CN109756374B - 一种基于度数中心性的航空电子网络拓扑结构生成方法 - Google Patents

一种基于度数中心性的航空电子网络拓扑结构生成方法 Download PDF

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CN109756374B CN201910024636.2A CN201910024636A CN109756374B CN 109756374 B CN109756374 B CN 109756374B CN 201910024636 A CN201910024636 A CN 201910024636A CN 109756374 B CN109756374 B CN 109756374B
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Abstract

本发明公开了一种基于度数中心性的航空电子网络拓扑结构生成方法，该方法包括有配置交换机和终端节点的步骤，采用通信任务量多少分别对核心终端节点和外围终端节点处理的步骤，判断交换机连接网络生成的步骤，以及判断航空电子网络是否生成结束的步骤。本发明方法在进行终端节点的节点划分过程中，将核心终端节点与外围终端节点分开考虑，从而保证了核心终端节点先进入网络，提高了核心终端节点所承载的高优先级任务传输到目的终端节点的可靠性，从而增强了航空电子网络传输的可靠性。

Description

一种基于度数中心性的航空电子网络拓扑结构生成方法
技术领域
本发明涉及一种航空电子网络生成方法，更特别地说，是指一种基于度数中心性的航空电子网络拓扑结构生成方法。
背景技术
随着航空电子领域中分布式综合模块化航空电子系统(Distributed IntegratedModular Avionics，DIMA)架构理念的提出，航空电子系统综合化显著增强，各子系统之间的数据交换更为频繁。为了使航电网络在各子系统之间大规模数据交换的条件下，仍然能保证整个航空电子网络的实时性，需要设计合理的航空电子网络拓扑结构，均衡网络中各链路负载，提高航空电子网络的实时性，因此需要对航空电子网络拓扑的生成方法进行进一步研究。
近年来复杂网络(Complex Network)受到了来自科学与工程等各个领域的强烈关注，作为复杂性的全新视角和有力工具，已经广泛应用于交通网络、人类脑功能网络以及卫星导航链路网络等领域的网络生成研究中，由于其模型不仅兼顾样本个体属性，还更加注重从宏观结构上将样本局部与整体的关系紧密连接，这些优势促使复杂网络在网络生成研究问题中应用广泛。度数中心性(Degree Centrality)是用来衡量网络中一个节点与其他所有节点相联系的程度。应用节点的度数中心性来解决整个复杂网络生成的问题比较常见。
目前复杂的航空电子网络拓扑结构设计全部依靠人工，设计人员会根据航电系统中各个终端的连接关系进行网络规划，生成网络拓扑结构。然而设计人员的技术水平直接决定了网络设计的效果。目前航电系统的网络拓扑设计，尚缺一个自动化的设计方案。
发明内容
为了解决现有的航空电子网络结构设计依据路由策略配置通信任务来设定的局限性，本发明提出了一种基于度数中心性的航空电子网络拓扑结构生成方法。本发明方法将复杂网络理论中的节点度数中心性应用到航空电子网络中，采用每对终端节点之间的通信任务量多少为参考，将终端节点进行节点划分处理，解决了航空电子网络拓扑结构的自动生成问题。在进行终端节点的节点划分的过程中，采用两级划分标准，一方面是核心终端节点和外围终端节点；另一方面是终端节点之间的通信任务量。
本发明的一种基于度数中心性的航空电子网络拓扑结构生成方法，其特征在于包括下列步骤：
步骤一：配置交换机与终端节点；
步骤1-1，设置交换机个数A、每个交换机的端口数C、以及终端节点个数B；
然后比较交换机端口总数CM是否大于终端节点个数B；
若CM≥B，则执行步骤1-2；
若CM＜B，则放弃航空电子网络拓扑自动生成，并重新记录航空电子网络中所有交换机端口总数和终端节点的总个数；
步骤1-2，设置交换机之间互联所用最少端口数Amin＝2×(A-1)；然后判断交换机剩余端口总数RE＝A×C-B是否能够完成交换机之间的互联；
若RE≥Amin，则交换机之间能够互联，执行步骤2-1；
若RE＜Amin，则放弃航空电子网络拓扑自动生成，并重新记录航空电子网络中所有交换机端口总数和终端节点的总个数；
步骤二：采用通信任务量的多少进行核心终端节点划分；
步骤2-1，交换机之间互联后，更新交换机剩余端口数，执行步骤2-2；
步骤2-2，依据终端节点之间的通信任务量多少构建任务分配邻接矩阵Relative，执行步骤2-3；
步骤2-3，从步骤2-2中选取出属于核心终端节点之间的通信任务量多少，建立核心终端节点—任务分配邻接矩阵RelativeMESH，执行步骤2-4；
步骤2-4，对所述RelativeMESH中的每一行进行通信任务量的相加，得到行—任务总量LINEMESH；执行步骤2-5；
步骤2-5，依据LINEMESH重新对步骤2-3的RelativeMESH进行从小至大排序，得到更新—核心终端节点矩阵
Figure BDA0001942027520000021
执行步骤2-6；
步骤2-6，依据斜率等于1的位置从所述
Figure BDA0001942027520000022
中选取出种子—核心终端节点
Figure BDA0001942027520000023
执行步骤2-7；
步骤2-7，构建空的峰值—核心终端节点集Group＝{GP1,GP2,…,GPx,…,GPy,…,GPA}，执行步骤2-8；
步骤2-8，对所述
Figure BDA0001942027520000024
的第一行进行节点划分选取；
首先，将步骤2-6中所述
Figure BDA0001942027520000025
的第一个元素对应的核心终端节点
Figure BDA0001942027520000026
加入至GP1中；
然后，依据可分配端口数量RANK从所述
Figure BDA0001942027520000027
的第一行选取与所述RANK相等个数的终端节点加入至GP1中；
所述
Figure BDA0001942027520000028
的第一行的选择方式为从大至小选出与所述RANK个数相同的终端节点；
最后，跳过除种子核心终端节点以外已经划分后核心终端节点所在
Figure BDA0001942027520000029
的行；执行步骤2-9；
步骤2-9，对所述
Figure BDA00019420275200000210
的第二行进行节点划分选取；
首先，判断核心终端节点
Figure BDA00019420275200000211
是否在GP1中；
若存在，则跳过所述
Figure BDA00019420275200000212
的第二行的节点划分；
若不存在，将步骤2-6中所述
Figure BDA00019420275200000213
的第二个元素对应的核心终端节点
Figure BDA00019420275200000214
加入至GP2中；
然后，依据可分配端口数量RANK从所述
Figure BDA00019420275200000215
的第二行选取与所述RANK相等个数的终端节点加入至GP2中；
所述
Figure BDA00019420275200000216
的第二行的选择方式为从大至小选出与所述RANK个数相同的终端节点；
然后，若GP2的标识号等于交换机的总个数A时，位于
Figure BDA00019420275200000217
的第二行之后的所有行的节点划分；执行步骤2-10；
若GP2的标识号小于交换机的总个数A，且
Figure BDA00019420275200000218
的第三行不是跳过行，对所述第三行的操作与步骤2-9相同；同理，继
Figure BDA00019420275200000219
中的第三行之后的行的操作与步骤2-9相同；执行步骤3-1；
步骤2-10，若已经分配完成Group，则对所述
Figure BDA00019420275200000220
的第四行进行节点划分选取，计算
Figure BDA00019420275200000221
与Group中每组峰值集中每个核心终端节点的通信任务量之和，选取通信任务量最大的峰值集，并将
Figure BDA00019420275200000222
加入到所述通信任务量最大的峰值集中；执行步骤2-11；
步骤2-11，若已经分配完成Group，且不属于所述
Figure BDA00019420275200000223
的跳过行采用与步骤2-10相同的操作，直到所述
Figure BDA00019420275200000224
中所有行完成节点划分，执行步骤3-1；
步骤三：采用通信任务量的多少进行外围终端节点划分；
步骤3-1，
Figure BDA0001942027520000031
与Group中各个峰值集的通信任务量求和，选出通信任务量最大的峰值集，则将
Figure BDA0001942027520000032
加入至所述峰值集中；执行步骤3-2；
步骤3-2，将
Figure BDA0001942027520000033
之后的外围终端节点的划分集合采用与步骤3-1相同的操作，得到更新后的各个峰值集；执行步骤3-3；
步骤3-3，将步骤3-2获得的终端节点分别与交换机连接，执行步骤4-1；
步骤四：生成交换机连接网络；
步骤4-1，计算峰值集间通信任务量，构建通信任务量与交换机的关联矩阵；执行步骤4-2；
步骤4-2，计算峰值集间通信任务量的平均值
Figure BDA0001942027520000034
Z为所述Switch＝[]A×A中所有元素之和，执行步骤4-3；
步骤4-3，判断交换机SW1与其他交换机的连接，是以峰值集间的通信任务量与峰值间通信任务量的平均值作比较；执行步骤4-4；
步骤4-4，继SW1之后的交换机连接采用与步骤4-3的相同操作，直到完成所有交换机的连接判断，从而构成交换机的连接网络；执行步骤五；
步骤五：判断航空电子网络是否生成结束；
若
Figure BDA0001942027520000035
则终端节点全部挂载到对应的交换机上，航空电子网络生成结束；
若
Figure BDA0001942027520000036
则存在终端节点未挂载到对应的交换机上；执行步骤2-1。
本发明基于度数中心性的航空电子网络拓扑结构生成方法的优点在于：
①本发明在进行终端节点的节点划分过程中，将核心终端节点与外围终端节点分开考虑，从而保证了核心终端节点先进入网络，提高了核心终端节点所承载的高优先级任务传输到目的终端节点的可靠性，从而增强了航空电子网络传输的可靠性。
②本发明以每对终端节点之间的通信任务量多少为参考指标，衡量终端节点之间联系的紧密程度，将通信任务量较大的一对终端节点尽量划分到同一个峰值集中，均衡交换机负载，减小链路跳数，从而缩短了数据传输时间，提高了航空电子网络的实时性。
③本发明在对终端节点进行节点划分的处理过程中，未将交换机端口全部分配，而是作出一定保留(只有分配80％)，有利于均衡交换机负载，减少由于某个交换机拥塞而产生的丢包现象，进一步增强传输可靠性。
附图说明
图1是本发明基于度数中心性的航空电子网络拓扑结构生成的流程图。
图2是采用本发明方法实施例1生成的航空电子网络拓扑示意图。
图3是采用本发明方法端到端延迟的对比图。
图4是采用本发明方法实施例2生成的航空电子网络拓扑示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
在本发明中，航空电子网络中的交换机记为SW，所需所述SW的个数记为A。采用集合形式表达为交换机集MSW＝{SW1,SW2,…,SWx,…,SWy,…,SWA}，为了方便说明，x为交换机的标识号，A为交换机的总个数，x∈A，A≥2。每个交换机的端口数是相同的，端口数记为C。航空电子网络中所有交换机端口总数记为CM，交换机剩余端口总数记为RE，且RE＝A×C-B，交换机占用端口总数CM-RE＝ME，交换机之间互联所用最少端口数Amin，且Amin＝2×(A-1)；由于交换机之间的互联，时常更新交换机剩余端口数记为RE更新，且RE更新＝RE-2×(A-1)。SW1为第1个交换机。SW2为第2个交换机。SWx为第x个交换机(SWx也称为任意一个交换机)。SWy为第y个交换机(SWy也称为除SWx以外的另一个任意交换机)。SWA为最后一个交换机。
在本发明中，航空电子网络中的终端节点记为ES，所需所述ES的个数记为B。采用集合形式表达为终端节点集MES＝{ES1,ES2,…,ESb,…,ESc,…,ESB}，为了方便说明，b为终端节点的标识号，B为终端节点的总个数，b∈B。ES1为第1个终端节点。ES2为第2个终端节点。ESb为第b个终端节点(ESb也称为任意一个终端节点)。ESc为第c个终端节点(ESc也称为除ESb以外的另一个任意终端节点)。ESB为最后一个终端节点。
在本发明中，终端节点ESb与终端节点ESc存在有通信，则通信任务量记为
Figure BDA0001942027520000041
为了方便说明，所述
Figure BDA0001942027520000042
的赋值记为w，则有
Figure BDA0001942027520000043
