苏州邮政信息网改造方案

2022-11-27

1 苏州邮政信息网网络结构现状

苏州邮政信息网网络拓扑如图1, 主要分为绿卡网络部分和综合网部分。两网分别通过上联路由器接入与省中心综合网和绿卡网。在图中, 交换机3560-1为综合网核心交换机, 交换机3560-2为综合网备份交换机, 而绿卡网由于没有自己独立的核心交换机, 暂接在综合网核心交换机3560-1上, 交换机3560-2同时还承担绿卡服务器使用。县市局 (共5个县市局节点) 以及市区76个网点, 全部汇接至市中心核心路由设备CISCO7206。

随着邮政各类业务交易量不断扩大, 原有的邮政网络在很多方面已经不能满足业务需求, 网络结构的矛盾日益突出 (见图1) 。

2 邮政网络改造目标与分析

苏州邮政信息网网络改造将重点提升市中心核心交换机的三层处理能力, 优化网络结构, 加强网络的可扩展性, 实现综合网、绿卡网数据上行的有效分离, 保证两网的线路备份[1]。

传统的邮政网络拓扑结构一般采用集中式、星型式, 对称的网络拓扑结构则很少使用[2]。而在此改造方案中, 我们将按照对称性的拓扑结构改造。在网络中, 我们用自同构来刻画网络拓扑结构的对称性。

图或网络应用中, 常用G= (E, V) 来表示图, 其中, V是节点的集合, E∈V*V是边的集合。如果 (v1, v2) ∈E, 则1v, 2v是相邻节点[3]。从节点集合V到它自身的一对一的映射或双射称为在V上的交换。因为, 一个交换就是一个映射, 我们可以在交换中定义乘积或置换运算。f, g∈S (V) , f, g是V中的节点, S (V) 是在节点V上的置换集合, 乘积或组合h=f*g, 是在h上的一种映射:V-V。因此, xh= (x f) g。在S (V) 的全部置换中, 一些置换可以保存节点的邻近节点, 这些置换称作在节点集合上的自同构。更一般地说, 图G的一个自同构是G的节点集合g的置换, 对任何节点u和v来说。v g邻近于ug当且仅当v邻近于u。我们将图G的自同构集合表示为Aut (G) , 我们有Aut (G) ={g:g∈S (V) }, Eg∈E。在置换乘积下的自同构的集合形成了图。在网络中, 自同构越丰富, 则网络越对称。

网络对称结构可用Toeplitz矩阵描述为[4]:

Toplize矩阵是一种T= (Tk, j) 的矩阵, 其中Tk, j=tk, j。

在苏州邮政网络中, 由于节点数目的有限性, 我们可以将Toplize矩阵简写为如下:

对于这种矩阵, 我们可以作n×n辅助矩阵A, 得出其特征方程和特征值及其性质。如下:

图1苏州邮政信息网网络拓扑图

辅助矩阵A的特征方程为:

容易验证:An=A0=En。

性质1:两个n阶toplize矩阵的乘积仍为n阶toeplitz矩阵, 并且是可交换的。

性质2:实toeplitz矩阵A的特征值全为实数。

如图2所示, 为对称性的网络拓扑结构。在对称拓扑结构中, 所有的节点在网络中的作用相似。对称拓扑结构的优点是, 在链路和节点上的负载量比较均衡, 其中一个链路出故障, 其余链路可以正常运行。苏州邮政网络采用对称性拓扑结构更适合实际中的使用 (见图2) 。