CN102801568A - 网络可靠性动态评估的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明为网络可靠性动态评估的方法和装置，本法步骤为：Ⅰ捕获网络拓扑信息；Ⅱ判断是否第一次评估，是则执行Ⅲ；否则执行Ⅵ；Ⅲ确定待评估网络的源点、目的节点；Ⅳ获取网络故障数据并建库；Ⅴ得网络路径函数OBDD，并用基于OBDD的边扩展算法评估网络可靠性，进入Ⅸ；Ⅵ找到网络拓扑信息的变化；Ⅶ获取新增故障数据，并入库；Ⅷ用上一次评估时得到的网络路径函数OBDD和基于OBDD的动态评估算法，评估网络可靠性；Ⅸ输出网络可靠性评估结果和评估建议。本装置包括拓扑分析单元、故障数据获取单元和可靠性动态评估单元。本发明适应动态变化的网络，快速高效地精确评估网络的可靠性；避免重复计算、效率提高。适用于多种网络系统。

Description

网络可靠性动态评估的方法和装置

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，特别涉及网络可靠性的评估技术，更具体地为一种网络可靠性动态评估的方法和装置。

背景技术

网络可靠性是指：在规定的条件和环境下，在一定时间内，网络可以正常完成给定任务的概率。

在经济生活日益依赖于传输网络的今天，网络故障不仅会带来巨大的数据损失，甚至会导致灾难性后果，因此，在设计传输网络的过程中考虑网络可靠性是至关重要的。目前，在医疗网络、教育网络、电网、天然气管道网络、军用网络等有线网络或无线网络的设计、部署调动上都要确保在一些网络节点或链路出现故障的时候保证网络依旧可以使用。在网络的设计、部署调动过程中要随时根据网络可靠性的评估结果对网络进行调整，这些调整包括增删一些链路或节点或者移动一些节点，因此需要动态高效的对网络可靠性进行评估。

不仅在有线网络或无线网络的设计、部署调动上，在一些动态变化的网络的使用过程中，动态评估网络可靠性也是必要的。例如，较传统的静态网络，移动自组织网络（ad hoc网络）是一种拓扑动态变化的无线传感器网络，并且网络节点具有的能源有限。如果网络规模庞大，在网络中进行不可靠的通信会浪费大量的能源，因此有必要对ad hoc网络进行可靠性进行评估。

对网络可靠性的评估算法主要运用了OBDD（Ordered Binary DecisionDiagram的缩写，其义为有序二叉决策图）这种数据结构。OBDD是目前广泛使用的处理大规模布尔运算的数据结构，用这种数据结构表示布尔函数，可以对大规模的与、或、非等布尔运算进行高效的实现。在评估可靠性的算法中对布尔运算进行OBDD表示，可以高效地评估链路数大于1000的大规模的网络的可靠性。

对可靠性的评估方法包括近似评估方法和精确评估方法。近似评估方法是评估出网络可靠性的一个近似值的方法，精确评估方法是精确评估出网络可靠性的值的方法。

目前常用的对静态网络可靠性进行精确评估的方法是基于OBDD的边扩展算法，在此算法中，网络中从某个节点到另一节点经过的所有链路为二者之间的路径。该算法分为两个步骤：

第一步骤为基于OBDD的边扩展算法创建指定网络拓扑图G的路径函数的OBDD结构；

第二步骤为根据OBDD计算网络的可靠性。

第一步骤具体步骤如下：

1)如果网络拓扑图G中s和d为同一节点，返回OBDD_ZERO；

2)查看与G同形的图是否在hash表中，如果在则返回查到的OBDD

3)对以s为端点的每条链路e：

a)进行链路e扩展得到子图sub_G

b)删除sub_G中的冗余链路，将得到的子图赋值为sub_G，直到sub_G中没有冗余链路为止；在此，冗余链路的定义为：如果以一条链路的某个端点为端点的链路只有这一条，并且该端点不是s也不是d，那么这条链路就是冗余链路。

c)把G赋值为sub_G返回步骤1，构建sub_G的OBDD

d)对得到的OBDD执行BDD_and和BDD_or操作得到网络拓扑图G的OBDD

4)在hash表中记录G的OBDD

5)返回G的OBDD

第二步骤是一个递归的计算过程，根据bdd_node这个OBDD，计算网络可靠性的算法具体步骤如下：

1)bdd_node表示的链路可用的概率赋值给p。q赋值为1-p，q即为bdd_node表示的链路不可用的概率

2)如果bdd_node为BDD_ZERO则返回0.0

3)根据bdd_node这个OBDD查询hash表，如果找到对应的可靠性的值则返回此值，否则执行步骤4)

