技術(shù)特征：

1.一種基于MapReduce的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮卣鲄?shù)計(jì)算方法，其特征在于，采用基于消息傳遞的算法并行化方法；

所述基于消息傳遞的算法并行化方法，包括：

步驟1，產(chǎn)生更新消息；

每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)本節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息計(jì)算生成更新消息的內(nèi)容，把鄰居節(jié)點(diǎn)作為消息的目的節(jié)點(diǎn)，將更新消息向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送；

步驟2，傳遞消息；

更新消息按照目的節(jié)點(diǎn)被發(fā)送給指定的節(jié)點(diǎn)；

步驟3，更新節(jié)點(diǎn)內(nèi)部狀態(tài)信息；

目的節(jié)點(diǎn)收到若干條更新消息，目的節(jié)點(diǎn)對(duì)這些更新消息進(jìn)行解析并更新目的節(jié)點(diǎn)內(nèi)部狀態(tài)信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MapReduce的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮卣鲄?shù)計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟1，具體為：

步驟1由MapReduce框架中的Map階段完成，Map階段的處理方法由用戶完成；

該Map階段負(fù)責(zé)處理每條存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)信息的文本記錄，根據(jù)需求產(chǎn)生更新消息鍵/值對(duì)；其中，鍵是鄰居節(jié)點(diǎn)id，值是更新消息的內(nèi)容；

所述步驟2，具體為：

所述步驟2由MapReduce框架中的partitioner組件自動(dòng)完成，partitioner組件默認(rèn)根據(jù)hash算法把具有相同鍵的消息鍵/值對(duì)和節(jié)點(diǎn)鍵/值對(duì)劃分到一起，使得更新消息達(dá)到了傳遞的效果；

所述步驟3，具體為：

所述步驟3由MapReduce框架中的Reduce階段完成，Reduce階段負(fù)責(zé)接收上一階段傳遞的鍵/值對(duì)，把所有具有相同鍵的消息鍵/值對(duì)和節(jié)點(diǎn)鍵/值對(duì)進(jìn)行聚合，得到更新后的節(jié)點(diǎn)鍵/值對(duì)并輸出；

Reduce階段的處理方法由用戶根據(jù)需求自定義完成的。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MapReduce的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮卣鲄?shù)計(jì)算方法，其特征在于，采用利用所述基于消息傳遞的算法并行化方法實(shí)現(xiàn)的基于MapReduce的介數(shù)方法；

所述基于MapReduce的介數(shù)方法，包括：

步驟S1，所有節(jié)點(diǎn)選取自己做為源節(jié)點(diǎn)開(kāi)始計(jì)算節(jié)點(diǎn)介數(shù)；

步驟S2，從源節(jié)點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行寬度優(yōu)先遍歷；

步驟S3，回溯求解點(diǎn)對(duì)依賴度；

步驟S4，累加點(diǎn)對(duì)依賴度得到介數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于MapReduce的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮卣鲄?shù)計(jì)算方法，其特征在于，節(jié)點(diǎn)v的介數(shù)被定義為：

$B\left(v\right)=\underset{s\≠v\≠t\∈V}{\mathrm{\Σ}}\frac{{\mathrm{\σ}}_{st}\left(v\right)}{{\mathrm{\σ}}_{st}}$

其中，B(v)表示節(jié)點(diǎn)v的介數(shù)，σ_st表示節(jié)點(diǎn)s和節(jié)點(diǎn)t之間的最短路徑條數(shù)，σ_st(v)表示節(jié)點(diǎn)s和節(jié)點(diǎn)t之間的最短路徑中經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)v的條數(shù)；V表示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的集合；

所述步驟2包括：

從所有源節(jié)點(diǎn)同時(shí)出發(fā)寬度優(yōu)先遍歷其余節(jié)點(diǎn)，當(dāng)訪問(wèn)到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)v時(shí)，根據(jù)下式：

${\mathrm{\σ}}_{sv}=\underset{u\∈P_s\left(v\right)}{\Σ}{\mathrm{\σ}}_{su}$

計(jì)算節(jié)點(diǎn)v到源節(jié)點(diǎn)s的最短路徑的數(shù)目，并記錄下節(jié)點(diǎn)v的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)P_s(v)；迭代遍歷過(guò)程，直到所有節(jié)點(diǎn)都被訪問(wèn)到；

