面向关键节点保护链路增加的复杂网络防护方法

摘要

本发明针对复杂网络安全性中的防御和保护问题，公开了一种面向关键节点保护链路增加的复杂网络防护方法。本发明在保持原有网络连接不变的基础上，通过建立关键平衡环和关键链的思想，围绕关键节点建立关键平衡环和在关键节点之间增加关键保护链路的策略。采用本发明的方法，使原本一部分通过关键节点的流量绕过关键节点，使网络负载在一定程度上趋于均衡，有效的减缓关键节点的拥塞，而且增加网络中边的可靠性和容错能力，达到了对于复杂网络中的蓄意攻击和高负载攻击起到较好的防御和保护作用。

主权项

一种面向关键节点保护链路增加的复杂网络防护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、利用复杂网络节点介数确定方法确定复杂网络G＝(V,E)中所有节点介数，其中V表示节点集合，E表示边集合；步骤2、根据节点介数的值将节点从大到小排列，将排在前r％的节点作为关键节点，其中r是根据整个复杂网络规模确定的参数，5≤r≤20，设关键节点为m个，则关键节点集合V_k＝{v_k1,v_k2,...v_km}，其中v_k1表示介数最大的节点，以此类推；步骤3、设保护链路的总数为L条，其中将λL条保护链路用于建立关键链，剩余的(1‑λ)L条保护链路用于建立关键平衡环，其中λ是比例参数，0≤λ≤0.5，用来控制保护链路是用于建立关键平衡环或关键链；步骤4、利用λL条保护链路建立关键链；具体包括以下步骤：步骤4‑1、对于关键节点集合V_k＝{v_k1,v_k2,...v_km}，确定在排名最后的x个关键节点之间增加关键链，其中x＝m‑y+1；步骤4‑2、对任意的两个关键节点v_ki,v_kj∈V_kx，如果则在v_ki和v_kj之间增加一条关键链，即(v_ki,v_kj)∈E，分配一条保护链路；步骤4‑3、重复步骤4‑2，直到关键节点集V_kx中的所有关键节点(v_ki,v_kj)对都检查过；步骤4‑4、判断是否所有λL条保护链路分配完成，如果是，则关键链建立过程结束；否则执行步骤4‑5；步骤4‑5、将排名在x个关键节点之前的关键节点v_k(y‑1)增加进来，检查新加入的关键节点v_k(y‑1)与后x个关键节点之间是否存在关键链，如果不存在，则增加关键链，即分配保护链路；否则不处理；步骤4‑6、判断是否所有λL条保护链路分配完成，如果是，所有λL条保护链路分配完成，关键链建立过程结束；否则继续增加在上次新加入关键节点之前的一个关键节点，重复执行步骤4‑5；步骤5、利用(1‑λ)L条保护链路建立关键平衡环；完成面向关键节点保护链路增加的复杂网络防护方法；具体包括以下步骤：步骤5‑1、在关键节点集合V_k＝{v_k1,v_k2,...v_km}中，确定每一个关键节点v_ki的关键环的个数R_i和最多能拥有的关键环的个数MR_i；步骤5‑2、对于关键节点v_ki∈V_k，使用条保护链路围绕该关键节点建立关键平衡环，具体为：确定该关键节点的所有邻居节点的度数，将度数值排列靠前的q个邻居节点作为关键节点v_ki的重要邻居节点集合，所述1≤q≤10，确定重要邻居节点之间是否存在关键平衡环，如果不存在，则在两个重要邻居节点之间增加保护链路，直到Lr_i条保护链路全部分配完毕或重要邻居节点之间均存在关键平衡环；步骤5‑3、重复步骤5‑2，直到所有的关键节点建立关键平衡环过程结束，则整个关键平衡环建立过程结束，即所有(1‑λ)L条保护链路分配给关键平衡环的过程完成。