一种分布式网络拓扑结构的节点控制方法及系统与流程

本发明节点控制领域，尤其涉及一种分布式网络拓扑结构的节点控制方法及系统。

背景技术：

现有的拓扑控制方法中分簇方法通常会因为簇头节点能量消耗太快而使拓扑控制方法多次执行降低网络效率和生存时间，另一类的纯粹的功率控制方法一方面由于每个节点都要参与方法所需要的通讯和计算，能量消耗较大，另一方面生成的网络拓扑结构复杂，为路由和数据融合增加难度，而且网络内任意一个微小节点的失效也会造成整个网络拓扑结构的瓦解，这样大大提高了成本，也降低了节点的效用。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：现有技术中的网络拓扑结构复杂,每个节点的能耗大,且网络内任意一个微小节点的失效也会造成整个网络拓扑结构的瓦解，这样大大提高了成本，也降低了节点的效用。

为解决上面的技术问题，本发明提供了一种分布式网络拓扑结构的节点控制方法，该节点控制方法包括：

将网络中的任一节点设置为父节点且所述父节点向其余节点发送其身份信息，所述其余节点为除所述父节点外的所述网络中的所有节点；

所述其余节点分别计算各自的身份信息与所述父节点的身份信息之间的权值，判断所述权值是否大于预设权值，若大于，则将大于所述预设权值对应的节点归属为由所述父节点控制的副节点；

遍历所有的副节点，确定是否存在同胞节点，若存在，则将所述同胞节点归属为最优节点，以及按照身份信息对其余副节点进行优先级排序，所述其余副节点为除所述最优节点外的所有副节点，同时以所述父节点为控制中心、所述最优节点为所述父节点控制的直属节点和所述其余副节点为所述父节点控制的副属节点形成拓扑结构的通信网，其中所述同胞节点是指n个节点同步传输同一信息，所述n为大于1的自然数；

所述父节点根据接收的转发请求，控制所述通信网中的节点对目标数据流进行转发。

本发明的有益效果：本方法通过先设置一父节点，再通过该父节点发送消息给其余的节点，让其余的节点自动根据自身的信息判断自己的状况，同时还根据自身的身份信息确定自己的优先级，并且在确定了所有节点的优先级信息后，再根据以该父节点为控制中心、最优节点为该父节点控制的直属节点和其余副节点为该父节点控制的副属节点形成拓扑结构的通信网，这样形成的该通信网的结构简单，节点之间通信层级清晰，使得各节点之间的对目标数据流的转发任务更加明确，同时由于该通信网中存在同胞节点，所以也使得通信网不会因为网络内任意某一节点的失效会造成整个网络拓扑结构的瓦解，提高了数据流的转发的稳定性和安全性，也提高了节点的效用性。

进一步地，遍历所有的副节点，确定是否存在同胞节点还包括：判断所述相似度值是否在预设阈值范围内，若否，则按照优先级顺序将所有的副节点进行排序，并按照优先级从高到低对所述副节点进行排序，将排序靠前三分之一的副节点作为最优节点且作为所述父节点控制的直属节点，其余三分之二的副节点作为所述父节点控制的副属节点。

上述进一步地有益效果：当不存在同胞节点时，说明这些节点中无法像存在同胞节点这样互相通信的节点，但是为了使得所有的节点中有层级区分，也是为了简便通信网的结构，方便查找和数据流的转发，按照优先级顺序获取三分之一的副节点作为最优节点，这样可以使得即使不存在同胞节点，也可以在最优级别中最先查询匹配节点，提高了匹配的效率和提高了节点的效用，也间接地避免了出现网络内任意某一节点的失效而造成整个网络拓扑结构的瓦解的现象。

本发明还涉及一种分布式网络拓扑结构的节点控制系统，该节点控制系统包括：设置模块、分类模块、拓扑结构网形成模块、控制模块；

所述设置模块，用于将网络中的任一节点设置为父节点且所述父节点向其余节点发送其身份信息，所述其余节点为除所述父节点外的所述网络中的所有节点；

所述分类模块，用于所述其余节点分别计算各自的身份信息与所述父节点的身份信息之间的权值，判断所述权值是否大于预设权值，若大于，则将大于所述预设权值对应的节点归属为由所述父节点控制的副节点；

所述拓扑结构网形成模块，用于遍历所有的副节点，确定是否存在同胞节点，若存在，则将所述同胞节点归属为最优节点，以及按照身份信息对其余副节点进行优先级排序，所述其余副节点为除所述最优节点外的所有副节点；同时以所述父节点为控制中心、所述最优节点为所述父节点控制的直属节点和所述其余副节点为所述父节点控制的副属节点形成拓扑结构的通信网，其中所述同胞节点是指n个节点同步传输同一信息，所述n为大于1的自然数；

