CN114401106B - 一种加权无标度网络修复方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

一种加权无标度网络修复方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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CN114401106B CN202111485236.5A CN202111485236A CN114401106B CN 114401106 B CN114401106 B CN 114401106B CN 202111485236 A CN202111485236 A CN 202111485236A CN 114401106 B CN114401106 B CN 114401106B
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Abstract

本发明公开了一种加权无标度网络修复方法，包括：获取被控制节点集合和可用节点集合；从无标度加权网络中筛选出仅有一端与被控制节点相连的所有连边，构成单节点被损连边集合；持续判断单节点被损连边集合中连边的个数是否等于0，若否，则从单节点被损连边集合中选取权重最大的连边作为待修复连边，从可用节点集合中选取负载最小的可用节点作为待用节点，并判断待修复连边与待用节点是否连接，若否，则以与待修复连边连接的可用节点为待修复节点，建立待修复节点与待用节点的连边，并对建立的连边进行权重赋值，将待修复连边从单节点被损连边集合中删除。本发明能够修复节点被控且节点无法修复的加权无标度网络，提高网络修复的效率。

Description

一种加权无标度网络修复方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种加权无标度网络修复方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质。
背景技术
近年来，网络安全形势日益严峻复杂，网络攻击已从普通的个人黑客行为上升为国家级、有组织的网络对抗，能源、电力等领域的关键信息基础设施更是成为网络攻击的重点目标。而现实中的网络一般不是完全随机或者完全规则的网络，大多都是呈现幂律特性，大多数的节点只有少量的连接度，而少数节点拥有大量的连接度，且不同连边根据不同的业务特性，具有不同的权重，即为加权的无标度网络。一旦内部网络被成功入侵，将会严重影响关键信息基础设施的稳定运行，而加上越来越多的政府企业单位参加网络安全攻防演习，在内部网络节点被控制后，被控制节点无法短时修复。因此，研究网络节点断开后的修复方法显得十分必要与迫切。
发明内容
本发明实施例提供一种加权无标度网络修复方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质，能够用于修复节点被控且节点无法修复的加权无标度网络，提高网络修复的效率。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种加权无标度网络修复方法，包括：
获取被控制节点集合和可用节点集合；其中，所述被控制节点集合包含加权无标度网络中所有不可修复的被控制节点；所述可用节点集合包含所述加权无标度网络中所有未被控制且负载大于预设阈值的可用节点；
从所述无标度加权网络中筛选出仅有一端与被控制节点相连的所有连边，构成单节点被损连边集合；
持续判断所述单节点被损连边集合中连边的个数是否等于0，若是，则将所有被控制节点和与所述被控制节点连接的所有连边从所述加权无标度网络中删除，所述加权无标度网络修复完成；若否，则执行以下连边修复操作：
从所述单节点被损连边集合中选取权重最大的连边作为待修复连边，从所述可用节点集合中选取负载最小的可用节点作为待用节点，并判断所述待修复连边与所述待用节点是否连接，若是，则将所述待修复连边从所述单节点被损连边集合中删除；若否，则以与所述待修复连边连接的可用节点为待修复节点，建立所述待修复节点与所述待用节点的连边，并对建立的连边进行权重赋值，将所述待修复连边从所述单节点被损连边集合中删除。