4)result变量赋值为p乘以bdd_node的1-孩子为顶点的OBDD计算的网络可靠度的值加上q乘以以bdd_node的0-孩子为顶点的OBDD计算的网络可靠度的值。

5)将bdd_node这个OBDD对应的计算结果result加入到hash表中

6)返回result

但是，现有的基于OBDD的边扩展算法主要是处理静态网络的可靠性评估。此方法用于动态变化的网络的可靠性评估时，会产生大量的重复计算，造成评估的效率低下，不能满足现实的评估需要。

发明内容

本发明的目的为设计一种网络可靠性动态评估的方法和装置，本方法和装置对动态变化的网络进行高效的精确评估，并可在网络动态变化过程中，根据需要随时评估网络的可靠性。

本发明设计的网络可靠性动态评估的方法，所述网络为有线网络或无线网络中的任一种，本方法包括如下步骤：

Ⅰ、捕获网络拓扑信息；

所述网络拓扑信息包括如下几类：

网络的节点和链路，

节点和链路的名称或编号，

节点、链路的产品信息。

本步骤通过接收用户的输入或者接收网络拓扑监测装置的监测结果等方式实现。

Ⅱ、判断是否第一次进行评估，如果是，执行步骤Ⅲ；否则执行步骤Ⅵ；

Ⅲ、确定待评估网络的源点、目的节点；

根据评估需要，决定待评估网络的源点和目的节点。

Ⅳ、获取网络中节点、链路的故障数据，并建立故障数据库；

所述获取的网络中节点和链路的故障数据为可能发生故障的概率值，来源于网络中设备的产品说明书，或者来源于用户对网络设备的使用经验的描述；

该故障数据信息在对网络设备的日常使用过程中不断修正和完善。

Ⅴ、根据步骤Ⅳ获取的故障数据库中的故障数据和步骤Ⅰ捕获的网络拓扑信息评估网络可靠性，本步骤得到的网络路径函数OBDD，并利用基于OBDD的边扩展算法对网络的可靠性进行评估，得到网络可靠性评估结果的精确值；

之后执行步骤Ⅸ；

Ⅵ、把步骤Ⅰ捕获的网络拓扑信息和上一次进行网络可靠性评估得到的拓扑信息进行比较，找出网络拓扑信息的变化；

Ⅶ、获取网络变化后网络中新增加的节点和链路的故障数据，并加入到故障数据库；

Ⅷ、根据步骤Ⅵ中得到的网络拓扑信息的变化，步骤Ⅶ中得到的故障数据库中故障数据和上一次网络可靠性的评估时得到的网络路径函数OBDD对网络可靠性进行评估；

本步骤利用基于OBDD的动态评估算法，对上一次的评估结果进行修订，得到网络变化后的网络可靠性的评估结果；

Ⅸ、输出网络可靠性的评估结果和评估建议。

上述步骤Ⅴ或步骤Ⅷ所得的可靠性的评估结果即为步骤Ⅲ中确定的网络源点和目的节点之间联通的概率值；

如果是在设计阶段进行的网络可靠性评估，输出对网络设计的可靠性评估结果和对网络设计进行修改的建议；如果是在网络使用阶段进行的可靠性评估，输出网络可靠性的评估结果和网络的使用建议。

根据上述本发明设计的网络可靠性动态评估的方法，本发明设计的网络可靠性动态评估装置，为计算机装置，包括：

i、拓扑分析单元

用于捕获网络拓扑信息，即待评估网络的源点、目的节点及网络产品信息；

ii、故障数据获取单元

用于获取第一次评估时网络中节点、链路的故障数据，并建立故障数据库；在网络发生变化后，获取在网络中新增加的节点和链路的故障数据，并加入到故障数据库中；

iii、可靠性动态评估单元

用于确定是否是第一次进行评估，第一次评估时根据拓扑分析单元得到的网络拓扑信息和故障数据获取单元得到的故障数据库评估网络可靠性；第二次及以后评估时根据拓扑分析单元得到的网络拓扑信息，故障数据获取单元得到的故障数据库和上一次网络可靠性评估时得到的网络路径函数的OBDD对网络可靠性进行评估。