“0”一方面表示终端节点ESb与终端节点ESc不存在有通信，另一方面表示同一终端节点的通信。
在航空电子网络中，不同的终端节点由于其承载任务的紧要程度不同会具有不同的等级，因此在本发明中指明终端节点的两种级别，分别为核心终端节点和外围终端节点。所述核心终端节点会优先进行划分。核心终端节点集合记为
Figure BDA0001942027520000044
为了方便说明，d为核心终端节点的标识号，D为核心终端节点的总数，d∈D；外围终端节点集合记为
Figure BDA0001942027520000045
为了方便说明，e为外围终端节点的标识号，E为外围终端节点的总数，e∈E；D+E＝B。
Figure BDA0001942027520000046
为第1个核心终端节点。
Figure BDA0001942027520000047
为第2个核心终端节点。
Figure BDA0001942027520000048
为第d个核心终端节点(
Figure BDA0001942027520000049
也称为任意一个核心终端节点)。
Figure BDA00019420275200000410
为最后一个核心终端节点。
Figure BDA00019420275200000411
为第1个外围终端节点。
Figure BDA00019420275200000412
为第2个外围终端节点。
Figure BDA00019420275200000413
为第e个外围终端节点(
Figure BDA00019420275200000414
也称为任意一个外围终端节点)。
Figure BDA00019420275200000415
为最后一个外围终端节点。
在本发明中，将终端节点集MES＝{ES1,ES2,…,ESb,…,ESB}中的任意两个终端节点之间的通信任务量多少用数字表示，数值越大表示任务量越多，数值越小表示任务量越少。根据终端节点之间的任务通信关系，建立任务分配邻接矩阵记为Relative，所述任务分配邻接矩阵Relative是一个终端节点总数乘以终端节点总数的二维矩阵，即Relative＝[]B×B。核心端系统之间的任务分配邻接矩阵记为RelativeMESH，所述RelativeMESH也是二维矩阵，即RelativeMESH＝[]D×D。
在本发明中，可分配端口数量记为RANK，
Figure BDA00019420275200000416
Figure BDA00019420275200000417
为核心终端节点占终端节点的比例，以交换机剩余端口总数RE的80％与
Figure BDA00019420275200000418
的百分数作为核心终端节点端口分配指标，有利于保证交换机端口均匀分配。
参见图1所示，本发明的一种基于度数中心性的航空电子网络拓扑结构生成方法，该生成方法包括有下列步骤：
步骤一：配置交换机与终端节点；
步骤1-1，设置交换机端口总数以及终端节点数；
设置交换机的总个数，记为A，交换机集MSW＝{SW1,SW2,…,SWx,…,SWy,…,SWA}；以及每个交换机的端口数，记为C；记录交换机端口总数，记为CM；
设置终端节点MES＝{ES1,ES2,…,ESb,…,ESc,…,ESB}的个数，B为终端节点的总个数；属于终端节点中的核心终端节点集合记为
Figure BDA0001942027520000051
属于终端节点中的外围终端节点集合记为
Figure BDA0001942027520000052
然后比较CM是否大于B；
若CM≥B，则执行步骤1-2；
若CM＜B，则放弃航空电子网络拓扑自动生成，并重新记录航空电子网络中所有交换机端口总数和终端节点的总个数；
步骤1-2，设置交换机之间互联所用最少端口数Amin＝2×(A-1)；然后判断交换机剩余端口总数RE＝A×C-B是否能够完成交换机之间的互联；若RE≥Amin，则交换机之间能够互联，执行步骤2-1；若RE＜Amin，则放弃航空电子网络拓扑自动生成，并重新记录航空电子网络中所有交换机端口总数和终端节点的总个数；
步骤二：采用通信任务量的多少进行核心终端节点划分；
步骤2-1，交换机之间互联后，更新交换机剩余端口数，记为RE更新，且RE更新＝RE-2×(A-1)；执行步骤2-2；
步骤2-2，依据终端节点之间的通信任务量多少构建任务分配邻接矩阵Relative，且
Figure BDA0001942027520000053
执行步骤2-3；
Figure BDA0001942027520000054
为ES1与ES1的通信任务量；
Figure BDA0001942027520000055
为ES1与ES2的通信任务量；
Figure BDA0001942027520000056
为ES1与ESb的通信任务量；
Figure BDA0001942027520000057
为ES1与ESB的通信任务量；
Figure BDA0001942027520000058
为ES2与ES1的通信任务量；
Figure BDA0001942027520000059
为ES2与ES2的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000510
为ES2与ESb的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000511
为ES2与ESB的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000512
为ESb与ES1的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000513
为ESb与ES2的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000514
为ESb与ESb的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000515
为ESb与ESB的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000516
为ESB与ES1的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000517
为ESB与ES2的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000518
为ESB与ESb的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000519
为ESB与ESB的通信任务量。
步骤2-3，从步骤2-2中选取出属于核心终端节点之间的通信任务量多少，建立核心终端节点—任务分配邻接矩阵RelativeMESH，且
Figure BDA0001942027520000061
执行步骤2-4；
Figure BDA0001942027520000062
为
Figure BDA0001942027520000063
与
Figure BDA0001942027520000064
的通信任务量；
Figure BDA0001942027520000065
为
Figure BDA0001942027520000066
与
Figure BDA0001942027520000067
的通信任务量；
Figure BDA0001942027520000068
为
Figure BDA0001942027520000069
与
Figure BDA00019420275200000610
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000611
为
Figure BDA00019420275200000612
与
Figure BDA00019420275200000613
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000614
为
Figure BDA00019420275200000615
与
Figure BDA00019420275200000616
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000617
为
Figure BDA00019420275200000618
与ES2的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000619
为
Figure BDA00019420275200000620
与
Figure BDA00019420275200000621
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000622
为
Figure BDA00019420275200000623
与
Figure BDA00019420275200000624
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000625
为
Figure BDA00019420275200000626
与
Figure BDA00019420275200000627
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000628
为
Figure BDA00019420275200000629
与
Figure BDA00019420275200000630
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000631
为
Figure BDA00019420275200000632
与
Figure BDA00019420275200000633
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000634
为
Figure BDA00019420275200000635
与
Figure BDA00019420275200000636
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000637
为
Figure BDA00019420275200000638
与
Figure BDA00019420275200000639
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000640
为
Figure BDA00019420275200000641
与
Figure BDA00019420275200000642
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000643
为
Figure BDA00019420275200000644
与
Figure BDA00019420275200000645
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000646
为
Figure BDA00019420275200000647
与
Figure BDA00019420275200000648
的通信任务量。
在本发明中，从Relative中选取出核心终端节点之间的通信任务，得到RelativeMESH，所述RelativeMESH中的每一行中的每一个数据都是针对任意一个核心终端节点与其他核心终端节点之间通信数据量的大小。
步骤2-4，对所述RelativeMESH中的每一行进行通信任务量的相加，得到行—任务总量LINEMESH＝{GM1,GM2,…,GMd,…,GMD}；执行步骤2-5；
GM1为所述RelativeMESH中第1行的通信任务量之和；
GM2为所述RelativeMESH中第2行的通信任务量之和；
GMd为所述RelativeMESH中第d行的通信任务量之和；
GMD为所述RelativeMESH中最后一行的通信任务量之和。
步骤2-5，依据LINEMESH＝{GM1,GM2,…,GMd,…,GMD}重新对步骤2-3的RelativeMESH进行从小至大排序，得到排序后的核心终端节点—任务分配邻接矩阵
Figure BDA00019420275200000649
简称为更新—核心终端节点矩阵；在本发明中，排序后调整每一行，使在矩阵
Figure BDA00019420275200000650
中斜率为1的位置处为终端节点自身的通信任务量。
且
Figure BDA0001942027520000071
执行步骤2-6；
Figure BDA0001942027520000072
为排序后的
Figure BDA0001942027520000073
与
Figure BDA0001942027520000074
的通信任务量；
Figure BDA0001942027520000075
为排序后的
Figure BDA0001942027520000076
与
Figure BDA0001942027520000077
的通信任务量；
Figure BDA0001942027520000078
为排序后的
Figure BDA0001942027520000079
与