作为上述方案的改进，所述从所述单节点被损连边集合中选取权重最大的连边作为待修复连边，具体为：
当所述单节点被损连边集合中权重最大的连边的个数等于1时，则将该权重最大的连边作为待修复连边；
当所述单节点被损连边集合中权重最大的连边的个数大于1时，则从所有所述权重最大的连边中，选取第一概率最大的连边作为待修复连边；其中，
根据以下公式，计算得到每个所述权重最大的连边的第一概率：
其中，Px1为第x个权重最大的连边的第一概率，Wx为第x个权重最大的连边的选择基础值，i为参数，Wi为第i个权重最大的连边的选择基础值，选择基础值为连边关联的被控制节点的所有相邻连边的权重的和。
作为上述方案的改进，根据以下公式，从可用节点集合中选取负载最小的可用节点作为待用节点：
其中，Px2为第x个可用节点被选取的概率，Px2与可用节点的负载呈正相关，Cx为第x个可用节点的当前负载，Wx为第x个可用节点所有相邻连边的权重的和，Axj为第x个可用节点与不可用节点的连接关系值，不可以节点为与待修复连边关联的被控制节点，α为局部调节系数，0≤α≤1，CMx为第x个可用节点的最大负载，β为性能调节系数，0≤β≤1，Wy为第y个可用节点所有相邻连边的权重的和，Ayj为第y个可用节点与不可用节点的连接关系值，CMy为第y个可用节点的最大负载，Cy为第y个可用节点的当前负载。
作为上述方案的改进，根据以下公式，对建立的连边进行权重赋值：
其中，Wxi为建立的连边的权重，Wij为待修复连边的权重，为待用节点的所有相邻连边的权重的和除以待用节点的相邻节点数量的商。
为实现上述目的，本发明实施例对应提供了一种加权无标度网络修复装置，包括：
数据获取模块，用于获取被控制节点集合和可用节点集合；其中，所述被控制节点集合包含加权无标度网络中所有不可修复的被控制节点；所述可用节点集合包含所述加权无标度网络中所有未被控制且负载大于预设阈值的可用节点；
受损连边筛选模块，用于从所述无标度加权网络中筛选出仅有一端与被控制节点相连的所有连边，构成单节点被损连边集合；
连边修复模块，用于
持续判断所述单节点被损连边集合中连边的个数是否等于0，若是，则将所有被控制节点和与所述被控制节点连接的所有连边从所述加权无标度网络中删除，所述加权无标度网络修复完成；若否，则执行以下连边修复操作：
从所述单节点被损连边集合中选取权重最大的连边作为待修复连边，从所述可用节点集合中选取负载最小的可用节点作为待用节点，并判断所述待修复连边与所述待用节点是否连接，若是，则将所述待修复连边从所述单节点被损连边集合中删除；若否，则以与所述待修复连边连接的可用节点为待修复节点，建立所述待修复节点与所述待用节点的连边，并对建立的连边进行权重赋值，将所述待修复连边从所述单节点被损连边集合中删除。
作为上述方案的改进，所述连边修复模块用于从所述单节点被损连边集合中选取权重最大的连边作为待修复连边，具体为：
当所述单节点被损连边集合中权重最大的连边的个数等于1时，则将该权重最大的连边作为待修复连边；
当所述单节点被损连边集合中权重最大的连边的个数大于1时，则从所有所述权重最大的连边中，选取第一概率最大的连边作为待修复连边；其中，
根据以下公式，计算得到每个所述权重最大的连边的第一概率：
其中，Px1为第x个权重最大的连边的第一概率，Wx为第x个权重最大的连边的选择基础值，i为参数，Wi为第i个权重最大的连边的选择基础值，选择基础值为连边关联的被控制节点的所有相邻连边的权重的和。
作为上述方案的改进，所述连边修复模块用于从所述可用节点集合中选取负载最小的可用节点作为待用节点，具体为：
根据以下公式，从可用节点集合中选取负载最小的可用节点作为待用节点：
