CN115118666B - 一种负载重新分配方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种负载重新分配方法及装置,所述方法应用于由侦察预警网络和指挥控制网络形成的相依网络,所述负载重新分配方法包括:为所述相依网络中的每个节点设置限额容量;至少在需要重新分配负载时,确定每个节点的节点状态,所述节点状态用于指示节点当前的负载量及运行状态;至少基于每个所述节点的节点状态、限额容量确定出需要输出负载的负载分配节点和能够接收、处理负载的待分配负载节点;确定所有待分配负载的优先级,所述待分配负载至少包括负载分配节点中的部分或全部负载;至少基于所述待分配负载的优先级对所述待分配负载节点进行负载分配,使优先级高的待分配负载被优先分配,优先级低的待分配负载在后分配或延迟分配。
Description
技术领域
本发明实施例涉及计算机技术领域,特别涉及一种负载重新分配方法及装置。
背景技术
复杂网络的级联失效过程越来越受到学者的广泛关注,级联失效的发生是由于网络中一个或者多个节点的失效移除而导致的。现实网络或多或少地与其他网络存在物理依附、信息交换等耦合关系,与其他网络相互依赖、相互影响,尤其是侦察跟踪网和指挥控制网节点间联系更加密切,需要共同发挥作用完成军事任务。侦察跟踪网和指挥控制网组成的相依网络中每个节点都有固定的信息处理链路,增加了故障传播的范围和速度,一旦发生节点失效,可能会导致整个网络的崩溃。研究此类相依网络的级联失效模型对设计更健壮的网络系统,以及提高网络的鲁棒性都具有重要意义。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种负载重新分配方法,应用于由侦察预警网络和指挥控制网络形成的相依网络中,所述负载重新分配方法包括:
为所述相依网络中的每个节点设置限额容量;
至少在需要重新分配负载时,确定每个节点的节点状态,所述节点状态用于指示所述节点当前的负载量及运行状态;
至少基于每个所述节点的节点状态、限额容量确定出需要输出负载的负载分配节点和能够接收、处理负载的待分配负载节点;
确定所有待分配负载的优先级,所述待分配负载至少包括负载分配节点中的部分或全部负载;
至少基于所述待分配负载的优先级对所述待分配负载节点进行负载分配,使优先级高的所述待分配负载被优先分配,优先级低的所述待分配负载在后分配或延迟分配。
作为一可选实施例,还包括:
在进行负载分配后,实时或定时确定每个所述节点的节点状态;
当基于所述节点状态确定部分所述节点具有负载空余时,将延迟分配的所述待分配负载基于所述优先级进行负载分配。
作为一可选实施例,所述为所述相依网络中的每个节点设置限额容量,包括:
基于每个所述节点的内部度和耦合度确定所述相依网络中的每个节点的初始负载;
至少基于每个所述节点的初始负载以及功能属性确定每个所述节点的限额容量。
作为一可选实施例,所述至少基于每个所述节点的初始负载以及功能属性确定每个所述节点的限额容量,包括:
确定所述节点的节点状态;
基于所述节点状态调整所述节点的限额系数,所述节点状态指示所述节点当前活跃度越高,所述限额系数在其取值范围内的取值越高;
基于每个所述节点的初始负载、功能属性及限额系数确定每个所述节点在不同节点状态下的限额容量。
作为一可选实施例,所述至少基于每个所述节点的节点状态、限额容量确定出能够接收、处理负载的待分配负载节点,包括:
确定所述负载分配节点是否有原始目标节点;
若有,则确定所述负载分配节点与对应的原始目标节点间的最短路径;
确定位于所述最短路径上的所有所述节点的节点状态及限额容量;
基于所述节点状态、限额容量确定出能够作为所述待分配负载节点的第一节点。
作为一可选实施例,还包括:
确定所述第一节点提供发负载空间能否满足待分配负载需求,若不能,则确定所述负载分配节点与对应的原始目标节点间的次短路径,并基于所述次短路径上的节点的节点状态、限额容量确定出能够作为所述待分配负载节点的第二节点;
重复上述步骤,直至找到当前全部可用作所述待分配负载节点的节点。
作为一可选实施例,还包括:
若没有原始目标节点,则依次从一阶邻居节点、二阶邻居点…n阶邻居点查询确定能够作为所述待分配负载节点的第三节点。
