一种面向大规模网络的高速剖分视图呈现方法

技术领域

本发明属于网络空间测绘技术领域，特别是一种具有快速查询、快速呈现、适用于大规模网络的高速剖分视图呈现方法。

背景技术

网络空间已成为继陆、海、空、天之后的第五维作战空间，世界各国对网络空间测绘十分重视，成为军事竞争的新焦点。网络视图的可视化与呈现是网络空间测绘技术的重要组成部分，将网络态势分析与可视化技术结合起来，将不可见的抽象的网络数据以图形图像的方式展现出来，并提供交互操作接口，从而协助网络管理员更直观快速且准确地获取网络状态信息并识别网络异常事件。

当前大规模网络的节点及关系数量都是百万级、千万级，甚至是亿级。对如此大规模网络进行可视化和呈现时，存在以下2个问题：

1、数据获取速度慢，需要到海量数据库里进行匹配查询，查询和数据获取时延长；

2、当界面显示超过1000个网络节点时，该网络的可视化界面会超过人类的认知能力，通常情况下，很难进行有效的科学分析。

针对上述两个问题，本发明专利设计了一种基于子网切割和索引的高速剖分视图呈现方法，可以有效提升数据获取效率和网络呈现的分析效能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向大规模网络的高速剖分视图呈现方法，提高大规模网络条件下的网络呈现性能。

实现本发明目的的技术解决方案如下：一种面向大规模网络的高速剖分视图呈现方法，包括如下步骤：

(10)呈现网络的子网切割：如果需要呈现的网络或子网的节点数量大于1000，调用子网切割算法，生成子网节点及其子网标识(该节点代表一个子网)；

(20)更新子网内所有网络节点的父节点信息：遍历子网内所有节点，更新节点的父节点标识为子网节点标识；

(30)建立索引表：以子网标识为索引，子网的节点标识列表为内容，构建从子网标识到子网内节点标识列表的检索表；

(40)迭代递归执行步骤(10)、(20)和(30)，当所有子网节点数量都小于1000时，终止递归；

(50)网络视图呈现：初始时，显示最顶层子网节点，进行网络放大时，计算当前光标与所有子网节点的欧氏距离，选取欧氏距离最小的子网进行剖分呈现；

(60)子网剖分呈现：根据子网标识和索引表，获取子网的节点标识列表，并显示相应的子网络。

本发明与现有技术相比，其显著优点如下：

本发明将大规模网络进行切割和剖分，将一个大规模网络或者超大规模网络递归的切割成节点数量小于1000的子网络，并通过索引表，大幅降低大规模网络条件下的节点数据获取时延。本发明的剖分视图呈现方法，适用于大规模网络的高速呈现，具有数据获取效率高、网络呈现速率快的特点。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

图1是本发明面向大规模网络的高速剖分视图呈现方法流程图。

图2是对本发明方法的索引表存储结构。

图3是对本发明方法的基于欧式距离的子网选取示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种面向大规模网络的高速剖分视图呈现方法，包括如下步骤：

(10)呈现网络的子网切割：如果需要呈现的网络或子网的节点数量大于1000，调用子网切割算法，生成子网节点及其子网标识(该节点代表一个子网)；

上述(10)的子网切割步骤具体为：

(11)判断需要呈现的网络或子网的节点数量是否大于1000，如果大于1000，则执行步骤(12)，否则执行步骤(60)；

(12)采用基于模块度的社区检测Louvain算法(该算法为开源发布的公开算法)进行子网切割，生成子网节点，其子网标识生成方式如下：

1、获取父节点，如果无父节点，则PID＝1；

2、NetworkID[社区ID]＝“PID”+“.”+“社区ID”；

其中，社区ID为社区检测Louvain算法(该算法为开源发布的公开算法)生成的社区ID，例如社区 ID为3，表示社区检测Louvain算法生成的第3个子网。

(20)更新子网内所有网络节点的子网标识信息：遍历子网内所有节点，更新节点的子网标识；

上述(20)的子网内节点更新步骤具体为：

(21)For i＝1to N；N为社区检测Louvain算法生成的子网总数；

(22)For each Node j in Subnet[i]；Subnet[i]为子网i的节点列表；

(23)Node[j].子网标识＝NetworkID[i]；

(30)建立索引表：以子网标识为索引，子网内节点标识列表为内容，构建从子网节点标识到子网内节点标识列表的检索表；

上述(30)的建立索引表步骤具体为：

(31)索引表表项包括子网标识和子网内节点标识列表两部分；

(32)为提高子网节点的获取，加速呈现效率，索引表采用N叉树存储，其存储结构如图2所示；

(40)迭代递归执行步骤(10)、(20)和(30)，当所有子网节点数量都小于1000时，终止递归；

(50)网络视图呈现：初始时，显示最顶层子网节点，进行网络放大时，计算当前光标与所有子网节点的欧氏距离，选取欧氏距离最小的子网进行剖分呈现；

上述(50)的建立索引表步骤具体为：

(51)获取当前光标位置C＝(a，b)，a为屏幕横坐标，b为屏幕纵座标；

(52)选取缩放子网的选择方法如下：

SelectedNode＝argmin((a-xi)2+(b-yi)2)

其中，i表示当前屏幕显示的第i个节点，xi和yi分别表示示第i个节点的横坐标和纵座标。

(60)子网剖分呈现：根据子网标识和索引表，获取子网中节点标识列表，并显示相应的子网络。

上述(60)的子网剖分呈现步骤具体为：

(61)依据步骤(52)选取的子网标识进行查询，根据子网标识进行最长匹配；

(62)获取当前子网的所有节点标识，并从数据库中精确匹配提取所有节点及关系，并显示相应的子网络。