其中，Px2为第x个可用节点被选取的概率，Px2与可用节点的负载呈正相关，Cx为第x个可用节点的当前负载，Wx为第x个可用节点所有相邻连边的权重的和，Axj为第x个可用节点与不可用节点的连接关系值，不可以节点为与待修复连边关联的被控制节点，α为局部调节系数，0≤α≤1，CMx为第x个可用节点的最大负载，β为性能调节系数，0≤β≤1，Wy为第y个可用节点所有相邻连边的权重的和，Ayj为第y个可用节点与不可用节点的连接关系值，CMy为第y个可用节点的最大负载，Cy为第y个可用节点的当前负载。
作为上述方案的改进，所述连边修复模块用于对建立的连边进行权重赋值，具体为：
根据以下公式，对建立的连边进行权重赋值：
其中，Wxi为建立的连边的权重，Wij为待修复连边的权重，为待用节点的所有相邻连边的权重的和除以待用节点的相邻节点数量的商。
为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述发明实施例所述的加权无标度网络修复方法。
为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述发明实施例所述的加权无标度网络修复方法。
与现有技术相比，本发明实施例公开的加权无标度网络修复方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质，具有如下有益效果：
本发明首先获取被控制节点集合和可用节点集合；其次，从所述无标度加权网络中筛选出仅有一端与被控制节点相连的所有连边，构成单节点被损连边集合；然后，持续判断所述单节点被损连边集合中连边的个数是否等于0，若是，则将所有被控制节点和与所述被控制节点连接的所有连边从所述加权无标度网络中删除，所述加权无标度网络修复完成；若否，则执行以下连边修复操作：从所述单节点被损连边集合中选取权重最大的连边作为待修复连边，从所述可用节点集合中选取负载最小的可用节点作为待用节点，并判断所述待修复连边与所述待用节点是否连接，若是，则将所述待修复连边从所述单节点被损连边集合中删除；若否，则以与所述待修复连边连接的可用节点为待修复节点，建立所述待修复节点与所述待用节点的连边，并对建立的连边进行权重赋值，将所述待修复连边从所述单节点被损连边集合中删除。本发明在选择被损连边时，优先考虑了被损连边负载的重要性，在网络遭受攻击而节点无法短时间修复时，只需要通过对少量的被控制节点进行修复就能够恢复网络的连通，本发明适用于节点被控且节点无法修复的加权无标度网络，能够提高网络修复的效率。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种加权无标度网络修复方法的流程示意图；
图2是本发明一实施例提供的一种被控制节点的邻边修复的流程示意图；
图3是本发明一实施例提供的一种加权无标度网络的结构示意图；
图4是本发明一实施例提供的一种加权无标度网络修复装置的结构示意图；
图5是本发明一实施例提供的一种终端设备的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，是本发明一实施例提供的一种加权无标度网络修复方法的流程示意图。
本发明实施例提供的加权无标度网络修复方法，包括步骤：
S11、获取被控制节点集合和可用节点集合；其中，所述被控制节点集合包含加权无标度网络中所有不可修复的被控制节点；所述可用节点集合包含所述加权无标度网络中所有未被控制且负载大于预设阈值的可用节点；
S12、从所述无标度加权网络中筛选出仅有一端与被控制节点相连的所有连边，构成单节点被损连边集合；
S13、持续判断所述单节点被损连边集合中连边的个数是否等于0，若是，则将所有被控制节点和与所述被控制节点连接的所有连边从所述加权无标度网络中删除，所述加权无标度网络修复完成；若否，则执行以下连边修复操作：
S14、从所述单节点被损连边集合中选取权重最大的连边作为待修复连边，从所述可用节点集合中选取负载最小的可用节点作为待用节点，并判断所述待修复连边与所述待用节点是否连接，若是，则将所述待修复连边从所述单节点被损连边集合中删除；若否，则以与所述待修复连边连接的可用节点为待修复节点，建立所述待修复节点与所述待用节点的连边，并对建立的连边进行权重赋值，将所述待修复连边从所述单节点被损连边集合中删除。