Figure BDA00019420275200000710
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000711
为排序后的
Figure BDA00019420275200000712
与
Figure BDA00019420275200000713
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000714
为排序后的
Figure BDA00019420275200000715
与
Figure BDA00019420275200000716
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000717
为排序后的
Figure BDA00019420275200000718
与ES2的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000719
为排序后的
Figure BDA00019420275200000720
与
Figure BDA00019420275200000721
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000722
为排序后的
Figure BDA00019420275200000723
与
Figure BDA00019420275200000724
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000725
为排序后的
Figure BDA00019420275200000726
与
Figure BDA00019420275200000727
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000728
为排序后的
Figure BDA00019420275200000729
与
Figure BDA00019420275200000730
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000731
为排序后的
Figure BDA00019420275200000732
与
Figure BDA00019420275200000733
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000734
为排序后的
Figure BDA00019420275200000735
与
Figure BDA00019420275200000736
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000737
为排序后的
Figure BDA00019420275200000738
与
Figure BDA00019420275200000750
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000739
为排序后的
Figure BDA00019420275200000740
与
Figure BDA00019420275200000741
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000742
为排序后的
Figure BDA00019420275200000743
与
Figure BDA00019420275200000744
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200000745
为排序后的
Figure BDA00019420275200000746
与
Figure BDA00019420275200000747
的通信任务量。
步骤2-6，依据斜率等于1的位置从所述
Figure BDA00019420275200000748
中选取出种子—核心终端节点，记为
Figure BDA00019420275200000749
执行步骤2-7；
步骤2-7，构建空的峰值—核心终端节点集Group＝{GP1,GP2,…,GPx,…,GPy,…,GPA}；执行步骤2-8；
GP1为峰值—第一组核心终端节点集合，简称为第一组峰值集；
GP2为峰值—第二组核心终端节点集合，简称为第二组峰值集；
GPx为峰值—第x组核心终端节点集合；(GPx也称为峰值—任意一组核心终端节点集合)，简称为第一组任意峰值集；
GPy为峰值—第y组核心终端节点集合；(GPy也称为除GPx以外的另一个峰值—任意一组核心终端节点集合)，简称为第二组任意峰值集；
GPA为峰值—最后一组核心终端节点集合，简称为最后一组峰值集；
在本发明中，峰值集的标识号与交换机的标识号一一对应，即GPx中的下角标x就是交换机SWx中的下角标x。
步骤2-8，对所述
Figure BDA0001942027520000081
的第一行
Figure BDA0001942027520000082
进行节点划分选取；
首先，将步骤2-6中所述
Figure BDA0001942027520000083
对应的核心终端节点
Figure BDA0001942027520000084
加入至GP1中；
然后，依据可分配端口数量RANK从
Figure BDA0001942027520000085
选取与所述RANK相等个数的终端节点加入至GP1中；
所述
Figure BDA0001942027520000086
的选择方式为从大至小选出与所述RANK个数相同的终端节点；
例如RANK＝2，所述
Figure BDA0001942027520000087
gp最大表示
Figure BDA0001942027520000088
中与
Figure BDA0001942027520000089
的通信任务量的数值最大的终端节点(记为
Figure BDA00019420275200000810
)；gp次大表示
Figure BDA00019420275200000811
中与
Figure BDA00019420275200000812
的通信任务量的数值次大的终端节点(记为
Figure BDA00019420275200000813
)；则第一组峰值集
Figure BDA00019420275200000814
若
Figure BDA00019420275200000815
在
Figure BDA00019420275200000816
中的位置为第七位，则跳过
Figure BDA00019420275200000817
中的第七行的划分。
若
Figure BDA00019420275200000818
在
Figure BDA00019420275200000819
中的位置为第九位，则跳过
Figure BDA0001942027520000091
中的第九行的划分。
例如RANK＝5，所述
Figure BDA0001942027520000092
gp最大表示
Figure BDA0001942027520000093
中与
Figure BDA0001942027520000094
的通信任务量的数值最大的终端节点；gp次大表示
Figure BDA0001942027520000095
中与
Figure BDA0001942027520000096
的通信任务量的数值次大的终端节点；gp第二大表示
Figure BDA0001942027520000097
中与
Figure BDA0001942027520000098
的通信任务量的数值第二大的终端节点；gp第三大表示
Figure BDA0001942027520000099
中与
Figure BDA00019420275200000910
的通信任务量的数值第三大的终端节点；gp第四大表示
Figure BDA00019420275200000911
中与
Figure BDA00019420275200000912
的通信任务量的数值第四大的终端节点。
在本发明中，若GP1中的除种子节点以外的终端节点位置与
Figure BDA00019420275200000913
中行数相同，则跳过
Figure BDA00019420275200000914
中的所在行元素的划分。
最后，跳过除种子核心终端节点(即
Figure BDA0001942027520000101
)以外已经划分后核心终端节点所在
Figure BDA0001942027520000102
的行；执行步骤2-9；
步骤2-9，对所述
Figure BDA0001942027520000103
的第二行
Figure BDA0001942027520000104
进行节点划分选取；
首先，判断核心终端节点
Figure BDA0001942027520000105
是否在GP1中；若存在，则跳过
Figure BDA0001942027520000106
的节点划分；若不存在，将步骤2-6中所述
Figure BDA0001942027520000107
对应的核心终端节点
Figure BDA0001942027520000108
加入至GP2中；
然后，依据可分配端口数量RANK从
Figure BDA0001942027520000109
选取与所述RANK相等个数的终端节点加入至GP2中；
所述
Figure BDA00019420275200001010
的选择方式为从大至小选出与所述RANK个数相同的终端节点；
例如RANK＝2，所述
Figure BDA00019420275200001011
gp最大表示
Figure BDA00019420275200001012
中与
Figure BDA00019420275200001013
的通信任务量的数值最大的终端节点(记为第3个核心终端节点
Figure BDA00019420275200001014
)；gp次大表示
Figure BDA00019420275200001015
中与
Figure BDA00019420275200001016
的通信任务量的数值次大的终端节点(记为第5个核心终端节点
Figure BDA00019420275200001017
)；则第二组峰值集
Figure BDA00019420275200001018
若
Figure BDA00019420275200001019
在
Figure BDA00019420275200001020
中的位置为第三位，则跳过
Figure BDA00019420275200001021
中的第三行的划分。
若
Figure BDA00019420275200001022
在
Figure BDA00019420275200001023
中的位置为第五位，则跳过
Figure BDA0001942027520000111
中的第五行的划分。
然后，若GP2的标识号等于交换机的总个数A(即A＝2)时，位于
Figure BDA0001942027520000112
的第二行之后的所有行的节点划分；执行步骤2-10；
在本发明中，若GP2的标识号小于交换机的总个数A，且
Figure BDA0001942027520000113
的第三行
Figure BDA0001942027520000114
不是跳过行，对所述第三行的操作与步骤2-9相同；同理，继
Figure BDA0001942027520000115
中的第三行之后的行的操作与步骤2-9相同；执行步骤3-1。
步骤2-10，若已经分配完成Group＝{GP1,GP2,…,GPx,…,GPy,…,GPA}，则对所述
Figure BDA0001942027520000116
的第四行
Figure BDA0001942027520000117
进行节点划分选取，计算
Figure BDA0001942027520000118
与Group＝{GP1,GP2,…,GPx,…,GPy,…,GPA}中每组峰值集中每个核心终端节点的通信任务量之和，选取通信任务量最大的峰值集，并将
Figure BDA0001942027520000119
加入到所述通信任务量最大的峰值集中；执行步骤2-11；
Figure BDA00019420275200001110
为第四个核心终端节点；
Figure BDA00019420275200001111
为排序后的
Figure BDA00019420275200001112
与
Figure BDA00019420275200001113
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200001114
为排序后的
Figure BDA00019420275200001115
与
Figure BDA00019420275200001116
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200001118
为排序后的
Figure BDA00019420275200001119
与
Figure BDA00019420275200001120
