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专利号: 2019109850818
申请人: 河南工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于度约束最小生成树的域间路由恢复方法,其特征是:步骤一、建立度约束最小生成树的数学模型;

步骤二、基于节点表示法(Node Representation,NR),对遭受BGP‑LDoS攻击后的域间路由系统进行编码,表示为森林表示FoR(Forest Representation,FoR);

步骤三、判断目前FoR代表的是否是仅含单树的森林,如果是单树森林,为了拓展方法的适用性,利用特殊实施方式对该森林予以修正;如果不是单树森林,则直接进行第四步骤;

步骤四、由于域间路由系统遭袭后,通常会造成单个失效自治域节点或多个毗邻失效自治域节点,因此进行判断,如果当前域间路由系统中出现的是单个自治域节点失效,则进行第五步;如果当前域间路由系统中出现的是多个毗邻自治域节点失效,则进行第六步骤;

步骤五、采用FT关键节点选择算法KeyNodeSelectionForFT(),计算单个自治域节点失效情况下的关键节点,之后利用基础迁移算法FundamentalTransfer(),简称FT,实施失效节点的迁移操作,建立基于度约束最小生成树的域间路由系统恢复拓扑;

步骤六、采用CT关键节点选择算法KeyNodeSelectionForCT(),计算多个毗邻自治域节点失效情况下的关键节点,之后利用复杂迁移算法ComplexTransfer(),简称CT,实施失效节点的迁移操作,建立基于度约束最小生成树的域间路由系统恢复拓扑;

所述步骤一中,度约束最小生成树是指,针对最小生成树中各顶点的度数(Degree)加上一定的数目限制,即不超过预设数值,则满足条件的最小生成树记为度约束最小生成树,对于连通图G=(V,E),其节点集合V={v1,v2,...,vn},节点个数为|V|;边的集合E={e1,e2,...,ek},边的个数为k;每条边对应的权值为wij;T表示G中所有满足度约束的生成树集合;度约束最小生成树DCMST数学模型定义为:优化目标函数:

约束1:xij∈{0,1},i,j=1,2,...n约束2:

约束3:1≤dgri≤dgrc,i=1,2,...,n约束4:

约束5:

其中,优化目标函数中c(x)表示生成树的总体代价;对上述约束进行退化处理,假定边的权值均相同;约束1中向量xij表明图中节点i与节点j之间的有效边情况,即xij=1表示节点i与节点j之间存在一条边;约束2中体现生成树中涵盖n‑1条边;约束3中dgri为节点i对应的度值,需要满足[1,dc]范围要求;约束4意在防止生成树回路问题;约束5表明所有节点度值之和为2(n‑1);

所述步骤三中,由于后续迁移操作均认为一个森林中至少存在两棵树,为了扩展算法的适用性,将仅有一棵树的森林予以修正,依照单树森林修正算法UpdateForSingleTree()实施操作。

2.根据权利要求1所述的基于度约束最小生成树的域间路由恢复方法,其特征是:所述步骤二中,提出的节点表示法(Node Representation,NR),意在便于图中节点编码,对于一个简单无向图G=(V,E),存在一个生成森林F=(V,EF)是G的无环子图,F中的一棵树T=(VT,ET)是F中的一个连接部分,有 对于一个图G及其中一颗树T, 是由节点集合VT生成的一个子图,即, 包含的所有边(x,y)∈E,均满足x∈VT和y∈VT;

对于一棵树T(根为Root),则节点n的进深是指从n到Root的路径长度,记为dp(n);NG(n)表示G中毗邻节点n的节点集合;G中一个节点的度表示为dgrG(x),T中一个节点的度表示为dgrT(x);G中一棵树T的度记为dgrG(T),是指对于G的边集E,射入属于VT集合节点的边的总数;与之类似,T中边的个数为dgrT(T)=|VT|‑1;

一颗树T的NR编码表为一个有序列表,其中每个节点NR涵盖四个元素(n,id,dp,dgr):分别表示节点(可用域间路由系统中自治域号ASN来标识)、索引、节点进深和节点度值;节点NR之间的排列顺序需满足:首先,每棵子树的节点为连续,其次,每棵子树的根排在其节点之前;对于一个节点n,根据NR表示法,id(n)表示其索引值,dp(n)和dgrG(n)分别表示其进深和度值;对于一棵树T,由于深度优先搜索对于节点的顺序特性,基于深度优先法则实施NR编码时,搜寻到一个未访问过的节点,则可将该节点以及对应的进深、度值加入至NR编码序列;

将一棵生成树F的NR编码,记为森林表示(Forest Representation,FoR),是F中每棵树T的NR合并;由于一片森林包含多棵树,则可用一个对偶(pT,dgrT)表示一棵树,前者表示指向树T的指针,后者表示该树的度值。

3.根据权利要求1所述的基于度约束最小生成树的域间路由恢复方法,其特征是:所述步骤五中,FT关键节点选择算法KeyNodeSelectionForFT(),意在计算FT中新树Tdst中节点t,以及被迁移子树Torigin中的根r;基础迁移FundamentalTransfer()算法,主要是针对BGP‑LDoS攻击后,导致域间路由系统中某一关键节点失效的典型场景,针对该问题构建新的森林,并有效满足度约束最小生成树的数学模型要求。

4.根据权利要求1所述的基于度约束最小生成树的域间路由恢复方法,其特征是:所述步骤六中,CT关键节点选择算法KeyNodeSelectionForCT(),意在计算被迁移树Torigin中的根r;修剪节点f;新树Tdst中的节点t;复杂迁移ComplexTransfer()算法,相对于FT操作更为复杂,主要针对域间路由系统在遭受BGP‑LdoS攻击后,导致毗邻的多个自治域节点失效场景,利用CT算法生成度约束最小生成树,予以实施路由恢复;复杂迁移ComplexTransfer()算法有效满足度约束最小生成树的数学模型要求。

5.根据权利要求1所述的基于度约束最小生成树的域间路由恢复方法,其特征是:所述步骤五和步骤六中,在进行节点迁移和变化的过程中,均需要利用节点迁移编码算法TransNodesEncode()创建并逐步完善编码矩阵的方式记录该过程。