CN109218138B - 网络节点监测方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种网络节点监测方法。该方法包括获取待监测的网络节点集合；按照第一预设规则将所述网络节点集合划分为第一预设数目个邻域，其中，各个所述邻域中包含第二预设数目个网络节点；按照第二预设规则在各个所述邻域中确定一个节点为监视节点，其中，所述监视节点用于监测所述监视节点所在的邻域中的其他网络节点。本申请还提供了一种实施上述网络节点监测方法的网络节点监测系统。本申请解决了由于相关技术中采用“1对1”监控方式导致监控缺乏针对性、计算量及工作量巨大、监控成本高昂的技术问题。

Description

网络节点监测方法及系统
技术领域
本申请涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种网络节点监测方法及系统。
背景技术
近年来，复杂网络理论渗透到社会生活的各个领域，尤其随着各种社交网络、企业办公网络、事件网络的高速发展，人类社会几乎可以抽象成为一个巨大的网络世界。生活中的网络主要可以分为以下类型：1)从宏观角度，包括Internet网络、万维网、电力网络、交通网络等等；2)从微观角度，包括蛋白质网络、神经网络、代谢网络、基因遗传网络等等；3)从人类社会角度，包括疾病传播、谣言传播、演员合作网络等等。
由此可见，社会生活中的许多系统都可以抽象成为一个网络，系统中元素可以抽象为节点，而这些元素之间丰富多样的连接关系可以抽象为边。由于真实事件中系统较强的复杂性，从这些系统中抽象出来的网络可能具有大量的节点和边，而且节点之间错综复杂的连接关系使网络具有复杂的拓扑结构。一般情况下，将这些具有复杂拓扑结构的网络称为复杂网络。由于真实网络的异质性，不同节点在网络结构和功能上发挥的作用差异巨大。网络中关键节点就是那些能够在更大程度上影响网络的结构与功能的一些特殊节点，因此对网络重要节点的分析能为人们的生活解决更多的难题和提供有力的依据。在对关键节点进行挖掘之后，对关键节点的监控则对于关键节点的分析工作至关重要。
相关技术中对网络关键节点的监控往往采用“1对1”方式，即为每一个关键节点设一个监视节点，但由于复杂网络中关键节点数目众多，“1对1”监控方式缺乏针对性，而且计算量、工作量巨大，监控成本高昂。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种网络节点监测方法，以解决至少上述相关技术中的问题之一。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种网络节点监测方法，该方法包括：获取待监测的网络节点集合；按照第一预设规则将所述网络节点集合划分为第一预设数目个邻域，其中，各个所述邻域中包含第二预设数目个网络节点；按照第二预设规则在各个所述邻域中确定一个节点为监视节点，其中，所述监视节点用于监测所述监视节点所在的邻域中的其他网络节点。
进一步的，如前述的方法，所述按照第一预设规则将所述网络节点集合划分为第一预设数目个邻域，包括：S21.按照第三预设规则选取所述网络节点集合中的一个网络节点为第一个初始节点；S22.从所述初始节点向所述网络节点集合中的其他各个节点发出探测信息；S23.处在活跃状态的网络节点对所述初始节点的所述探测信息进行应答，所述初始节点接收应答信息；S24.对所述应答信息按照接收的时间先后进行排序，选取排在前所述第二预设数目的所述应答信息对应的网络节点与所述初始节点形成邻域；S25.按照第四预设规则选取所述网络节点集合中已形成的邻域以外的一个网络节点作为下一个初始节点，重复S22至S24，直至所述网络节点集合划分为所述第一预设数目个邻域。
进一步的，如前述的方法，所述按照第四预设规则选取所述网络节点集合中已形成的邻域以外的一个网络节点作为下一个初始节点，包括：在所述邻域之外选取所述接收应答信息的时延最长的网络节点为下一个初始节点。
进一步的，如前述的方法，所述按照第二预设规则在各个所述邻域中确定一个节点为监视节点，包括：确定各个所述邻域中的初始节点为所述监视节点。
进一步的，如前述的方法，所述各个所述邻域中监视节点与至少一个不同邻域中的监视节点相连接。
为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，提供了一种网络节点监测系统，该系统包括：邻域划分单元和监视节点确定单元，其中：所述邻域划分单元，用于获取待监测的网络节点集合，按照第一预设规则将所述网络节点集合划分为第一预设数目个邻域，其中，各个所述邻域中包含第二预设数目个网络节点；所述监视节点确定单元，用于按照第二预设规则在各个所述邻域中确定一个节点为监视节点，其中，所述监视节点用于监测所述监视节点所在的邻域中的其他网络节点。
