智能家居网络拓扑

2024-09-19

智能家居网络拓扑(精选7篇)

智能家居网络拓扑 篇1

1 软件设计要点

1.1 智能开票模块的设计

该模块的设计和开发分为2个部分:路径搜索技术的设计和智能成票功能的设计。

在路径搜索技术上软件采用了网络拓扑分析的先进技术。根据电网图形接线,在设备与设备之间创建连接节点,在进行路径搜索时根据这些连接的节点进行搜索。当调度员进行操作时,软件根据操作设备对象的连接情况,按照指定的搜索条件找到满足要求的断开点,从而得到物理上可行的供电操作路径。主要采用的搜索方法有广度搜索算法及深度搜索算法。在智能成票功能的设计上,兼顾变电站主变等设备的运行情况,配网线路合解环两侧的线路情况,重合闸、保护的情况,最终生成正确的操作任务票。为此,需要对各种设备、各种运行方式下的操作票生成规则进行研究,为各种条件设计不同的代码,以便计算机识别[1]。图1列出了智能成票设计所涵盖的主要内容。

1.2 优选排序算法的设计

软件通过网络拓扑搜索技术获取的只是理论上可行的供电方案,实际上有些并不一定合理,特别是配网合解环路径较多,考虑因素复杂,所以设计了优选排序算法对方案进行删减和排序[1]。这一算法包含:排除算法和优选算法。

所谓排除,就是当方案不满足给定条件之一时就予以排除。给定条件是根据电网运行条件、调度规程以及调度员的经验等整理出来的[2]。比如某开关是否禁止合解环,是否是支线开关,合解环后是否会过载,是否超出消弧补偿范围等。

所谓优选,就是对排除之后所剩下的实际可行的方案进行排序,优先顺序取决于根据电网运行条件、方式变化前后的潮流分布和调度员调度经验整理出来的若干要素(如:是否是同一母线供电、是否是开闭所或变电站的开关、是否能保持双电源供电、负荷电流是否小于额定值的80%等)。在进行方案优选排序时,主要是对这些要素设定不同等级的权值,再对各个方案计算其总加权值,通过总加权值的大小进行排序,权值越大越优先。

1.3 安全逻辑校核算法的设计

安全逻辑算法在设计思路上分为3个方面:

首先,在智能开票或手工开票过程中,要检查操作的正确性。按照调度规定,为各种操作设定不同的约束条件,当执行这些操作的时候,逐一验证操作是否满足这些约束条件。这些约束条件是依据网络拓扑自动生成的,不是指定的,是计算机按照接线方式分析的结果,不需要后期维护。

其次,在开票结束、操作票生成后,要检查操作结果的正确性。软件会按照操作任务目的,检查操作后的状态是否满足任务目的。检验包括是否满足调度倒闸操作的要求、规范,是否会过载,合解环是否会出现得失电情况,是否会导致双电源用户失电,操作执行后设备的最终状态是否正确等[3,4]。

第三,对于合解环操作方案,需要经过配网合解环潮流分析估算,估算的结果在安全校核结果窗体上显示,为调度员提供参考。

另外,安全逻辑校核算法的使用贯穿于所有操作票的生成过程中,以保证每一张发送到调度DMIS的操作任务票均通过了安全逻辑校核。图2描述了该算法的使用范围。

1.4 配网合解环潮流计算算法的设计

在配电网络潮流计算中,网络数据和运行数据的完整性和精确性是计算准确性的一个主要因素。把原有开发应用的《配网合解环潮流分析系统》进行修改后并入本软件系统,增设了与Open2000数据接口,实现了配网实时潮流计算功能。在本程序中,构造了简化的潮流计算模板[5,6],苏州地区主电网的结构数据和参数来自于Open2000系统及SCADA系统的实时数据,配电网合环线路出口的负荷来自于Open2000系统实测量,通过分析比较将配网线路的负荷平均分布于线路,再利用数学方法进行负荷移置,因而合环潮流计算的结果能准确反映电网运行情况,更加具有参考价值和指导意义,作为方式调整优选方案的参考。合并后利用现有系统的配网接线实现了潮流计算软件的零维护,通过程序改进,调度员只需在进行合环的开关处选择《合环潮流计算》菜单,输入合环线路的大致长度即可进行计算得出结果。图3描述了算法所使用的模板。

2 软件工作流程设计

按照配网调度操作任务票的开票要求进行了工作流程设计,以简化流程、便于调度员操作为原则,流程包括从调度自动化系统读取数据和发送任务票至调度DMIS。

图4为调度操作任务票工作流程图。

3 软件研究及开发原则

在软件的开发过程中,坚持安全、周密、高效、简洁、高可靠性以及零维护或少维护的原则。保证软件能适用于各种电网运行方式和各种接线方式,保证开出的每一张票的正确性,保证软件运行稳定、数据存储安全,保证软件的界面友好、操作方便快捷,并力求将软件的维护量降到最低,不增加调度员的工作量。

图5描述了软件的开发设计原则。

4 软件主要功能设计

4.1 智能开票功能

软件实现了各种设备、各种操作目的、各种操作方式下的智能成票功能。根据用户选择的设备(主变、线路、开关等)、操作目的(停役、复役等)、操作方式(合解环、停送电、旁路代等),依据配电网络拓扑结构,综合各种因素(包括共享调度自动化系统的实时数据,为检验和优化调度操作任务票提供判断依据),自动生成一套正确、科学合理的调度操作任务票。并实现了直接按照停役票复役的功能(即:设备复役时,软件能自行正确调用上次停役前状况,自动生成相对应复役操作任务票)。

自动生成的调度操作任务票可通过调度DMIS实现网上取票、管理和统计。

4.2 安全逻辑校核功能

软件实现了对操作任务票的安全逻辑校核功能。能自动按操作票顺序,对生成的调度操作任务票逐一进行安全校核,并显示结果及失电过程、保护调整清单等,校核正确后,经调度确认可发送到调度DMIS。

4.3 人工开票功能

软件实现了人工开票功能。可以在网络图上通过进行模拟操作生成相应操作票,以应对特殊情况下的开票(如新设备投运等),作为智能开票的辅助。

4.4 开票培训功能

软件实现了针对实习调度员的操作任务票拟票培训功能,供实习调度员练习拟写操作任务票。该操作任务票内容全部由实习调度员填写,提交后软件自动验证其一次操作任务是否正确及操作术语和设备名称是否规范,并给予评价。

4.5 其他实用功能

软件还提供了其他的一些实用功能,如:操作票的修改、插入操作条目、插入备注、操作票合并或删除等,为调度员提供操作使用上的便利。

5 结束语

该软件目前已经在江苏省电力公司苏州供电公司的配调部门投入实际使用,与传统的DMIS手工开票相比,具有开票速度快、带有安全校核功能等优点,为调度员开票提供了更加快捷、方便的技术平台,实现了与调度自动化系统和调度DMIS互联,调度员手工开互联,调度自动化系统的实时数据为优化调度操作任务票提供判断依据,进一步提高了调度管理水平,为保证电网的安全、稳定、经济、优质运行提供了科学的服务手段。

参考文献

[1]李于剑.Visual C++实践与提高(图形图像编程篇)[M].北京:中国铁道出版社,2001.