作为一可选实施例,所述确定所有待分配负载的优先级,包括:
确定所述待分配负载节点对应不同所述负载分配节点的负载紧迫度,所述负载紧迫度与所述待分配负载节点、负载分配节点所在层级有关;
基于所述负载紧迫度对所述待分配负载均进行优先级的设定。
作为一可选实施例,所述至少基于所述待分配负载的优先级对所述待分配负载节点进行负载分配,包括:
至少基于所述待分配负载的优先级、待分配负载节点与负载分配节点间的间距、相同层级间所述待分配负载节点间的间距对所述待分配负载节点进行负载分配。
本发明另一实施例同时提供一种负载重新分配装置,应用于由侦察预警网络和指挥控制网络形成的相依网络中,所述负载重新分配装置包括:
设置模块,为所述相依网络中的每个节点设置限额容量;
第一确定模块,至少在需要重新分配负载时,确定每个节点的节点状态,所述节点状态用于指示所述节点当前的负载量及运行状态;
第二确定模块,至少基于每个所述节点的节点状态、限额容量确定出需要输出负载的负载分配节点和能够接收、处理负载的待分配负载节点;
第三确定模块,确定所有待分配负载的优先级,所述待分配负载至少包括负载分配节点中的部分或全部负载;
分配模块,至少基于所述待分配负载的优先级对所述待分配负载节点进行负载分配,使优先级高的所述待分配负载被优先分配,优先级低的所述待分配负载在后分配或延迟分配。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为本发明实施例中的负载重新分配方法的流程图。
图2为本发明另一实施例中的负载重新分配方法的流程图。
图3为本发明实施例中的负载重新分配方法的实际应用流程图。
图4为本发明实施例中的负载重新分配装置的结构框图。
具体实施方式
下面,结合附图对本发明的具体实施例进行详细的描述,但不作为本发明的限定。
应理解的是,可以对此处公开的实施例做出各种修改。因此,下述说明书不应该视为限制,而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本公开的范围和精神内的其他修改。
包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例,并且与上面给出的对本公开的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本公开的原理。
通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述,本发明的这些和其它特性将会变得显而易见。
还应当理解,尽管已经参照一些具体实例对本发明进行了描述,但本领域技术人员能够确定地实现本发明的很多其它等效形式,它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。
当结合附图时,鉴于以下详细说明,本公开的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。
此后参照附图描述本公开的具体实施例;然而,应当理解,所公开的实施例仅仅是本公开的实例,其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本公开模糊不清。因此,本文所公开的具体的结构性和功能性细节并非意在限定,而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本公开。
本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”,其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。
下面,结合附图详细的说明本发明实施例。
如图1所示,一种负载重新分配方法,应用于由侦察预警网络和指挥控制网络形成的相依网络中,所述负载重新分配方法包括:
为相依网络中的每个节点设置限额容量;
至少在需要重新分配负载时,确定每个节点的节点状态,节点状态用于指示当前节点的负载量及运行状态;
至少基于每个节点的节点状态、限额容量确定出需要输出负载的负载分配节点和能够接收、处理负载的待分配负载节点;
确定所有待分配负载的优先级,待分配负载至少包括负载分配节点中的部分或全部负载;