进一步的，如前述的系统，所述邻域划分单元，包括选取单元、信息传输单元、数据处理单元和返回单元，其中：所述选取单元，用于按照第三预设规则选取所述网络节点集合中的一个网络节点为第一个初始节点；所述信息传输单元，用于从所述初始节点向所述网络节点集合中的其他各个节点发出探测信息；所述信息传输单元，还用于控制处在活跃状态的网络节点对所述初始节点的所述探测信息进行应答，控制所述初始节点接收应答信息；所述数据处理单元，用于对所述应答信息按照接收的时间先后进行排序，选取排在前所述第二预设数目的所述应答信息对应的网络节点与所述初始节点形成邻域；所述选取单元，还用于按照第四预设规则选取所述网络节点集合中已形成的邻域以外的一个网络节点作为下一个初始节点；所述返回单元，用于返回所述选取单元，直至所述网络节点集合划分为所述第一预设数目个邻域。
进一步的，如前述的系统，所述按照第四预设规则选取所述网络节点集合中已形成的邻域以外的一个网络节点作为下一个初始节点，包括：在所述邻域之外选取所述接收应答信息的时延最长的网络节点为下一个初始节点。
进一步的，如前述的系统，所述按照第二预设规则在各个所述邻域中确定一个节点为监视节点，包括：确定各个所述邻域中的初始节点为所述监视节点。
进一步的，如前述的系统，所述各个所述邻域中监视节点与至少一个不同邻域中的监视节点相连接。
在本申请实施例中，采用将待监测网络节点划分邻域的方式，通过在每个邻域中待监测节点中选取监视节点，达到了监视资源集中的目的，从而实现了少量监视节点监控所有关键节点的技术效果，进而解决了相关技术中“1对1”监控方式计算量及工作量巨大的技术问题。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本申请一个实施例提供的一种网络节点监测方法的流程示意图；
图2是本申请一个实施例提供的一种网络节点集合中的邻域划分方法流程示意图；以及
图3是本申请一个实施例提供的一种网络节点监测方法的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
根据本发明实施例，提供了一种网络节点监测方法，如图1所示，该方法包括如下的步骤：
S1.获取待监测的网络节点集合；
S2.按照第一预设规则将所述网络节点集合划分为第一预设数目个邻域，其中，各个所述邻域中包含第二预设数目个网络节点；
进一步地，如图2所示，邻域划分方法包括：
S21.按照第三预设规则选取所述网络节点集合中的一个网络节点为第一个初始节点；具体地，根据节点关键度指标，例如所连接的其他节点数、与其他节点之间的距离等，选取一个关键节点为第一个初始节点。
S22.从所述初始节点向所述网络节点集合中的其他各个节点发出探测信息；具体地，若该网络节点集合中的节点数为N，则发出的探测信息数为N-1。
S23.处在活跃状态的网络节点对所述初始节点的所述探测信息进行应答，所述初始节点接收应答信息；具体地，实际网络中节点的存活状态瞬息万变，只有活跃的节点才对信息传播有意义。
S24.对所述应答信息按照接收的时间先后进行排序，选取排在前所述第二预设数目的所述应答信息对应的网络节点与所述初始节点形成邻域；具体地，例如，选取前k个节点，k<N-1，这k个节点和初始节点形成了以初始节点为中心的邻域。
S25.按照第四预设规则选取所述网络节点集合中已形成的邻域以外的一个网络节点作为下一个初始节点，即在所述邻域之外选取所述接收应答信息的时延最长的网络节点为下一个初始节点，重复S22至S24，直至所述网络节点集合划分为所述第一预设数目个邻域。具体地，若邻域的第一预设数目为s，则k＝(N/s)-1。
S3.按照第二预设规则在各个所述邻域中确定一个节点为监视节点，即确定各个所述邻域中的初始节点为所述监视节点，而且所述各个所述邻域中监视节点与至少一个不同邻域中的监视节点相连接，其中，所述监视节点用于监测所述监视节点所在的邻域中的其他网络节点。具体地，各个监视节点在被选中的同时，需通知各自邻域内的各个节点所在邻域内的成员信息，至此系统中所有节点均保存有本邻域组中所有节点的网络地址信息以及相应的邻域组成员列表信息，而各个监视节点保留有全部监视节点的信息，这样就可以进行域间节点的监测，整个待检测节点集合可被所有监视节点覆盖。