[2]王世祯.电网调度运行技术[M].辽宁:东北大学出版社,1997.

[3]国家电力调度通信中心.电网调度运行实用技术问答[M].北京:中国电力出版社,2000.

[4]国家电力调度通信中心,湖南电力调度通信局.电力调度技术标准汇编(第一、二、三、四、五分册)[M].北京:中国电力出版社,1999.

[5]Shirmohammadi D,Hong H W.A Compensation-based PowerFlowMethodforWeaklyMeshed Distribution and TransmissionNetworks[J].IEEE Transaction on Power Systems,1998,3(2):753-762.

[6]Wang Jincheng,Chiang Hsiaodong,Darling Gary R.An Effici-ent Algorithm for Real-time Network Reconfiguration in LargeScale Unbalanced Distribution systems[J].IEEE Transactionon Power Systems,1996,11(1):511-524.

智能家居网络拓扑 篇2

分布式电源接入及用户对供电质量要求的提高, 对配电网保护控制的性能提出更高的要求。分布式控制由智能终端 (smart terminal unit, STU) 利用互相之间对等实时交换得到的测量和控制信息进行决策, 响应速度快, 控制性能好, 是配电网保护控制技术发展的方向[1,2,3]。

实现分布式控制的前提是每个STU存有馈线实时拓扑[4,5,6,7,8,9]。例如在馈线自动化系统中, 进行供电恢复控制时需要知道联络开关的位置, 而配电网络结构由于故障隔离、负荷转移等操作使开关的开合经常发生变化, 因此, 需要对STU存储的配电网络拓扑进行实时更新。

一种拓扑更新的方式是通过安装在控制中心的主站将馈线拓扑下发到STU, 主站采用的拓扑识别方法主要包括树状搜索法和邻接矩阵法两大类[10,11,12,13,14,15,16], 其静态拓扑通过人工配置或从地理信息系统 (GIS) 导入, 这种依赖主站下发的方式STU没有自具 (self-contained) 性, 灵活性差, 无法实现自治性分布式控制系统;另一种方式是为STU配置其关联馈线的全局静态拓扑信息, 通过获取关联馈线域内开关的实时状态信息建立馈线实时拓扑, 这种方式需要为每一个STU人工配置关联馈线的全局静态拓扑信息, 配置工作量大。配电网分布式控制应用涉及站点少, 功能的实现不需要掌握全站的拓扑信息, 因此, 本文提出一种STU采用逐级查询自动识别馈线拓扑的方法, 在馈线拓扑发生变化时可自动更新STU存储的拓扑, 介绍了分布式控制应用拓扑的基本概念, 给出两种应用拓扑的获取方式。以广域闭锁分布式电流保护为例, 在有源配电网静态模拟系统上搭建试验系统, 验证了所提馈线拓扑识别方法的有效性。

1 分布式控制应用拓扑基本概念

1.1 分布式控制基本概念

分布式控制指STU利用对等通信网络[17,18,19]交换测量与控制信息, 由STU自身完成信息的处理与控制决策, 无需配电自动化系统主站参与协调和控制, 控制响应速度快, 实时性好;与基于当地测量信息的控制方式相比, 利用的信息更为全面, 控制性能更为完善。

配电网中, 一般都是把一个独立的供电区域作为一个完整的保护控制对象, 由于一个供电区域覆盖的范围较小, 涉及的站点少, 若基于分布式控制的操作可在100ms内发出跳闸或其他控制命令, 即可满足配电网保护与控制对动作速度的要求, 因此分布式控制特别适合在配电网中应用[1,20]。

分布式控制应用 (简称控制应用) 是一个具体的分布式保护与控制应用功能的简称, 例如分布式馈线自动化应用、广域闭锁分布式电流保护应用、电流差动保护应用、反孤岛保护应用等。控制应用相关站点覆盖的供电区域称为控制作用域, 进行控制决策的STU称为控制主体STU, 简称主控STU。一个控制应用可以由一个STU来决策, 也可以由多个STU协调决策。

1.2 应用拓扑基本概念

应用拓扑指一个具体的控制应用作用域内相关站点的实时连接关系。应用拓扑是配电网馈线实时拓扑的一部分, 馈线实时拓扑指以变电站母线为边界、互相有联络关系的配电线路及其设备的实时连接关系。

设计分布式控制应用算法, 必须知道其应用拓扑。以电流保护为例, 传统的配电网电流保护通常采用时间配合的方式来保证保护动作的选择性。当保护级数过多 (例如三级) 时, 导致最后一级保护 (变电站出口断路器) 动作时间过长 (大于1s) , 持续存在的短路电流以及由此引起的电压骤降, 威胁配电网设备的安全以及电压质量敏感负荷的正常运行[1]。采用基于对等通信网络的闭锁分布式电流保护, 可以解决上下级保护之间的配合问题, 提高保护的动作速度。每个STU根据自身监控开关处检测到的故障电流信息和从下游开关处STU接收到的是否检测到故障电流信息来判断故障是否发生在监控开关与下游开关之间的区段。如果下游开关也检测到故障电流, 则故障不在此区段;如果下游开关未检测到故障电流, 则判断出故障发生在该区段, 发出跳闸命令。要实现闭锁分布式电流保护, STU需要知道其监控开关的上下游连接关系, 而在馈线拓扑结构发生变化时, 开关的上下游关系会随之改变。图1为典型配电线路。

如图1 (a) 所示典型配电线路共有6个开关, 假设每个开关对应一个监控STU。开关K4处于分位, 为联络开关;K1的下游开关为K2, K3;K2的下游开关为K3。当F点发生故障时, K1, K2, K3都检测到故障电流, K2处STU2向K3处的STU3请求短路电流检测结果, STU3向STU2返回检测到短路电流的信号 (闭锁信号) , 因此, STU2判断出故障不在其相邻的下游区段上, 开关保持闭合。

同理, K1保持闭合;K3处STU3检测到故障电流信号, 且没有收到下级闭锁信号, 判断出故障在其相邻的下游区段上, 发出跳闸命令。闭锁信号在STU之间的传输延时在10 ms以内, 可保证在100ms以内发出跳闸命令。这种上下游关系提前配置好的情况适用于线路结构固定不变的场合。如果网络的运行方式调整, 开关K2打开, K4闭合, 如图1 (b) 所示, 此时, K3上游开关变为K4。可见, 分布式控制应用中主控STU需要在网络结构变化时识别其应用拓扑。