至少基于待分配负载的优先级对待分配负载节点进行负载分配,使优先级高的待分配负载被优先分配,优先级低的待分配负载在后分配或延迟分配。
进一步地,本实施例中的方法还包括:
在进行负载分配后,实时或定时确定每个节点的节点状态;
当基于节点状态确定部分节点具有负载空余时,将延迟分配的待分配负载基于优先级进行负载分配。
本实施例中的延迟分配是指暂时不分配,延后分配,是否进行延迟分配需要结合实际网络中各节点的节点状态、负载待分配节点剩余容量、当前限额容量综合而定。
基于上述内容可知,本实施例中的相依网络可认为是相依网络级联失效模型,本实施例对包含多层级异质节点的相依网络级联失效模型进行改善,通过设置更精确合理的初始负载和与可调限额容量(节点容量)保证重分配策略评估的准确性。另外至少通过不同节点的节点状态、限额容量来构建部分节点的延迟分配机制,即对待分配负载进行优先级设置,先分配等级较高的负载,对等级较低的负载延迟分配,以在保证负载成功分配的基础上(如到达原始目标节点基础上),通过节点层级和负载紧迫度实现最小化负载分配范围,调节负载分配异质性和均匀性,最终提高相依网络(相依网络级联失效模型)的鲁棒性和处理效率。
进一步地,侦察预警网络和指挥控制网络组成的相依网络中,节点并不会因为所依赖的节点发生失效而随之失效,而是节点性能的下降,因为还有其他相依赖边以及子网络连边存在,可以维持节点进行信息处理,因此大大降低了失效节点的数量。
相依网络包含两个单层的有向子网络,侦察预警子网A和指挥控制子网B,相依网络包含节点、节点内连边以及子网络间的耦合连边。网络中节点具有个体差异,节点有不同的信息处理能力,以节点层级衡量节点的信息处理能力。侦察预警子网A和指挥控制子网B具有相互依赖的关系,通过耦合边相连,子网络之间的耦合边为有向边,信息通过耦合边由侦察预警子网A流向指挥控制子网B进行处理。子网络内连边为有向边,节点间可以根据连边进行单向的信息交互。同时,网络具有层级结构,节点之间具有上下级的隶属关系,低层级节点将本级无法处理的数据发送至高层级节点,在高层级节点处进行信息融合计算,之后高层级节点再将计算后结果分发至低层级节点。
以简单连通图G=(V,E,W)代表网络拓扑结构,其中,V代表网络中所有节点集合,E代表网络中所有连边集合。节点集V=VA∪VB是一个非空集合,代表侦察预警子网A的M个节点和指挥控制子网B的N个节点之合,其中子网A的节点子网B的节点同样的,边集E=Einter∪Eintra也是非空集合,代表的是网络中子网内连边Einter和子网间耦合边Eintra之合,其中Einter又是子网A和子网B内的连边集合,子网间耦合连边为/>
进一步地,级联失效模型中初始负载和限额容量(即节点容量)是构建重分配的基础,负载重分配是关乎网络能否发生级联失效的重要因素。
如图2所示,在为相依网络中的每个节点设置限额容量时,包括:
基于每个节点的内部度和耦合度确定相依网络中的每个节点的初始负载;
至少基于每个节点的初始负载以及功能属性确定每个节点的限额容量。
其中,至少基于每个节点的初始负载以及功能属性确定每个节点的限额容量,包括:
确定节点的节点状态;
基于节点状态调整节点的限额系数,节点状态指示节点当前活跃度越高,限额系数在其取值范围内的取值越高;
基于每个节点的初始负载、功能属性及限额系数确定每个节点在不同节点状态下的限额容量。
具体地,本实施例中的节点状态是描述节点在当前时间下的工作状态,即运行状态,该工作状态/运行状态同时与当前节点的负载量有着明确的关系。本实施例中的相依网络中的节点状态有三类,包括活跃态、低效态、失效态,且一个节点在任意时刻只能处于其中一种状态。活跃态是指功能正常的节点状态,负载正常,并能够正常接收负载;低效态是指只能完成部分功能,或承担部分负载的节点状态,此时低效态的节点的负载较大,甚至超出了其自身的限额容量,需要转出超出其限额容量的负载;失效态是指节点丧失相应功能,不能承担负载,其负载需要全部转出由其他节点完成。
进一步地,侦察预警子网和指挥控制子网组成的多层级相依网络需要设置合理的节点初始负载,平衡节点内部度和耦合度之间的关系,考虑到层级高的节点汇总了来自不同下层节点的信息,具有更大的信息处理能力,因此层级也会影响节点的初始负载。本实施例中设置的节点初始负载定义如下:
其中,和/>分别为子网A的内部度和耦合度,节点Rjk表示经过节点j、k之间的最短路径的个数,/>表示节点层级,DA表示网络A中节点总层级,且节点最小层级从1开始,μ∈[0,1]是初始负载的调节参数,节点内部度和耦合度对负载的贡献程度可以通过μ进行调整。
网络中节点的能力值表示为该节点最大的承担负载量,也就是节点的容量。节点的节点容量正比于其初始负载/>但相依网络中节点能力受到依赖节点的制约,节点容量会随节点状态发生变化。
具体地,限额容量是对处于活跃态和低效态节点能力的衡量,表示节点在当前时间下可承担的最大负载量,正比于节点的初始负载,比例系数随着节点状态的改变而改变。
当节点的负载不大于该节点的限额容量时,可接受任意负载的分配,而当前负载大于限额容量时,可能引发新一轮的负载分配,节点限额容量定义具体如下式:
其中,γ是容限系数,可以调节初始负载对节点容量的影响大小,σi∈(0,1]是节点的限额系数,活跃态节点σi=1,当节点所依赖的其他节点失效后,节点能力降低,节点处于低效态,σi也相应减小。
进一步地,本实施例中将处于失效态和低效态节点统称为传播态节点。失效态节点要从网络中移除,且所有与失效节点相连的边同时失效,对网络中该节点、互连边以及耦合边进行删除,该节点上的负载一定要进行重分配,即分配至其他节点中。对于低效态节点,承担负载的容量会降低,若节点的实时负载大于节点的负载承担量,即大于其当前的限额容量时,也要对超过其自身限额容量的负载进行重分配。其中,低效态节点的负载可以允许延迟分配。
为了保证网络的稳定运行,通常将待分配负载转移至其他有剩余容量的节点来完成,同时对网络负载进行更新,这个过程称之为负载重分配。重分配过程中,节点的当前负载超过限额容量时,节点就转为失效态,进而如果继续参与重分配过程,最终可能引发网络的崩溃。因此,为了降低级联失效带来网络崩溃的可能性,提高网络的鲁棒性,需要通过合理的负载重分配策略调整传播态节点的负载。
而由于负载重分配主要是为了解决由节点低效引起可能的网络故障,包括网络中节点的失效移除和节点限额容量降低而导致耦合节点无法完成负载的耦合故障和负载分配后超过节点限额容量的传播故障。也即,在确定出现了上述几种待解决的问题时,便可说明需要进行负载重分配。
本实施例中将涉及上述问题的节点做如下定义:
负载分配节点是指将无法继续承担的负载分配给其他节点去完成,且处于传播态的节点。
待分配负载节点是指可以接受来自负载分配节点的负载,且处于活跃态或者低效态的节点。
假设子网A中的节点失效后,负载被三个待分配负载节点/>和/>分担,负载分配后节点/>和/>完成一次负载的更新。以节点/>为例,节点更新如下式所示:
其中,为节点/>的负载增量,即承担来自于负载分配节点/>的负载大小。
同时,当网络中待分配负载节点满足如下条件时,网络中的负载重分配才会停止,否则,不满足条件的节点还会进行再一次的负载更新。
其中,是节点/>的待分配负载节点集合。
具体地,至少基于每个节点的节点状态、限额容量确定出能够接收、处理负载的待分配负载节点,包括:
确定负载分配节点是否有原始目标节点;
若有,则确定负载分配节点与对应的原始目标节点间的最短路径;
确定位于最短路径上的所有节点的节点状态及(当前)限额容量;
基于节点状态、限额容量确定出能够作为待分配负载节点的第一节点集合。
如根据当前节点所属的状态类型,包括失效、低效态、活跃态,以及基于当前节点的限额容量、实际负载量而确定的剩余容量来确定第一节点集合。下文确定第二节点集合时同样采用上述方法。
进一步地,所述方法还包括:
确定第一节点提供发负载空间能否满足待分配负载需求,若不能,则确定负载分配节点与对应的原始目标节点间的次短路径,并基于次短路径上的节点的节点状态、限额容量确定出能够作为待分配负载节点的第二节点集合;
重复上述步骤,直至找到当前全部可用作待分配负载节点的节点。
进一步地,所述方法还包括:
若没有原始目标节点,则依次从一阶邻居节点、二阶邻居点…n阶邻居点查询确定能够作为待分配负载节点的第三节点。
