[发明专利]基于模体的目标区域网络拓扑划分方法

说明书

本发明公开了基于模体的目标区域网络拓扑划分方法，包括：获取目标区域网络拓扑；将目标区域网络拓扑进行汇聚整理，形成路由器级网络拓扑；对得到的路由器级网络拓扑进行数据预处理；将预处理后的路由器级网络拓扑抽象成一个无权无向的网络拓扑图，在网络拓扑图中进行模体的挖掘；选取模体作为初始种子的候选，并进行合并剪枝，确定最终的初始种子集合；基于适应度函数F对初始种子集合进行扩展形成不相互重叠的社团结构；基于社团密度对社团进行扩展，确定单一路径上节点的归属社团；分别基于地标和IP地理信息数据库投票的方法，对划分的社团进行地理位置映射构建。本发明能够将网络中的大部分实体与地理位置映射起来，且准确率较高。

技术领域

本发明涉及网络拓扑技术领域，尤其涉及基于模体的目标区域网络拓扑划分方法。

背景技术

随着以Internet为代表的计算机通信与网络技术的飞速发展，人类社会的发展面临着巨大而深刻的变革，互联网已经与现代社会紧密相连，人们的工作、生活和娱乐，乃至国家政务的运行、经济的发展都高度依赖互联网的安全运行。网络安全关乎国家安全，由于互联网天生具有异构型、动态性和发展的非集中性等特点，再加上不断发展导致其规模越来越庞大，为了确保网络的安全稳定运行，人们迫切的需要更好地掌控和管理互联网，而建立网络实体与其地理位置准确的映射关系是实施网络管理的基础。

互联网主要由多个网络服务提供商ISP(Internet Service Provider)负责运营和维护，可以通过分析数据报文在网络中各个节点间的路由转发情况，进而得到节点间的逻辑连接关系，构成网络拓扑。

互联网拓扑可以看作是一种典型的复杂网络，当前针对互联网拓扑连接关系的研究，主要也是运用复杂网络的相关知识来进行。随着对网络性质的物理意义及数学特性的研究分析不断深入，研究发现包括互联网在内的许多复杂网络都有一个共同的性质，即社团现象或者称为群聚现象。研究网络的社团结构有助于深入理解网络的组织结构和其所代表的系统功能，论文(袁韶谦,赵海,张昕,等. Internet拓扑的社团结构分析[J].复杂系统与复杂性科学,2007,4(3):17-27.)就揭示了互联网AS级网络拓扑中的社团结构与AS地理位置分布之间的关系。虽然表面上互联网拓扑中节点的连接大多数是自由选择的，但在地区和国家区域划分的现实环境下存在相当强的局部聚集现象，说明互联网节点间的连接不是随机建立的，节点更倾向于和局域的节点连接(张国清.互联网拓扑结构知识发现及其应用[J].通信学报,2010,31(10):18-25.)。钱学森先生也指出，相近区域内部之间的网络拓扑呈现高度集群化的特征。