一般来说, 闭锁分布式电流保护应用中, STU确定其监控开关的相邻关系即可, 为了提高可靠性, 设置STU的闭锁条件为接收到任何一个下游开关的闭锁信号。如图1 (a) 中, 假设STU2出现通信故障, 则STU1收不到闭锁信号, 会误判故障发生在K1下游区段, 控制K1跳闸, 使停电范围扩大。若每个STU均保存其上游和下游连接关系, 在检测到开关流过故障电流时, 给所有的上游开关发送闭锁信号, 同时接收来自所有下游开关的故障电流检测信号, 只要收到某一个下游开关返回的检测到故障电流的闭锁信号, 则可断定故障不在其下游相邻区段。

如图1 (a) 中, STU3保存其上游至电源开关的拓扑, 识别出K3上游开关为K2和K1, 在检测到故障电流时, 同时给K2和K1处的STU2和STU1发送闭锁信号, 即使STU2出现通信故障, STU1也会收到STU3发送过来的闭锁信号, 判断出故障不在K1的下游相邻区段, 改进的闭锁分布式电流保护称为广域闭锁分布式电流保护, 其动作逻辑见图2。

2 馈线实时拓扑识别的原理

主控STU可通过逐级查询来获得馈线实时拓扑。

2.1 STU的配置

通过逐级查询识别馈线实时拓扑, 需要STU配置其所监控开关的属性及其相邻开关的信息。因此, 在安装一个新的STU或一个STU的相关静态拓扑发生变化时, 需要对其进行人工配置。

一个STU站点可能监控一个开关 (例如架空线路开关, 如图3 (a) 所示) , 也可能监控多个开关 (例如环网柜或开闭所, 如图3 (b) 和图3 (c) 所示) , 相关站点STU需要保存其监控开关的完整的局部拓扑信息, 局部拓扑的边界开关通过配电线路与其他站点的边界开关相连。配置信息包括:每个当地开关的名称、属性 (是否为出线断路器, 又称电源开关) 、当地开关的拓扑连接关系、当地STU的通信地址以及每个相邻边界开关的名称及其监控STU的通信地址。

以图1 (a) 为例, 电源开关K1处STU1需配置的信息有:K1的名称以及STU1的通信地址, 开关属性为电源开关;相邻开关K2的名称及STU2的通信地址。分支开关K3处STU3的配置信息有:K3的名称以及STU3的通信地址, 开关属性为非电源开关;相邻开关K2与K4的名称及STU2与STU4的通信地址。分段开关K2处STU2的配置信息有:K2的名称以及STU2的通信地址, 开关属性为非电源开关, K2一侧相邻开关K1的名称及STU1的通信地址, K2另一侧相邻开关K3与K4的名称及STU3与STU4的通信地址。

2.2 查询方法

主控STU上电时, 根据配置信息向其一侧相邻开关处STU发出拓扑查询请求, 收到查询请求的STU首先检查其监控的开关的属性、状态及是否有相邻开关。如果是电源开关或者不是电源开关但没有其他相邻开关存在, 则将开关属性及其状态信息返回至主控STU, 该侧查询终止;否则, 需将该监控开关的所有下一级相邻开关的名称及其STU的通信地址信息一并返回给主控STU (对于环网柜或开闭所等监控多个开关的STU站点来说, 返回其局部拓扑信息及各开关状态和各监控开关下一级相邻开关名称及其STU地址信息) , 主控STU收到相邻开关返回的信息后, 再逐一向其下一级相邻开关所在STU发出拓扑查询请求。依次类推, 直至查询到电源开关或再没有下一级相邻开关的末端开关为止。最后, 主控STU根据接收到的所有查询结果得到该侧的馈线实时拓扑。主控STU在其一侧拓扑查询结束后, 以相同的原理, 继续向主控STU其他侧发起查询, 直至获取整个网络的馈线实时拓扑。

如图1 (a) 中, K3处的STU3在上电时启动查询, 根据配置信息, 首先向其一侧相邻开关K2处STU2发送拓扑查询请求, STU2收到拓扑查询请求后, 根据配置信息查询到K2不是电源开关且有相邻开关存在, 因此, 将K2属性、状态及其另一侧相邻开关K1的名称和STU1的通信地址信息一并返回给STU3, STU3收到STU2返回的信息后, 再向STU1发出拓扑查询请求, STU3收到STU1返回K1为电源开关的信息后, 该侧查询结束, 同理查询获得K3另一侧的拓扑关系, 最后, STU3根据接收到的所有查询结果, 得到馈线实时拓扑如图4所示。

2.3 馈线实时拓扑的刷新

对智能配电网而言, 拓扑结构和运行方式经常改变, 必须实时刷新STU存储的馈线实时拓扑。主控STU获得一个具体的馈线实时拓扑之后, 将实时监测该馈线实时拓扑中所有开关的变位信息。

1) 一旦收到该馈线实时拓扑内开关或该馈线实时拓扑边界开关的邻居开关的变位信息, 将开关状态更新并刷新馈线实时拓扑信息。

2) 如果网络静态拓扑发生变化, 首先需要手动更新STU的配置信息, 在相关STU的配置信息更新完毕后, 发出“配置信息已更新”的消息。网络中相关的STU收到此信息后, 重新进行馈线实时拓扑查询。

3) 主控STU周期性查询馈线实时拓扑中开关的状态与配置信息, 如果开关状态不一致, 则更新开关状态, 若配置信息与存储的馈线实时拓扑不匹配, 则重新发起查询。

若馈线拓扑发生动态变化, 例如某个开关变位, 只需更新开关状态信息及实时拓扑即可, 不需要人工参与。如果是馈线静态拓扑发生变化, 例如线路中新增一个分段开关, 则必须对新增开关进行人工配置, 人工更新与新增开关相邻的所有开关站点的配置信息, 其他开关配置信息不变。如图5中, 在开关K5和开关K6之间的A点新增开关K9, 只需人工对开关K9所在站点进行配置, 更新K5和K6站点配置信息。

3 应用拓扑的识别

应用拓扑的识别有两种实现方法。一种是STU在识别出馈线实时拓扑后, 根据具体的分布式控制应用, 获取相应的应用拓扑。以图1 (a) 为例, 要实现广域闭锁分布式电流保护, STU3需要其上游实时拓扑关系, STU3根据图4所示逐级查询获得的馈线实时拓扑, 获得上游拓扑如图6 (a) 所示, 确定此时自己的上游开关为K2和K1。当上游开关发生变位 (如K2分、K4合) 后, 如图1 (b) 所示, 再一次根据馈线实时拓扑及开关实时状态, 获得上游拓扑如图6 (b) 所示, 确定此时自己的上游开关是K4, K5, K6。

另一种应用拓扑识别的方法是主控STU根据具体的控制应用直接进行应用拓扑的识别。与馈线实时拓扑查询不同之处在于主控STU根据具体的控制应用来确定应用拓扑的边界, 识别到边界为止。以图1 (a) 为例, STU3处广域闭锁分布式电流保护应用的作用域为监控开关K3至电源开关之间的站点, 因此, STU3一侧查询到电源开关K1为止, 另一侧在查询到K4处于分位时即停止该侧的查询。