具体地，被监测节点(邻域内非监视节点)每隔一段时间周期性地向各邻域内的其他节点报告他自身的健康状况，包含健康信息的数据包称为监测消息。监测消息的发送不能简单地采用广播或者一步发一个的地发送给所有节点，因为这种发送方式会造成大量的网络负载，容易造成网络的拥塞,极大地影响监测的有效性；监测消息散播方法采用Gossip算法，通过将监测消息随机地发送选择出来的若干个邻居节点来完成本次消息的散播，直至将监测消息发送至本邻域内的监视节点。
从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：
在本申请实施例中，采用将待监测网络节点划分邻域的方式，将距离近(应答时间短)的邻居节点划分到同一个邻域中，并选取距离远(应答时间长)的节点为代表监视节点，通过在每个邻域中监视节点的信息互通，达到了集中监视资源覆盖所有关键节点的目的，从而实现了少量监视节点监控所有关键节点的技术效果，解决了“1对1”监控方式缺乏针对性、计算量及工作量巨大、监控成本高昂的技术问题。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。例如，第一预设规则、第二预设规则仅用于区分划分邻域的方法和确定监视节点的方法，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包括选取单元、信息传输单元、数据处理单元和返回单元的邻域划分单元不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的对于这些系统固有的其它单元，如数据获取单元等等。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“中”在“所述各个所述邻域中监视节点与至少一个不同邻域中的监视节点相连接”中并不表示监视节点的空间位置在邻域中，而是根据邻域划分标准处于该邻域代表的范围中。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
根据本发明实施例，还提供了一种用于实施上述网络节点监测方法的网络节点监测系统，如图3所示，该系统包括邻域划分单元和监视节点确定单元，其中：
所述邻域划分单元，用于获取待监测的网络节点集合，按照第一预设规则将所述网络节点集合划分为第一预设数目个邻域，其中，各个所述邻域中包含第二预设数目个网络节点；
所述邻域划分单元，包括选取单元、信息传输单元、数据处理单元和返回单元，其中：
所述选取单元，用于按照第三预设规则选取所述网络节点集合中的一个网络节点为第一个初始节点；
所述信息传输单元，用于从所述初始节点向所述网络节点集合中的其他各个节点发出探测信息；
所述信息传输单元，还用于控制处在活跃状态的网络节点对所述初始节点的所述探测信息进行应答，控制所述初始节点接收应答信息；
所述数据处理单元，用于对所述应答信息按照接收的时间先后进行排序，选取排在前所述第二预设数目的所述应答信息对应的网络节点与所述初始节点形成邻域；
所述选取单元，还用于按照第四预设规则选取所述网络节点集合中已形成的邻域以外的一个网络节点作为下一个初始节点，包括在所述邻域之外选取所述接收应答信息的时延最长的网络节点为下一个初始节点；
所述返回单元，用于返回所述选取单元，直至所述网络节点集合划分为所述第一预设数目个邻域。
所述监视节点确定单元，用于按照第二预设规则在各个所述邻域中确定一个节点为监视节点，包括确定各个所述邻域中的初始节点为所述监视节点，而且所述各个所述邻域中监视节点与至少一个不同邻域中的监视节点相连接，其中，所述监视节点用于监测所述监视节点所在的邻域中的其他网络节点。
具体地，根据选取单元节点关键度指标，例如所连接的其他节点数、与其他节点之间的距离等，选取一个关键节点为第一个初始节点；然后信息传输单元从所述初始节点向所述网络节点集合中的其他各个节点发出探测信息，若该网络节点集合中的节点数为N，则发出的探测信息数为N-1；然后信息传输单元控制处在活跃状态的网络节点对所述初始节点的所述探测信息进行应答，控制所述初始节点接收应答信息，这是由于实际网络中节点的存活状态瞬息万变，只有活跃的节点才对信息传播有意义；然后数据处理单元对应答信息按照接收的时间先后进行排序，选取排在前所述第二预设数目的所述应答信息对应的网络节点与所述初始节点形成邻域，例如，选取前k个节点，k<N-1，这k个节点和初始节点形成了以初始节点为中心的邻域；若邻域的第一预设数目为s，则k＝(N/s)-1。各个监视节点在被选中的同时，需通知各自邻域内的各个节点所在邻域内的成员信息，至此系统中所有节点均保存有本邻域组中所有节点的网络地址信息以及相应的邻域组成员列表信息，而各个监视节点保留有全部监视节点的信息，这样就可以进行域间节点的监测，整个待检测节点集合可被所有监视节点覆盖。