值得说明的是，权重能够代表连边所承载业务的重要程度，所承载的业务越重要，则权重越大。若第i个节点Ni与第j个节点Nj没有连边，则权重Wij为0。
在一些更优的实施例中，在步骤S14中，所述从所述单节点被损连边集合中选取权重最大的连边作为待修复连边，具体为：
当所述单节点被损连边集合中权重最大的连边的个数等于1时，则将该权重最大的连边作为待修复连边；
当所述单节点被损连边集合中权重最大的连边的个数大于1时，则从所有所述权重最大的连边中，选取第一概率最大的连边作为待修复连边；其中，
根据以下公式，计算得到每个所述权重最大的连边的第一概率：
其中，Px1为第x个权重最大的连边的第一概率，Wx为第x个权重最大的连边的选择基础值，i为参数，Wi为第i个权重最大的连边的选择基础值，选择基础值为连边关联的被控制节点的所有相邻连边的权重的和。
示例性的，假设单节点被损连边集合中包含5个连边，连边的权重分别为：0.1、0.5、0.2、0.3、0.5，则单节点被损连边集合中权重最大的连边有两个，其权重为0.5。
需要说明的是，与权重最大的连边关联的被控制节点的负载越大，则第一概率越大，可以理解，待修复连边的选取优先考虑修复业务重要的连边，其次考虑该修复业务所关联的被控制节点的重要性。
在一些更优的实施例中，在步骤S14中，根据以下公式，从可用节点集合中选取负载最小的可用节点作为待用节点：
其中，Px2为第x个可用节点被选取的概率，Px2与可用节点的负载呈正相关，Cx为第x个可用节点的当前负载，Wx为第x个可用节点所有相邻连边的权重的和，Axj为第x个可用节点与不可用节点的连接关系值，不可以节点为与待修复连边关联的被控制节点，α为局部调节系数，0≤α≤1，CMx为第x个可用节点的最大负载，β为性能调节系数，0≤β≤1，Wy为第y个可用节点所有相邻连边的权重的和，Ayj为第y个可用节点与不可用节点的连接关系值，CMy为第y个可用节点的最大负载，Cy为第y个可用节点的当前负载。
具体的，当第x个可用节点与不可用节点存在连边时，Axj＝1；当第x个可用节点与不可用节点不存在连边时，Axj＝0。
进一步的，当第y个可用节点与不可用节点存在连边时，Ayj＝1；当第y个可用节点与不可用节点不存在连边时，Ayj＝0。
值得说明的是，本发明在建立修复新的连边时，考虑了节点所在位置及负载情况，通过设置局部调节系数和性能调节系数，可优先从被控制节点的周围节点选取负载较低的节点，用以真实模拟网络环境。
在一个具体的实施方式中，在步骤S14中，根据以下公式，对建立的连边进行权重赋值：
其中，Wxi为建立的连边的权重，Wij为待修复连边的权重，为待用节点的所有相邻连边的权重的和除以待用节点的相邻节点数量的商。
可以理解，
进一步地，在步骤S14中，所述对建立的连边进行权重赋值之后，所述方法还包括：
根据所述待用节点和所述待修复节点的相邻连边的权重，更新所述待用节点和所述待修复节点的负载。
参见图2和图3，下面通过一个具体实施方式来描述本发明的加权无标度网络修复方法：
假设某一加权无标度网络系统的节点数为M个，即节点集合为N＝(N1,N2,N3,...,NM)，第i个节点Ni的当前负载用Ci表示，其最大负载为CMi。第i个节点Ni与第j个节点Nj的网络连边用Lij表示，连边Lij的权重用Wij表示，用来表示连边Lij所承载业务的重要程度，Wij≥0，业务越重要，Wij越大，若第i个节点Ni与第j个节点Nj没有连边，则Wij＝0。
如图3中黑色标注的节点，若有k个节点被控制，且被控制节点不可修复，则假设被控制节点集合为(N1,N2,N3,...,NK)，剩余M-K个节点为可用节点，设可用节点集合为Nav，初始化可用节点集合Nav＝(NK+1,NK+2,NK+3,...,NM)。
定义所有与被控制节点相连的连边为被损连边，也即被损连边Lij所关联的第i个节点Ni或第j个节点Nj为被控制节点，假设被损连边集合为L，从被损连边集合L中选取满足：Ni和Nj有且仅有一个为被控制节点且Lij的权重Wij>0的连边，形成单节点被损连边集合Ls。设单节点被损连边集合Ls中元素初始为l个，可通过以下步骤对单节点被损连边集合Ls中的每个单节点被损连边Lij进行修复，最多执行l次。