应用拓扑是馈线实时拓扑的一部分。第一种方法查询并存储馈线实时拓扑, 查询慢, 占用内存大。第二种方法直接识别并存储应用拓扑, 查询快, 占用内存小。

4 拓扑的描述及应用拓扑的获取

用拓扑描述矩阵R来表示馈线静态拓扑, 开关用节点来表示, 开关之间有无直接连接用R中元素的取值来表示, 规定开关及其对应STU的两侧分别为L和R, 若某STU接收到的查询命令来自其L (或R) 侧, 该STU只将其R (或L) 侧的邻接关系返回给主控STU。主控STU若有多个相邻站点, 则对每条查询路径进行编号, 对每条查询路径分别建立拓扑描述矩阵Ri (i=0, 1, …, n) 以减少矩阵的维数, 提高算法的可靠性和执行效率。

4.1 由馈线实时拓扑获取应用拓扑

以图1 (a) 为例, 主控STU3有两条初始查询路径, 得馈线静态拓扑描述矩阵R1和R2如式 (1) 所示。

矩阵中的元素rij定义为:

用S来表示开关状态向量, 按查询方向来定义得:

式中:K*i为开关Ki对应的状态逻辑变量, 值等于1时说明开关闭合, 等于0时说明开关断开。

当K4为联络开关时, 开关状态为:S1=1[, 1, 1], S2=1[, 0, 1, 1], 以S1与S2为对角线元素构造矩阵C1与C2, C1与C2中对角线以外的元素都为0, 将C1与R1相乘、C2与R2相乘可得馈线实时拓扑描述矩阵T1和T2如式 (4) 所示。

在馈线实时拓扑描述矩阵T1中, 第1行第2列元素为1, 表示STU3查询到STU2, 转到STU2所在的第2行, 第2行第3列元素为1, 即STU2查询到STU1, 然后转到STU1所在的第3行, STU1所在第3行不含有值为1的元素, 说明该侧查询终止。对于T2来说, 因为K4处于分位, 所以STU4所在第2行元素全为0, 说明该侧查询终止, 得到实时拓扑连接关系为:K3-K2-K1, K3-K4, 只有K1为电源开关, 确定此时K3广域闭锁分布式电流保护上游应用拓扑为K2-K1, 在STU3检测到故障电流信号时, 给上游开关K2和K1发送闭锁信号。

4.2 直接识别应用拓扑

直接识别应用拓扑时, 主控STU根据具体的控制应用来确定识别的边界, 以广域闭锁分布式电流保护应用为例, 如图1 (a) 中, STU3一侧查询到电源开关K1时停止, 另一侧在查询到K4处于分位时即停止该侧的查询, 且不需要对该侧的连接关系进行描述及保存, 得应用拓扑描述矩阵A如式 (5) 所示, 同样可得此时K3上游应用拓扑为K2-K1。

5 STU自动识别广域闭锁分布式电流保护应用拓扑试验

为了验证所提方法的有效性, 在有源配电网静态模拟系统上搭建了测试系统, 仿真系统可以模拟开环架空配电线路及电缆环网配电线路的正常运行和各种故障状态, 系统中开关的状态可从远程控制台手动设置, 可任意改变线路中某开关的分合状态, 每个站点配置一个支持以太网通信的STU, 满足100~9 600bit/s的传输速率要求, 采用光纤IP网络作为对等通信网络, 将所有STU接入同一局域网, 试验原理如图7所示 (为清晰起见, 未画出STU及通信网络) 。

为验证STU逐级查询识别应用拓扑及广域闭锁分布式电流保护的效果, 进行如下试验。

1) 给模拟系统上电, 每个开关识别出广域闭锁分布式电流保护应用拓扑, 如K26识别出其上游连接关系为:K27-K28-K29-K31。在F1点设置短路故障, 此时K26, K27, K28, K29, K31均检测到故障电流, K27, K28, K29, K31都收到来自其下游开关的闭锁信号, 开关状态不变, 由K26跳闸切除故障。

2) 给模拟系统上电, 每个开关识别出广域闭锁分布式电流保护应用拓扑, 如K15识别出其上游连接关系为:K14-K13。在F2点设置短路故障, 此时K15, K14, K13均检测到故障电流, K14, K13都收到来自其下游开关的闭锁信号, 开关状态不变, 由K15跳闸切除故障。

3) 给模拟系统上电, 断开K27, 闭合K25, 每个开关识别出广域闭锁分布式电流应用拓扑, 此时K25识别出其上游连接关系变为:K24-K23, 在F1点设置短路故障, 此时K25, K24, K23均检测到故障电流, K24、K23都收到来自其下游开关的闭锁信号, 开关状态不变, 由K25跳闸切除故障。

4) 给模拟系统上电, 每个开关识别出广域闭锁分布式电流保护应用拓扑, 如K26识别出其上游连接关系为:K27-K28-K29-K31。拔掉RMU3智能终端的网线, 在F1点设置短路故障, 此时K26, K27, K28, K29, K31均流过故障电流, 在RMU3通信故障时, K27可以收到来自K26的闭锁信号, K31可收到来自K27和K26的闭锁信号, 开关状态不变, 由K26跳闸切除故障, 未出现K31跳闸, 停电范围扩大的情况。

试验测得在通信正常及单点网络故障时, 均可以实现广域闭锁分布式电流保护, 使停电范围最小, 保护动作可在100ms内完成。

6 结语

分布式控制具有性能完善、响应速度快的优点, 是可靠、高效有源配电网的关键支撑技术, 其意义在于STU可以不依赖主站而自治实现分布式控制。

关于网络拓扑故障的分析 篇3

一般情况下, 在网络的设计之初, 网络设计者们都已经将网络的各种功能基本上发挥到了一定的程度, 同时也已经考虑到了某些故障, 并会作出一些相应的措施来避免故障的发生。但作为一名合格的网络工程师, 应该同时作出相应的解决方案。一般在网络初次建好后是不会出现故障的。因为在网络建好后, 网络设计者们已经将各种网络设备的设置和连接做好了, 并已经完成了种种的调试和测试。

网络拓扑所引起的故障, 多数情况下是因为网络管理人员对网络的结构模糊, 或者对网络拓扑结构进行某些操作所造成的, 所以对于网络拓扑结构来说, 其故障一般是人为造成的。网络拓扑结构故障一般是由于更改网络拓扑结构, 或对网络拓扑进行优化。网络拓扑结构的更改, 一般主要是由于对网络设备的重新配置而改变了网络拓扑结构, 或在网络的主要结构中加入了新的网络设备, 从而改变了网络拓扑结构而发生故障。对于网络拓扑结构的优化故障一般主要是由于网络管理人员对网络内的设备, 包括交换机和路由器, 进行了重新配置, 目的是使其能够最大限度地提供服务而最终造成的故障。

2、更改拓扑结构

由于局域网中的网络拓扑结构相对来说是比较稳定的, 一般不会像笔记本电脑一样, 位置可以随意改变。但这并不能说, 网络拓扑结构是一定不能改变的。需要注意的是, 在改变网络拓扑结构之前, 必须对需要更改的网络拓扑结构有一个比较详细的了解, 必须根据现有的网络拓扑结构进行更改。