所述拓扑分析单元包括如下模块：

i-1、网络拓扑捕获模块

用于捕获网络拓扑信息，通过接收用户的输入或者接收网络拓扑监测装置的监测结果等方式实现捕获；

i-2、网络源点、目的节点捕获模块

用于捕获待评估网络的源点和目的节点，该信息来源于用户的输入，本模块只在第一次对网络进行可靠性评估的时候执行；

i-3、网络产品信息捕获模块

用于捕获网络中节点和链路的产品信息，其信息包括网络中节点、链路的产品信息。

所述故障数据获取单元包括如下模块：

ii-1、第一次评估网络故障数据获取模块

用于捕获第一次评估时网络中节点和链路发生故障的概率信息，并建立故障数据库，在第一次对网络进行可靠性评估的时候执行；

ii-2、网络发生变化后网络故障数据获取模块

用于捕获变化后的网络较上一次评估时的网络增加的节点和链路发生故障的概率信息，并加入故障数据库，在第二次及以后对网络可靠性进行评估的时候执行。

所述可靠性动态评估单元包括如下部分：

iii-1判定是否为第一次进行评估的判断单元

用于判定是否是第一次对网络进行可靠性评估、并由此来决定将执行的模块；

iii-2、可靠性第一次评估模块

在对网络进行第一次评估时执行，它根据拓扑分析单元得到的网络拓扑信息和故障数据获取单元得到的故障数据库，对网络可靠性进行评估，该评估过程以基于OBDD的边扩展算法为基础；

iii-3、可靠性第二次及以后评估模块

在网络发生变化后，对网络可靠性进行评估的时候执行，它根据拓扑分析单元得到的网络拓扑信息，故障数据获取单元得到的故障数据库和上一次网络可靠性评估时得到网络路径函数的OBDD，对网络可靠性进行评估，该评估过程以基于OBDD的动态评估算法为基础。

上述本发明设计的网络可靠性动态评估装置还可以连接结果输出装置，输出评估得到的可靠性信息和评估建议。

与现有技术相比，本发明网络可靠性动态评估方法和装置的优点为：1、适应动态变化的网络，随着网络的动态变化，快速高效地精确评估网络的可靠性；2、利用对网络可靠性的上一次评估得到的网络路径函数的OBDD，在网络节点链路变化上进行修正，高效地对动态变化的网络进行可靠性评估，解决了现有方法在处理大规模动态变化网络的可靠性评估大量重复计算、效率低下的问题；3、可以满足应用的需要。满足在网络的设计、部署调整中对网络可靠性的动态评估的需要，根据评估结果给出设计修改建议；也可以满足在网络的使用方面和其他方面中对网络可靠性进行动态评估的需要，根据评估结果给出网络使用建议；4、适用于医疗网络、教育网络、电网、天然气管道网络、军事网络等各种网络系统。

附图说明

图1是本网络可靠性动态评估方法实施例的流程图；

图2是本网络可靠性动态评估方法实施例电力传输网络原拓扑设计示意图和步骤Ⅰ捕获的网络拓扑信息示意图；

图3是本网络可靠性动态评估方法实施例电力传输网络修改后的拓扑设计示意图和步骤Ⅰ捕获的修改后网络拓扑信息示意图；

图4是本网络可靠性动态评估方法实施例电力传输网络原设计的步骤Ⅳ获取的网络中节点、链路的故障数据示意图；

图5是本网络可靠性动态评估方法实施例电力传输网络修改后设计的步骤Ⅳ获取的网络中节点、链路的故障数据示意图；

图6是本可靠性动态评估装置实施例结构框图；

图7是图6中拓扑分析单元结构框图；

图8是图6中故障数据获取单元结构示意图；

图9是图6中可靠性动态评估单元结构示意图；

图10是本可靠性动态评估装置实施例连接输出装置示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行清楚、完整地描述。

网络可靠性动态评估方法实施例

本实施例是对于电力传输网络设计的可靠性评估方法，本例网络节点即电力传输中继站，链路即电力输送线路，故障包括电力传输中继站故障（即节点故障）和电力输送线路故障（即链路故障）。电力传输网络设计过程中,设计者会随时增加、删除网络节点和链路，或者移动网络节点位置，这样就造成了网络的动态变化，当两个节点s即电力输送源点、t即电力输送目的节点之间的某些中间节点或中间链路出现故障时,可选择其它路径完成s、t节点间的电力输送，此情况下评估s、t节点间网络可靠性，用以衡量所设计的电力输送网络在s、t节点间可以成功传送电力资源的概率。