所述控制模块，用于所述父节点根据接收的转发请求，控制所述通信网中的节点对目标数据流进行转发。

本发明的有益效果：本系统通过先设置一父节点，再通过该父节点发送消息给其余的节点，让其余的节点自动根据自身的信息判断自己的状况，同时还根据自身的身份信息确定自己的优先级，并且在确定了所有节点的优先级信息后，再根据以该父节点为控制中心、最优节点为该父节点控制的直属节点和其余副节点为该父节点控制的副属节点形成拓扑结构的通信网，这样形成的该通信网的结构简单，节点之间通信层级清晰，使得各节点之间的对目标数据流的转发任务更加明确，同时由于该通信网中存在同胞节点，所以也使得通信网不会因为网络内任意某一节点的失效会造成整个网络拓扑结构的瓦解，提高了数据流的转发的稳定性和安全性，也提高了节点的效用性。

进一步地，所述拓扑结构网形成模块，还用于判断所述相似度值是否在预设阈值范围内，若不在，则按照优先级顺序将所有的副节点进行排序，并按照优先级从高到低取排序后的副节点中的前三分之一的副节点作为最优节点且作为所述父节点控制的直属节点，其余三分之二的副节点作为所述父节点控制的副属节点。

上述进一步地有益效果：当不存在同胞节点时，说明这些节点中无法像存在同胞节点这样互相通信的节点，但是为了使得所有的节点中有层级区分，也是为了简便通信网的结构，方便查找和数据流的转发，按照优先级顺序获取三分之一的副节点作为最优节点，这样可以使得即使不存在同胞节点，也可以在最优级别中最先查询匹配节点，提高了匹配的效率和提高了节点的效用，也间接地避免了出现网络内任意某一节点的失效而造成整个网络拓扑结构的瓦解的现象。

附图说明

图1为本发明实施例1一种分布式网络拓扑结构的节点控制方法的流程图；

图2为本发明的实施例2一种分布式网络拓扑结构的节点控制方法的流程图；

图3为本发明的实施例4一种分布式网络拓扑结构的节点控制方法的流程图；

图4为本发明的实施例5一种分布式网络拓扑结构的节点控制方法的流程图；

图5为本发明的实施例6一种分布式网络拓扑结构的节点控制系统的结构示意图；

图6为本发明的一种分布式网络拓扑结构的节点控制系统的架构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1所示，本发明实施例1提供的是一种分布式网络拓扑结构的节点控制方法，该节点控制方法包括：

s11，将网络中的任一节点设置为父节点且所述父节点向其余节点发送其身份信息，所述其余节点为除所述父节点外的所述网络中的所有节点；

在实施例1中，先在一区域内的所有节点中任意挑选一个节点作为父节点，这样可以节约使用其他的设备来鉴定父节点，通过父节点自动向其余的节点发送身份信息，其中该父节点的身份信息包括：父节点的ip地址、通信速率、内存处理、通信协议等等，以便让其他的节点知道哪个是他们的父节点，也方便后续的节点能够根据该父节点的身份信息与自身的身份信息之间的权值，判断自身的身份信息状况。

s12，所述其余节点分别计算各自的身份信息与所述父节点的身份信息之间的权值，判断所述权值是否大于预设权值，若大于，则将大于所述预设权值对应的节点归属为由所述父节点控制的副节点；

需要说明的是，在确定的父节点后，其余节点则会根据接收到的身份信息，自动的计算出自己的身份信息与该父节点的身份信息之间的权值，比如：自身的通信速率与该父节点的通信速率之间的比值、自身的内存处理和该父节点的内存处理之间的比值，再根据这些比值计算出其与该父节点之间的权值，通过计算出权值，将权值与预设权值进行比较，若其权值大于预设权值，就将该节点归属为由所述父节点控制的副节点。

s13，遍历所有的副节点，确定是否存在同胞节点，若存在，则将所述同胞节点归属为最优节点，以及按照身份信息对其余副节点进行优先级排序，所述其余副节点为除所述最优节点外的所有副节点，同时以所述父节点为控制中心、所述最优节点为所述父节点控制的直属节点和所述其余副节点为所述父节点控制的副属节点形成拓扑结构的通信网，其中所述同胞节点是指n个节点同步传输同一信息，所述n为大于1的自然数；

需要说明的是，在上述确定了副节点后，由于会存在一些同步传输同一信息的节点，若是将这些同一信息的节点聚在一起，使得当其中一个节点出现故障问题时，与该故障节点一起传输同一信息的其他节点还可以继续进行通信。因此，当判断出存在同胞节点时，将这些同胞节点归属为最优节点，使得在某一节点出现故障时，该同胞节点还可以继续通信，可以避免由于网络内任意某一节点的失效也会造成整个网络拓扑结构的瓦解，这样也可以提高了整个通信网的效用和功率，也提高了数据流的转发的稳定性和安全性。