建议网络管理人员要有网络拓扑结构图的备份, 以便在网络出现故障时, 可以轻松查找到故障原因。另一方面, 在升级网络时也可以避免一些不必要的故障出现。

随着技术的发展, 网络都会面临升级。这里所说的升级, 不单单是指网络设备的升级, 还包括网络拓扑结构和网络软件的升级。网络的可升级性在网络是设计之初也是一项必不可少的工作。网络设计的升级和扩展的空间, 是判断网络好坏的一个重要指标, 因此在升级网络之前, 应首先考虑网络的升级空间到底有多大。如果在升级网络时, 完全不管网络的可升级性, 而对网络盲目添加设备、盲目升级网络, 有可能在升级网络之后, 产生一些莫名其妙的故障, 从而导致最终用户受损。

某些单位的网络主要分为两部分, 一部分是由一些老计算机和集线器组成的局域网, 一部分是由一些新计算机和交换机组成的局域网。一开始两部分的网络是相互独立的, 两个局域网之间不能进行通信。为了使所有的计算机都能互访, 便使用一根双绞线将交换机与集线器连接在了一起。但连接后的结果并不像开始想象的那样, 两部分网络的计算机可以实现相互间的信息通信, 而是一部分计算机之间可以实现信息通信, 剩余部分则不能, 从而造成了网络故障的发生。

在这个网络中, 既有交换机也有集线器混合构建的网络叫作混合网。因为在网络中由于计算机数量比较多, 所有很容易使网络传输产生碰撞而影响正常访问。另外, 由于交换机和集线器本身工作原理的不同, 也使得交换机在传输带宽和传输效率方面都比集线器要高很多。如果直接将交换机和集线器连接在一起工作, 因其工作效率不同, 就很容易产生网络通信故障。因此, 要想解决该网络的故障, 必须从故障根源上解决, 即改变网络的拓扑结构。

对于混合网络, 应当把其中一台性能最好的交换机作为网络的中心, 其他交换机、集线器、服务器、打印机等设备都连接至该交换机, 而普通计算机则连接至集线器。这种方式以交换机端口将各集线器的碰撞域分割开来, 有效的减少了网络碰撞冲突, 大幅度提高了网络传输效率。且由于服务器和打印机等各用户频繁访问的设备都连接至交换端口, 拥有较高的网络带宽, 从而解决了网络的传输瓶颈。

3、拓扑结构优化

网络拓扑结构的优化是指对已经正式投入使用的网络结构进行分析, 并找出影响网络运行的原因, 通过采取某些网络技术手段优化网络, 从而达到优化网络的运行状态, 充分利用资源等。尽管每个网络在开始设计之初, 已经考虑的十分周密, 但随着时间的推移、设备的不断更新以及新购计算机的投入, 原来所规划的网络已经不能再满足所要求的应用和需要, 此时对网络进行优化就成为确保网络运行的首选。

对网络拓扑结构进行优化的多少网络都属于大、中型网络, 而在这些网络中一般采用三层网络设计模型, 分别为:核心层、汇聚层和接入层。在实际的优化过程中, 由于三层结构的不同功能, 优化的重点主要是保证核心层的高速、稳定、可靠性;汇聚层的可扩展性;接入层的可管理性。

优化过程中, 应根据网络的实际需求选择合适的拓扑结构。在传统的网络拓扑布线时, 为了减少线路成本, 比较多的采用节点汇聚的方式。而随着网络介质成本的降低、维护成本的增加, 网络设计者更多地考虑减少节点或有源点的方式, 将汇聚层直接设置在大楼内部, 从核心层到汇聚层都采用直接逻辑连接, 不再设置中将有源节点。这种方式主要对用户较多、网络应用较多、路由协议复杂的大规模网络比较适合。

最后, 对于虚拟局域网VLAN的规划也是网络拓扑设计中值得注意的问题。使用VLAN可以控制广播, 避免混乱;支持工作组和网络的安全性;减少在解决移动、添加、修改终端用户等问题时的管理开销。但如果将VLAN设置出错, 也就直接改变了局域网的拓扑结构, 所以在设置过程中务必小心, 并做好相应的设置文档备份工作。

4、结语

综上所述, 网络管理人员只有在充分掌握网络拓扑结构的基础上方可对网络拓扑结构进行更改升级与优化, 同时, 还要具有一定的计划性和充分的准备, 以合理的利用网络资源, 确保网络运行的可靠性。

参考文献

[1]陈丽娜, 黄宏斌.《计算物理系统网络拓扑模型研究》.计算机研究与发展, 2010

[2]王国成.《浅析计算机网络拓扑与网络设备》.硅谷, 2008

[3]王春明, 康子明.《局域网拓扑结构优化的探讨》.电脑编程技巧与维护, 2010

智能家居网络拓扑 篇4

计算机专家系统所包含的知识是和其他软件系统的知识是不同的, 这是一个极其重要的特征。所以说, 专家系统的中心就是知识库, 专家系统功能的卓越性取决于知识库里知识的数量和质量。那么为了使专家系统具有智能, 让它可以模仿出好似人类的智能活动, 那么就必须使它具备知识。

知识的表达只是研究机械的一般方法, 也就是说一种数据的结构是否具备有效性和可行性就决定于知识, 知识是数据结构和控制结构的根基。我们不仅要考虑知识的运用, 还要琢磨知识的保存, 知识可以拿来表示描绘事物的一个群体, 于是, 人类的知识可用来表示成机械处理的数据结构。会直接影响专家系统的办事功效及专家系统的通用性在于知识表达的好坏。

当前最常用表达知识的方法主要包含以下几种:一阶谓词逻辑表示法、框架表示法、产生式表示法、语义网络表示法等。

1.1一阶谓词逻辑表示法

逻辑表示是基于离散数学的理论基础命题逻辑和谓词逻辑, 它作为一个原子命题存在于自然语言的语句中, 每个原子命题可以分成两部分, 个人和谓词, 逻辑表示法可以用来描述大多数自然语言逻辑公式, 这是一种应用程序更早、更广泛的表示方法, 是一个成功的知识表示方式, 适合使用定理系统的方法来解这个问题。

1.2框架表示法

世界上别样的事物有着各色各样的属性, 就像不同的东西之间平常有自己的规律一样。这种规律性的知识一旦经过细化, 就可以形成一种人们用来认识某一类事物的一种固定的框架 (Frame) 。框架表示法是一种用于表示经验性知识的知识表示法。在使用框架来表示知识的时候, 一个类型的实体, 框架是一种属性, 它可以用来描绘一个数据结构的对象些都是视具体情况而定的。根据实际情况的需要每个槽又可以分为若干个“侧面”。槽是用来描述对象属性, 或者一个状况和某一方面, 一个方面可以用一个侧面来描述相应的属性。侧面和槽所具有的属性值分别称为侧面值和槽值。

