[发明专利]一种面向时变网络的主动网络拓扑构建方法及系统

权利要求书

1.一种面向时变网络的主动网络拓扑构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采集时变网络中与网络态势相关的原始数据并进行预处理；

(2)对预处理后的原始数据进行特征提取，得到时变网络态势特征，并基于提取的特征数据构建态势参数集；所述态势参数集内的特征数据包括：节点拥塞概率、节点对相对稳定度、平均带宽、平均时延、平均丢包率；

(3)基于步骤(2)构建的态势参数集，通过广播的方式进行态势参数信息全网共享，实现全网态势信息聚合；所述全网态势信息聚合的方法为：将多组点到点态势数据整合成全局态势信息图，以对态势参数集中的参数进行全局表征；所述全局态势信息图的实现方式包括：全网邻接矩阵、全网连通矩阵、全网拥塞态势三元组、全网稳定性态势三元组、全网带宽态势三元组、全网时延态势三元组、全网丢包率态势三元组；

(4)进行全网态势信息整合和态势预测，获得下一时刻的时变网络态势参数值；依据实际业务约束条件做相应的拓扑构建决策；

态势预测的流程具体步骤为：

从节点缓存的历史数据中选取前N个时刻的态势指标值，构建成N维数据样本；

训练和检验SVM预测器，针对样本参数训练SVM预测器；

利用训练好的SVM预测器，向SVM预测器输入包括当前时刻在内的前N个时刻的历史态势参数值，输出下一时刻的态势参数值预测结果；

拓扑构建决策的具体步骤为：

(a) 获取节点业务需求，业务需求包括业务的源节点S和目标节点T，以及业务的约束条件，包括带宽约束、时延约束、丢包率约束；

(b) 判断业务的源节点和目的节点路径可达性；

(c) 依据节点对稳定态势和节点拥塞态势当前值和预测值对网络的邻接矩阵添加惩罚因子，构建加权邻接矩阵；

(d) 依据QoS约束条件对步骤（c）的加权邻接矩阵进行减枝处理；

(e) 采用最短路径算法，基于步骤（d）生成的加权邻接矩阵，按照最稳定原则生成最短链路，做出业务拓扑构建决策。

2.根据权利要求1所述的一种面向时变网络的主动网络拓扑构建方法，其特征在于，所述特征提取的方式包括：将单个节点指标转变为节点对特性，以及将多个单一的指标融合转换为少数的综合指标。

3.根据权利要求1所述的一种面向时变网络的主动网络拓扑构建方法，其特征在于，所述步骤(3)中进行态势参数信息全网共享之前，还要对所要共享的数据进行网络编码和网络解码，以降低节点转发的数据量，然后再依据实际业务需求判断相关态势参数信息的变化，自适应调整态势信息的分发速率。

4.根据权利要求1所述的一种面向时变网络的主动网络拓扑构建方法，其特征在于，所述步骤(4)中进行态势预测的方法包括：时间序列方法、SVM方法、神经网络模型。

5.一种面向时变网络的主动网络拓扑构建系统，用于实现权利要求1至4任意一项所述方法，其特征在于，包括：网络态势感知模块、网络信息分发模块、网络拓扑构建模块；其中，

网络态势感知模块采集时变网络中与网络态势相关的原始数据并进行预处理，对预处理后的原始数据进行特征提取，得到时变网络态势特征，并基于提取的特征数据构建态势参数集；

网络信息分发模块基于网络态势感知模块构建的态势参数集，通过广播的方式进行态势参数信息全网共享，实现全网态势信息聚合；

网络拓扑构建模块进行全网态势信息整合和态势预测，获得下一时刻的时变网络态势参数值，依据实际业务约束条件做相应的拓扑构建决策。