记录每一个节点所属的组别序号，若所有节点总数为偶数，则两组内的节点数目相同，若为奇数，则两组内的节点数目差值为1；

S03、对上述两组节点分别进行权值设置，随机选定其中一个组别设定其所包含的所有节点的权值均为-Q，则另外一个组别所包含的所有节点的权值均为Q；

S04、分别计算两组中每个节点相对应的节点簇权值和，并将两组中所有节点的节点簇权值和的和定义为和值；