其中，σ_sv表示節(jié)點(diǎn)s到節(jié)點(diǎn)v的最短路徑數(shù)目，P_s(v)表示節(jié)點(diǎn)v以節(jié)點(diǎn)s為源的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)，σ_su表示節(jié)點(diǎn)s到節(jié)點(diǎn)u的最短路徑數(shù)目；

所述步驟3包括：

從距離源節(jié)點(diǎn)最遠(yuǎn)一層的節(jié)點(diǎn)開(kāi)始回溯，按照下式：

${\mathrm{\δ}}_{s\·}\left(v\right)=\underset{w,v\∈P_s\left(w\right)}{\Σ}\frac{{\mathrm{\σ}}_{sv}}{{\mathrm{\σ}}_{sw}}(1+{\mathrm{\δ}}_{s\·}(w\left)\right)$

計(jì)算當(dāng)前層中節(jié)點(diǎn)的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)對(duì)依賴度；不?；厮萦?jì)算前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)對(duì)依賴度，直到回到源節(jié)點(diǎn)，得到源節(jié)點(diǎn)對(duì)其他所有節(jié)點(diǎn)的依賴度；

其中，δ_s·(v)表示節(jié)點(diǎn)s對(duì)節(jié)點(diǎn)v的依賴度，稱為點(diǎn)對(duì)依賴度；

w，v表示網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)；

σ_sw表示節(jié)點(diǎn)s到節(jié)點(diǎn)w的最短路徑數(shù)目；

δ_s·(w)表示節(jié)點(diǎn)s對(duì)節(jié)點(diǎn)w的依賴度；

所述步驟4包括：

根據(jù)如下公式：

$B\left(v\right)=\underset{s\≠v\∈V}{\Σ}{\mathrm{\δ}}_{s\·}\left(v\right)$

將不同源節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)v的依賴度求和得到該節(jié)點(diǎn)v的介數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于MapReduce的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮卣鲄?shù)計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟S2包括：

步驟S21，網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)著一個(gè)狀態(tài)記錄表，狀態(tài)記錄表中每條記錄包含當(dāng)前已經(jīng)訪問(wèn)到的源節(jié)點(diǎn)id和相應(yīng)的距離、最短路徑數(shù)目、前驅(qū)節(jié)點(diǎn)這四個(gè)字段；

步驟S22，在Map階段所有節(jié)點(diǎn)都根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)表中的每條記錄構(gòu)造更新消息；更新消息是以鍵/值對(duì)的形式處理，其中鍵是需要接受該更新消息的目的節(jié)點(diǎn)的id，值中包含了目的節(jié)點(diǎn)需要的信息，與狀態(tài)記錄表中的記錄包含同樣的四個(gè)字段；到源節(jié)點(diǎn)的距離等于本節(jié)點(diǎn)到源節(jié)點(diǎn)的距離加1，所述最短路徑數(shù)目即為本節(jié)點(diǎn)到源節(jié)點(diǎn)的最短路徑數(shù)目，前驅(qū)節(jié)點(diǎn)則為節(jié)點(diǎn)本身；

步驟S23，Map階段產(chǎn)生的鍵/值對(duì)將通過(guò)MapReduce框架進(jìn)行自動(dòng)劃分，最終相同鍵的鍵/值對(duì)被同一個(gè)Reduce函數(shù)接收，完成消息傳遞的過(guò)程；

步驟S24，在Reduce階段，所有節(jié)點(diǎn)都會(huì)收到來(lái)自鄰居節(jié)點(diǎn)的若干條更新消息；以消息中的源節(jié)點(diǎn)為準(zhǔn)在狀態(tài)記錄表中進(jìn)行匹配，查找該源節(jié)點(diǎn)對(duì)相應(yīng)的狀態(tài)記錄，并根據(jù)更新消息中包含的信息進(jìn)行狀態(tài)更新；

步驟S25，判斷所有源節(jié)點(diǎn)是否完成寬度遍歷，若沒(méi)有則跳轉(zhuǎn)到步驟S23繼續(xù)迭代，若完成了則進(jìn)入步驟S3繼續(xù)執(zhí)行。