例如,侦察预警子网节点处理的目标要传入相应的指控节点,因此子网A中节点的负载有其原始目标节点,我们需要最小化待分配负载节点到目标节点的距离。当网络A中节点失效时,首先找到其位于子网络B中的原始目标节点/>搜索节点/>到节点/>的最短路径集合/>该路径集合上经过的所有节点都可为待分配负载节点,同时为/>内节点设置最小的节点间距;若负载不能同时分配给当前的待分配负载节点集合,则扩大路径集合,找到次短路径集合并为集合上的待分配负载节点设置次高的节点间距,循环往复,找到所有的待分配负载节点。而若指挥控制子网节点无原始目标节点,则按从一阶邻居节点开始,将邻居节点作为最短路径,从多阶邻居节点中选择待分配负载节点。也即,依次从一阶邻居节点、二阶邻居点…n阶邻居点查询确定能够作为待分配负载节点的第三节点。
网络中一些节点由活跃态转化为传播态时或节点能力下降等因素不足以承担当前负载时,网络可能会因为负载的重分配导致整体负载持续饱和,直至网络崩溃。因此,在本实施例中可以允许部分失效节点暂不进行负载的重分配,而等待节点恢复或网络负载水平较低时再进行处理。网络中需要重分配的负载具体可细分为两种,一种是可以直接进行分配的负载,另外一种是延迟分配的负载。
具体地,确定所有待分配负载的优先级,包括:
确定待分配负载节点对应不同负载分配节点的负载紧迫度,负载紧迫度与待分配负载节点、负载分配节点所在层级有关;
基于负载紧迫度对待分配负载均进行优先级的设定。
例如,网络中节点所承担的负载是不相同的,网络限额容量一定情况下,需要保证紧急负载能够节点实时完成。因此,我们对负载设置不同优先级,待优先级较高的负载分配请求处理完毕后,再响应优先级较低的负载分配请求。
当子网络中所有节点当前总负载比整个子网络的总限额容量还大时,即满足下式时:
所有待分配负载节点无法全接受当前的分配负载,就需要对不同状态节点进行延迟处理。对于网络中处于失效态的节点,将负载全部分配给当前负载最小的待分配负载节点,通过延长负载接受时间以换取网络节点的负载空余。对于网络中处于低效态的节点,可以进行负载的延迟判断,对一部分优先级较低的负载进行延迟处理,暂停相应低优先级负载的分配,将其加入延迟负载集合中,待节点负载空余时再处理。延迟负载是时变的,当网络中有节点时,就要更新延迟负载。
进一步地,要考虑为不同节点间距的待分配负载节点分配不同比例的负载,即负载分配的异质性问题,首先需要分类判断待分配节点的优先级。负载分配节点需要分配的负载/>主要有三类:较/>层级高的待分配负载节点/>的负载/>与/>层级相同的节点/>的负载/>以及较/>层级低的节点/>的负载/>不同的节点层级决定了分配的顺序,本实施例中采用负载紧迫度U对需要重分配的负载优先级进行定量表示,负载紧迫度是时变的,每个待分配负载的节点针对不同的负载分配节点有不同的负载紧迫度,需要重分配的负载的紧迫度和被分配的节点层级成反比,具体为下式:
负载根据紧迫度从高到低的顺序,按照不同的比例同时被分配给这三类节点。也就是说,需要分配给低层级节点的负载最重要,而分配给较自己层级高的节点的负载重要度最低,即
进一步地,继续结合图3所示,至少基于待分配负载的优先级对待分配负载节点进行负载分配,包括:
至少基于待分配负载的优先级、待分配负载节点与负载分配节点间的间距、相同层级间待分配负载节点间的间距对待分配负载节点进行负载分配。
例如,在确定最终的分配时,为了满足多种分配要求,如异质性要求,以及对于同样优先级的多个节点之间,节点的剩余限额容量是不同的,即节点能力的冗余值是不相同的,因此,本实施例中还需要考虑负载分配均匀性来继续划分负载分配比例。
综之,结合以上因素,本实施例将负载分配节点不能承担的负载/>分配给待分配负载节点/>的负载/>的大小定义如下式,也即具体分配策略如下式:
其中,是所有待分配负载节点的集合,/>是当前层级的待分配负载节点集合,λ为不同层级的待分配负载节点个数,异质性参数κ∈(-∞,0]控制不同间距的待分配负载节点的分配比例,当κ=0时,负载分配对节点间距没有偏好,即不同节点间距的相同待分配负载节点间均匀分配,当κ→-∞时,负载分配偏好节点间距较小的待分配负载节点,即节点间距越小负载分配比例越大。θ∈(-∞,∞)是于控制同层级节点的负载分配均匀性,θ>0时,同层级节点的负载分配偏好剩余节点容量大的,θ<0时,同层级节点的负载分配偏好剩余节点容量小的。