另外，还按照其余副节点的身份信息对其余副节点进行优先级排序，同时以所述父节点为控制中心、所述最优节点为所述父节点控制的直属节点和所述其余副节点为所述父节点控制的副属节点形成拓扑结构的通信网。该通信网的结构更加稳定和安全。

s14，所述父节点根据接收的转发请求，控制所述通信网中的节点对目标数据流进行转发。

需要说明的是，在上述确定了通信网后，父节点会根据接收的目标数据流的转发请求，该父节点会在该通信网中查找到匹配的节点对该目标数据流进行转发。

通过本实施例1的方法，先设置一父节点，再通过该父节点发送消息给其余的节点，让其余的节点自动根据自身的信息判断自己的状况，同时还根据自身的身份信息确定自己的优先级，并且在确定了所有节点的优先级信息后，再根据以该父节点为控制中心、最优节点为该父节点控制的直属节点和其余副节点为该父节点控制的副属节点形成拓扑结构的通信网，这样形成的该通信网的结构简单，节点之间通信层级清晰，使得各节点之间的对目标数据流的转发任务更加明确，同时由于该通信网中存在同胞节点，所以也使得通信网不会因为网络内任意某一节点的失效会造成整个网络拓扑结构的瓦解，提高了数据流的转发的稳定性和安全性，也提高了节点的效用性。

实施例2

一个实施例2用于解释说明所有的副节点中是否存在同胞节点，如图2所示，实施例2中的方法流程如下：

s21，将网络中的任一节点设置为父节点且所述父节点向其余节点发送其身份信息，所述其余节点为除所述父节点外的所述网络中的所有节点；

在本实施例2中，先在一区域内的所有节点中任意挑选一个节点作为父节点，这样可以节约使用其他的设备来鉴定父节点，通过父节点自动向其余的节点发送身份信息，其中该父节点的身份信息包括：父节点的ip地址、通信速率、内存处理、通信协议等等，以便让其他的节点知道哪个是他们的父节点，也方便后续的节点能够根据该父节点的身份信息与自身的身份信息之间的权值，判断自身的身份信息状况。

s22，所述其余节点分别计算各自的身份信息与所述父节点的身份信息之间的权值，判断所述权值是否大于预设权值，若大于，则将大于所述预设权值对应的节点归属为由所述父节点控制的副节点。

在本实施例2中，在确定的父节点后，其余节点则会根据接收到的身份信息，自动的计算出自己的身份信息与该父节点的身份信息之间的权值，比如：自身的通信速率与该父节点的通信速率之间的比值、自身的内存处理和该父节点的内存处理之间的比值，再根据这些比值计算出其与该父节点之间的权值，通过计算出权值，将权值与预设权值进行比较，若其权值大于预设权值，就将该节点归属为由所述父节点控制的副节点。

s23，遍历所有的副节点，确定是否存在同胞节点，若存在，则将所述同胞节点归属为最优节点，以及按照身份信息对其余副节点进行优先级排序，所述其余副节点为除所述最优节点外的所有副节点，同时以所述父节点为控制中心、所述最优节点为所述父节点控制的直属节点和所述其余副节点为所述父节点控制的副属节点形成拓扑结构的通信网，其中所述同胞节点是指n个节点同步传输同一信息，所述n为大于1的自然数。

如图2所示，所述s23中其具体的步骤如下：

s231,遍历所有的副节点，计算任意两个副节点之间的相似度值；

s232，判断所述相似度值是否在预设阈值范围内，若是，则将所述两个副节点标记为同胞节点，其中，所述同胞节点是指同步传输同一信息的，且输送信息的速率相同，同时所述n个节点之间的信息相互转移，所述n为大于1的自然数。

需要说明的是，遍历了所有的副节点后，计算任意两个副节点之间的相似度值，有一些节点可能会进行出现重复计算，比如：当第一个和第二个的相似度值不在预设范围内，但是第一个和第三个的相似度值在预设相似度值的范围内，那么就将第一个和第三个标记为同胞节点，而第三个也许会与第五个的相似度值也在预设相似度值的范围内，那么第三个和第五个也会标记为同胞节点，表明了第三个会同时成为第一个和第五个的同胞节点，也即是说明第三个可以为第一个或者第五个进行同步的传输信息，当第三个为第一个传送的时候，不能够为第五个传送信息。这样可以使得同一个节点可以跟多个节点形成同胞节点，大大地提高了输送的效率和提高了节点的效用。

s233，当存在同胞节点时，将所述同胞节点归属为最优节点，以及按照身份信息对其余副节点进行优先级排序；

s234，所述其余副节点为除所述最优节点外的所有副节点，同时以所述父节点为控制中心、所述最优节点为所述父节点控制的直属节点和所述其余副节点为所述父节点控制的副属节点形成拓扑结构的通信网。

在本实施例2中，当存在同胞节点时，将这些同胞节点归属为最优节点，使得该通信网中某一节点出现故障时，其同胞节点还可以继续通信，可以避免由于网络内任意某一节点的失效也会造成整个网络拓扑结构的瓦解，这样也可以提高了整个通信网的效用和功率，也提高了数据流的转发的稳定性和安全性。