本例流程图如图1所示，具体如下：

Ⅰ、捕获网络拓扑信息；

本例中网络拓扑信息包括：

待评估的电力输送网络的节点和链路，节点和链路的名称或编号，节点、链路的产品信息。

本例电力输送网络的拓扑图如图2所示，图2(a)为原始的网络拓扑设计、图2(b)为更改后的网络拓扑设计。图3所示为本步骤获取的拓扑信息。图3(a1)为本步骤捕获的图2(a)所示网络中的节点s、t和n1～n4，各链路为e1～e8，各节点和链路的部分产品信息如图3(a2)所示。图3(b1)为本步骤捕获的图2(b)所示网络中的节点s、t和n1～n4，各链路为e1、e2、e4、e5、e7～e10，各节点和链路的部分产品信息如图3(b2)。

Ⅱ、判断是否第一次进行评估，

如果是，执行步骤Ⅲ；否则执行步骤Ⅵ；

Ⅲ、确定待评估网络的源点、目的节点；

根据具体的评估需要，由评估人确定待评估网络的源点和目的节点。本例如图2无线网络拓扑设计图所示，要保证在网络中最左边节点s和最右边节点t之间的某些节点或链路发生故障时，s、t仍可以正常进行通信，故将s、t作为本例待评估网络的源点和目的节点。

Ⅳ、获取网络中节点、链路的故障数据，建立故障数据库；

所述获取的网络中节点和链路的故障数据为可能发生故障的概率值，来源于网络中设备的产品说明书，或者

来源于用户对网络设备的使用经验的描述；

该故障数据信息在对网络设备的日常使用过程中不断修正和完善。

本例图2(a)所示网络中节点和链路的故障数据如图4(a)所示，本例图2(b)所示网络中节点和链路的故障数据如图4(b)所示。

Ⅴ、根据步骤Ⅳ获取的网络中节点、链路的故障数据库和步骤Ⅰ获取的网络拓扑信息，基于OBDD的边扩展算法评估网络可靠性，得到网络可靠性的精确值；之后执行步骤Ⅸ；

Ⅵ、把步骤Ⅰ捕获的网络拓扑信息和上一次评估过程中捕获的网络拓扑信息进行比较，找出网络拓扑信息的变化，网络变化的信息包括增加的链路和删除的链路，增加的节点和删除的节点，这其中可能包括由于节点的移动而造成增加和删除的链路；

Ⅶ、获取网络变化后网络中新增加的节点和链路的故障数据，并加入到故障数据库；

Ⅷ、根据步骤Ⅵ得到的网络拓扑信息的变化、网络中节点、链路的故障数据库和上一次网络可靠性评估得到的网络路径函数的OBDD评估网络变化后的网络可靠性；

由于网络拓扑发生变化，改变的节点和链路对网络可靠性产生影响。本步骤利用了上一次评估所得的网络拓扑可靠性评估得到的网络路径函数OBDD，在该OBDD基础上根据网络的拓扑变化对可靠性的影响和故障数据库中的故障数据，修正上一次评估结果，从而得到正确的动态评估结果。由于利用了上一次的评估得到的网络路径函数OBDD，在此基础上进行修正，可以高效地对动态变化的网络进行可靠性评估，满足应用的需要。

本步骤利用基于OBDD的动态评估算法对网络的可靠性进行评估，该算法分为三步：

①根据步骤Ⅵ得到的网络变化的信息，生成网络中增加的链路集合和减少的链路集合；

②根据上一次评估得到的网络路径函数的OBDD和减少的链路集合、增加的链路集合，得到网络变化后网络路径函数的OBDD；

③根据步骤②所得的OBDD和步骤Ⅶ得到的故障数据库中的故障数据计算网络的可靠性。

上述步骤③与现有的对静态网络可靠性进行精确评估时所用的基于OBDD的边扩展算法的递归计算过程相同。

上述步骤②包括以下步骤：

②-1根据上一次评估时的网络拓扑图，增加的链路集合，减少的链路集合计算得到改变后的网络的拓扑图，定义为变量changed_G

②-2根据上一次评估时网络路径函数的OBDD和减少的链路集合，计算减少的链路集合对上一次评估时网络路径函数的OBDD造成影响后的OBDD，定义为bdd_result，这一步骤具体通过对上一次评估时网络路径函数的OBDD中的变量进行0约束来实现，所述变量指的是减少的链路的集合中的链路对应的变量。

