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申请/专利权人：西北工业大学

摘要：本发明提供了一种考虑负载变化的水声网络级联失效关键节点识别方，针对水声网络遭受攻击故障的级联失效过程，提出了一种综合考虑负载变化的级联失效关键节点识别技术。本发明识别出的关键节点结果可以为网络应对级联失效所采用的网络拓扑控制手段和安全防护措施提供十分有效的先决信息。本发明通过加强对己方关键节点的防御，如适时增设替换节点、安全监测，及时剔除潜在威胁，增强己方网络安全性。因此本发明不仅仅对水声网络拓扑控制技术的研究具有重大的意义，同时也推动了网络空间安全在水声网络中的应用与发展。

主权项：1.一种考虑负载变化的水声网络级联失效关键节点识别方法，其特征在于包括如下步骤：第一步：给定水声网络的级联失效模型在水声网络中，影响级联故障结果的主要因素有三个：节点的初始负载、节点的容量和负载分配策略；因此，首先给定节点的初始负载为网络中所有节点的容量为W，负载分配按照策略为其中vi代表网络中节点号为i的节点，网络中共m个节点，t表示在网络运行的第t时刻，代表节点vi在网络初始0时刻的负载值；级联失效的具体过程为：当网络中一个节点vi因为攻击或者故障导致失效后，将失效节点vi原有的负载按照负载分配策略分配给周围的其他节点，当网络中某个节点vj的负载因为其他节点负载的分配而导致自身负载增加而超过自身容量，即时，节点vj因为自身缓存溢出而失效，进而触发新一轮的失效；第二步：设置不同的网络负载量在水声网络运行过程中，每个节点在单位时间△t都会产生负载量S，并向网络汇聚节点sink节点传输，节点产生的S越大，网络承担的负载就越大，节点承担的负载也更容易超过自身容量W而发生失效，级联失效越严重，因此给定网络的负载量为：S＝λW1其中λ＝{λ1,λ2,…,λn}为不同系数，λ越大，网络负载越大，级联失效越严重；第三步：执行λi负载下，节点vj失效后的级联失效过程；节点vj失效，从网络中删除节点vj；将网络中原本分配给节点vj的负载按照负载分配策略分配给周围的其他节点；当周围其他节点中的某个节点的负载因为增加而超过自身容量，该节点因为自身缓存溢出而失效，进而触发新一轮的失效；重复删除失效节点-负载分配-产生新的失效节点-删除失效节点的过程，直到网络中没有新的失效节点产生，完成网络的级联失效过程；第四步：计算λi负载下，节点vj失效后，网络完成级联失效后的网络可生存节点比例；第五步：执行不同λi下、不同节点vj的级联失效过程，重复第三步和第四步，直到计算完所有λi情况下所有节点的形成节点在不同网络负载下的重要性表现矩阵NI；第六步：利用熵权法计算得到不同负载λi下评价节点重要性的权重系数为： 第七步：使用多准则评估算法TOPSIS对重要性表现矩阵NI进行计算，得到网络中不同节点的重要度，其中不同负载λi下评价节点重要性的权重系数使用第五步骤得到的结果： 其中，表示最终识别出的节点vi在网络级联失效过程中的重要性综合评价结果；第八步：对所有节点的重要性综合评价结果进行排序，选取前q％的节点即为识别出的网络关键节点。

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