另外，还按照其余副节点的身份信息对其余副节点进行优先级排序，同时以所述父节点为控制中心、所述最优节点为所述父节点控制的直属节点和所述其余副节点为所述父节点控制的副属节点形成拓扑结构的通信网。该通信网的结构更加稳定和安全。

s24，所述父节点根据接收的转发请求，控制所述通信网中的节点对目标数据流进行转发。

需要说明的是，在上述确定了通信网后，父节点会根据接收的目标数据流的转发请求，请求转发该目标数据流，该父节点会通过该通信网中的去查找到匹配的节点对该目标数据流进行转发。

通过本实施例2的方法，先设置一父节点，再通过该父节点发送消息给其余的节点，让其余的节点自动根据自身的信息判断自己的状况，同时还确定所有的副节点中是否存在同胞节点，计算任意两个副节点之间的相似度值，通过判断该相似度值与预设阈值范围比较，这样可以使得同一个节点可以跟多个节点形成同胞节点，大大地提高了该同胞节点的输送的效率和提高了该同胞节点的效用，通过同胞节点和其他节点之间的关系，形成的拓扑结构的通信网，使得该通信网的结构简单，且也使得各节点之间的对目标数据流的转发任务更加明确，同时也使得该通信网不会因为网络内任意某一节点的失效也会造成整个网络拓扑结构的瓦解，提高了数据流的转发的稳定性和安全性，也提高了节点的效用性。

实施例3

本发明的另一个实施例3用于解释说明当父节点根据接收的转发请求，控制所述通信网中的节点对目标数据流进行转发，本实施例3的方法的流程如下：

s31，将网络中的任一节点设置为父节点且所述父节点向其余节点发送其身份信息，所述其余节点为除所述父节点外的所述网络中的所有节点；

在实施例3中，先在一区域内的所有节点中任意挑选一个节点作为父节点，这样可以节约使用其他的设备来鉴定父节点，通过父节点自动向其余的节点发送身份信息，其中该父节点的身份信息包括：父节点的ip地址、通信速率、内存处理、通信协议等等，以便让其他的节点知道哪个是他们的父节点，也方便后续的节点能够根据该父节点的身份信息与自身的身份信息之间的权值，判断自身的身份信息状况。

s32，所述其余节点分别计算各自的身份信息与所述父节点的身份信息之间的权值，判断所述权值是否大于预设权值，若大于，则将大于所述预设权值对应的节点归属为由所述父节点控制的副节点；

需要说明的是，在确定的父节点后，其余节点则会根据接收到的身份信息，自动的计算出自己的身份信息与该父节点的身份信息之间的权值，比如：自身的通信速率与该父节点的通信速率之间的比值、自身的内存处理和该父节点的内存处理之间的比值，再根据这些比值计算出其与该父节点之间的权值，通过计算出权值，将权值与预设权值进行比较，若其权值大于预设权值，就将该节点归属为由所述父节点控制的副节点。

s33，遍历所有的副节点，确定是否存在同胞节点，若存在，则将所述同胞节点归属为最优节点，以及按照身份信息对其余副节点进行优先级排序，所述其余副节点为除所述最优节点外的所有副节点，同时以所述父节点为控制中心、所述最优节点为所述父节点控制的直属节点和所述其余副节点为所述父节点控制的副属节点形成拓扑结构的通信网，其中所述同胞节点是指n个节点同步传输同一信息，所述n为大于1的自然数；

需要说明的是，在上述确定了副节点后，由于会存在一些同步传输同一信息的节点，若是将这些同一信息的节点聚在一起，使得当其中一个节点出现故障问题时，与该故障节点一起传输同一信息的其他节点还可以继续进行通信。因此，当判断出存在同胞节点时，将这些同胞节点归属为最优节点，使得在某一节点出现故障时，该同胞节点还可以继续通信，可以避免由于网络内任意某一节点的失效也会造成整个网络拓扑结构的瓦解，这样也可以提高了整个通信网的效用和功率，也提高了数据流的转发的稳定性和安全性。

另外，还按照其余副节点的身份信息对其余副节点进行优先级排序，同时以所述父节点为控制中心、所述最优节点为所述父节点控制的直属节点和所述其余副节点为所述父节点控制的副属节点形成拓扑结构的通信网。该通信网的结构更加稳定和安全。

s34，当所述父节点接收到转发请求时，遍历所述最优节点中的所有同胞节点，判断当前时刻所述所有同胞节点是否均处于非空闲状态，若是，则遍历所述其余副节点，查找出当前时刻空闲状态的副节点，并控制所述空闲状态的副节点对所述目标数据流进行转发。