②-3如果增加的链路集合为空，执行步骤②-6

②-4根据changed_G和增加的链路集合计算增加的链路对上一次评估时网络路径函数造成影响后的OBDD，记为变量bdd_add_edge；

②-5对bdd_result和bdd_add_edge执行OBDD_or运算，运算得到的结果覆盖bdd_result，得到新的bdd_result；

②-6变量bdd_result为网络变化后的网络路径函数的OBDD。

上述的步骤②-4具体实现方式如下：

定义一个OBDD变量bdd_add_edge并初始化为OBDD_ZERO。定义并初始化增加的链路集合为AES。对changed_G进行深度优先的边扩展，边扩展过程沿着多条深度优先的扩展路径进行。对于某条扩展路径，如果该扩展路径上没有AES中的链路，说明由该扩展路径上的链路构成的路径对路径函数bdd_result无影响。相反，如果该扩展路径上有AES中的链路，则说明该扩展路径上的链路构成的路径会对路径函数bdd_result产生影响，从而原bdd_add_edge和该路径的OBDD进行OBDD_or运算，得到新的bdd_add_edge。完成深度优先的边扩展、即对所有的扩展路径均按上述方式处理后，最终得到的bdd_add_edge即为步骤②-4的所求的变量bdd_add_edge。

在述步骤②-4的算法中，对变化后的网络拓扑图进行了深度优先扩展，也可使用广度优先扩展和其他的扩展方式实现。不同的扩展方式计算过程中OBDD各节点的构建顺序不同，从而影响了OBDD的构建速度，所得的结果相同。实验表明，基于深度优先扩展对网络图路径函数的OBDD的构建速度总体上优于基于广度优先扩展对网络图路径函数的OBDD的构建速度。

Ⅸ、输出网络可靠性的评估结果和评估建议。

上述步骤Ⅴ或步骤Ⅷ所得的可靠性的评估结果即为步骤Ⅲ中确定的网络源点和目的节点之间网络连通的概率值。

如果是在设计阶段进行的网络可靠性评估，输出对网络设计的可靠性评估结果和对网络设计进行修改的建议；如果是在网络使用阶段进行的可靠性评估，输出网络可靠性的评估结果和网络的使用建议。

网络可靠性动态评估装置实施例

本网络可靠性动态评估装置实施例如图5所示，为计算机装置，包括：

i、拓扑分析单元

用于捕获网络拓扑信息，即待评估网络的源点、目的节点和网络产品信息；

ii、故障数据获取单元

用于获取第一次评估时网络拓扑图中的节点、链路的故障数据并建立故障数据库；在网络发生变化后，获取在网络中新增加的节点和链路的故障数据，并加入到故障数据库；

iii、可靠性动态评估单元

用于确定是否是第一次进行评估，并根据拓扑分析单元捕获的网络拓扑信息和故障数据获取单元中得到的故障数据库评估网络可靠性或者根据拓扑分析单元捕获的网络拓扑信息，故障数据获取单元中得到的故障数据库和上一次网络可靠性评估的结果对网络可靠性进行评估。

所述拓扑分析单元如图6所示，包括网络拓扑捕获模块，网络源点、目的节点捕获模块和网络产品信息捕获模块。具体如下：

i-1、网络拓扑捕获模块

用于捕获网络拓扑信息，网络拓扑信息包括网络的节点和链路、节点和链路的名称或编号，节点、链路的产品信息。通过接收用户的输入或者接收网络拓扑监测装置的监测结果等方式实现捕获；

i-2、网络源点、目的节点捕获模块

用于捕获待评估网络的源点和目的节点，该信息来源于用户的输入，本模块只在第一次对网络进行可靠性评估的时候执行；

i-3、网络产品信息捕获模块

用于捕获网络中节点和链路的产品信息，其信息包括网络中节点、链路的产品厂商、产品型号信息。对于自行组装的网络设备，需要根据网络的分层结构列出处于各个层的网络设备信息。网络按逻辑分为七层，即物理层、链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。各层设备部件的故障概率信息经过计算得到设备整体的故障概率信息。在应用中很少单独关注网络的会话层、表示层和应用层，本例将这三层合并为应用层，即将网络划分为物理层、链路层、网络层、传输层和应用层五层结构来考虑。此模块在第一次进行评估的时候捕获网络中所有节点和链路的产品信息，在第二次及以后进行评估的时候只需捕获由于拓扑变化而增加的节点和链路的产品信息。

