CN105743789B - 一种树结构网络自治管理和节点加入方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种树结构网络自治管理和节点加入方法，包括：首先测量待加入节点与树结构网络中各节点间的路由跳数，然后根据路由跳数关系将待加入节点加入到树形网络中的合适位置，使得节点间的物理跳数关系与拓扑跳数关系保持基本一致。本发明为大规模节点参与的网络服务提供一种灵活的节点自治管理方法，其加入过程尽量反映了节点间的物理位置关系，便于节点的寻址和查找。

Description

一种树结构网络自治管理和节点加入方法

技术领域

本发明涉及计算机网络技术，特别涉及一种树结构网络自治管理和节点加入方法。

背景技术

随着计算机和网络的不断发展，互联网中服务需求的增加和处理要求逐渐提高，大规模节点的协同处理和管理在许多系统中都是一个关键问题。网络中，节点的管理结构和拓扑常常呈树形，在大规模节点的情况下，如何高效的对节点进行寻址、定位和加入管理关系到服务的启动效率和处理效率。节点的无序管理，不仅仅增加了查找和定位时间，而且对系统的扩展性、服务性能均有较大影响。

在实际网络中，除了网络中部署的服务节点，还存在大量的、动态的用户节点。当用户节点有服务请求时，由靠近用户节点的服务点响应该请求是提升网络服务性能的重要途径。因此，在大量节点的情况下，如何组织节点，且将请求快速定位到位置较近的服务点是一个重要的问题。

当前，针对网络中节点的自治管理，P2P网络相关技术提供了一些方法，包括无结构P2P网络、有结构P2P网络等。在这些方法中，节点组织成覆盖网结构，通过逻辑拓扑保障节点间的联通和路由。但是，这些方法一般都是针对某项应用，如流媒体系统，进行的设计和构建，其结构具有一定的局限性，难以适用于其他应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的树结构网络自治管理和节点加入方法所存在的缺陷，从而提供一种灵活、便捷的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种树结构网络自治管理和节点加入方法，包括：

首先测量待加入节点与树结构网络中各节点间的路由跳数，然后根据路由跳数关系将待加入节点加入到树形网络中的合适位置，使得节点间的物理跳数关系与拓扑跳数关系保持基本一致。

上述技术方案中，所述树结构网络中的各个节点均包括：子节点列表，子节点数计数器，邻居节点列表和父节点指针；该方法进一步包括：

步骤1)、将一节点设为动态根节点o，动态根节点o的子节点列表记为P＝{p₁,p₂,...,p_i,...}；其中，在初始时，动态根节点o为根节点R；

步骤2)、对于动态根节点o的任意子节点p_i，计算新加入节点s与动态根节点o的跳数h_o,s、新加入节点s与子节点p_i的跳数以及动态根节点o与子节点p_i的跳数如果将p_i作为新加入节点s的子节点，将动态根节点o作为新加入节点s的父节点，然后结束操作；若没有子节点p_i满足则执行下一步；

步骤3)、对于动态根节点o的任意子节点p_i，如果新加入节点s与子节点p_i的跳数大于新加入节点s与动态根节点o的跳数h_s,o，将动态根节点o作为新加入节点s的父节点，然后结束操作，否则，执行下一步；

步骤4)、对于动态根节点o的任意子节点p_i，如果新加入节点与子节点p_i的跳数小于新加入节点s与动态根节点o的跳数h_s,o，查看p_i的子节点列表，如果p_i子节点列表为空，则将节点s直接作为p_i的叶子节点插入其中，结束操作，如果p_i子节点列表不为空，将该子节点p_i作为新的动态根节点o，然后重新执行步骤2)。

上述技术方案中，在步骤2)中，若满足条件的子节点p_i的数目多于一个，则将所有满足条件的子节点p_i都作为新加入节点s的子节点，并将动态根节点o作为新加入节点s的父节点。

本发明的优点在于：

本发明为大规模节点参与的网络服务提供一种灵活的节点自治管理方法，其加入过程尽量反映了节点间的物理位置关系，便于节点的寻址和查找。

附图说明

图1是本发明方法的流程图；

图2是新加入节点在根节点和子节点之间的情况示意图；

图3是新加入节点为根节点叶子节点的情况示意图；

图4是新加入节点为根节点子代节点的情况。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的描述。

一个网络中的所有节点能够形成一个树形网络，在该树形网络中，根节点承担管理作用，除了根节点外，每个节点都有一个父节点和可能有多个子节点，树中同 一层节点才有可能构成邻居节点关系，即邻居节点是指与某一节点在树中的同一层中其他节点。组成树的各个节点均包含以下数据结构：子节点列表，子节点数计数器，邻居节点列表和父节点指针。顾名思义，子节点列表用于描述所在节点所包含的子节点的信息；子节点数计数器用于描述所在节点所包含的子节点的数目；邻居节点列表用于描述所在节点所包含的邻居节点的信息；父节点指针用于描述所在节点的父节点的指针。