在本实施例3中是父节点接收到转发请求时，遍历所有同胞节点，看看是否有此刻处于空闲状态的节点，若是有，表明可以调用该节点对目标数据流进行转发，若是没有，表示此刻没有同胞节点可以转发，那么就需要查找副节点，若是副节点中存在，就采用副节点进行转发，这样是为了避免在同胞节点中查找不到时，能够找到可以转发的节点，采用这种分层级的方式，可以加快查找的速率，另外也可以同一时间对同胞节点和副节点进行查找，当同胞节点中不存在时，才采用副节点，这样也可以加快查到匹配的速率，提高目标数据流的转发效率。

通过本实施例3的方法，先设置一父节点，再通过该父节点发送消息给其余的节点，让其余的节点自动根据自身的信息判断自己的状况，同时还确定所有的副节点中是否存在同胞节点，这样可以使得同一个节点可以跟多个节点形成同胞节点，大大地提高了该同胞节点的输送的效率和提高了该同胞节点的效用，通过同胞节点和其他节点之间的关系，形成的拓扑结构的通信网，然后在通信网中最先查找或者同步查找各层中的可以转发该目标数据流的节点，当最优节点中不存在时，在副节点中查找，这样也可以加快查到匹配的速率，提高目标数据流的转发效率，同样所以也使得通信网不会因为网络内任意某一节点的失效也会造成整个网络拓扑结构的瓦解，提高了数据流的转发的稳定性和安全性，也提高了节点的效用性。

实施例4

本发明的另一个实施例4用于解释说明当所述权值小于预设权值时，如图3所示，本实施例4的方法的流程如下：

s41，将网络中的任一节点设置为父节点且所述父节点向其余节点发送其身份信息，所述其余节点为除所述父节点外的所述网络中的所有节点；

在本实施例4中，先在一区域内的所有节点中任意挑选一个节点作为父节点，这样可以节约使用其他的设备来鉴定父节点，通过父节点自动向其余的节点发送身份信息，其中该父节点的身份信息包括：父节点的ip地址、通信速率、内存处理、通信协议等等，以便让其他的节点知道哪个是他们的父节点，也方便后续的节点能够根据该父节点的身份信息与自身的身份信息之间的权值，判断自身的身份信息状况。

s42，所述其余节点分别计算各自的身份信息与所述父节点的身份信息之间的权值，判断所述权值是否大于预设权值，当所述权值小于预设权值时，将小于所述预设权值对应的节点归属为由所述父节点控制的备选节点，其中，所述备选节点是指当所述通信网中的任一节点在转发目标数据流时出现故障，所述备选节点将代替故障节点对所述目标数据流进行转发，所述故障节点为转发目标数据流时出现故障的节点。

在本实施例4中，在确定的父节点后，其余节点则会根据接收到的身份信息，主动的计算出自己的身份信息与所述身份信息之间的权值，比如：自身的通信速率与该父节点的通信速率之间的比值、自身的内存处理和该父节点的内存处理之间的比值，再根据这些比值计算出其与该父节点之间的权值，通过计算出权值，将权值与预设权值进行比较，若其权值小于预设权值，就将该节点归属为由所述父节点控制的备选主节点，这是为了避免同胞节点在转发目标数据流时出现了故障，而导致数据流被拥挤，无法及时传输，设置备选节点就是为了解决这样的情况，用备选节点取代故障的同胞节点进行传输。这样大大提高了通信网结构的稳定性和安全性，也保证了目标数据流不会因为出现故障而不能够及时被传输，提高了通信网的灵活性。

s43，遍历所有的副节点，确定是否存在同胞节点，若存在，则将所述同胞节点归属为最优节点，以及按照身份信息对其余副节点进行优先级排序，所述其余副节点为除所述最优节点外的所有副节点，同时以所述父节点为控制中心、所述最优节点为所述父节点控制的直属节点和所述其余副节点为所述父节点控制的副属节点形成拓扑结构的通信网，其中所述同胞节点是指n个节点同步传输同一信息，所述n为大于1的自然数；

需要说明的是，在上述确定了副节点后，由于会存在一些同步传输同一信息的节点，若是将这些同一信息的节点聚在一起，使得当其中一个节点出现故障问题时，与该故障节点一起传输同一信息的其他节点还可以继续进行通信。因此，当判断出存在同胞节点时，将这些同胞节点归属为最优节点，使得在某一节点出现故障时，该同胞节点还可以继续通信，可以避免由于网络内任意某一节点的失效也会造成整个网络拓扑结构的瓦解，这样也可以提高了整个通信网的效用和功率，也提高了数据流的转发的稳定性和安全性。

另外，还按照其余副节点的身份信息对其余副节点进行优先级排序，同时以所述父节点为控制中心、所述最优节点为所述父节点控制的直属节点和所述其余副节点为所述父节点控制的副属节点形成拓扑结构的通信网。该通信网的结构更加稳定和安全。

s44，当所述最优节点中的同胞节点在转发所述目标数据流出现故障时，选取至少两个所述备选节点代替出现故障的同胞节点对所述目标数据流进行转发,其中,所述备选节点的数量大于所述同胞节点的数量。