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200001121
为排序后的
Figure BDA00019420275200001122
与
Figure BDA00019420275200001123
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200001124
为排序后的
Figure BDA00019420275200001125
与
Figure BDA00019420275200001126
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200001127
为排序后的
Figure BDA00019420275200001128
与
Figure BDA00019420275200001129
的通信任务量；
Figure BDA00019420275200001130
与
Figure BDA00019420275200001131
中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为：
Figure BDA00019420275200001132
与
Figure BDA00019420275200001133
的通信任务量为
Figure BDA00019420275200001134
Figure BDA00019420275200001135
与
Figure BDA00019420275200001136
的通信任务量为
Figure BDA00019420275200001137
Figure BDA00019420275200001138
与
Figure BDA00019420275200001139
的通信任务量为
Figure BDA00019420275200001140
则有
Figure BDA00019420275200001141
Figure BDA00019420275200001142
与
Figure BDA00019420275200001143
中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为：
Figure BDA00019420275200001144
与
Figure BDA0001942027520000121
的通信任务量为
Figure BDA0001942027520000122
Figure BDA0001942027520000123
与
Figure BDA0001942027520000124
的通信任务量为
Figure BDA0001942027520000125
Figure BDA0001942027520000126
与
Figure BDA0001942027520000127
的通信任务量为
Figure BDA0001942027520000128
则有
Figure BDA0001942027520000129
同理，所述
Figure BDA00019420275200001210
与GPx的通信任务量之和，记为
Figure BDA00019420275200001211
所述
Figure BDA00019420275200001212
与GPy的通信任务量之和，记为
Figure BDA00019420275200001213
所述
Figure BDA00019420275200001214
与GPA的通信任务量之和，记为
Figure BDA00019420275200001215
对比
Figure BDA00019420275200001216
和
Figure BDA00019420275200001217
的大小，若
Figure BDA00019420275200001218
为最大，则将
Figure BDA00019420275200001219
加入至GPx中。
步骤2-11，若已经分配完成Group＝{GP1,GP2,…,GPx,…,GPy,…,GPA}，且不属于所述
Figure BDA00019420275200001220
的跳过行采用与步骤2-10相同的操作，直到所述
Figure BDA00019420275200001221
中所有行完成节点划分，执行步骤3-1；
在本发明中，由于将
Figure BDA00019420275200001222
中其他核心终端节点的加入至峰值集中，故
Figure BDA00019420275200001223
在本发明的步骤二中，在核心终端节点完成节点划分过程中，把斜率为1位置上的核心终端节点作为当前行的种子节点，若所述种子节点已经成为峰值集中的元素，则跳过该行，然后继续对下一行进行节点划分，直至完成
Figure BDA00019420275200001260
中所有行的节点划分。
步骤三：采用通信任务量的多少进行外围终端节点划分；
计算
Figure BDA00019420275200001224
中各个节点与Group＝{GP1,GP2,…,GPx,…,GPy,…,GPA}中各个峰值集中的核心终端节点的通信任务量之和。
步骤3-1，
Figure BDA00019420275200001225
与Group中各个峰值集的通信任务量求和，执行步骤3-2；
若
Figure BDA00019420275200001226
中的终端节点个数大于等于RE×80％，则不将
Figure BDA00019420275200001227
与
Figure BDA00019420275200001228
中的终端节点进行通信任务量求和；若
Figure BDA00019420275200001229
中的终端节点个数小于RE×80％，然后计算
Figure BDA00019420275200001230
与
Figure BDA00019420275200001231
中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为：
Figure BDA00019420275200001232
与
Figure BDA00019420275200001233
的通信任务量为
Figure BDA00019420275200001234
Figure BDA00019420275200001235
与
Figure BDA00019420275200001236
的通信任务量为
Figure BDA00019420275200001237
Figure BDA00019420275200001238
与
Figure BDA00019420275200001239
的通信任务量为
Figure BDA00019420275200001240
则有
Figure BDA00019420275200001241
若
Figure BDA00019420275200001242
中的终端节点个数大于等于RE×80％，则不将
Figure BDA00019420275200001243
与
Figure BDA00019420275200001244
中的终端节点进行通信任务量求和；若
Figure BDA00019420275200001245
中的终端节点个数小于RE×80％，然后计算
Figure BDA00019420275200001246
与
Figure BDA00019420275200001247
中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为：
Figure BDA00019420275200001248
与
Figure BDA00019420275200001249
的通信任务量为
Figure BDA00019420275200001250
Figure BDA00019420275200001251
与
Figure BDA00019420275200001252
的通信任务量为
Figure BDA00019420275200001253
Figure BDA00019420275200001254
与
Figure BDA00019420275200001255
的通信任务量为
Figure BDA00019420275200001256
则有
Figure BDA00019420275200001257
若
Figure BDA00019420275200001258
中的终端节点个数大于等于RE×80％，则不将
Figure BDA00019420275200001259
与
Figure BDA0001942027520000131
中的终端节点进行通信任务量求和；若
Figure BDA0001942027520000132
中的终端节点个数小于RE×80％，然后计算
Figure BDA0001942027520000133
与
Figure BDA0001942027520000134
中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为：
Figure BDA0001942027520000135
与
Figure BDA0001942027520000136
的通信任务量为
Figure BDA0001942027520000137
则有
Figure BDA0001942027520000138
若GPy中的终端节点个数大于等于RE×80％，则不将
Figure BDA0001942027520000139
与GPy中的终端节点进行通信任务量求和；若GPy中的终端节点个数小于RE×80％，然后计算
Figure BDA00019420275200001310
与GPy中各个核心终端节点的通信任务量之和，记为
Figure BDA00019420275200001311
若GPA中的终端节点个数大于等于RE×80％，则不将
Figure BDA00019420275200001312
与GPA中的终端节点进行通信任务量求和；若GPA中的终端节点个数小于RE×80％，然后计算
Figure BDA00019420275200001313
与GPA中各个核心终端节点的通信任务量之和，记为
Figure BDA00019420275200001314
对比
Figure BDA00019420275200001315
和
Figure BDA00019420275200001316
的大小，选出通信任务量最大的GPx，则将
Figure BDA00019420275200001317
加入至峰值集GPx中。
步骤3-2，将
Figure BDA00019420275200001318
之后的外围终端节点的划分集合采用与步骤3-1相同的操作，得到更新后的各个峰值集；执行步骤3-3；具体地：
Figure BDA00019420275200001319
Figure BDA00019420275200001320
GPy-新、GPA-新，即更新后的峰值集合Group新＝{GP1-新,GP2-新,…,GPx-新,…,GPy-新,…,GPA-新}。
在本发明中，所述
Figure BDA00019420275200001321
中的终端节点的个数，记为
Figure BDA00019420275200001322
所述
Figure BDA00019420275200001323
中的终端节点的个数，记为
Figure BDA00019420275200001324
所述
Figure BDA00019420275200001325
中的终端节点的个数，记为
Figure BDA00019420275200001326
所述GPy-新中的终端节点的个数，记为
Figure BDA00019420275200001327
所述GPA-新中的终端节点的个数，记为
Figure BDA00019420275200001328
Figure BDA00019420275200001329
步骤3-3，将步骤3-2获得的终端节点分别与交换机连接，执行步骤4-1；
对于
Figure BDA00019420275200001330
中的各个终端节点连接在第1个交换机SW1上；
对于
Figure BDA00019420275200001331
中的各个终端节点连接在第2个交换机SW2上；
对于
Figure BDA00019420275200001332
中的各个终端节点连接在第x个交换机SWx上；
对于GPy-新中的各个终端节点连接在第y个交换机SWy上；
对于GPA-新中的各个终端节点连接在最后一个交换机SWA上。
步骤四：生成交换机连接网络；
步骤4-1，计算峰值集间通信任务量，构建通信任务量与交换机的关联矩阵；执行步骤4-2；
构建通信任务量与交换机的关联矩阵Switch＝[]A×A，角标是交换机的总数A。
Figure BDA0001942027520000141
Figure BDA0001942027520000142
为GP1与GP1中所有终端节点的通信任务量之和，且
Figure BDA0001942027520000143
Figure BDA0001942027520000144
为GP1与GP2中所有终端节点的通信任务量之和。
Figure BDA0001942027520000145
为GP1与GPx中所有终端节点的通信任务量之和。