框架是继承性和实用层次结构。通过使用一个框架的继承和槽值, 可以用来构建一个知识表示体系。数据结构是一种多层框架下可以建立的框架, 框槽架之间的关系可以通过该框架到网络。

可以使用框架的内外嵌套的结构来表达不同档次的知识是它的优点, 可以随意的填写、修改、添加其说明和内容, 人在观察事物时的思维活动可以用框架表示法来反映, 当人观察失误适合固定概念、行为和事件, 但框架本身还是没有形成一个比较完整的理论体系, 框架槽和侧面之间缺乏一个清晰的语义知识表示单位, 这会使户构建立知识库的负担变重, 所以对于一个给定的问题领域, 仅仅用于正式化领域知识的框架系统是不容易的

1.3产生式表示法

用来表示因果关系的知识通常用产生式, 它的基本形式是:“如果…然后…”。一组产生式可以放在一起, 使它们协同作用, 互相配合;得出的结论产生式可以使用另一个产生式可以作为已知事实使用, 从而求得解决问题的方案, 产生式系统就是这样一个系统。产生式系统的基本结构包括事实库、规则器和控制器这三个主要部分。它们之间的关系如图2-2所示。

1.3.1事实库。事实库也被称为综合的数据库, 是一个用于存储当前信息和解决各种问题的数据结构。例如, 问题的初始状态、推理结论得到的中间结论及输入的事实和最终的结论等。在推理的过程中, 在某些规则的前提下我们可以在规则库中匹配和事实库中的已知事实, 那么该规则将被激活和作为新的事实被放入事实库中, 可以作为已知事实后面的推理。

1.3.2规则库。规则库是一个用来解决存储的所有规则和有关问题的集合。其中包含了从初始状态到目标状态转换问题所需要的所有转换规则。这些规则可以用来描述问题领域的一般知识。可见, 产生式系统解决问题的基础是规则库, 规则库的效率取决于其知识的准确性、灵活性、一致性、完整性和知识组织的合理性等。

1.3.3控制器。推理机构或推理机也称为控制器, 它由一组程序组成, 操作运行是用来控制整个产生式系统的, 求解过程决策问题的推理, 实现解决方案的问题。

所以, 固定的表达格式是产生式规则, 形式很单一, 推理路径很容易做出解释, 接近人的自然推理系统的, 便于理解和学习。推理方式是很简单的, 复杂化的计算是无用功, 并且分离的是推理机和知识库, 从而知识库的修改便捷了很多。通过很多操作票专家系统所操作并采用这种方法。

1.4语义网络表示法

语义网络表示的守则是通过对语义关系及其和概念来进行知识表达的一种网络构图。语义网络是简洁而且直观明了的, 并在解决问题时可以通过网络的连接关系来推导有关对象和概念, 并不需要遍布整个巨大的知识库, 从而获得领域的专家系统自然语言理解在领域内被宽泛应用, 但尝试用节点来代表世界上的各色各样的事物, 各种形式之间的弧代表事物形式上过于简略, 如果节点间的关系来保持几种较典型的关系, 那么关系到其他的各种联系将难以表达, 使表达内容受到了限制, 而加大联系会极大地提升网络的复杂性。

参考文献

[1]Zhang Z.Z, Hope G.S, Malik 0.P.A Knowledge-BasedApproach to Optimize Switching in Substations.IEEE Transactionon Power Delivery, 1990, 5 (1) :103-109.

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智能家居网络拓扑 篇5

关键词:二阶多智能体系统,分组一致,固定拓扑,多时延通信,LMIs

1引言

多智能体作为分布式系统的重要部分,其通讯、协调问题近年来受到学者们的广泛关注。一致性问题作为协调控制问题的核心,指的是各个智能体通过邻居智能体的通信信息调整自身状态,使得各个智能体的某种特征趋于一致。二阶系统同时考虑智能体的位置信息及速度信息,在编队、融合、聚集等问题中是应用最为普遍的一类系统。分组一致问题系指多智能体被分为多个组,可有多个一致性目标供实现。当前对于多智能体分组一致通信问题的研究,大多是基于单时延的。多时延分组一致系统作为一个新兴课题,具有深远意义。本文基于固定拓扑,使用图论、矩阵论及LMI相关工具,探究该系统下的多时延分组一致问题。

2问题描述

2.1系统模型

2.2相关定义

对于给定初始条件的多智能体系统,若下式成立,则称二阶系统在通信协议限制下能够实现二组一致:

3主要结果

3.1定理

其余块矩阵中的元素值皆为0。

4仿真算例

为验证定理的有效性,给出如下的数值仿真例子:

由图可知,当系统的时延函数上界在阈值以下时,二阶系统的速度、状态量收敛为一致,多时延下的多智能体的二组一致能够很好地实现,且严格满足分组渐近一致的概念;而当扰动上界加大,相关系统时变量曲线走向趋于发散。经过计算,上一节中定理LMI有解时的能够容许的最大时延上界为0.76,保守性较好。

本文对固定拓扑下的二阶多时延智能体分组一致通信问题作了探讨研究,在未来的研究中,可以对控制协议、系统模型等作深化和改进;基于丢包、切换拓扑、异构、间歇通信等课题对于结合多智能体分组一致问题也有一定的研究价值。

参考文献

[1]Olfati-Saber R,Murray R M.Consensus protocols in networks of agents with switching topology and time-delays.IEEE Transactions on Automatic Control,2004,49(09):1520-1533.

[2]Jadbabaie A,Lin J,Morse AS.Erratum:Coordination of groups of mobile autonomous agents using nearest neighbor rules.IEEE Transactions on Automatic Control,2003,48(09):1675-1675.

[3]Yu J,Wang L.Group consensus of multi-agent systems with directed information exchange.International Journal of Systems Science,2012,43(02):334-348.

[4]Tian Y P,Liu C L.Consensus of MultiAgent Systems With Diverse Input and Communication Delays[J].IEEE Transactions on Automatic Control,2008,53(09):2122-2128.

[5]王玉振,杜英雪,王强.多智能体时滞和无时滞网络的加权分组一致性分析[J].控制与决策,2015,30(11):1993-1998.

[6]Meng S H,Xu L,Chen L.Group consensus of second-order dynamic multiAgent systems with time-varying communication delays and directed networks.Journal of Systems Science and Information,2016,4(03):258-268.

