一种选择和设置网络超级节点的方法

摘要

一种选择和设置网络超级节点的方法，操作步骤是：先按照设定周期T1，除控制节点以外的网络中的各节点定期向控制节点发送其与其他节点之间的交互信息；再按照设定周期T2，控制节点根据接收到的各节点的交互信息，把这些节点进行最优划分为多个节点簇，其中每个节点都唯一地归属于一个节点簇，并在每个节点簇中分别选取超级节点。本发明选择超级节点时，既考虑节点的自身性能和资源状况，又考虑节点与其他节点的相互交互关系。因此，所选择的超级节点对其归属的节点簇中其他节点实施控制时，能快速搜索到对应节点，缩短查找时间和通信路径、提高工效。同时，节点交互信息的采集周期、节点簇的划分和调整周期等参数，都能随网络实际交互情况而动态调整。

主权项

1.一种选择和设置网络超级节点的方法，其特征在于，所述方法包括下列操作步骤：步骤1、按照设定的周期T1，除控制节点以外的网络中的每个节点定期向控制节点发送该节点与其他节点之间在设定周期内的交互信息；步骤2、按照设定的周期T2，控制节点根据接收到的各个节点的交互信息，把这些节点进行最优划分为多个节点簇，其中每个节点都唯一地归属于一个节点簇，再在每个节点簇中选取超级节点；所述周期T2是周期T1的整数倍；该步骤2进一步包括下列操作内容：(21)控制节点把网络中的各节点都分别独立构成各自的节点簇，形成初始的节点簇群S₀；(22)按照下述代价值的计算公式，计算该节点簇群S₀的代价值CS：$\mathrm{CS}={\log }^{*}n+{\log }^{*}k+\mathrm{nH}\left(p\right)+\underset{i=1}{\overset{k}{\Sigma }}\left({\log }^{*}\right|E_i|+|g_i\left|H\left(g_i\right)\right),$式中，n是网络中的节点总数，k是节点簇群S₀中的节点簇个数，log^*n和log^*k分别是n和k的二进制编码长度，计算公式为：X(1)＝log₂x，；X(j+1)＝log₂X(j)，且X(j)＞0；其中，nH(p)是每个节点所属节点簇的二进制编码长度，n_i是节点簇群S₀中的第i个节点簇g_i内的节点数，p_i是某个节点归属第i个节点簇g_i的概率，|E_i|是节点簇群S₀中的第i个节点簇g_i中有交互关系的节点对数，其数值大小取决于实测值，log^*|E_i|是|E_i|的二进制编码长度；|g_i|H(g_i)是第i个节点簇g_i的最短描述，H(g_i)＝-(ρ_ilog₂ρ_i+(1-ρ_i)log₂(1-ρ_i))，如果n_i＝1，则log^*|E_i|+|g_i|H(g_i)为0；(23)将节点簇群S₀及其对应的代价值CS都存储于节点簇的划分记录中；(24)从节点簇群S₀中选择节点之间有跨簇交互的两个节点簇进行合并，形成新的节点簇群Si，再按照上述公式计算该节点簇群Si的代价值CSi；(25)按照把节点之间有跨簇交互的两个节点簇进行合并的挑选原则，依序遴选该节点簇群S₀可能产生的所有不同的节点簇群，并分别计算其代价值，然后从中选择最小代价值所对应的节点簇群来替代节点簇群S₀；如果存在有多个相同的最小代价值，则随机选取其中一个最小代价值所对应的节点簇群来替代节点簇群S₀；(26)判断被该最小代价值所对应的节点簇群所代替后的节点簇群S₀是否能够采用上述挑选原则，合并节点簇而生成新的节点簇群；如果是，则返回执行步骤(23)，即由控制节点通过合并节点簇的方式，继续生成新的节点簇群，并从中选择代价值最小的节点簇群S_i来替代步骤(25)中选定的节点簇群S₀；否则，执行后续步骤(27)；(27)将节点簇群S₀及其对应的代价值CS存储于节点簇的划分记录中；(28)控制节点从节点簇的划分记录中，找出其中最小代价值所对应的节点簇群作为最终选定的最优节点簇群，然后从该最优节点簇群的每个节点簇内分别选取各自的超级节点；选择条件是根据每个节点簇中各节点与其他节点的交互关系和该节点的自身性能参数，选取与其他节点交互较多、性能较好的节点为各自节点簇中的超级节点。