需要说明，对两端节点均受损的连边不修复。
第一步、选取被损连边：从单节点被损连边集合Ls中，选取权重值最大的连边，若有n个(n>1)权重值最大的相同权重的连边，在这n个权重相同的单节点被损连边集合中，对序号为x的连边Lij，进行如下处理：不妨设Ni为可用节点，Nj为被控制节点，计算被控制节点Nj的所有相邻连边的加权之和，将其设定为第x个被损邻边的选择基础值Wx，即优先考虑修复业务重要的连边，其次考虑该业务所关联的被控制节点的重要性；
根据以下公式选取第一概率最大的第x个被损连边进行修复：
其中，Px1为第x个权重最大的连边的第一概率，Wx为第x个权重最大的连边的选择基础值，i为参数，Wi为第i个权重最大的连边的选择基础值，选择基础值为连边关联的被控制节点的所有相邻连边的权重的和。
第二步，对可用节点选择新的相邻节点：设Ni为可用节点，Nj为被控制节点。优先考虑在被控制节点的周围节点优先选取负载较低的可用节点。在可用节点集合Nav中，根据以下公式选择一个可用节点Nx,(x≠i)作为可用节点Ni的相邻节点：
其中，Px2为第x个可用节点被选取的概率，Px2与可用节点的负载呈正相关，Cx为第x个可用节点的当前负载，Wx为第x个可用节点所有相邻连边的权重的和，Axj为第x个可用节点与不可用节点的连接关系值，不可以节点为与待修复连边关联的被控制节点，α为局部调节系数，0≤α≤1，CMx为第x个可用节点的最大负载，β为性能调节系数，0≤β≤1，Wy为第y个可用节点所有相邻连边的权重的和，Ayj为第y个可用节点与不可用节点的连接关系值，CMy为第y个可用节点的最大负载，Cy为第y个可用节点的当前负载。
第三步、判断选取的可用节点Nx节点的负载Px是否大于PMx，若是，则在可用节点集合中删除Nx节点，并返回第二步，若否，则继续执行。
第四步、与Nx建立新的连边，并赋值：判断选取的节点Nx是否存在与节点Ni的连边，若节点Nx与节点Ni已有连边，则不做处理，进入第五步；若否，则建立连边并对连边赋值权重Wxi，Wxi计算方法如下：其中Wij为节点Ni与被控制节点Nj的权重，/>为Nx节点的所有相邻连边的加权之和除以相邻节点的数量，即Nx的权重平均值；更新计算Nx节点和Ni节点的当前负载Px和Pi。
第五步：从单节点被损连边集合Ls中，删除已处理的连边Lij，如单节点被损连边集合Ls中元素的个数大于0且可用节点集合Nav中元素的个数均大于0，则返回第一步；否则，循环结束，即节点均已满负载或被损连边均已修复。
第六步：删除所有的被控制节点以及所关联的受损连边，执行结束。
相应地，本发明实施例还提供了一种加权无标度网络修复装置，能够实现上述加权无标度网络修复方法的所有流程。
参见图4，是本发明一实施例提供的一种加权无标度网络修复装置的结构示意图。
本发明实施例提供的加权无标度网络修复装置，包括：
数据获取模块21，用于获取被控制节点集合和可用节点集合；其中，所述被控制节点集合包含加权无标度网络中所有不可修复的被控制节点；所述可用节点集合包含所述加权无标度网络中所有未被控制且负载大于预设阈值的可用节点；
受损连边筛选模块22，用于从所述无标度加权网络中筛选出仅有一端与被控制节点相连的所有连边，构成单节点被损连边集合；
连边修复模块23，用于：
持续判断所述单节点被损连边集合中连边的个数是否等于0，若是，则将所有被控制节点和与所述被控制节点连接的所有连边从所述加权无标度网络中删除，所述加权无标度网络修复完成；若否，则执行以下连边修复操作：
从所述单节点被损连边集合中选取权重最大的连边作为待修复连边，从所述可用节点集合中选取负载最小的可用节点作为待用节点，并判断所述待修复连边与所述待用节点是否连接，若是，则将所述待修复连边从所述单节点被损连边集合中删除；若否，则以与所述待修复连边连接的可用节点为待修复节点，建立所述待修复节点与所述待用节点的连边，并对建立的连边进行权重赋值，将所述待修复连边从所述单节点被损连边集合中删除。作为其中一个可选的实施方式，