6.一種基于MapReduce的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮卣鲄?shù)計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，包括基于消息傳遞的算法并行化裝置；

所述基于消息傳遞的算法并行化裝置，包括：

裝置M1，產(chǎn)生更新消息；

每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)本節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息計(jì)算生成更新消息的內(nèi)容，把鄰居節(jié)點(diǎn)作為消息的目的節(jié)點(diǎn)，將更新消息向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送；

裝置M2，傳遞消息；

更新消息按照目的節(jié)點(diǎn)被發(fā)送給指定的節(jié)點(diǎn)；

裝置M3，更新節(jié)點(diǎn)內(nèi)部狀態(tài)信息；

目的節(jié)點(diǎn)收到若干條更新消息，目的節(jié)點(diǎn)對(duì)這些更新消息進(jìn)行解析并更新目的節(jié)點(diǎn)內(nèi)部狀態(tài)信息。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于MapReduce的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮卣鲄?shù)計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，所述裝置M1，具體為：

裝置M1在MapReduce框架中的Map階段被觸發(fā)執(zhí)行，Map階段的處理方法由用戶完成；

該Map階段負(fù)責(zé)處理每條存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)信息的文本記錄，根據(jù)需求產(chǎn)生更新消息鍵/值對(duì)；其中，鍵是鄰居節(jié)點(diǎn)id，值是更新消息的內(nèi)容；

所述裝置M2，具體為：

所述裝置M2在MapReduce框架中的partitioner組件被觸發(fā)執(zhí)行，partitioner組件默認(rèn)根據(jù)hash算法把具有相同鍵的消息鍵/值對(duì)和節(jié)點(diǎn)鍵/值對(duì)劃分到一起，使得更新消息達(dá)到了傳遞的效果；

所述裝置M3，具體為：

所述裝置M3在MapReduce框架中的Reduce階段被觸發(fā)執(zhí)行，Reduce階段負(fù)責(zé)接收上一階段傳遞的鍵/值對(duì)，把所有具有相同鍵的消息鍵/值對(duì)和節(jié)點(diǎn)鍵/值對(duì)進(jìn)行聚合，得到更新后的節(jié)點(diǎn)鍵/值對(duì)并輸出；

Reduce階段的處理方法由用戶根據(jù)需求自定義完成的。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于MapReduce的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮卣鲄?shù)計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，采用利用所述基于消息傳遞的算法并行化裝置實(shí)現(xiàn)的基于MapReduce的介數(shù)裝置；

所述基于MapReduce的介數(shù)裝置，包括：

裝置MS1，令所有節(jié)點(diǎn)選取自己做為源節(jié)點(diǎn)開(kāi)始計(jì)算節(jié)點(diǎn)介數(shù)；

裝置MS2，從源節(jié)點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行寬度優(yōu)先遍歷；

裝置MS3，回溯求解點(diǎn)對(duì)依賴度；

裝置MS4，累加點(diǎn)對(duì)依賴度得到介數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于MapReduce的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮卣鲄?shù)計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，節(jié)點(diǎn)v的介數(shù)被定義為：

$B\left(v\right)=\underset{s\≠v\≠t\∈V}{\mathrm{\Σ}}\frac{{\mathrm{\σ}}_{st}\left(v\right)}{{\mathrm{\σ}}_{st}}$

其中，B(v)表示節(jié)點(diǎn)v的介數(shù)，σ_st表示節(jié)點(diǎn)s和節(jié)點(diǎn)t之間的最短路徑條數(shù)，σ_st(v)表示節(jié)點(diǎn)s和節(jié)點(diǎn)t之間的最短路徑中經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)v的條數(shù)；V表示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的集合；

所述裝置M2具體為：

從所有源節(jié)點(diǎn)同時(shí)出發(fā)寬度優(yōu)先遍歷其余節(jié)點(diǎn)，當(dāng)訪問(wèn)到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)v時(shí)，根據(jù)下式：

${\mathrm{\σ}}_{sv}=\underset{u\∈P_s\left(v\right)}{\Σ}{\mathrm{\σ}}_{su}$

計(jì)算節(jié)點(diǎn)v到源節(jié)點(diǎn)s的最短路徑的數(shù)目，并記錄下節(jié)點(diǎn)v的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)P_s(v)；迭代遍歷過(guò)程，直到所有節(jié)點(diǎn)都被訪問(wèn)到；

