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龍圖騰網(wǎng)獲悉南京理工大學(xué)申請的專利基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模自組網(wǎng)控制系統(tǒng)及方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN120416158B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-26發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202510898683.5，技術(shù)領(lǐng)域涉及：H04L45/76；該發(fā)明授權(quán)基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模自組網(wǎng)控制系統(tǒng)及方法是由楊力;袁洋;何流;黃義杰;郭江宇;張瑩設(shè)計研發(fā)完成，并于2025-07-01向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模自組網(wǎng)控制系統(tǒng)及方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模自組網(wǎng)控制系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)平面層由大規(guī)模節(jié)點組成，控制平面層由鏈路監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)流管理模塊、路由規(guī)劃模塊、拓撲控制模塊組成，應(yīng)用平面層由路由規(guī)劃應(yīng)用和拓撲控制應(yīng)用組成；鏈路監(jiān)視模塊負責接收數(shù)據(jù)平面層實時上報的自組網(wǎng)鏈路狀態(tài)信息并生成流量矩陣；數(shù)據(jù)流管理模塊負責對自組網(wǎng)中所有數(shù)據(jù)流進行管理；路由規(guī)劃模塊根據(jù)自組網(wǎng)流量矩陣和所有數(shù)據(jù)流的信息進行數(shù)據(jù)流路由規(guī)劃；拓撲控制模塊負責制定自組網(wǎng)初始拓撲，并在節(jié)點間可通狀態(tài)變化時重構(gòu)拓撲。本發(fā)明對標準SDN架構(gòu)進行了改進，增加了功能模塊，利用節(jié)點社區(qū)信息控制拓撲，并對遺傳算法進行優(yōu)化以提升路由求解的收斂速度。

本發(fā)明授權(quán)基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模自組網(wǎng)控制系統(tǒng)及方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模自組網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)平面層由大規(guī)模節(jié)點組成，控制平面層由鏈路監(jiān)視模塊、數(shù)據(jù)流管理模塊、路由規(guī)劃模塊、拓撲控制模塊組成，應(yīng)用平面層由路由規(guī)劃應(yīng)用和拓撲控制應(yīng)用組成； 鏈路監(jiān)視模塊用于接收數(shù)據(jù)平面實時上傳的鏈路狀態(tài)信息，包括時延、帶寬和丟包率，生成自組網(wǎng)流量矩陣； 數(shù)據(jù)流管理模塊定義了自組網(wǎng)專用的帶寬受限QOS數(shù)據(jù)流，監(jiān)聽數(shù)據(jù)平面中節(jié)點的數(shù)據(jù)流發(fā)起請求，接收數(shù)據(jù)流的參數(shù)并對數(shù)據(jù)流進行管理； 路由規(guī)劃模塊用于根據(jù)自組網(wǎng)實時流量矩陣和所有數(shù)據(jù)流的信息，調(diào)用路由規(guī)劃應(yīng)用對所有數(shù)據(jù)流進行集中式路由規(guī)劃；路由規(guī)劃應(yīng)用使用基于社區(qū)約束的遺傳路由規(guī)劃算法進行路由規(guī)劃，遺傳路由規(guī)劃算法利用節(jié)點社區(qū)信息對遺傳算法中基因交叉過程進行優(yōu)化，遺傳路由規(guī)劃算法的社區(qū)發(fā)現(xiàn)步驟為： 步驟6-1：輸入節(jié)點通信關(guān)系矩陣communication_matrix，為N×N的01方陣，用于表示網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點的通信連接狀態(tài)，矩陣元素communication_matrix[i][j]=1表示節(jié)點i與節(jié)點j存在直接通信關(guān)系； 