Figure BDA0001942027520000146
为GP1与GPy中所有终端节点的通信任务量之和。
Figure BDA0001942027520000147
为GP1与GPA中所有终端节点的通信任务量之和。
Figure BDA0001942027520000148
为GP2与GP1中所有终端节点的通信任务量之和。
Figure BDA0001942027520000149
为GP2与GP2中所有终端节点的通信任务量之和，且
Figure BDA00019420275200001410
Figure BDA00019420275200001411
为GP2与GPx中所有终端节点的通信任务量之和。
Figure BDA00019420275200001412
为GP2与GPy中所有终端节点的通信任务量之和。
Figure BDA00019420275200001413
为GP2与GPA中所有终端节点的通信任务量之和。
Figure BDA00019420275200001414
为GPx与GP1中所有终端节点的通信任务量之和。
Figure BDA00019420275200001415
为GPx与GP2中所有终端节点的通信任务量之和。
Figure BDA00019420275200001416
为GPx与GPx中所有终端节点的通信任务量之和，且
Figure BDA00019420275200001417
Figure BDA00019420275200001418
为GPx与GPy中所有终端节点的通信任务量之和。
Figure BDA00019420275200001419
为GPx与GPA中所有终端节点的通信任务量之和。
Figure BDA00019420275200001420
为GPy与GP1中所有终端节点的通信任务量之和。
Figure BDA00019420275200001421
为GPy与GP2中所有终端节点的通信任务量之和。
Figure BDA00019420275200001422
为GPy与GPx中所有终端节点的通信任务量之和。
Figure BDA00019420275200001423
为GPy与GPy中所有终端节点的通信任务量之和，且
Figure BDA00019420275200001424
Figure BDA0001942027520000151
为GPy与GPA中所有终端节点的通信任务量之和。
Figure BDA0001942027520000152
为GPA与GP1中所有终端节点的通信任务量之和。
Figure BDA0001942027520000153
为GPA与GP2中所有终端节点的通信任务量之和。
Figure BDA0001942027520000154
为GPA与GPx中所有终端节点的通信任务量之和。
Figure BDA0001942027520000155
为GPA与GPy中所有终端节点的通信任务量之和。
Figure BDA0001942027520000156
为GPA与GPA中所有终端节点的通信任务量之和，且
Figure BDA0001942027520000157
在本发明中，任意两个峰值集中所有终端节点的通信任务量之和
Figure BDA0001942027520000158
中m为GPx中终端节点的总数，i为GPx中任意一个终端节点的标识号，n为GPy中终端节点的总数，j为GPy中任意一个终端节点的标识号，
Figure BDA0001942027520000159
为GPx中任意一个终端节点与GPy中任意一个终端节点的通信任务量。
步骤4-2，计算峰值集间通信任务量的平均值
Figure BDA00019420275200001510
Z为所述Switch＝[]A×A中所有元素之和，执行步骤4-3；
步骤4-3，判断交换机SW1与其他交换机的连接，是以峰值集间的通信任务量与峰值间通信任务量的平均值作比较；执行步骤4-4；
依据
Figure BDA00019420275200001511
建立交换机SW1与SW2的相连；
Figure BDA00019420275200001512
交换机SW1与SW2无相连；
依据
Figure BDA00019420275200001513
建立交换机SW1与SWx的相连；
Figure BDA00019420275200001514
交换机SW1与SWx无相连；
依据
Figure BDA00019420275200001515
建立交换机SW1与SWy的相连；
Figure BDA00019420275200001516
交换机SW1与SWy无相连；
依据
Figure BDA00019420275200001517
建立交换机SW1与SWA的相连；
Figure BDA00019420275200001518
交换机SW1与SWA无相连。
步骤4-4，继SW1之后的交换机连接采用与步骤4-3的相同操作，直到完成所有交换机的连接判断，从而构成交换机的连接网络；执行步骤五；
步骤五：判断航空电子网络是否生成结束；
若
Figure BDA00019420275200001519
则终端节点全部挂载到对应的交换机上，航空电子网络生成结束；
若
Figure BDA00019420275200001520
则存在终端节点未挂载到对应的交换机上；执行步骤2-1；
实施例1
步骤一：配置交换机与终端节点；
步骤1-1，统计交换机端口总数；
设置交换机的总个数A＝4，即MSW＝{SW1,SW2,SW3,SW4}，每个交换机的端口数C＝8，交换机端口总数CM＝32；
设置终端节点
Figure BDA0001942027520000161
的个数B＝20；属于终端节点中的核心终端节点集合记为
Figure BDA0001942027520000162
属于终端节点中的外围终端节点集合记为
Figure BDA0001942027520000163
然后比较CM＝32是否大于B＝20；
因为CM≥B，则执行步骤1-2；
步骤1-2，设置交换机之间互联所用最少端口数Amin＝2×(A-1)＝2×(4-1)＝6；然后判断交换机剩余端口总数RE＝A×C-B＝4×8-20＝12是否能够完成交换机之间的互联；因为RE≥Amin，则交换机之间能够互联，执行步骤2-1；
步骤二：采用通信任务量的多少进行核心终端节点划分；
步骤2-1，交换机之间互联后，更新交换机剩余端口数，记为RE更新，且RE更新＝RE-2×(A-1)＝12-2×(4-1)＝6；执行步骤2-2；
步骤2-2，依据终端节点之间的通信任务量多少构建任务分配邻接矩阵Relative，且
Figure BDA0001942027520000164
执行步骤2-3；
步骤2-3，从步骤2-2中选取出属于核心终端节点之间的通信任务量多少，建立核心终端节点—任务分配邻接矩阵RelativeMESH，且
Figure BDA0001942027520000171
执行步骤2-4；
步骤2-4，对所述RelativeMESH中的每一行进行通信任务量的相加，得到行—任务总量
Figure BDA0001942027520000172
执行步骤2-5；
步骤2-5，依据
Figure BDA0001942027520000173
重新对步骤2-3的RelativeMESH进行从小至大排序，得到更新—核心终端节点矩阵
Figure BDA0001942027520000174
且
Figure BDA0001942027520000181
执行步骤2-6；
步骤2-6，依据斜率等于1的位置从所述
Figure BDA0001942027520000182
中选取出种子—核心终端节点节点，记为
Figure BDA0001942027520000183
执行步骤2-7；
步骤2-7，构建空的峰值—核心终端节点集Group＝{GP1,GP2,GP3,GP4}；执行步骤2-8；
步骤2-8，对所述
Figure BDA0001942027520000184
的第一行[0,2,2,0,2,0,1,1,2,1,3,4,1,4]进行节点划分选取；
首先，将步骤2-6中所述
Figure BDA0001942027520000185
对应的核心终端节点
Figure BDA0001942027520000186
加入至GP1中；
然后，依据可分配端口数量RANK从[0,2,2,0,2,0,1,1,2,1,3,4,1,4]选取与所述RANK＝3相等个数的终端节点加入至GP1中；即
Figure BDA0001942027520000187
和
Figure BDA0001942027520000188
加入至GP1中，
Figure BDA0001942027520000189
最后，跳过第十二行、第十四行，执行步骤2-9；
步骤2-9，对所述
Figure BDA00019420275200001810
的第二行[5,0,4,0,1,4,0,2,0,3,3,0,0,2]进行节点划分选取；
首先，判断核心终端节点
Figure BDA0001942027520000191
是否在GP1中；不存在，将步骤2-6中所述
Figure BDA0001942027520000192
对应的核心终端节点
Figure BDA0001942027520000193
加入至GP2中；
然后，依据可分配端口数量RANK＝3从[5,0,4,0,1,4,0,2,0,3,3,0,0,2]选取与所述RANK相等个数的终端节点加入至GP2中；即
Figure BDA0001942027520000194
和
Figure BDA0001942027520000195
加入至GP2中，
Figure BDA0001942027520000196
最后，跳过第三行、第六行，执行步骤2-9A；
步骤2-9A，对所述
Figure BDA0001942027520000197
的第四行[4,2,0,0,0,2,4,1,1,3,0,4,3,3]进行节点划分选取；
首先，判断核心终端节点
Figure BDA0001942027520000198
是否在GP1或者GP2中；不存在，将步骤2-6中所述
Figure BDA0001942027520000199
对应的核心终端节点
Figure BDA00019420275200001910
加入至GP3中；
然后，依据可分配端口数量RANK＝3从[4,2,0,0,0,2,4,1,1,3,0,4,3,3]选取与所述RANK相等个数的终端节点加入至GP3中；即
Figure BDA00019420275200001911
和
Figure BDA00019420275200001912
加入至GP3中，
Figure BDA00019420275200001913
最后，跳过第七行、第十行，执行步骤2-9B；
步骤2-9B，对所述
Figure BDA00019420275200001914
的第五行[2,0,3,3,0,1,1,0,6,5,3,0,0,4]进行节点划分选取；
首先，判断核心终端节点
Figure BDA00019420275200001915
是否在GP1或者GP2或者GP3中；不存在，将步骤2-6中所述
Figure BDA00019420275200001916
对应的核心终端节点
Figure BDA00019420275200001917
加入至GP4中；
然后，依据可分配端口数量RANK＝3从[2,0,3,3,0,1,1,0,6,5,3,0,0,4]选取与所述RANK相等个数的终端节点加入至GP4中；即
Figure BDA00019420275200001918
和
Figure BDA00019420275200001919
加入至GP4中，
Figure BDA00019420275200001920
最后，跳过第八行、第群行，执行步骤2-10；
步骤2-10，若已经分配完成Group＝{GP1,GP2,GP3,GP4}，则对所述
Figure BDA00019420275200001921
的第十一行[2,5,4,1,2,0,3,6,2,1,0,5,2,5]进行节点划分选取，计算
Figure BDA00019420275200001922
与Group＝{GP1,GP2,GP3,GP4}中每组峰值集中每个核心终端节点的通信任务量之和，选取通信任务量最大的峰值集，并将
Figure BDA00019420275200001923
加入到所述通信任务量最大的峰值集中；执行步骤2-10A；
Figure BDA00019420275200001924
与GP1中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为2+5+5＝12。
Figure BDA00019420275200001925
与GP2中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为5+4+0＝9。
Figure BDA00019420275200001926
与GP3中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为1+3+1＝5。
Figure BDA00019420275200001927
与GP4中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为2+6+2＝10。