需要说明的是，在上述确定了通信网后，父节点会根据接收的目标数据流的转发请求，请求转发该目标数据流，该父节点会通过该通信网中的去查找到匹配的节点对该目标数据流进行转发。

通过本实施例4的方法，通过将权值小于预设权值的节点，设置为备选主节点，这是为了避免同胞节点在转发目标数据流时出现了故障，而导致数据流被拥挤，无法及时传输，设置备选节点就是为了解决这样的情况，用备选节点取代故障的同胞节点进行传输。这样大大提高了通信网结构的稳定性和安全性，也保证了目标数据流不会因为出现故障而不能够及时被传输，提高了通信网的灵活性。

实施例5

一个实施例5用于解释说明所述最优节点中的同胞节点在转发所述目标数据流出现故障时，如图4所示，实施例5中的方法流程如下：

s51，将网络中的任一节点设置为父节点且所述父节点向其余节点发送其身份信息，所述其余节点为除所述父节点外的所述网络中的所有节点；

在实施例5中，先在一区域内的所有节点中任意挑选一个节点作为父节点，这样可以节约使用其他的设备来鉴定父节点，通过父节点自动向其余的节点发送身份信息，其中该父节点的身份信息包括：父节点的ip地址、通信速率、内存处理、通信协议等等，以便让其他的节点知道哪个是他们的父节点，也方便后续的节点能够根据该父节点的身份信息与自身的身份信息之间的权值，判断自身的身份信息状况。

s52，所述其余节点分别计算各自的身份信息与所述父节点的身份信息之间的权值，判断所述权值是否大于预设权值，若大于，则将大于所述预设权值对应的节点归属为由所述父节点控制的副节点；

需要说明的是，在确定的父节点后，其余节点则会根据接收到的身份信息，自动的计算出自己的身份信息与该父节点的身份信息之间的权值，比如：自身的通信速率与该父节点的通信速率之间的比值、自身的内存处理和该父节点的内存处理之间的比值，再根据这些比值计算出其与该父节点之间的权值，通过计算出权值，将权值与预设权值进行比较，若其权值大于预设权值，就将该节点归属为由所述父节点控制的副节点。

s53，遍历所有的副节点，确定是否存在同胞节点，当不存在同胞节点时，则按照优先级顺序将所有的副节点进行排序，并按照优先级从高到低对所述副节点进行排序，将排序靠前三分之一的副节点作为最优节点且作为所述父节点控制的直属节点，其余三分之二的副节点作为所述父节点控制的副属节点，同时以所述父节点为控制中心、所述最优节点为所述父节点控制的直属节点和所述其余副节点为所述父节点控制的副属节点形成拓扑结构的通信网。

需要说明的是，当不存在同胞节点时，说明这些节点中无法像存在同胞节点这样互相通信的节点，但是为了使得所有的节点中有层级区分，也是为了简便通信网的结构，方便查找和数据流的转发，并按照优先级从高到低对所述副节点进行排序，将排序靠前三分之一的副节点作为最优节点且作为所述父节点控制的直属节点，其余三分之二的副节点作为所述父节点控制的副属节点，这样可以使得即使不存在同胞节点，也可以在最优级别中最先查询匹配节点，提高了匹配的效率和提高了节点的效用，也间接地避免了出现网络内任意某一节点的失效而造成整个网络拓扑结构的瓦解的现象。

s54，当所述最优节点中的同胞节点在转发所述目标数据流出现故障时，选取至少两个所述备选节点代替出现故障的同胞节点对所述目标数据流进行转发,其中,所述备选节点的数量大于所述同胞节点的数量。

通过本实施例5的方法，通过先设置一父节点，再通过该父节点发送消息给其余的节点，让其余的节点自动根据自身的信息判断自己的状况，同时还根据自身的身份信息确定自己的优先级，并且在确定了所有节点的优先级信息后，判断是否存在同胞节点，当不存在同胞节点时，说明这些节点中无法像存在同胞节点这样互相通信的节点，但是为了使得所有的节点中有层级区分，也是为了简便通信网的结构，方便查找和数据流的转发，并按照优先级从高到低对所述副节点进行排序，将排序靠前三分之一的副节点作为最优节点且作为所述父节点控制的直属节点，其余三分之二的副节点作为所述父节点控制的副属节点，这样可以使得即使不存在同胞节点，也可以在最优级别中最先查询匹配，提高了匹配的效率和提高了节点的效用，避免了网络内任意某一节点的失效而造成整个网络拓扑结构的瓦解的现象。