步驟6-2：創(chuàng)建空列表community_matrices用于存儲后續(xù)生成的社區(qū)矩陣； 步驟6-3：將節(jié)點通信關(guān)系矩陣communication_matrix輸入deepwork社區(qū)檢測算法，獲取節(jié)點分組結(jié)果；該算法輸出形式為二維列表communities，其中每個子列表包含屬于同一社區(qū)的節(jié)點編號集合； 步驟6-4：針對每個檢測到的社區(qū)執(zhí)行以下操作：①創(chuàng)建全零基礎(chǔ)矩陣：生成與輸入矩陣同維度的N×N零矩陣community_mask；②設(shè)置社區(qū)連接標識：遍歷當前社區(qū)所有節(jié)點對i,j，將community_mask[i,j]設(shè)置為1；③矩陣存儲：將生成的社區(qū)標識矩陣添加至community_matrices列表； 步驟6-5：輸出包含K個社區(qū)矩陣的集合community_matrices，每個矩陣完整表征對應(yīng)社區(qū)的內(nèi)部通信拓撲關(guān)系； 遺傳路由規(guī)劃算法的適應(yīng)度函數(shù)推導(dǎo)過程為： 步驟6-6，用無向圖來定義大規(guī)模自組網(wǎng)，表示網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點的集合，即；表示網(wǎng)絡(luò)的鏈路的集合，兩個節(jié)點之間的拓撲定義一條鏈路，即； 步驟6-7，用表示大規(guī)模自組網(wǎng)的實時帶寬矩陣，定義為源節(jié)點到相鄰節(jié)點的實時帶寬，則 ； 其中表示正實數(shù)； 步驟6-8，用表示大規(guī)模自組網(wǎng)實時時延矩陣，定義為鏈路的時延，則 ； 步驟6-9，用表示大規(guī)模自組網(wǎng)的實時丟包率矩陣，定義為鏈路的丟包率，則 ； 步驟6-10，用表示大規(guī)模自組網(wǎng)中的數(shù)據(jù)流，表示數(shù)據(jù)流的集合，則 ； 為數(shù)據(jù)流的源節(jié)點，為目的節(jié)點，、、分別為數(shù)據(jù)流的時延偏好權(quán)重，帶寬偏好權(quán)重和丟包偏好權(quán)重，為數(shù)據(jù)流的吞吐量上限； 步驟6-11，用表示大規(guī)模自組網(wǎng)中所有數(shù)據(jù)流做集中式路徑規(guī)劃的權(quán)重矩陣，其中表示邊的權(quán)重，則有 ； 步驟6-12，用表示數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)發(fā)路徑集合，為在權(quán)重矩陣對應(yīng)的加權(quán)無向圖上的k最短路徑集合，k=3，3條路徑分別代表節(jié)點s到節(jié)點d的時延偏好、帶寬偏好、丟包偏好型數(shù)據(jù)流的路徑，則有 ； 步驟6-13，用表示轉(zhuǎn)發(fā)路徑，為數(shù)據(jù)流在路徑上能被預(yù)留的帶寬，為鏈路的剩余帶寬，則有 ； 步驟6-14，表示數(shù)據(jù)流的路徑總延時，表示鏈路的時延，則有 ； 步驟6-15，表示數(shù)據(jù)流的路徑丟包率，表示鏈路的丟包率，則有 ； 步驟6-16，表示數(shù)據(jù)流的QOS性能得分，則有 ； 步驟6-17，用表示大規(guī)模自組網(wǎng)節(jié)點的流介數(shù)集合，為節(jié)點的流介數(shù)，則有 ； 步驟6-18，用表示大規(guī)模自組網(wǎng)中所有節(jié)點的流介數(shù)之和，則有 ； 步驟6-19，用表示節(jié)點總數(shù)為的大規(guī)模自組網(wǎng)中的節(jié)點平均流介數(shù)，則有 ； 步驟6-20，表示節(jié)點總數(shù)為的大規(guī)模自組網(wǎng)中的節(jié)點流介數(shù)算術(shù)均方差，則有 ； 越小，表示流介數(shù)分布越均勻，則網(wǎng)絡(luò)的負載均衡和路由的抗毀性越好； 步驟6-21，表示大規(guī)模自組網(wǎng)中對網(wǎng)絡(luò)負載均衡和路由抗毀性的評估分值，則 ； 步驟6-22，集中式路由規(guī)劃算法的目標函數(shù)為： ； 拓撲控制模塊用于調(diào)用拓撲控制應(yīng)用生成自組網(wǎng)初始拓撲，并在節(jié)點間可通狀態(tài)變化時重構(gòu)拓撲。

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