最大值是12，则将
Figure BDA00019420275200001928
加入至GP1中，更新为
Figure BDA00019420275200001929
步骤2-10A，若已经分配完成Group＝{GP1,GP2,GP3,GP4}，则对所述
Figure BDA00019420275200001930
的第十三行[5,0,2,4,1,2,2,3,2,4,9,0,0,5]进行节点划分选取，计算
Figure BDA00019420275200001931
与Group＝{GP1,GP2,GP3,GP4}中每组峰值集中每个核心终端节点的通信任务量之和，选取通信任务量最大的峰值集，并将
Figure BDA0001942027520000201
加入到所述通信任务量最大的峰值集中；执行步骤3-1；
Figure BDA0001942027520000202
与GP1中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为5+0+5＝10。
Figure BDA00019420275200002035
与GP2中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为0+2+2＝4。
Figure BDA0001942027520000203
与GP3中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为4+2+5＝11。
Figure BDA0001942027520000204
与GP4中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为1+3+2＝6。
最大值是12，则将
Figure BDA0001942027520000205
加入至GP3中，更新为
Figure BDA0001942027520000206
步骤三：采用通信任务量的多少进行外围终端节点划分；
计算
Figure BDA0001942027520000207
中各个节点与Group＝{GP1,GP2,GP3,GP4}中各个峰值集中的核心终端节点的通信任务量之和。
步骤3-1，
Figure BDA0001942027520000208
与Group＝{GP1,GP2,GP3,GP4}中各个峰值集的通信任务量求和，执行步骤3-2；
若
Figure BDA0001942027520000209
中的终端节点个数小于RE×80％＝5，然后计算
Figure BDA00019420275200002010
与
Figure BDA00019420275200002011
中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为4+2+4+0＝10。
若
Figure BDA00019420275200002012
中的终端节点个数小于RE×80％＝5，然后计算
Figure BDA00019420275200002013
与
Figure BDA00019420275200002014
中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为0+3+2＝5。
若
Figure BDA00019420275200002015
中的终端节点个数小于RE×80％＝5，然后计算
Figure BDA00019420275200002016
与
Figure BDA00019420275200002017
中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为0+4+3+1＝8。
若
Figure BDA00019420275200002018
中的终端节点个数小于RE×80％＝5，然后计算
Figure BDA00019420275200002019
与
Figure BDA00019420275200002020
中各个核心终端节点的通信任务量之和0+1+3＝4。
选最大的10，则将
Figure BDA00019420275200002021
加入至峰值集GP1中。
步骤3-2，将
Figure BDA00019420275200002022
与Group＝{GP1,GP2,GP3,GP4}中各个峰值集的通信任务量求和，执行步骤3-2A；
若
Figure BDA00019420275200002023
中的终端节点个数等于RE×80％＝5，不将
Figure BDA00019420275200002024
与
Figure BDA00019420275200002025
中各个核心终端节点的通信任务量进行求和。
若
Figure BDA00019420275200002026
中的终端节点个数小于RE×80％＝5，然后计算
Figure BDA00019420275200002027
与
Figure BDA00019420275200002028
中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为0+0+2＝2。
若
Figure BDA00019420275200002029
中的终端节点个数小于RE×80％＝5，然后计算
Figure BDA00019420275200002030
与
Figure BDA00019420275200002031
中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为0+0+0+4＝4。
若
Figure BDA00019420275200002032
中的终端节点个数小于RE×80％＝5，然后计算
Figure BDA00019420275200002033
与
Figure BDA00019420275200002034
中各个核心终端节点的通信任务量之和4+3+0＝7。
选最大的7，则将
Figure BDA0001942027520000211
加入至峰值集GP4中，更新
Figure BDA0001942027520000212
步骤3-2A，
Figure BDA0001942027520000213
与Group＝{GP1,GP2,GP3,GP4}中各个峰值集的通信任务量求和，执行步骤3-2B；
若
Figure BDA0001942027520000214
中的终端节点个数等于RE×80％＝5，不将
Figure BDA0001942027520000215
与
Figure BDA0001942027520000216
中各个核心终端节点的通信任务量进行求和。
若
Figure BDA0001942027520000217
中的终端节点个数小于RE×80％＝5，然后计算
Figure BDA0001942027520000218
与
Figure BDA0001942027520000219
中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为4+1+2＝7。
若
Figure BDA00019420275200002110
中的终端节点个数小于RE×80％＝5，然后计算
Figure BDA00019420275200002111
与
Figure BDA00019420275200002112
中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为1+3+2+6＝12。
若
Figure BDA00019420275200002113
中的终端节点个数小于RE×80％＝5，然后计算
Figure BDA00019420275200002114
与
Figure BDA00019420275200002115
中各个核心终端节点的通信任务量之和4+3+0＝7。
选最大的12，则将
Figure BDA00019420275200002116
加入至峰值集GP3中，更新
Figure BDA00019420275200002117
步骤3-2B，
Figure BDA00019420275200002118
与Group＝{GP1,GP2,GP3,GP4}中各个峰值集的通信任务量求和，执行步骤3-2C；
若
Figure BDA00019420275200002119
中的终端节点个数等于RE×80％＝5，不将
Figure BDA00019420275200002120
与
Figure BDA00019420275200002121
中各个核心终端节点的通信任务量进行求和。
若
Figure BDA00019420275200002122
中的终端节点个数小于RE×80％＝5，然后计算
Figure BDA00019420275200002123
与
Figure BDA00019420275200002124
中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为5+0+1＝6。
若
Figure BDA00019420275200002125
中的终端节点个数小于RE×80％＝5，然后计算
Figure BDA00019420275200002126
与
Figure BDA00019420275200002127
中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为4+0+3+3＝10。
若
Figure BDA00019420275200002128
中的终端节点个数等于RE×80％＝5，不将
Figure BDA00019420275200002129
与
Figure BDA00019420275200002130
中各个核心终端节点的通信任务量进行求和。
选最大的10，则将
Figure BDA00019420275200002131
加入至峰值集GP3中，更新
Figure BDA00019420275200002132
步骤3-2C，
Figure BDA00019420275200002133
与Group＝{GP1,GP2,GP3,GP4}中各个峰值集的通信任务量求和，执行步骤3-2D；
若
Figure BDA00019420275200002134
中的终端节点个数等于RE×80％＝5，不将
Figure BDA00019420275200002135
与
Figure BDA00019420275200002136
中各个核心终端节点的通信任务量进行求和。
若
Figure BDA00019420275200002137
中的终端节点个数小于RE×80％＝5，然后计算
Figure BDA00019420275200002138
与
Figure BDA0001942027520000221
中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为0+1+3＝4。
若
Figure BDA0001942027520000222
中的终端节点个数等于RE×80％＝5，不将
Figure BDA0001942027520000223
与
Figure BDA0001942027520000224
中各个核心终端节点的通信任务量进行求和。
若
Figure BDA0001942027520000225
中的终端节点个数等于RE×80％＝5，不将
Figure BDA0001942027520000226
与
Figure BDA0001942027520000227
中各个核心终端节点的通信任务量进行求和。
选最大的4，则将
Figure BDA0001942027520000228
加入至峰值集GP2中，更新
Figure BDA0001942027520000229
步骤3-2D，
Figure BDA00019420275200002210
与Group＝{GP1,GP2,GP3,GP4}中各个峰值集的通信任务量求和，执行步骤3-3；
若
Figure BDA00019420275200002211
中的终端节点个数等于RE×80％＝5，不将
Figure BDA00019420275200002212
与
Figure BDA00019420275200002213
中各个核心终端节点的通信任务量进行求和。
若
Figure BDA00019420275200002214
中的终端节点个数小于RE×80％＝5，然后计算
Figure BDA00019420275200002215
与
Figure BDA00019420275200002216
中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为3+1+3＝7。
若
Figure BDA00019420275200002217
中的终端节点个数等于RE×80％＝5，不将
Figure BDA00019420275200002218
与
Figure BDA00019420275200002219
中各个核心终端节点的通信任务量进行求和。
若
Figure BDA00019420275200002220
中的终端节点个数等于RE×80％＝5，不将
Figure BDA00019420275200002221
与
Figure BDA00019420275200002222