其中，σ_sv表示節(jié)點(diǎn)s到節(jié)點(diǎn)v的最短路徑數(shù)目，P_s(v)表示節(jié)點(diǎn)v以節(jié)點(diǎn)s為源的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)，σ_su表示節(jié)點(diǎn)s到節(jié)點(diǎn)u的最短路徑數(shù)目；

所述裝置M3具體為：

從距離源節(jié)點(diǎn)最遠(yuǎn)一層的節(jié)點(diǎn)開(kāi)始回溯，按照下式：

${\mathrm{\δ}}_{s\·}\left(v\right)=\underset{w,v\∈P_s\left(w\right)}{\Σ}\frac{{\mathrm{\σ}}_{sv}}{{\mathrm{\σ}}_{sw}}(1+{\mathrm{\δ}}_{s\·}(w\left)\right)$

計(jì)算當(dāng)前層中節(jié)點(diǎn)的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)對(duì)依賴度；不?；厮萦?jì)算前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)對(duì)依賴度，直到回到源節(jié)點(diǎn)，得到源節(jié)點(diǎn)對(duì)其他所有節(jié)點(diǎn)的依賴度；

其中，δ_s·(v)表示節(jié)點(diǎn)s對(duì)節(jié)點(diǎn)v的依賴度，稱為點(diǎn)對(duì)依賴度；

w，v表示網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)；

σ_sw表示節(jié)點(diǎn)s到節(jié)點(diǎn)w的最短路徑數(shù)目；

δ_s·(w)表示節(jié)點(diǎn)s對(duì)節(jié)點(diǎn)w的依賴度；

所述裝置M4具體為：

根據(jù)如下公式：

$B\left(v\right)=\underset{s\≠v\∈V}{\Σ}{\mathrm{\δ}}_{s\·}\left(v\right)$

將不同源節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)v的依賴度求和得到該節(jié)點(diǎn)v的介數(shù)。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于MapReduce的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮卣鲄?shù)計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，所述裝置MS2包括：

裝置MS21，令網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)著一個(gè)狀態(tài)記錄表，狀態(tài)記錄表中每條記錄包含當(dāng)前已經(jīng)訪問(wèn)到的源節(jié)點(diǎn)id和相應(yīng)的距離、最短路徑數(shù)目、前驅(qū)節(jié)點(diǎn)這四個(gè)字段；

裝置MS22，令在Map階段所有節(jié)點(diǎn)都根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)表中的每條記錄構(gòu)造更新消息；更新消息是以鍵/值對(duì)的形式處理，其中鍵是需要接受該更新消息的目的節(jié)點(diǎn)的id，值中包含了目的節(jié)點(diǎn)需要的信息，與狀態(tài)記錄表中的記錄包含同樣的四個(gè)字段；到源節(jié)點(diǎn)的距離等于本節(jié)點(diǎn)到源節(jié)點(diǎn)的距離加1，所述最短路徑數(shù)目即為本節(jié)點(diǎn)到源節(jié)點(diǎn)的最短路徑數(shù)目，前驅(qū)節(jié)點(diǎn)則為節(jié)點(diǎn)本身；

裝置MS23，令Map階段產(chǎn)生的鍵/值對(duì)將通過(guò)MapReduce框架進(jìn)行自動(dòng)劃分，最終相同鍵的鍵/值對(duì)被同一個(gè)Reduce函數(shù)接收，完成消息傳遞的過(guò)程；

裝置MS24，令在Reduce階段，所有節(jié)點(diǎn)都會(huì)收到來(lái)自鄰居節(jié)點(diǎn)的若干條更新消息；以消息中的源節(jié)點(diǎn)為準(zhǔn)在狀態(tài)記錄表中進(jìn)行匹配，查找該源節(jié)點(diǎn)對(duì)相應(yīng)的狀態(tài)記錄，并根據(jù)更新消息中包含的信息進(jìn)行狀態(tài)更新；

裝置MS25，判斷所有源節(jié)點(diǎn)是否完成寬度遍歷，若沒(méi)有則跳轉(zhuǎn)觸發(fā)裝置MS23繼續(xù)迭代，若完成了則觸發(fā)裝置MS3繼續(xù)執(zhí)行。