基于上述方法可知,本实施例中基于侦察预警网络和指挥控制网络组成的相依网络模型下,针对负载的异质性建立了多状态节点的优先和延迟分配,防止网络在总负载过高情况下面临不可避免的崩溃,设计了更合理的初始负载保证网络性能的评估结果的准确性。在此基础上,结合负载的目标节点,考虑负载重分配的范围与均匀性设计相依网络的负载重分配机制,构建具有目标节点的复杂网络级联失效模型,有效解决了现有技术中无法较好地实现负载重分配的技术问题。
如图4所示,本发明另一实施例同时提供一种负载重新分配装置,应用于由侦察预警网络和指挥控制网络形成的相依网络中,所述负载重新分配装置包括:
设置模块,为所述相依网络中的每个节点设置限额容量;
第一确定模块,至少在需要重新分配负载时,确定每个节点的节点状态,所述节点状态用于指示所述节点的当前负载量及运行状态;
第二确定模块,至少基于每个所述节点的节点状态、限额容量确定出需要输出负载的负载分配节点和能够接收、处理负载的待分配负载节点;
第三确定模块,确定所有待分配负载的优先级,所述待分配负载至少包括负载分配节点中的部分或全部负载;
分配模块,至少基于所述待分配负载的优先级对所述待分配负载节点进行负载分配,使优先级高的所述待分配负载被优先分配,优先级低的所述待分配负载在后分配或延迟分配。
作为一可选实施例,还包括:
在进行负载分配后,实时或定时确定每个所述节点的节点状态;
当基于所述节点状态确定部分所述节点具有负载空余时,将延迟分配的所述待分配负载基于所述优先级进行负载分配。
作为一可选实施例,所述为所述相依网络中的每个节点设置限额容量,包括:
基于每个所述节点的内部度和耦合度确定所述相依网络中的每个节点的初始负载;
至少基于每个所述节点的初始负载以及功能属性确定每个所述节点的限额容量。
作为一可选实施例,所述至少基于每个所述节点的初始负载以及功能属性确定每个所述节点的限额容量,包括:
确定所述节点的节点状态;
基于所述节点状态调整所述节点的限额系数,所述节点状态指示所述节点当前活跃度越高,所述限额系数在其取值范围内的取值越高;
基于每个所述节点的初始负载、功能属性及限额系数确定每个所述节点在不同节点状态下的限额容量。
作为一可选实施例,所述至少基于每个所述节点的节点状态、限额容量确定出能够接收、处理负载的待分配负载节点,包括:
确定所述负载分配节点是否有原始目标节点;
若有,则确定所述负载分配节点与对应的原始目标节点间的最短路径;
确定位于所述最短路径上的所有所述节点的节点状态及限额容量;
基于所述节点状态、限额容量确定出能够作为所述待分配负载节点的第一节点。
作为一可选实施例,还包括:
确定所述第一节点提供发负载空间能否满足待分配负载需求,若不能,则确定所述负载分配节点与对应的原始目标节点间的次短路径,并基于所述次短路径上的节点的节点状态、限额容量确定出能够作为所述待分配负载节点的第二节点;
重复上述步骤,直至找到当前全部可用作所述待分配负载节点的节点。
作为一可选实施例,还包括:
若没有原始目标节点,则依次从一阶邻居节点、二阶邻居点…n阶邻居点查询确定能够作为所述待分配负载节点的第三节点。
作为一可选实施例,所述确定所有待分配负载的优先级,包括:
确定所述待分配负载节点对应不同所述负载分配节点的负载紧迫度,所述负载紧迫度与所述待分配负载节点、负载分配节点所在层级有关;
基于所述负载紧迫度对所述待分配负载均进行优先级的设定。
作为一可选实施例,所述至少基于所述待分配负载的优先级对所述待分配负载节点进行负载分配,包括:
至少基于所述待分配负载的优先级、待分配负载节点与负载分配节点间的间距、相同层级间所述待分配负载节点间的间距对所述待分配负载节点进行负载分配。
本发明另一实施例还提供一种电子设备,包括:
一个或多个处理器;
存储器,配置为存储一个或多个程序;
当该一个或多个程序被该一个或多个处理器执行时,使得该一个或多个处理器实现上述方法。
本发明一实施例还提供一种存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如上所述的方法。应理解,本实施例中的各个方案具有上述方法实施例中对应的技术效果,此处不再赘述。
本发明实施例还提供了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品被有形地存储在计算机可读介质上并且包括计算机可读指令,所述计算机可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行诸如上文所述实施例中的方法。应理解,本实施例中的各个方案具有上述方法实施例中对应的技术效果,此处不再赘述。