中各个核心终端节点的通信任务量进行求和。
选最大的7，则将
Figure BDA00019420275200002223
加入至峰值集GP2中，更新
Figure BDA00019420275200002224
步骤3-3，将步骤3-2获得的终端节点分别与交换机连接，执行步骤4-1；
对于
Figure BDA00019420275200002225
中的各个终端节点连接在第1个交换机SW1上；
对于
Figure BDA00019420275200002226
中的各个终端节点连接在第2个交换机SW2上；
对于
Figure BDA00019420275200002227
中的各个终端节点连接在第3交换机SW3上；
对于
Figure BDA00019420275200002228
中的各个终端节点连接在第4个交换机SW4上；
步骤四：生成交换机连接网络；
步骤4-1，计算峰值集间通信任务量，构建通信任务量与交换机的关联矩阵；执行步骤4-2；
构建通信任务量与交换机的关联矩阵
Figure BDA00019420275200002229
步骤4-2，计算峰值集间通信任务量的平均值Average＝36.75，执行步骤4-3；
步骤4-3，判断交换机SW1与其他交换机的连接，是以峰值集间的通信任务量与峰值间通信任务量的平均值作比较；执行步骤4-4；
依据46>36.75建立交换机SW1与SW2的相连；
依据43>36.75建立交换机SW1与SW3的相连；
依据60>36.75建立交换机SW1与SW4的相连；
步骤4-4，判断交换机SW2与其他交换机的连接，执行步骤4-4A；
依据46>36.75建立交换机SW2与SW1的相连；
依据37>36.75建立交换机SW2与SW3的相连；
依据61>36.75建立交换机SW2与SW4的相连；
步骤4-4A，判断交换机SW3与其他交换机的连接，执行步骤4-4B；
依据43>36.75建立交换机SW3与SW1的相连；
依据37>36.75建立交换机SW3与SW2的相连；
依据47>36.75建立交换机SW3与SW4的相连；
步骤4-4B，判断交换机SW4与其他交换机的连接；
依据60>36.75建立交换机SW4与SW1的相连；
依据61>36.75建立交换机SW4与SW2的相连；
依据47>36.75建立交换机SW4与SW3的相连；
从而构成实施例1中交换机的连接网络，如图2所示；执行步骤五；
步骤五：判断航空电子网络是否生成结束；
若5+5+5+5＝20，则终端节点全部挂载到对应的交换机上，航空电子网络生成结束。
在不同VL数据流下，采用本发明实施例3方法后，减少了端到端的延迟，如图3所示，因此提高了航空电子网络的实时性。图中，“○”表示终端节点随机分配挂载在交换机上，“※”表示采用了实施例1方法的终端节点挂载在交换机上。两种方法的对比可以看出，本发明方法的端到端延迟仅为随机分配方法的三分之一。
实施例2
步骤一：配置交换机与终端节点；
步骤1-1，统计交换机端口总数；
设置交换机的总个数A＝2，即MSW＝{SW1,SW2}，每个交换机的端口数C＝8，交换机端口总数CM＝16；
设置终端节点
Figure BDA0001942027520000231
的个数B＝10；属于终端节点中的核心终端节点集合记为
Figure BDA0001942027520000232
属于终端节点中的外围终端节点集合记为
Figure BDA0001942027520000233
然后比较CM＝16是否大于B＝10；
因为CM≥B，则执行步骤1-2；
步骤1-2，设置交换机之间互联所用最少端口数Amin＝2×(A-1)＝2×(2-1)＝2；然后判断交换机剩余端口总数RE＝A×C-B＝2×8-10＝6是否能够完成交换机之间的互联；因为RE≥Amin，则交换机之间能够互联，执行步骤2-1；
步骤二：采用通信任务量的多少进行核心终端节点划分；
步骤2-1，交换机之间互联后，更新交换机剩余端口数，记为RE更新，且RE更新＝6-2×(2-1)＝4；执行步骤2-2；
步骤2-2，依据终端节点之间的通信任务量多少构建任务分配邻接矩阵Relative，且
Figure BDA0001942027520000241
执行步骤2-3；
步骤2-3，从步骤2-2中选取出属于核心终端节点之间的通信任务量多少，建立核心终端节点—任务分配邻接矩阵RelativeMESH，且
Figure BDA0001942027520000242
执行步骤2-4；
步骤2-4，对所述RelativeMESH中的每一行进行通信任务量的相加，得到行—任务总量
Figure BDA0001942027520000243
执行步骤2-5；
步骤2-5，依据
Figure BDA0001942027520000244
重新对步骤2-3的RelativeMESH进行从小至大排序，得到更新—核心终端节点矩阵
Figure BDA0001942027520000245
且
Figure BDA0001942027520000246
执行步骤2-6；
步骤2-6，依据斜率等于1的位置从所述
Figure BDA0001942027520000247
中选取出种子—核心终端节点节点，记为
Figure BDA0001942027520000251
执行步骤2-7；
步骤2-7，构建空的峰值—核心终端节点集Group＝{GP1,GP2}；执行步骤2-8；
步骤2-8，对所述
Figure BDA0001942027520000252
的第一行[0,3,1,0,0,0]进行节点划分选取；
首先，将步骤2-6中所述
Figure BDA0001942027520000253
对应的核心终端节点
Figure BDA0001942027520000254
加入至GP1中；
然后，依据可分配端口数量RANK从[0,3,1,0,0,0]选取与所述RANK＝2相等个数的终端节点加入至GP1中；即
Figure BDA0001942027520000255
加入至GP1中，
Figure BDA0001942027520000256
最后，跳过第二行，执行步骤2-9；
步骤2-9，对所述
Figure BDA0001942027520000257
的第三行[1,2,0,0,2,3]进行节点划分选取；
首先，判断核心终端节点
Figure BDA0001942027520000258
是否在GP1中；不存在，将步骤2-6中所述
Figure BDA0001942027520000259
对应的核心终端节点
Figure BDA00019420275200002510
加入至GP2中；
然后，依据可分配端口数量RANK＝2从[1,2,0,0,2,3]选取与所述RANK相等个数的终端节点加入至GP2中；即
Figure BDA00019420275200002511
加入至GP2中，
Figure BDA00019420275200002512
最后，跳过第六行，执行步骤2-10；
步骤2-10，若已经分配完成Group＝{GP1,GP2}，则对所述
Figure BDA00019420275200002513
的第四行[2,1,1,0,5,0]进行节点划分选取，计算
Figure BDA00019420275200002514
与
Figure BDA00019420275200002515
中每组峰值集中每个核心终端节点的通信任务量之和，选取通信任务量最大的峰值集，并将
Figure BDA00019420275200002516
加入到所述通信任务量最大的峰值集中；执行步骤2-10A；
Figure BDA00019420275200002517
与GP1中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为2+1＝3。
Figure BDA00019420275200002518
与GP2中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为1+0＝1。
最大值是3，则将
Figure BDA00019420275200002519
加入至GP1中，更新为
Figure BDA00019420275200002520
步骤2-10A，若已经分配完成Group＝{GP1,GP2}，则对所述
Figure BDA00019420275200002521
的第五行[4,1,2,9,0,2]进行节点划分选取，计算
Figure BDA00019420275200002529
与Group＝{GP1,GP2}中每组峰值集中每个核心终端节点的通信任务量之和，选取通信任务量最大的峰值集，并将
Figure BDA00019420275200002522
加入到所述通信任务量最大的峰值集中；执行步骤3-1；
Figure BDA00019420275200002523
与GP1中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为4+2+9＝15。
Figure BDA00019420275200002524
与GP2中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为1+2＝3。
最大值是15，则将
Figure BDA00019420275200002525
加入至GP3中，更新为
Figure BDA00019420275200002526
步骤三：采用通信任务量的多少进行外围终端节点划分；
计算
Figure BDA00019420275200002527
中各个节点与Group＝{GP1,GP2}中各个峰值集中的核心终端节点的通信任务量之和。
步骤3-1，
Figure BDA00019420275200002528
与Group＝{GP1,GP2}中各个峰值集的通信任务量求和，执行步骤3-2；
若
Figure BDA0001942027520000261
中的终端节点个数小于RE×80％＝5，然后计算
Figure BDA0001942027520000262
与
Figure BDA0001942027520000263
中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为3+4+1+0＝8。
若
Figure BDA0001942027520000264
中的终端节点个数小于RE×80％＝5，然后计算
Figure BDA0001942027520000265
与
Figure BDA0001942027520000266
中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为6+2＝8。
相同时，选最大的靠前个8，则将
Figure BDA0001942027520000267
加入至峰值集GP1中，更新
Figure BDA0001942027520000268
步骤3-2，将
Figure BDA0001942027520000269
与Group＝{GP1,GP2}中各个峰值集的通信任务量求和，执行步骤3-2A；
若
Figure BDA00019420275200002610
中的终端节点个数等于RE×80％＝5，不将
Figure BDA00019420275200002611
与
Figure BDA00019420275200002612
中各个核心终端节点的通信任务量进行求和。
若
Figure BDA00019420275200002613
中的终端节点个数小于RE×80％＝5，然后计算
Figure BDA00019420275200002614
与
Figure BDA00019420275200002615
中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为3+2＝5。
选最大的5，则将
Figure BDA00019420275200002616
加入至峰值集GP2中，更新
Figure BDA00019420275200002617
步骤3-2A，
Figure BDA00019420275200002618
与Group＝{GP1,GP2}中各个峰值集的通信任务量求和，执行步骤3-2B；
若
Figure BDA00019420275200002619
中的终端节点个数等于RE×80％＝5，不将
Figure BDA00019420275200002620
与
Figure BDA00019420275200002621
中各个核心终端节点的通信任务量进行求和。
若
Figure BDA00019420275200002622
中的终端节点个数小于RE×80％＝5，然后计算
Figure BDA00019420275200002623
与
Figure BDA00019420275200002624
中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为0+0＝0。
选最大的0，则将
Figure BDA00019420275200002625
加入至峰值集GP2中，更新
Figure BDA00019420275200002626
步骤3-2B，
Figure BDA00019420275200002627
与Group＝{GP1,GP2}中各个峰值集的通信任务量求和，执行步骤3-3；
若