优选地，所述连边修复模块23用于从所述单节点被损连边集合中选取权重最大的连边作为待修复连边，具体为：
当所述单节点被损连边集合中权重最大的连边的个数等于1时，则将该权重最大的连边作为待修复连边；
当所述单节点被损连边集合中权重最大的连边的个数大于1时，则从所有所述权重最大的连边中，选取第一概率最大的连边作为待修复连边；其中，
根据以下公式，计算得到每个所述权重最大的连边的第一概率：
其中，Px1为第x个权重最大的连边的第一概率，Wx为第x个权重最大的连边的选择基础值，i为参数，Wi为第i个权重最大的连边的选择基础值，选择基础值为连边关联的被控制节点的所有相邻连边的权重的和。
具体地，所述连边修复模块用于从所述可用节点集合中选取负载最小的可用节点作为待用节点，具体为：
根据以下公式，从可用节点集合中选取负载最小的可用节点作为待用节点：
其中，Px2为第x个可用节点被选取的概率，Px2与可用节点的负载呈正相关，Cx为第x个可用节点的当前负载，Wx为第x个可用节点所有相邻连边的权重的和，Axj为第x个可用节点与不可用节点的连接关系值，不可以节点为与待修复连边关联的被控制节点，α为局部调节系数，0≤α≤1，CMx为第x个可用节点的最大负载，β为性能调节系数，0≤β≤1，Wy为第y个可用节点所有相邻连边的权重的和，Ayj为第y个可用节点与不可用节点的连接关系值，CMy为第y个可用节点的最大负载，Cy为第y个可用节点的当前负载。
进一步地，所述连边修复模块用于对建立的连边进行权重赋值，具体为：
根据以下公式，对建立的连边进行权重赋值：
其中，Wxi为建立的连边的权重，Wij为待修复连边的权重，为待用节点的所有相邻连边的权重的和除以待用节点的相邻节点数量的商。
需要说明的是，本实施例的加权无标度网络修复装置的各实施例的相关具体描述和有益效果可以参考上述的加权无标度网络修复方法的各实施例的相关具体描述和有益效果，在此不再赘述。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
相应地，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行上述任一实施例所述的加权无标度网络修复方法。
本发明实施例还提供了一种终端设备，参见图5，是本发明一实施例提供的一种终端设备的结构框图，包括处理器10、存储器20以及存储在所述存储器20中且被配置为由所述处理器10执行的计算机程序，所述处理器10在执行所述计算机程序时实现上述任一实施例所述的加权无标度网络修复方法。
优选地，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元(如计算机程序1、计算机程序2、……)，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器20中，并由所述处理器10执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备中的执行过程。
所述处理器10可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，通用处理器可以是微处理器，或者所述处理器10也可以是任何常规的处理器，所述处理器10是所述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接所述终端设备的各个部分。
所述存储器20主要包括程序存储区和数据存储区，其中，程序存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等，数据存储区可存储相关数据等。此外，所述存储器20可以是高速随机存取存储器，还可以是非易失性存储器，例如插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)、安全数字(Secure Digital，SD)卡和闪存卡(Flash Card)等，或所述存储器20也可以是其他易失性固态存储器件。