实施例6

图6为本发明一种分步式网络拓扑结构的节点通信系统的架构图。

相应地，如图5所示，本发明实施例6还提供了一种分步式网络拓扑结构的节点通信系统，该节点通信系统包括：

设置模块、分类模块、拓扑结构网形成模块、控制模块；

所述设置模块，用于将网络中的任一节点设置为父节点且所述父节点向其余节点发送其身份信息，所述其余节点为除所述父节点外的所述网络中的所有节点；

需要说明的是，在本实施例6中是先在一区域内的所有节点中任意挑选一个节点作为父节点，这样可以节约使用其他的设备来鉴定父节点，通过父节点自动向其余的节点发送身份信息，其中该父节点的身份信息包括：父节点的ip地址、通信速率、内存处理、通信协议等等，以便让其他的节点知道哪个是他们的父节点，也方便后续的节点能够根据该父节点的身份信息与自身的身份信息之间的权值，判断自身的身份信息状况。

所述分类模块，用于所述其余节点分别计算各自的身份信息与所述父节点的身份信息之间的权值，判断所述权值是否大于预设权值，若大于，则将大于所述预设权值对应的节点归属为由所述父节点控制的副节点；

需要说明的是，在本实施例6中是在确定的父节点后，其余节点则会根据接收到的身份信息，自动的计算出自己的身份信息与该父节点的身份信息之间的权值，比如：自身的通信速率与该父节点的通信速率之间的比值、自身的内存处理和该父节点的内存处理之间的比值，再根据这些比值计算出其与该父节点之间的权值，通过计算出权值，将权值与预设权值进行比较，若其权值大于预设权值，就将该节点归属为由所述父节点控制的副节点。

所述拓扑结构网形成模块，用于遍历所有的副节点，确定是否存在同胞节点，若存在，则将所述同胞节点归属为最优节点，以及按照身份信息对其余副节点进行优先级排序，所述其余副节点为除所述最优节点外的所有副节点，同时以所述父节点为控制中心、所述最优节点为所述父节点控制的直属节点和所述其余副节点为所述父节点控制的副属节点形成拓扑结构的通信网，其中所述同胞节点是指n个节点同步传输同一信息，所述n为大于1的自然数；

需要说明的是，在本实施例6中是在上述确定了副节点后，由于会存在一些同步传输同一信息的节点，若是将这些同一信息的节点聚在一起，使得当其中一个节点出现故障问题时，与该故障节点一起传输同一信息的其他节点还可以继续进行通信。因此，当判断出存在同胞节点时，将这些同胞节点归属为最优节点，使得在某一节点出现故障时，该同胞节点还可以继续通信，可以避免由于网络内任意某一节点的失效也会造成整个网络拓扑结构的瓦解，这样也可以提高了整个通信网的效用和功率，也提高了数据流的转发的稳定性和安全性。

另外，还按照其余副节点的身份信息对其余副节点进行优先级排序，同时以所述父节点为控制中心、所述最优节点为所述父节点控制的直属节点和所述其余副节点为所述父节点控制的副属节点形成拓扑结构的通信网。该通信网的结构更加稳定和安全。

所述控制模块，用于所述父节点根据接收的转发请求，控制所述通信网中的节点对目标数据流进行转发。

需要说明的是，在上述确定了通信网后，父节点会根据接收的目标数据流的转发请求，该父节点会在该通信网中查找到匹配的节点对该目标数据流进行转发。

通过本实施例6的系统，先设置一父节点，再通过该父节点发送消息给其余的节点，让其余的节点自动根据自身的信息判断自己的状况，同时还根据自身的身份信息确定自己的优先级，并且在确定了所有节点的优先级信息后，再根据以该父节点为控制中心、最优节点为该父节点控制的直属节点和其余副节点为该父节点控制的副属节点形成拓扑结构的通信网，这样形成的该通信网的结构简单，节点之间通信层级清晰，使得各节点之间的对目标数据流的转发任务更加明确，同时由于该通信网中存在同胞节点，所以也使得通信网不会因为网络内任意某一节点的失效会造成整个网络拓扑结构的瓦解，提高了数据流的转发的稳定性和安全性，也提高了节点的效用性。

通过上述是实施例6的系统，可选地，在本实施例7中进一步地，所述拓扑结构网形成模块，其具体用于遍历所有的副节点，计算任意两个副节点之间的相似度值；判断所述相似度值是否在预设阈值范围内，若是，则将所述两个副节点标记为同胞节点，其中，所述同胞节点是指同步传输同一信息的，且输送信息的速率相同，同时所述n个节点之间的信息相互转移，所述n为大于1的自然数。

需要说明的是，遍历了所有的副节点后，计算任意两个副节点之间的相似度值，有一些会进行重复计算的，当第一个和第二个的相似度值不在预设范围内，但是第一个和第三个的相似度值在预设相似度值的范围内，那么就将第一个和第三个标记为同胞节点，而第三个也许会与第五个的相似度值也在预设相似度值的范围内，那么第三个和第五个也会标记为同胞节点，表明了第三个会同时成为第一个和第五个的同胞节点，也即是说明第三个可以为第一个或者第五个进行同步的传输信息，当第三个为第一个传送的时候，不能够为第五个传送信息。这样可以使得同一个节点可以跟多个节点形成同胞节点，大大地提高了输送的效率和提高了节点的效用。