Figure BDA00019420275200002628
中的终端节点个数等于RE×80％＝5，不将
Figure BDA00019420275200002629
与
Figure BDA00019420275200002630
中各个核心终端节点的通信任务量进行求和。
若
Figure BDA00019420275200002631
中的终端节点个数小于RE×80％＝5，然后计算
Figure BDA00019420275200002632
与
Figure BDA00019420275200002633
中各个核心终端节点的通信任务量之和的计算为0+2＝2。
选最大的2，则将
Figure BDA00019420275200002634
加入至峰值集GP2中，更新
Figure BDA00019420275200002635
步骤3-3，将步骤3-2获得的终端节点分别与交换机连接，执行步骤4-1；
对于
Figure BDA00019420275200002636
中的各个终端节点连接在第1个交换机SW1上；
对于
Figure BDA00019420275200002637
中的各个终端节点连接在第2个交换机SW2上。
步骤四：生成交换机连接网络；
步骤4-1，计算峰值集间通信任务量，构建通信任务量与交换机的关联矩阵；执行步骤4-2；
构建通信任务量与交换机的关联矩阵
Figure BDA0001942027520000271
步骤4-2，计算峰值集间通信任务量的平均值Average＝32.5，执行步骤4-3；
步骤4-3，判断交换机SW1与其他交换机的连接，是以峰值集间的通信任务量与峰值间通信任务量的平均值作比较；执行步骤4-4；
依据65>32.5建立交换机SW1与SW2的相连；
步骤4-4，判断交换机SW2与其他交换机的连接；
依据65>32.5建立交换机SW2与SW1的相连；
从而构成实施例1中交换机的连接网络，如图4所示；执行步骤五；
步骤五：判断航空电子网络是否生成结束；
若5+5＝10，则终端节点全部挂载到对应的交换机上，航空电子网络生成结束。

Claims (5)

1.一种基于度数中心性的航空电子网络拓扑结构生成方法，其特征在于包括下列步骤：
步骤一：配置交换机与终端节点；
步骤1-1，设置交换机个数A、每个交换机的端口数C、以及终端节点个数B；
然后比较交换机端口总数CM是否大于终端节点个数B；
若CM≥B，则执行步骤1-2；
若CM＜B，则放弃航空电子网络拓扑自动生成，并重新记录航空电子网络中所有交换机端口总数和终端节点的总个数；
步骤1-2，设置交换机之间互联所用最少端口数Amin＝2×(A-1)；然后判断交换机剩余端口总数RE＝A×C-B是否能够完成交换机之间的互联；
若RE≥Amin，则交换机之间能够互联，执行步骤2-1；
若RE＜Amin，则放弃航空电子网络拓扑自动生成，并重新记录航空电子网络中所有交换机端口总数和终端节点的总个数；
交换机集MSW＝{SW1,SW2,…,SWx,…,SWy,…,SWA}；SW1为第1个交换机；SW2为第2个交换机；SWx为第x个交换机；SWy为第y个交换机；SWA为最后一个交换机；
终端节点集MES＝{ES1,ES2,…,ESb,…,ESc,…,ESB}；ES1为第1个终端节点；ES2为第2个终端节点；ESb为第b个终端节点；ESc为第c个终端节点；ESB为最后一个终端节点；属于终端节点中的核心终端节点集合记为
Figure FDA0002384199170000011
属于终端节点中的外围终端节点集合记为
Figure FDA0002384199170000012
Figure FDA0002384199170000013
为第1个核心终端节点；
Figure FDA0002384199170000014
为第2个核心终端节点；
Figure FDA0002384199170000015
为第d个核心终端节点；
Figure FDA0002384199170000016
为最后一个核心终端节点；
Figure FDA0002384199170000017
为第1个外围终端节点；
Figure FDA0002384199170000018
为第2个外围终端节点；
Figure FDA0002384199170000019
为第e个外围终端节点；
Figure FDA00023841991700000110
为最后一个外围终端节点；
步骤二：采用通信任务量的多少进行核心终端节点划分；
步骤2-1，交换机之间互联后，更新交换机剩余端口数，执行步骤2-2；
步骤2-2，依据终端节点之间的通信任务量多少构建任务分配邻接矩阵Relative，执行步骤2-3；
步骤2-3，从步骤2-2中选取出属于核心终端节点之间的通信任务量多少，建立核心终端节点—任务分配邻接矩阵RelativeMESH，执行步骤2-4；
步骤2-4，对所述RelativeMESH中的每一行进行通信任务量的相加，得到行—任务总量LINEMESH；执行步骤2-5；
步骤2-5，依据LINEMESH重新对步骤2-3的RelativeMESH进行从小至大排序，得到更新—核心终端节点矩阵
Figure FDA0002384199170000021
执行步骤2-6；
步骤2-6，依据斜率等于1的位置从所述
Figure FDA0002384199170000022
中选取出种子—核心终端节点
Figure FDA0002384199170000023
执行步骤2-7；
步骤2-7，构建空的峰值—核心终端节点集Group＝{GP1,GP2,…,GPx,…,GPy,…,GPA}，执行步骤2-8；GP1为第一组峰值集；GP2为第二组峰值集；GPx为峰值—第x组核心终端节点集合；GPy为峰值—第y组核心终端节点集合；GPA为最后一组峰值集；
步骤2-8，对所述
Figure FDA0002384199170000024
的第一行进行节点划分选取；
首先，将步骤2-6中所述
Figure FDA0002384199170000025
的第一个元素对应的核心终端节点
Figure FDA0002384199170000026
加入至GP1中；
然后，依据可分配端口数量RANK从所述
Figure FDA0002384199170000027
的第一行选取与所述RANK相等个数的终端节点加入至GP1中；
所述
Figure FDA0002384199170000028
的第一行的选择方式为从大至小选出与所述RANK个数相同的终端节点；
最后，跳过除种子核心终端节点以外、且已经划分后核心终端节点所在
Figure FDA0002384199170000029
的行；执行步骤2-9；
步骤2-9，对所述
Figure FDA00023841991700000210
的第二行进行节点划分选取；
首先，判断核心终端节点
Figure FDA00023841991700000211
是否在GP1中；
若存在，则跳过所述
Figure FDA00023841991700000212
的第二行的节点划分；
若不存在，将步骤2-6中所述
Figure FDA00023841991700000213
的第二个元素对应的核心终端节点
Figure FDA00023841991700000214
加入至GP2中；
然后，依据可分配端口数量RANK从所述
Figure FDA0002384199170000031
的第二行选取与所述RANK相等个数的终端节点加入至GP2中；
所述
Figure FDA0002384199170000032
的第二行的选择方式为从大至小选出与所述RANK个数相同的终端节点；
然后，若GP2的标识号等于交换机的总个数A时，对位于
Figure FDA0002384199170000033
的第二行之后的所有行的节点划分执行步骤2-10；
若GP2的标识号小于交换机的总个数A，且
Figure FDA0002384199170000034
的第三行不是跳过行，对所述第三行的操作与步骤2-9相同；同理，继
Figure FDA0002384199170000035
中的第三行之后的行的操作与步骤2-9相同；执行步骤3-1；
步骤2-10，若已经分配完成Group，则对所述
Figure FDA0002384199170000036
的第四行进行节点划分选取，计算
Figure FDA0002384199170000037
与Group中每组峰值集中每个核心终端节点的通信任务量之和，选取通信任务量最大的峰值集，并将
Figure FDA0002384199170000038
加入到所述通信任务量最大的峰值集中；执行步骤2-11；
步骤2-11，若已经分配完成Group，且不属于所述
Figure FDA0002384199170000039
的跳过行采用与步骤2-10相同的操作，直到所述
Figure FDA00023841991700000310
中所有行完成节点划分，执行步骤3-1；
步骤三：采用通信任务量的多少进行外围终端节点划分；
步骤3-1，
Figure FDA00023841991700000311
与Group中各个峰值集的通信任务量求和，选出通信任务量最大的峰值集，则将
Figure FDA00023841991700000312
加入至所述峰值集中；执行步骤3-2；
步骤3-2，将
Figure FDA00023841991700000313
之后的外围终端节点的划分集合采用与步骤3-1相同的操作，得到更新后的各个峰值集；执行步骤3-3；
步骤3-3，将步骤3-2获得的终端节点分别与交换机连接，执行步骤4-1；
步骤四：生成交换机连接网络；
步骤4-1，计算峰值集间通信任务量，构建通信任务量与交换机的关联矩阵；执行步骤4-2；
步骤4-2，计算峰值集间通信任务量的平均值
Figure FDA00023841991700000314
Z为Switch＝[]A×A中所有元素之和，执行步骤4-3；
步骤4-3，判断交换机SW1与其他交换机的连接，是以峰值集间的通信任务量与峰值间通信任务量的平均值作比较；执行步骤4-4；
步骤4-4，继SW1之后的交换机连接采用与步骤4-3的相同操作，直到完成所有交换机的连接判断，从而构成交换机的连接网络；执行步骤五；
步骤五：判断航空电子网络是否生成结束；
若
Figure FDA0002384199170000041
则终端节点全部挂载到对应的交换机上，航空电子网络生成结束；
若
Figure FDA0002384199170000042
则存在终端节点未挂载到对应的交换机上；执行步骤2-1；
Figure FDA0002384199170000043
为更新后的峰值集GP1-新中的终端节点的个数；
Figure FDA0002384199170000044
为更新后的峰值集GP2-新中的终端节点的个数；
Figure FDA0002384199170000045
为更新后的峰值集GPx-新中的终端节点的个数；
Figure FDA0002384199170000046
为更新后的峰值集GPy-新中的终端节点的个数；
Figure FDA0002384199170000047
为更新后的峰值集GPA-新中的终端节点的个数。
2.根据权利要求1所述的基于度数中心性的航空电子网络拓扑结构生成方法，其特征在于：对步骤2-5排序后调整每一行，使在矩阵
Figure FDA0002384199170000048
中斜率为1的位置处为终端节点自身的通信任务量。
3.根据权利要求1所述的基于度数中心性的航空电子网络拓扑结构生成方法，其特征在于：交换机之间的连接判断；
依据
Figure FDA0002384199170000049
建立交换机SW1与SW2的相连；
Figure FDA00023841991700000410
交换机SW1与SW2无相连；
Figure FDA00023841991700000411
为GP1与GP2中所有终端节点的通信任务量之和；
依据
Figure FDA00023841991700000412
建立交换机SW1与SWx的相连；
Figure FDA00023841991700000413
交换机SW1与SWx无相连；
Figure FDA00023841991700000414
为GP1与GPx中所有终端节点的通信任务量之和；
依据
Figure FDA00023841991700000415
建立交换机SW1与SWy的相连；
Figure FDA00023841991700000416
交换机SW1与SWy无相连；
Figure FDA00023841991700000417
为GP1与GPy中所有终端节点的通信任务量之和；
依据
Figure FDA0002384199170000051
建立交换机SW1与SWA的相连；
Figure FDA0002384199170000052
交换机SW1与SWA无相连；
Figure FDA0002384199170000053
为GP1与GPA中所有终端节点的通信任务量之和。
4.根据权利要求1所述的基于度数中心性的航空电子网络拓扑结构生成方法，其特征在于：航空电子网络拓扑结构中交换机的总个数至少为2。
5.根据权利要求1所述的基于度数中心性的航空电子网络拓扑结构生成方法，其特征在于：端到端延迟仅为随机分配方法的三分之一。
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