本发明的方法在为树形网络加入新节点时，首先测量待加入节点与树形网络中各节点间的路由跳数，然后根据路由跳数关系将待加入节点加入到树形网络中的合适位置，使得节点间的物理跳数关系与拓扑跳数关系保持基本一致。

下面结合附图1对本发明的节点加入方法做详细说明。

若一新节点s要加入一树形网络，该树形网络的根节点为R，新节点s的加入过程如下：

步骤1)、将一节点设为动态根节点o，动态根节点o的子节点列表记为P＝{p₁,p₂,...,p_i,...}；其中，在初始时，动态根节点o为根节点R。

步骤2)、对于动态根节点o的任意子节点p_i，计算新加入节点s与动态根节点o的跳数h_o,s、新加入节点s与子节点p_i的跳数以及动态根节点o与子节点p_i的跳数如果说明新加入的节点s处于动态根节点o和子节点p_i之间，参考图2，将p_i作为新加入节点s的子节点，将动态根节点o作为新加入节点s的父节点；若满足条件的子节点p_i的数目多余一个，则将所有满足条件的子节点p_i都作为新加入节点s的子节点，并将动态根节点o作为新加入节点s的父节点；完成对节点s的加入树形网络后，结束操作；若没有子节点p_i满足 则执行下一步。

步骤3)、对于动态根节点o的任意子节点p_i，如果新加入节点s与子节点p_i的跳数大于新加入节点s与动态根节点o的跳数h_s,o，参考图3，将动态根节点o作为新加入节点s的父节点，即新加入节点s将作为动态根节点o的叶子节点，加入过程完成，结束操作，否则，执行下一步。

步骤4)、对于动态根节点o的任意子节点p_i，如果新加入节点与子节点p_i的跳数小于新加入节点s与动态根节点o的跳数h_s,o，则说明新加入节点s应当处于节点p_i的子树中，此时，查看p_i的子节点列表，如果p_i子节点列表为空，参考图4，则将节点s直接作为p_i的叶子节点插入其中，加入过程完成，结束操作，如果p_i子节点列表不为空，将该子节点p_i作为新的动态根节点o；然后重新执行步骤2)。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种树结构网络自治管理和节点加入方法，包括：

首先测量待加入节点与树结构网络中各节点间的路由跳数，然后根据路由跳数关系将待加入节点加入到树形网络中的合适位置，使得节点间的物理跳数关系与拓扑跳数关系保持基本一致；

所述树结构网络中的各个节点均包括：子节点列表，子节点数计数器，邻居节点列表和父节点指针；该方法进一步包括：

步骤1)、将一节点设为动态根节点o，动态根节点o的子节点列表记为P＝{p₁,p₂,...,p_i,...}；其中，在初始时，动态根节点o为根节点R；

步骤2)、对于动态根节点o的任意子节点p_i，计算新加入节点s与动态根节点o的跳数h_o,s、新加入节点s与子节点p_i的跳数以及动态根节点o与子节点p_i的跳数如果将p_i作为新加入节点s的子节点，将动态根节点o作为新加入节点s的父节点，然后结束操作；若没有子节点p_i满足则执行下一步；

步骤3)、对于动态根节点o的任意子节点p_i，如果新加入节点s与子节点p_i的跳数大于新加入节点s与动态根节点o的跳数h_s,o，将动态根节点o作为新加入节点s的父节点，然后结束操作，否则，执行下一步；

步骤4)、对于动态根节点o的任意子节点p_i，如果新加入节点与子节点p_i的跳数小于新加入节点s与动态根节点o的跳数h_s,o，查看p_i的子节点列表，如果p_i子节点列表为空，则将节点s直接作为p_i的叶子节点插入其中，结束操作，如果p_i子节点列表不为空，将该子节点p_i作为新的动态根节点o，然后重新执行步骤2)。

2.根据权利要求1所述的树结构网络自治管理和节点加入方法，其特征在于，在步骤2)中，若满足条件的子节点p_i的数目多于一个，则将所有满足条件的子节点p_i都作为新加入节点s的子节点，并将动态根节点o作为新加入节点s的父节点。