需要说明的是,本申请的计算机存储介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读介质例如可以但不限于是电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储介质(RAM)、只读存储介质(ROM)、可擦式可编程只读存储介质(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储介质(CD-ROM)、光存储介质件、磁存储介质件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中,计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输配置为由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于:无线、天线、光缆、RF等等,或者上述的任意合适的组合。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例,不用于限制本发明,本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内,对本发明做出各种修改或等同替换,这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种负载重新分配方法,应用于由侦察预警网络和指挥控制网络形成的相依网络中,所述负载重新分配方法包括:
为所述相依网络中的每个节点设置限额容量,所述限额容量表示节点在当前时间下能够承担的最大负载量,定义为:
其中,γ是容限系数,用于调节初始负载对节点容量的影响大小,σi∈(0,1]是节点的限额系数,活跃态节点σi=1,当节点所依赖的其他节点失效后,节点能力降低,节点处于低效态,σi也相应减小,所述初始负载的定义为:
其中,和/>分别为子网A的内部度和耦合度,节点Rjk表示经过节点j、k之间的最短路径的个数,/>表示节点层级,DA表示网络A中节点总层级,且节点最小层级从1开始,μ∈[0,1]是初始负载的调节参数,节点内部度和耦合度对负载的贡献程度可以通过μ进行调整;
至少在需要重新分配负载时,确定每个节点的节点状态,所述节点状态用于指示所述节点当前的负载量及运行状态;
至少基于每个所述节点的节点状态以及限额容量确定出需要输出负载的负载分配节点和能够接收及处理负载的待分配负载节点;
确定所有待分配负载的优先级,所述待分配负载至少包括负载分配节点中的部分或全部负载;
至少基于所述待分配负载的优先级对所述待分配负载节点进行负载分配,使优先级高的所述待分配负载被优先分配,优先级低的所述待分配负载在后分配或延迟分配。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
在进行负载分配后,实时或定时确定每个所述节点的节点状态;
当基于所述节点状态确定部分所述节点具有负载空余时,将延迟分配的所述待分配负载基于所述优先级进行负载分配。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述为所述相依网络中的每个节点设置限额容量,包括:
基于每个所述节点的内部度和耦合度确定所述相依网络中的每个节点的初始负载;
至少基于每个所述节点的初始负载以及功能属性确定每个所述节点的限额容量。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述至少基于每个所述节点的初始负载以及功能属性确定每个所述节点的限额容量,包括:
确定所述节点的节点状态;
基于所述节点状态调整所述节点的限额系数,所述节点状态指示所述节点当前活跃度越高,所述限额系数在其取值范围内的取值越高;