数据中心网络拓扑结构研究 篇6

关键词:数据中心,网络拓扑,性能

1 概述

随着华东空管局管理水平的提升和信息化应用不断深入,对信息系统建设提出了更高的要求。目前应用系统基本上都是各自规划、分散建设、独立运行的,形成了一个个封闭的“孤岛”,不利于统一管理和运维,更不利于信息共享和交互,而且也极大地影响了总体投资效益。为此,华东空管局从实际情况出发,着手建设华东空管局数据中心。相同情况出现在总局空管局、西南空管局、西北空管局等地,为了降低管理难度及运营开销,增强信息共享,多个空管单位都提出了数据中心的建设需求。

数据中心已成为空管IT建设的重点项目,因此在空管大举建设数据中心时,研究数据中心相关技术,合理规划数据中心建设,将具有积极意义。

2 数据中心网络需求

由于数据中心汇聚了大量业务,因此对数据中心网络提出了更高的需求,数据中心网络的性能将直接影响数据中心运行的效果。较之传统网络,数据中心网络对以下几个方面的要求更高:

1)网络可拓展性

随着数据中心业务增长,数据中心的规模将不断扩大,因此要求网络能容纳较多地路由器和交换机,且拓展方便,设备的添加不能影响现有服务性能。

2)网络容错性

数据中心网络拓扑要求保证不同节点之间有多条并行的路径,减少链路单点故障,使网络具有较好的容错性能,保证服务质量。

3)网络带宽

数据中心由于业务数据传输量巨大,所以要求网络具有很高的对分带宽,满足业务的高吞吐传输需求;另外,当有大量突发业务时,网络需要自动实现业务分流。

4)设备开销

数据中心网络规模庞大,因此,构建数据中心需充分考虑成本问题。

5)管理复杂度

数据中心设备众多,业务集中,因此数据中心网络应便于管理及维护,减少人为操作风险。

数据中心网络拓扑结构对网络性能具有决定作用,本文研究了不同拓扑结构的技术特点,并分析各类型网络拓扑的优缺点。

3 数据中心拓扑结构

目前,关于数据中心网络拓扑结构的研究主要分为两类:以网络设备为中心的拓扑结构和以服务器为中心的拓扑结构。在以网络设备为中心的拓扑结构中,网络流量路由和转发全部是由交换机或路由器完成的。在服务器为中心的拓扑结构中,采用递归方式构建网络拓扑,服务器不仅是计算单元,还是路由节点,因此会主动参与分组转发。

目前,数据中心以网络设备为中心的拓扑结构主要有:树型拓扑、胖树拓扑、VL2拓扑等;以服务器为中心的拓扑结构有DCell拓扑、Fi Coon拓扑、Bcube拓扑等。本文将选取几种主流拓扑结构进行研究:

1)树型拓扑

树型拓扑是较早用于构建数据中心的网络拓扑,该拓扑是一种多根树形结构,属于以网络为中心的拓扑结构,网络分为核心层、汇接层、接入层三层,网络底层采用商用交换设备与服务器相连,网络高层则是采用高性能、高速率、高容量的交换设备。

2)胖树拓扑

胖树拓扑是对树形结构的一种典型改进,在胖树结构中,网络的拓扑仍旧分为三个层次,即核心层、汇接层、接入层。但与树型结构不同的是,胖树结构规定了一个中间节点可以拥有多个父节点,因此增加了上下层交换机之间以及汇聚层交换机与核心交换机之间的链路数量。另外,汇聚层和接入层的交换机被分为若干个不同的域,每个域中的不同层交换机设备之间可以实现全连接。胖树拓扑结构采用两张路由表进行两级路由,每台交换机具有固定的编码规则。

3)VL2拓扑

VL2拓扑结构是微软研究人员于2009年提出的,VL2利用虚拟技术对汇聚层进行虚拟化,来提供系统的拓展性。在对汇聚层进行虚拟化之后,所有的服务器将会类似存在于一个局域网一样,会大大提高网络的性能以及服务的效率。从物理上划分,整个VL2拓扑分为三层,最底层连接服务器的交换机称为To R Switch(机架顶端交换机)。机架顶端交换机通过不同的上行链路连接到Aggregate Switch(汇聚交换机)。汇聚交换机再通过上行链路与每一个Intermediate Switch(中介交换机)相连。但从逻辑上划分,整个VL2拓扑分为两层,其中第一层由机架顶端交换机及与其相连的服务器构成一个服务器集群,第二层由汇聚交换机和中介交换机构成一个交换网络。

4)DCell拓扑

DCell拓扑是一种以服务器为中心的拓扑结构,在DCell结构中,服务器与交换机一样具有数据转发功能。DCell拓扑通过低端口小交换机与多端口服务器以递归方式构建大规模网络。在DCell拓扑结构中,存在两种链路连接方式,即服务器与服务器相连,交换机与服务器相连,不存在交换机之间互连的情况。DCell0是构建DCell拓扑的基本单元,每个单元作为一个节点,充当下一层结构的基本单元,这就保证了每一层的连接都是一个完整图。k代表DCell拓扑的层数,n代表DCell0中交换机的接口数量,很小的k和n就可容纳很多的服务器,从而保证网络的高度可拓展性要求。

5)Fi Conn拓扑

Fi Conn拓扑也是由微软人员提出的,在Fi Conn结构中,交换设备与服务器都具有转发能力,也是一种以服务器为中心的拓扑结构。现代的商用服务器设备中一般具有两个以太网端口,一个用于网络连接,另一个作为备用端口。Fi Conn拓扑构建的核心是利用备用服务器端口实现网络互连,在保证网络性能良好的情况下,取消大规模高性能的交换设备,从而节约互连成本。Fi Conn采用递归方式,高层次的Fi Conn结构由低层次的Fi Conn结构构建。低层次的Fi Conn使用一半的可用备用端口实现互联,形成mesh结构。随着Fi Conn结构的层数的增加,Fi Conn结构中服务器数目随着呈指数增长,可以保证网络的高度可拓展性。

4 各类拓扑性能分析

1)网络可拓展性

树型拓扑结构采用垂直方式实现拓展,网络拓展能力受限于高层网络设备的端口数量,拓展能力有限;胖树拓扑结构采用水平拓展的方式,能够支持更多的服务器,从而满足数据中心的拓展需求;VL2拓扑与树型拓扑的有很大的共同点,由于使用了虚拟技术,从而大大提高了拓展能力,它可以很容易地拓展以支持大规模数量的主机;DCell采用递归方式,能够支持大规模的服务器,且方便拓展;Fi Conn也是采用递归方式构建网络拓扑,网路可拓展性较好。

2)网络容错性

树型结构网络容错性能较差,当网络链路或节点出现故障时,很容易导致网络分离为相互独立的子网,致使网络瘫痪,性能恶化;胖树各层次网络存在多条冗余传输路径,不存在单点故障,容错性能较好,但对于Pod内部容错性能较差,对底层交换设备故障比较敏感;VL2结构在汇聚交换机和中介交换机之间有着多条链路,可以增加网络的容错能力,但与胖树结构类似,VL2结构对底层交换设备故障非常敏感,容易导致子网瘫痪;DCell采用递归定义、去中心化、完全互联等,能够较好地支撑路由容错;Ficoon网络不同服务器之间有多条并行链路,因此网络容错性能很好。

