[发明专利]一种工业多核心网络构建方法

权利要求书

1.一种工业多核心网络构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1.对原始工业信息网络基于极大匹配算法进行预处理：将原始工业信息网络中的所有节点抽象化为一个原始图G＝(N,E)，其中N表示节点集合，E表示链路集合；再定义G_i＝(N_i,E_i)为图G当中元素的子集，有G_i∈G，且|N_i||N|；将G_i中的一组顶点进行合并，粗化成单个顶点的子图G_i+1＝(N_i+1，E_i+1)，多次粗化操作后，将原始图G缩小到合适的规模；将原始工业信息网络对应的原始图中的节点映射到以{计算能力，交换能力，内存}为正交轴的三维空间中，再将节点以极大匹配算法的合并原则聚合成一个新的节点根据三维空间为新的节点设置特征值f，这样就包含了原始工业信息网络各个节点的精确信息，保证预处理得到的极大匹配可以正确反映原始图的信息；

A2.针对步骤A1预处理后的原始图，采用Kernighan-Lin(KL)试探优化算法进行区域划分和节点聚集：

引入收益值P，P为两个区域内部边权重和与外部边权重和之差；KL算法通过判断P的变化来划分区域，即当P0时，进行两个区域间点的交换，再判断是否P0，直到交换了f个点且P＝0，这时生成的两个区域为割边权重最小的状态Q_m，即状态Q_m中不同区域间边的权重和最小；原始图G₀的节点已经聚集成k个区域，每个区域由一个特定SDN智能体作为主管理者来控制，其他k-1个SDN智能体作为从管理者协助主管理者完成一些复杂命令和高负载操作；这k个SDN智能体可以组建为一个集群，通过内部通信协议互联沟通；

A3.将聚集状态的区域图进行还原优化，进而还原为原始图完成工业多核心网络的划分，具体为：使用带约束的爬山算法，并用全局的带权优先级队列记录和确定下一步节点交换顺序；通过不停地迭代从一个候选结果向另一个候选结果移动，直到达到约束条件；通过有限的重复循环达到状态Q_m-1，这样可以减少计算区域时的资源消耗；通过GKLR(GlobalKernighan–Lin Refinement)算法，原始图G₀最终会被分为k个区域，这样就完成了多核心网络的划分，进而实现实时可靠的信息传输和精确标准的数据通信，推进国家工业4.0和工业信息的两化融合；多核心SDN智能体实时监控工厂网络状况，并维护一颗全部由正常元能力组成的安全MSFC树；该安全MSFC树中的元能力都拥有工厂网络总线的访问权限，且保持在运行态；安全MSFC树会基于多核心SDN智能体的策略启动一条或者多条MSFC以提供正常低时延通信服务。