一种通讯网络加权链路重要度评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种通讯网络加权链路重要度评估方法，属于通信技术领域。
【背景技术】
[0002] 目前通讯网络中链路重要度的评估方法主要有最小路集-割集法，业务量损失法 和最短路径经过链路概率评估法等。
[0003] 所谓最小路集，是指连接目标节点集K中各点且边数为最少的边集。当目标节点 集K为V时最小路集为一棵生成树的边集。所谓最小割集，是指使目标节点集K中的点不 连通所应去掉的边数为最少的边集。最小路集-割集法从网络拓扑结构上来评估每条链路 的重要性，无需考虑每条链路本身的可靠性。
[0004] 业务量损失法，业务量损失法用业务量损失率作为指标来评估链路的重要度，主 要研究的是网络的通信流量性能。
[0005] 最短路径经过链路概率的重要度评估法，具体的分析方法可W描述为网络图中每 个节点依次到其余某个节点通过狄更斯算法得出最短路径所要经过的哪几条链路，最后得 出每一条链路被最短路径经过的次数，次数越高，重要度越高，运样就可W通过保护运些重 要的链路来提高整个网络的可靠性。
[0006] 采用传统链路重要度评估方法的缺点：
[0007] 最小路集-割集法，该评估方法虽然可W得出每条链路的重要度，但是该方法没 有从最短路径的方面考虑，降低了传输效率对链路重要度的影响，而且也没有考虑到链路 本身的可靠性和权值。
[0008] 业务量损失法从业务量传输量的方面考虑可W最直接的得出链路发生故障对整 个网络的业务传输的影响，可是运种方法只能做到定性的分析而做到定量的分析比较困 难。
[0009] 最短路径经过链路概率的重要度评估法虽然从传输效率方面考虑了链路重要度， 但是在比较复杂的网络中它的计算量也会大大提高。
【发明内容】
[0010] 本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提出一种假设通讯网络的某 一链路发生故障失效后，其对整个网络的连通效率影响，从而最直接的反应该链路对整个 传输网的重要程度的评估方法。
[0011] 本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种通讯网络加权链路重要度评 估方法，包括如下步骤：
[0012] (1)对待计算网络的全网络拓扑各边进行编号，得到边集合；由全网络各节点的 对应链路权值组成矩阵；
[0013] (2)W狄更斯算法计算节点对之间的最短路径；
[0014] (3)对节点对之间的最短路径所经过的链路的权值进行求和并取倒数；该值即为 节点对之间的连通效率数值；
[001引 （4)更换节点化重复步骤似和（3);直到计算出全网络总所有节点对的连通效 率数值并取平均数，得到全网连通效率E(G);
[0016] (5)根据公式：
来计算任一链路的重要度即可；其中I(Si) 表示链路Gi的重要度，E(G)表示全网的连通效率，E(G-e1)表示链路故障失效后网络的 连通效率。
[0017] 上述方案进一步的改进在于：所述步骤（4)中的计算公式为：
其中山，表示节点i到节点j所经过的最短路径的权值和。
[0018]本发明提供的通讯网络加权链路重要度评估方法，可W描述为某条链路发生故障 失效后，节点对之间的通信的最短路径发生改变，本来较短的最短路径，因为故障链路的原 因，必须迂回选择更长的最短路径来传递信息，运样就会大大降低网络的传输效率。本方法 就是利用运个思路来评估每条链路的重要度，当某条链路故障失效后，整个网络的传输效 率降得越多，表示该链路的重要度越大，就需要加强对运条链路的保护。本方法主要的优点 和有益效果如下：
[0019] 本方法从节点对之间的最短距离考虑，节点与节点之间的信息传输选择在最短路 径下的传输效率最高，同时在尽量避免网络拥塞的情况下，选择最短路径传输是最佳的路 径选择，本方法规定最短路径的权值之和的倒数为最优传输效率。然后求出全网所有节点 对之间的最优传输效率之和求平均值即为全网络的最优传输效率，最后需要评估某条链路 的重要度，将运条链路假设为发生故障失效，求出此时的全网连通效率，通过与没有发生故 障前的连通效率的数值比较得出它对整个网络的影响程度，运样分析可W从网络抗毁性方 面评估该条链路的重要性。相较于传统方法，明显更为直接。
[0020] 本实例中提出的加权链路重要度评估法，用定量的分析方法寻找超大规模网络中 哪个链路最重要，或者某个链路相对于其他一个或多个链路的重要程度。复杂网络本质上 的非同质拓扑结构，决定了网络中每个链路的重要程度是不同的。对复杂网络中的链路的 重要性进行评估，发掘网络中的重要链路，可W根据链路的重要程度进行有针对性的备份， 保护，既能保证网络的鲁棒性，又能有效地节省资源，具有重要的实用价值。
【附图说明】
[0021] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0022] 图1是本发明一个优选的实施例所应用的南京市通讯网汇聚层网络拓扑图。 阳02引图2是图1中2. 5G市区南环网络拓扑图。
[0024]图3是图1中2. 5G市区东北环网络拓扑图。 阳0巧]图4是图1中2. 5G江北环络拓扑图。 阳0%] 图5是图1中2. 5G江宁环拓扑图。