3)网络带宽

树型拓扑结构流量分布不均匀,核心节点容易成为网络性能的瓶颈;胖树结构对分带宽随着网络规模的拓展而增大,具有较高的吞吐量,并且能够在核心层多条链路之间实现负载均衡,避免网络性能瓶颈;VL2结构在汇聚交换机和中介交换机之间有着多条链路,可以增加网络的对分带宽;DCell采用递归定义、去中心化、完全互联等,能够较好地支撑路由容错,并提供比树形结构和胖树拓扑更好的聚合带宽,但Dcell拓扑缺点在于流量分布不均匀,处于低层链路上的流量偏高,层次化的全连接和服务器实现的转发功能会影响吞吐量和网络延迟。Ficcon网络对分带宽很大,能够满足数据的高吞吐传输需求

4)设备开销

树型拓扑高层设备性能要求高,导致设备开销大;胖树拓扑的网络设备多为商用设备,因此可以大幅度降低网络设备开销;VL2同样采用商用交换设备,设备开销小;Dcell网络以长链路取代高性能交换机,从而导致链路开销增加;Ficcon充分利用了服务器的备用端口,节约了一定的设备开销;

5)管理复杂度

传统树型拓扑结构简单,易于实现;胖树结构拓扑规则、对称,有利于网络布线及自动化配置;VL2拓扑汇聚交换机与中介交换机之间连线较为复杂,布线开销较大。DCell拓扑每层之间以全连通方式互连,使得布线复杂度过高,不利于自动化配置、管理及工程实施;DCell网络以长链路取代高性能交换机,链路开销增加;Ficcon拓扑布线复杂度较高。

4 小结

本文从网络拓展性、网络容错性、网络带宽、设备开销、管理复杂度等几个方面分析了数据中心网络与传统网络的区别,研究了适用于数据中心的拓扑结构,并以树型结构、胖树结构、Dcell结构、Fi Coon结构为例分析了各不同类型拓扑的技术特点,并比较了各类不同类型拓扑对数据中心的影响。本文的研究结果对空管数据中心建设具有积极意义。

参考文献

[1]魏祥麟.数据中心网络的体系结构[J].软件学报,2013(2).

[2]钟伟林.浅析面向云计算数据中心网络体系的构建[J].软件,2013(4).

智能家居网络拓扑 篇7

1 计算机网络拓扑的基本概念

1.1 复杂网络理论的框架和内涵

随着人们对于网络技术的需求越来越高, 复杂网络应用到实践当中是发展的必然趋势, 能够更加清晰地显示出网络拓扑结构, 从根本上提升网络性能, 也能促进相关计算机技术的快速发展。由于复杂网络理论牵扯到的内容和学科范围较广, 需要对多个学科进行融合, 涉及到的学科有数理、生命、工程等, 复杂网络的特性导致难以对其进行准确的定量化的研究。其中, 复杂网络拓扑模型的研究能够给其应用提供有意义的指导, 应该引起充分的重视。同时, 搜索算法、故障诊断等也是复杂网络理论的重要内涵, 对复杂网络的研究和分析, 能够给网络技术的实际应用提供帮助。

1.2 复杂网络拓扑行为的理论基础

随着网络理论的越发复杂, 传统的计算机网络理论研究方法已经不能适应于时代发展的需求, 无法对当前的网络状况进行准确的描述, 复杂网络的研究急需从根本上改变研究角度, 并对传统的研究方式进行修正。随着各国对网络理论研究的深化, 网络理论的研究视角更加开阔, 有助于促进复杂网络理论的不断进步。人们对于电子设备、计算机软件、网络性能等的要求也在逐渐提高, 也给网络拓扑行为的研究提供了动力。

2 研究设计

2.1 网络协议分析技术

当今时代计算机的普及给人们带来了很多的方便, 各行各业对于信息技术的深化研究也都取得了较为明显的价值, 并且在应用过程中得到了良好的验证, 给复杂网络技术的研究带来了新的思路。传统的计算机网络结构相对简单, 普遍为主从式的结构, 以控制终端为中心, 给外延的设备提供支持和服务, TCP/IP协议是沟通主从之间的渠道, 也是当前网络信息技术中的关键协议。在进行信息传输过程中, 为了提高信息的传递效率, 可以根据需要改变传递次序, 目前的复杂网络理论仍然有进一步深化研究的空间。

2.2 网络协议的应用

按照目前的网络连接协议模型, 利用数据包封装技术, 可以对当前网络协议的基本内涵进行探究, 根据目前的网络协议特点, 控制中心分别从各个连接设备中收集数据包, 并通过对数据进行整合构成网络的整体框架, 这个过程结构清晰, 符合网络技术的基本特点。控制中心根据功能可以划分为两个模块:数据收集模块和数据处理模块, 两个模块共同工作, 维持网路技术的正常工作。

3 数据分析

3.1 网络行为的分析

网络行为指的是用户或主动或被动获取需要信息的行为, 可以通过网络技术进行侦和管理, 网络行为是网络技术应用到实际中的直观表现, 也是复杂技术经过交互设计后呈现出的简单操作。按照我国目前计算机网络的应用程度来说, 对网络行为进行分析, 能够在宏观上对当前社会的网络运用进行把握, 给未来网络技术的进一步发展提供参考, 也有助于提升网络服务质量。

3.2 在网络协议分析技术支撑下的计算机网络数据分析

一般情况下, 网络环境中的物理地址与IP地址是互相绑定的, 这样可以稳定网络运行环境中的各项信息资源, 以便于网络参与者执行信息传输与操作。但同时, 也意味着当有人盗用他人网络地址进行恶意操作时, 就会给正常使用网络的人们带来一定的风险, 易发生损失。所以, 就要发挥出网络协议分析技术的功能, 通过研究物理地址与IP地址的绑定时间范围, 来确定并指认盗用网络者的非理性行为, 进而维护网络运行安全。

3.3 计算机网络拓扑模型的架设基础

计算机网络拓扑形态结构当中的每种形态结构都有其独特的适用环境与搭建标准;丙从传输技术的角度而言, 网络拓扑结构可以被划分为两大乡鑫, 即点对点的传播方式与广泛散播方式, 二者都能够对网络协议和数据采集过程产生影响, 进而刊计算机网络拓扑行为带来干扰。无论女口何划分网络结构与形态, 网络协议分析技术需要足够的网络数据来支撑, 只有当网络结构中的数据库中采集到大量的网际间信息数据时, 网络分析技术的框架才可能搭建起来。

4 结语

我国发展到现阶段, 各行各业对于网络技术都有着严重的依赖性, 加快计算机网络技术的发展是社会的基本需求。计算机网络的发展离不开基础理论的支持, 一些较为特殊的行业需要专门开发软件项目, 来满足用户个性化的需求, 将电子信息技术应用到各个领域不仅仅改变了传统的工作模式, 也促进了计算机网络技术自身的不断发展, 复杂网络计算机拓扑行为的研究已经取得了阶段性的成果, 对其进行进一步的深入研究十分必要。

参考文献

[1]雷霆, 余镇危.基于复杂网络理论的计算机网络拓扑研究[J].计算机工程与应用, 2007.

[2]刘磊.基于复杂网络理论的计算机网络拓扑研究[J].计算机光盘软件与应用, 2013.

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