需要说明的是，上述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器，本领域技术人员可以理解，图5结构框图仅仅是终端设备的示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件。
综上，本发明实施例所提供的一种加权无标度网络修复方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质，首先，获取被控制节点集合和可用节点集合；其次，从所述无标度加权网络中筛选出仅有一端与被控制节点相连的所有连边，构成单节点被损连边集合；然后，持续判断所述单节点被损连边集合中连边的个数是否等于0，若是，则将所有被控制节点和与所述被控制节点连接的所有连边从所述加权无标度网络中删除，所述加权无标度网络修复完成；若否，则执行以下连边修复操作：从所述单节点被损连边集合中选取权重最大的连边作为待修复连边，从所述可用节点集合中选取负载最小的可用节点作为待用节点，并判断所述待修复连边与所述待用节点是否连接，若是，则将所述待修复连边从所述单节点被损连边集合中删除；若否，则以与所述待修复连边连接的可用节点为待修复节点，建立所述待修复节点与所述待用节点的连边，并对建立的连边进行权重赋值，将所述待修复连边从所述单节点被损连边集合中删除。本发明在选择被损连边时，优先考虑了被损连边负载的重要性，在网络遭受攻击而节点无法短时间修复时，只需要通过对少量的被控制节点进行修复就能够恢复网络的连通，本发明适用于节点被控且节点无法修复的加权无标度网络，能够提高网络修复的效率。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种加权无标度网络修复方法，其特征在于，包括：
获取被控制节点集合和可用节点集合；其中，所述被控制节点集合包含加权无标度网络中所有不可修复的被控制节点；所述可用节点集合包含所述加权无标度网络中所有未被控制且负载大于预设阈值的可用节点；
从所述无标度加权网络中筛选出仅有一端与被控制节点相连的所有连边，构成单节点被损连边集合；
持续判断所述单节点被损连边集合中连边的个数是否等于0，若是，则将所有被控制节点和与所述被控制节点连接的所有连边从所述加权无标度网络中删除，所述加权无标度网络修复完成；若否，则执行以下连边修复操作：
从所述单节点被损连边集合中选取权重最大的连边作为待修复连边，从所述可用节点集合中选取负载最小的可用节点作为待用节点，并判断所述待修复连边与所述待用节点是否连接，若是，则将所述待修复连边从所述单节点被损连边集合中删除；若否，则以与所述待修复连边连接的可用节点为待修复节点，建立所述待修复节点与所述待用节点的连边，并对建立的连边进行权重赋值，将所述待修复连边从所述单节点被损连边集合中删除。
2.如权利要求1所述的加权无标度网络修复方法，其特征在于，所述从所述单节点被损连边集合中选取权重最大的连边作为待修复连边，具体为：
当所述单节点被损连边集合中权重最大的连边的个数等于1时，则将该权重最大的连边作为待修复连边；
当所述单节点被损连边集合中权重最大的连边的个数大于1时，则从所有所述权重最大的连边中，选取第一概率最大的连边作为待修复连边；其中，
根据以下公式，计算得到每个所述权重最大的连边的第一概率：
其中，Px1为第x个权重最大的连边的第一概率，Wx为第x个权重最大的连边的选择基础值，i为参数，Wi为第i个权重最大的连边的选择基础值，选择基础值为连边关联的被控制节点的所有相邻连边的权重的和。
3.如权利要求1所述的加权无标度网络修复方法，其特征在于，根据以下公式，从可用节点集合中选取负载最小的可用节点作为待用节点：
其中，Px2为第x个可用节点被选取的概率，Px2与可用节点的负载呈正相关，Cx为第x个可用节点的当前负载，Wx为第x个可用节点所有相邻连边的权重的和，Axj为第x个可用节点与不可用节点的连接关系值，不可以节点为与待修复连边关联的被控制节点，α为局部调节系数，0≤α≤1，CMx为第x个可用节点的最大负载，β为性能调节系数，0≤β≤1，Wy为第y个可用节点所有相邻连边的权重的和，Ayj为第y个可用节点与不可用节点的连接关系值，CMy为第y个可用节点的最大负载，Cy为第y个可用节点的当前负载。
