针对大规模区域故障的通信网络脆弱性分析系统及其工作方法

摘要

本发明公开了一种针对大规模区域故障的通信网络脆弱性分析系统及其工作方法。通过网络脆弱性分析系统，可以评估通信网络拓扑设计与网络布线受自然灾害（如地震，洪水）以及人为破坏（如有目的EMP攻击，渔船拖网）等地理位置相关的区域故障的影响程度，发现网络在区域故障情况下的统计行为特征，包括平均故障链路容量，端到端的流量变化等性能。在此基础上，该网络脆弱性分析系统利用物理网络的拓扑信息，可以定位对该网络影响最大的故障区域，进而指导网络保护设计。网络脆弱性分析系统提供了可视化的界面环境，可以明确地指明系统的脆弱性，帮助通信网络设计者和维护者未雨绸缪，构建鲁棒性更高的网络服务。

主权项

一种针对大规模区域故障的通信网络脆弱性分析系统的工作方法，其特征在于：其包括如下步骤：1)首先模拟真实世界的物理网络拓扑并构建区域故障模型，在该故障模型中，故障区域内的网络设施会以一定的概率p被破坏，p越大表示该区域内的网络越脆弱，而且被破坏的概率会随着距离灾害中心远近以及所在灾害区域的面积的不同而变化；2)根据物理网络拓扑对故障模型中的二维地理平面进行剖分，形成一系列网格，视每个网格中区域性故障对网络设备的影响相同，以每个网格为故障中心，以给定指标Δ为衡量网络性能的标准，计算区域故障发生在每个网格内时对网络性能指标的影响Δn，然后通过几何概率的知识，利用如下公式计算网络性能指标，Δ＝∑_n(area(n)/all area)Δ_n其中area(n)表示第n个网格的面积，all area表示网络部署的地理区域面积；3)形成三个衡量网络脆弱性的标准量：(1)断连的链路容量，即DLC：区域故障发生时，断连的链路容量平均值；当链路容量为单位值时，表示平均断连的链路数；(2)点对之间减少的流量,即PTR：区域故障发生时，指定节点对之间的数据流量减少的平均值；(3)点对之间断连的概率,即PDP：区域故障发生时，指定节点对间工作路径和保护路径同时发生断连的概率。