[0027]图6是图1中2. 5G北环拓扑图。
【具体实施方式】 阳O測 实施例
[0029] 本实施例提供的通讯网络加权链路重要度评估方法；其中，网络用G= (V，巧来表 示；其中G是一个无向的连通图，有N个节点，M条边，其中V= (vi,V2,V3,......，V。}代表 节点集合，E= (ei,62,63,......，e。}代表边的集合。
[0030] 该方法包括如下步骤：
[0031] (1)对待计算网络的全网络拓扑各边进行编号，得到边集合；由全网络各节点的 对应链路权值组成矩阵；
[0032] (2)W狄更斯算法计算节点对之间的最短路径；
[0033] (3)对节点对之间的最短路径所经过的链路的权值进行求和并取倒数；该值即为 节点对之间的连通效率数值；
[0034] (4)更换节点化重复步骤似和（3);直到计算出全网络总所有节点对的连通效
率数值并取平均数，得到全网连通效率E(G);其公式为， ；其中 di,表示节点i到节点j所经过的最短路径的权值和；
[0035] (5)根据公式：
：来计算任一链路的重要度即可；其中I柏） 表示链路Gi的重要度，E(G)表示全网的连通效率，E(G-e1)表示链路故障失效后网络的 连通效率。
[0036] 将W上方法应用于中南京市电力光纤通讯网络中。目前南京市电力光纤通讯网络 如图1所示，包括：2. 5G市区东北环（图3所示），2. 5G市区南环（图2所示），2. 5G市区 北环（图6所示），2. 5G江宁环（图5所示），2. 5G江北环（图4所示）W及IOG市-县A 环和IOG市-县B环。
[0037] W2. 5G市区北环拓扑网作具体分析，在图6的市区北环拓扑图中每个节点，每条 链路都已经做好编号，分别为Vi...V22和e 1... 625,每条链路的权值已标号，分别为链路宽 带容量的倒数。
[0038] 按照本方法的步骤来分别求出每条链路的重要度
[0039] 作好北环网络拓扑图的边的编号，根据链路权值得出全网络关联矩阵A; W40] 通过狄更斯算法求出全网的连通效率E(G);
[00川假设链路故障失效，求出此时的网络的连通效率E(G-e);
[0042]根据故障前后连通效率E(G)和E(G-e)的定量分析，得出某条链路故障对整个网 路的影响程度，据此得出链路的重要程度，如下表所示：
[0043]
[0045] 表I北环链路重要度分析
[0046] 全网链路无故障时的连通效率为
：根据链路 重要度公式
求出链路重要度如上表。在表1中根据求出的结果可W得 出链路625即老大楼4一南京局1之间的链路重要度最高，应该给予最高的保护，下面再根 据不同的重要度分别给予链路不同的保护W提高整个传输网的可靠性。
[0047] 上面的几个拓扑图网络，只分析了南京市北环通讯网，针对其他的几个通讯网其 计算并不不同，不再寶述，更进一步的，如图1的南京市电力光纤通讯网络也可进行定量分 析。
[0048] 本发明不局限于上述实施例，凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要 求的保护范围。
【主权项】
1. 一种通讯网络加权链路重要度评估方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 对待计算网络的全网络拓扑各边进行编号，得到边集合；由全网络各节点的对应 链路权值组成矩阵； (2) 以狄更斯算法计算任一节点对之间的最短路径； (3) 对节点对之间的最短路径所经过的链路的权值进行求和并取倒数；该值即为节点 对之间的连通效率数值； ⑷更换节点对，重复步骤⑵和⑶；直到计算出全网络总所有节点对的连通效率数 值并取平均数，得到全网连通效率E(G); (5)根据公式：来计算任一链路的重要度即可；其中I G1)表示 链路ei的重要度，E(G)表示全网的连通效率，E(G-e J表示链路^故障失效后网络的连通 效率。2. 根据权利要求1所述通讯网络加权链路重要度评估方法，其特征在于：所述步骤（4) 中的计算公式为：其中Cl1,表示节点i到节点j所经过的最短 路径的权值和。
【专利摘要】本发明涉及一种加权链路重要度评估方法，属于通信技术领域；该方法包括：网络定义、全网连通效率计算、加权链路重要度计算等步骤。该方法，用定量的分析方法寻找超大规模网络中哪个链路最重要，或者某个链路相对于其他一个或多个链路的重要程度。复杂网络本质上的非同质拓扑结构，决定了网络中每个链路的重要程度是不同的。对复杂网络中的链路的重要性进行评估，发掘网络中的重要链路，可以根据链路的重要程度进行有针对性的备份，保护，既能保证网络的鲁棒性，又能有效地节省资源，具有重要的实用价值。
【IPC分类】H04L12/26, H04L12/24
【公开号】CN105429793
【申请号】CN201510744769
【发明人】陈殿欣, 施建强, 韦磊, 夏正云, 陆忞, 孙娜, 王顺, 刘少君, 陈雪莹, 郦竞伟
【申请人】江苏省电力公司南京供电公司, 国家电网公司, 江苏省电力公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月5日