所述故障数据获取单元如图7所示，包括第一次评估网络故障数据获取模块和网络发生变化后网络故障数据获取模块。具体如下：

ii-1、第一次评估网络故障数据获取模块

用于捕获第一次评估时网络中节点和链路发生故障的概率信息，并建立故障数据库，在第一次对网络进行可靠性评估的时候执行；

这些概率信息可以来源于网络中设备的产品说明书，或者用户对网络设备的使用经验的描述。该数据信息在日常的对网络设备的使用过程中不断修正和完善。对于自行组装的网络设备，例如PC机，可以根据网络划分的物理层、链路层、网络层、传输层和应用层五层结构中各层设备部件的故障概率信息经过计算得到设备整体的故障概率信息。

ii-2、网络发生变化后网络故障数据获取模块

用于捕获变化后的网络较上一次评估时的网络增加的节点和链路发生故障的概率信息，并加入故障数据库，在第二次或者以后对网络可靠性进行评估的时候执行。

这些概率信息的来源与步骤ii-1相同。

所述可靠性动态评估单元如图8所示，包括判定是否为第一次进行评估的判断单元和可靠性第一次评估模块、可靠性第二次及以后评估模块，具体如下：

iii-1判定是否为第一次进行评估的判断单元

用于判定是否是第一次对网络进行可靠性评估、并由此来决定将执行的模块；

iii-2、可靠性第一次评估模块

在对网络进行第一次评估时执行，它根据拓扑分析单元捕获的网络拓扑信息和故障数据获取单元得到的故障数据库，对网络可靠性进行评估，该评估过程以基于OBDD的边扩展算法为基础；

iii-3、可靠性第二次及以后评估模块

在网络发生变化后，对网络可靠性进行评估的时候执行，它根据拓扑分析单元捕获的网络拓扑信息，故障数据获取单元捕获的障数据库和上一次网络可靠性评估得到的网络路径函数的OBDD，对网络可靠性进行评估，该评估过程以基于OBDD的动态评估算法为基础。

如图9所示，本发明设计的网络可靠性动态评估装置还可以连接结果输出装置，输出评估得到的可靠性信息和评估建议。

对于在网络设计过程中进行的可靠性动态评估，根据修改后的网络拓扑信息的网络可靠性评估结果和上一次网络可靠性评估的结果的比较，如果修改后，网络可靠性获得显著提升，评估建议采用修改后的网络设计方案，否则建议采用上一次的设计方案。对于在使用过程中的动态变化网络进行的可靠性评估，比如用户在使用大规模的ad hoc网络发送数据前进行的评估，评估得到的结果低于用户期望的阈值，则给出评估建议推迟进行数据传输。

上述实施例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此。凡在本发明的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.网络可靠性动态评估的方法，所述网络为有线网络或无线网络中的任一种，其特征在于包括如下步骤：

Ⅰ、捕获网络拓扑信息；

Ⅱ、判断是否第一次进行评估，如果是，执行步骤Ⅲ；否则执行步骤Ⅵ；

Ⅲ、确定待评估网络的源点、目的节点；

Ⅳ、获取网络中节点、链路的故障数据，建立故障数据库；

Ⅴ、根据步骤Ⅳ获取的网络中节点、链路的故障数据和步骤Ⅰ捕获的网络拓扑信息评估网络可靠性，本步骤利用基于OBDD的边扩展算法对网络的可靠性进行评估，得到网络可靠性的精确值；