4.如权利要求1所述的加权无标度网络修复方法，其特征在于，根据以下公式，对建立的连边进行权重赋值：
其中，Wxi为建立的连边的权重，Wij为待修复连边的权重，为待用节点的所有相邻连边的权重的和除以待用节点的相邻节点数量的商。
5.一种加权无标度网络修复装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取被控制节点集合和可用节点集合；其中，所述被控制节点集合包含加权无标度网络中所有不可修复的被控制节点；所述可用节点集合包含所述加权无标度网络中所有未被控制且负载大于预设阈值的可用节点；
受损连边筛选模块，用于从所述无标度加权网络中筛选出仅有一端与被控制节点相连的所有连边，构成单节点被损连边集合；
连边修复模块，用于
持续判断所述单节点被损连边集合中连边的个数是否等于0，若是，则将所有被控制节点和与所述被控制节点连接的所有连边从所述加权无标度网络中删除，所述加权无标度网络修复完成；若否，则执行以下连边修复操作：
从所述单节点被损连边集合中选取权重最大的连边作为待修复连边，从所述可用节点集合中选取负载最小的可用节点作为待用节点，并判断所述待修复连边与所述待用节点是否连接，若是，则将所述待修复连边从所述单节点被损连边集合中删除；若否，则以与所述待修复连边连接的可用节点为待修复节点，建立所述待修复节点与所述待用节点的连边，并对建立的连边进行权重赋值，将所述待修复连边从所述单节点被损连边集合中删除。
6.如权利要求5所述的加权无标度网络修复装置，其特征在于，所述连边修复模块用于从所述单节点被损连边集合中选取权重最大的连边作为待修复连边，具体为：
当所述单节点被损连边集合中权重最大的连边的个数等于1时，则将该权重最大的连边作为待修复连边；
当所述单节点被损连边集合中权重最大的连边的个数大于1时，则从所有所述权重最大的连边中，选取第一概率最大的连边作为待修复连边；其中，
根据以下公式，计算得到每个所述权重最大的连边的第一概率：
其中，Px1为第x个权重最大的连边的第一概率，Wx为第x个权重最大的连边的选择基础值，i为参数，Wi为第i个权重最大的连边的选择基础值，选择基础值为连边关联的被控制节点的所有相邻连边的权重的和。
7.如权利要求5所述的加权无标度网络修复装置，其特征在于，所述连边修复模块用于从所述可用节点集合中选取负载最小的可用节点作为待用节点，具体为：
根据以下公式，从可用节点集合中选取负载最小的可用节点作为待用节点：
其中，Px2为第x个可用节点被选取的概率，Px2与可用节点的负载呈正相关，Cx为第x个可用节点的当前负载，Wx为第x个可用节点所有相邻连边的权重的和，Axj为第x个可用节点与不可用节点的连接关系值，不可以节点为与待修复连边关联的被控制节点，α为局部调节系数，0≤α≤1，CMx为第x个可用节点的最大负载，β为性能调节系数，0≤β≤1，Wy为第y个可用节点所有相邻连边的权重的和，Ayj为第y个可用节点与不可用节点的连接关系值，CMy为第y个可用节点的最大负载，Cy为第y个可用节点的当前负载。
8.如权利要求5所述的加权无标度网络修复装置，其特征在于，所述连边修复模块用于对建立的连边进行权重赋值，具体为：
根据以下公式，对建立的连边进行权重赋值：
其中，Wxi为建立的连边的权重，Wij为待修复连边的权重，为待用节点的所有相邻连边的权重的和除以待用节点的相邻节点数量的商。
9.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4中任意一项所述的加权无标度网络修复方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至4中任意一项所述的加权无标度网络修复方法。
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