基于每个所述节点的初始负载、功能属性及限额系数确定每个所述节点在不同节点状态下的限额容量。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述至少基于每个所述节点的节点状态以及限额容量确定出能够接收及处理负载的待分配负载节点,包括:
确定所述负载分配节点是否有原始目标节点;
若有,则确定所述负载分配节点与对应的原始目标节点间的最短路径;
确定位于所述最短路径上的所有所述节点的节点状态及限额容量;
基于所述节点状态及限额容量确定出能够作为所述待分配负载节点的第一节点集合。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,还包括:
确定所述第一节点集合提供的负载空间能否满足待分配负载需求,若不能,则确定所述负载分配节点与对应的原始目标节点间的次短路径,并基于所述次短路径上的节点的节点状态、限额容量确定出能够作为所述待分配负载节点的第二节点集合;
重复上述步骤,直至找到当前全部可用作所述待分配负载节点的节点。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,还包括:
若没有原始目标节点,则依次从一阶邻居节点、二阶邻居点…n阶邻居点查询确定能够作为所述待分配负载节点的第三节点。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定所有待分配负载的优先级,包括:
确定所述待分配负载节点对应不同所述负载分配节点的负载紧迫度,所述负载紧迫度与所述待分配负载节点及负载分配节点所在层级有关;
基于所述负载紧迫度对所述待分配负载均进行优先级的设定。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述至少基于所述待分配负载的优先级对所述待分配负载节点进行负载分配,包括:
至少基于所述待分配负载的优先级及待分配负载节点与负载分配节点间的间距及相同层级间所述待分配负载节点间的间距对所述待分配负载节点进行负载分配。
10.一种负载重新分配装置,应用于由侦察预警网络和指挥控制网络形成的相依网络中,所述负载重新分配装置包括:
设置模块,为所述相依网络中的每个节点设置限额容量,所述限额容量表示节点在当前时间下能够承担的最大负载量,定义为:
其中,γ是容限系数,用于调节初始负载对节点容量的影响大小,σi∈(0,1]是节点的限额系数,活跃态节点σi=1,当节点所依赖的其他节点失效后,节点能力降低,节点处于低效态,σi也相应减小,所述初始负载的定义为:
其中,和/>分别为子网A的内部度和耦合度,节点Rjk表示经过节点j、k之间的最短路径的个数,/>表示节点层级,DA表示网络A中节点总层级,且节点最小层级从1开始,μ∈[0,1]是初始负载的调节参数,节点内部度和耦合度对负载的贡献程度可以通过μ进行调整;
第一确定模块,至少在需要重新分配负载时,确定每个节点的节点状态,所述节点状态用于指示所述节点当前的负载量及运行状态;
第二确定模块,至少基于每个所述节点的节点状态以及限额容量确定出需要输出负载的负载分配节点和能够接收及处理负载的待分配负载节点;
第三确定模块,确定所有待分配负载的优先级,所述待分配负载至少包括负载分配节点中的部分或全部负载;
分配模块,至少基于所述待分配负载的优先级对所述待分配负载节点进行负载分配,使优先级高的所述待分配负载被优先分配,优先级低的所述待分配负载在后分配或延迟分配。
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CN106789376A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-05-31 | 大连大学 | 带有层级结构的指控网络级联失效模型构建方法 |
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"Cascading failures in interconnected networks with dynamical redistribution of loads";zhuang zhao.et;《elsevier》;全文 * |
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