之后执行步骤Ⅸ；

Ⅵ、把步骤Ⅰ捕获的网络拓扑信息和上一次评估捕获的网络拓扑信息进行比较，找出网络拓扑信息的变化；

Ⅶ、获取网络变化后，在网络中新增加的节点和链路的故障数据，并加入到故障数据库；

Ⅷ、根据网络拓扑信息的变化，故障数据库及上一次网络可靠性评估得到的网络路径函数的OBDD，对网络可靠性进行评估；

本步骤利用基于OBDD的动态评估算法对网络的可靠性进行评估；

Ⅸ、输出网络可靠性的评估结果和评估建议。

2.根据权利要求1所述的网络可靠性动态评估的方法，其特征在于所述步骤Ⅰ中捕获的网络拓扑信息包括如下几类：

网络的节点和链路，

节点和链路的名称或编号，

节点、链路的产品信息；

本步骤通过接收用户的输入或者接收网络拓扑监测装置的监测结果的方式实现。

3.根据权利要求1所述的网络可靠性动态评估的方法，其特征在于：

所述步骤Ⅳ获取的网络中节点和链路的故障数据为可能发生故障的概率值，来源于网络中设备的产品说明书，或者来源于用户对网络设备的使用经验的描述。

4.根据权利要求3所述的网络可靠性动态评估的方法，其特征在于：

所述故障数据信息在对网络设备的日常使用过程中修正和完善。

5.根据权利要求1所述的网络可靠性动态评估的方法，其特征在于：

所述步骤Ⅸ中，所述步骤Ⅴ或步骤Ⅷ所得的可靠性的评估结果即为步骤Ⅲ中确定的网络源点和目的节点之间联通的概率值；如果是在设计阶段进行的网络可靠性评估，输出对网络设计的可靠性评估结果和对网络设计进行修改的建议；如果是在网络使用阶段进行的可靠性评估，输出网络可靠性的评估结果和网络的使用建议。

6.根据权利要求1所述的网络可靠性动态评估的方法设计的网络可靠性动态评估装置，为计算机装置，其特征在于包括：

i、拓扑分析单元

用于捕获网络拓扑信息，即待评估网络的源点、目的节点和网络产品信息；

ii、故障数据获取单元

第一次评估时，用于获取原始网络中节点、链路的故障数据并建立故障数据库；第二次评估及以后评估时，获取网络发生变化后，在网络中新增加的节点和链路的故障数据，并加入到故障数据库

iii、可靠性动态评估单元

用于确定是否是第一次进行评估，第一次评估时根据拓扑分析单元捕获的网络拓扑信息和故障数据获取单元捕获的故障数据库评估网络可靠性；第二次及以后评估时，根据拓扑分析单元捕获的网络变化信息，故障数据获取单元捕获的故障数据库和上一次网络可靠性评估时得到的网络路径函数的OBDD对网络可靠性进行评估。

7.根据权利要求6所述的网络可靠性动态评估装置，其特征在于所述拓扑分析单元包括如下模块：

i-1、网络拓扑捕获模块

用于捕获网络拓扑信息，通过接收用户的输入或者接收网络拓扑监测装置的监测结果的方式实现捕获；

i-2、网络源点、目的节点捕获模块

用于捕获待评估网络的源点和目的节点，该信息来源于用户的输入，本模块只在第一次对网络进行可靠性评估的时候执行；

i-3、网络产品信息捕获模块

用于捕获网络中节点和链路的产品信息，其信息包括网络中节点、链路的产品信息。

8.根据权利要求6所述的网络可靠性动态评估装置，其特征在于所述故障数据获取单元包括如下模块：

ii-1、第一次评估网络故障数据获取模块

用于捕获第一次评估时网络中节点和链路发生故障的概率信息，并建立故障数据库；在第一次对网络进行可靠性评估的时候执行；

ii-2、网络发生变化后网络故障数据获取模块

用于捕获变化后的网络较上一次评估时的网络增加的节点和链路发生故障的概率信息，并加入故障数据库；在第二次或者以后对网络可靠性进行评估的时候执行。

9.根据权利要求6所述的网络可靠性动态评估装置，其特征在于所述可靠性动态评估单元包括如下部分：

iii-1判定是否为第一次进行评估的判断单元

用于判定是否是第一次对网络进行可靠性评估、并由此来决定将执行的模块；

iii-2、可靠性第一次评估模块

在对网络进行第一次评估时执行，它根据拓扑分析单元捕获的网络拓扑信息和故障数据获取单元得到的故障数据库，对网络可靠性进行评估，该评估过程以基于OBDD的边扩展算法为基础；

iii-3、可靠性第二次及以后评估模块

在网络发生变化后，对网络可靠性进行评估的时候执行，它根据拓扑分析单元捕获的网络拓扑信息，故障数据获取单元得到的故障数据库和上一次网络可靠性评估时得到的网络路径函数的OBDD，对网络可靠性进行评估，该评估过程以基于OBDD的动态评估算法为基础。

10.根据权利要求6所述的网络可靠性动态评估装置，其特征在于：

所述网络可靠性动态评估装置连接结果输出装置，输出评估得到的可靠性信息和评估建议。

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