通过上述是实施例6或7的系统，可选地，在本实施例8中进一步地，所述控制模块，其具体用于当所述父节点接收到转发请求时，遍历所述最优节点中的所有同胞节点，判断当前时刻所述所有同胞节点是否均处于非空闲状态，若是，则遍历所述其余副节点，查找出当前时刻空闲状态的副节点，并控制所述空闲状态的副节点对所述目标数据流进行转发。

在本实施例8中是是父节点接收到转发请求时，遍历所有同胞节点，看看是否有此刻处于空闲状态的节点，若是有，表明可以调用该节点对目标数据流进行转发，若是没有，表示此刻没有同胞节点可以转发，那么就需要查找副节点，若是副节点中存在，就采用副节点进行转发，这样是为了避免在同胞节点中查找不到时，能够找到可以转发的节点，采用这种分层级的方式，可以加快查找的速率，另外也可以同一时间对同胞节点和副节点进行查找，当同胞节点中不存在时，才采用副节点，这样也可以加快查到匹配的速率，提高目标数据流的转发效率。

通过本实施例8的系统，先设置一父节点，再通过该父节点发送消息给其余的节点，让其余的节点自动根据自身的信息判断自己的状况，同时还确定所有的副节点中是否存在同胞节点，这样可以使得同一个节点可以跟多个节点形成同胞节点，大大地提高了该同胞节点的输送的效率和提高了该同胞节点的效用，通过同胞节点和其他节点之间的关系，形成的拓扑结构的通信网，然后在通信网中最先查找或者同步查找各层中的可以转发该目标数据流的节点，当最优节点中不存在时，在副节点中查找，这样也可以加快查到匹配的速率，提高目标数据流的转发效率，同样所以也使得通信网不会因为网络内任意某一节点的失效也会造成整个网络拓扑结构的瓦解，提高了数据流的转发的稳定性和安全性，也提高了节点的效用性。

通过上述是实施例6或7的系统，可选地，在本实施例9中进一步地，

所述分类模块，具体用于当所述权值小于预设权值时，将小于所述预设权值对应的节点归属为由所述父节点控制的备选节点，其中，所述备选节点是指当所述通信网中的任一节点在转发目标数据流时出现故障，所述备选节点将代替故障节点对所述目标数据流进行转发，所述故障节点为转发目标数据流时出现故障的节点。

在本实施例9中，在确定的父节点后，其余节点则会根据接收到的身份信息，主动的计算出自己的身份信息与所述身份信息之间的权值，比如：自身的通信速率与该父节点的通信速率之间的比值、自身的内存处理和该父节点的内存处理之间的比值，再根据这些比值计算出其与该父节点之间的权值，通过计算出权值，将权值与预设权值进行比较，若其权值小于预设权值，就将该节点归属为由所述父节点控制的备选主节点，这是为了避免同胞节点在转发目标数据流时出现了故障，而导致数据流被拥挤，无法及时传输，设置备选节点就是为了解决这样的情况，用备选节点取代故障的同胞节点进行传输。这样大大提高了通信网结构的稳定性和安全性，也保证了目标数据流不会因为出现故障而不能够及时被传输，提高了通信网的灵活性。

通过上述是实施例9的系统，可选地，在本实施例10中进一步地，

所述控制模块，具体用于当所述最优节点中的同胞节点在转发所述目标数据流出现故障时，选取至少两个所述备选节点代替出现故障的同胞节点对所述目标数据流进行转发,其中,所述备选节点的数量大于所述同胞节点的数量。

可选地，在本实施例10中进一步地，所述拓扑结构网形成模块，还用于判断所述相似度值是否在预设阈值范围内，若不在，则按照优先级顺序将所有的副节点进行排序，并按照优先级从高到低取排序后的副节点中的前三分之一的副节点作为最优节点且作为所述父节点控制的直属节点，其余三分之二的副节点作为所述父节点控制的副属节点。

通过本实施例10的系统，当不存在同胞节点时，说明这些节点中无法像存在同胞节点这样互相通信的节点，但是为了使得所有的节点中有层级区分，也是为了简便通信网的结构，方便查找和数据流的转发，并按照优先级从高到低对所述副节点进行排序，将排序靠前三分之一的副节点作为最优节点且作为所述父节点控制的直属节点，其余三分之二的副节点作为所述父节点控制的副属节点，这样可以使得即使不存在同胞节点，也可以在最优级别中最先查询匹配节点，提高了匹配的效率和提高了节点的效用，也间接地避免了出现网络内任意某一节点的失效而造成整个网络拓扑结构的瓦解的现象。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。