具体地，被监测节点(邻域内非监视节点)每隔一段时间周期性地向各邻域内的其他节点报告他自身的健康状况，包含健康信息的数据包称为监测消息。监测消息的发送不能简单地采用广播或者一步发一个的地发送给所有节点，因为这种发送方式会造成大量的网络负载，容易造成网络的拥塞,极大地影响监测的有效性；监测消息散播方法采用Gossip算法，通过将监测消息随机地发送选择出来的若干个邻居节点来完成本次消息的散播，直至将监测消息发送至本邻域内的监视节点。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种网络节点监测方法，其特征在于，包括：
获取待监测的网络节点集合；
按照第一预设规则将所述网络节点集合划分为第一预设数目个邻域，其中，各个所述邻域中包含第二预设数目个网络节点；
按照第二预设规则在各个所述邻域中确定一个节点为监视节点，其中，所述监视节点用于监测所述监视节点所在的邻域中的其他网络节点；
其中，所述按照第一预设规则将所述网络节点集合划分为第一预设数目个邻域，包括：
S21.按照第三预设规则选取所述网络节点集合中的一个网络节点为第一个初始节点；
S22.从所述初始节点向所述网络节点集合中的其他各个节点发出探测信息；
S23.处在活跃状态的网络节点对所述初始节点的所述探测信息进行应答，所述初始节点接收应答信息；
S24.对所述应答信息按照接收的时间先后进行排序，选取排在前所述第二预设数目的所述应答信息对应的网络节点与所述初始节点形成邻域；
S25.按照第四预设规则选取所述网络节点集合中已形成的邻域以外的一个网络节点作为下一个初始节点，重复S22至S24，直至所述网络节点集合划分为所述第一预设数目个邻域。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照第四预设规则选取所述网络节点集合中已形成的邻域以外的一个网络节点作为下一个初始节点，包括：
在所述邻域之外选取所述接收应答信息的时延最长的网络节点为下一个初始节点。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照第二预设规则在各个所述邻域中确定一个节点为监视节点，包括：确定各个所述邻域中的初始节点为所述监视节点。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各个所述邻域中监视节点与至少一个不同邻域中的监视节点相连接。
5.一种网络节点监测系统，其特征在于，包括邻域划分单元和监视节点确定单元，其中：
所述邻域划分单元，用于获取待监测的网络节点集合，按照第一预设规则将所述网络节点集合划分为第一预设数目个邻域，其中，各个所述邻域中包含第二预设数目个网络节点；
所述监视节点确定单元，用于按照第二预设规则在各个所述邻域中确定一个节点为监视节点，其中，所述监视节点用于监测所述监视节点所在的邻域中的其他网络节点；
其中，所述邻域划分单元，包括选取单元、信息传输单元、数据处理单元和返回单元，其中：
所述选取单元，用于按照第三预设规则选取所述网络节点集合中的一个网络节点为第一个初始节点；
所述信息传输单元，用于从所述初始节点向所述网络节点集合中的其他各个节点发出探测信息；
所述信息传输单元，还用于控制处在活跃状态的网络节点对所述初始节点的所述探测信息进行应答，控制所述初始节点接收应答信息；
所述数据处理单元，用于对所述应答信息按照接收的时间先后进行排序，选取排在前所述第二预设数目的所述应答信息对应的网络节点与所述初始节点形成邻域；
所述选取单元，还用于按照第四预设规则选取所述网络节点集合中已形成的邻域以外的一个网络节点作为下一个初始节点；
所述返回单元，用于返回所述选取单元，直至所述网络节点集合划分为所述第一预设数目个邻域。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述按照第四预设规则选取所述网络节点集合中已形成的邻域以外的一个网络节点作为下一个初始节点，包括：
在所述邻域之外选取所述接收应答信息的时延最长的网络节点为下一个初始节点。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述按照第二预设规则在各个所述邻域中确定一个节点为监视节点，包括：确定各个所述邻域中的初始节点为所述监视节点。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述各个所述邻域中监视节点与至少一个不同邻域中的监视节点相连接。
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