роутинг

  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
 10
 11
 12
 13
 14
 15
 16
 17
 18
 19
 20
 21
 22
 23
 24
 25
 26
 27
 28
 29
 30
 31
 32
 33
 34
 35
 36
 37
 38
 39
 40
 41
 42
 43
 44
 45
 46
 47
 48
 49
 50
 51
 52
 53
 54
 55
 56
 57
 58
 59
 60
 61
 62
 63
 64
 65
 66
 67
 68
 69
 70
 71
 72
 73
 74
 75
 76
 77
 78
 79
 80
 81
 82
 83
 84
 85
 86
 87
 88
 89
 90
 91
 92
 93
 94
 95
 96
 97
 98
 99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
package routing;
import ip.IP;
import ip.IPNotFoundException;
import network.elements.ActiveElement;
import network.elements.PathElement;
import network.Network;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Routing {
Network network;
int[] buf;
List<List<Integer>> paths;
int[][] matrix;
boolean[] include; //включена ли точка в путь
/**
* Конструктор, создающий объект для сети, через который можно получать различную информацию о путях сети
* @param network сеть, для которой планируется выполнять роутинг
*/
public Routing(Network network) {
if (network == null) { throw new RuntimeException(); }
this.network = network;
buf = new int[network.getElements().size()];
include = new boolean[network.getElements().size()];
for (int i = 0; i < include.length; i++) { include[i] = false; }
}
/**
* Выполняет поиск самых дешевых путей в сети
* @param ip1 IP адрес перового устройства
* @param ip2 IP адрес второго устройства
* @return Коллекция путей (Path). В коллекции может быть несколько разных путей с одинаковой стоимостью передачи
*/
public List<Path> getCheapRoute(IP ip1, IP ip2) {
List<Path> routes = getRoute(ip1, ip2);
List<Path> resRoutes = new ArrayList<>();
double costs[] = new double[routes.size()];
int indexMinCost = 0;
for (int i = 0; i < routes.size(); i++) {
costs[i] = routes.get(i).getCost();
if (costs[i] < costs[indexMinCost]) indexMinCost = i; //сохраняем индекс элемента с наименьшей ценой.
}
for (int i = 0; i < costs.length; i++) {
if (costs[i] == costs[indexMinCost]) //находим все элементы с минимальной ценой, ведь их может быть несколько с одной ценой.
resRoutes.add(routes.get(i));
}
return resRoutes;
}
/**
* Выполняет поиск путей в сети с наименьшей скоростью передачи
* @param ip1 IP адрес перового устройства
* @param ip2 IP адрес второго устройства
* @return Коллекция путей (Path). В коллекции может быть несколько разных путей с одинаковой скоростью передачи
*/
public List<Path> getLeastDelayRoute(IP ip1, IP ip2) {
List<Path> routes = getRoute(ip1, ip2);
List<Path> resRoutes = new ArrayList<>();
double delays[] = new double[routes.size()];
int indexMinDelay = 0;
for (int i = 0; i < routes.size(); i++) {
delays[i] = routes.get(i).getTimeDelay();
if (delays[i] < delays[indexMinDelay]) indexMinDelay = i;
}
for (int i = 0; i < delays.length; i++) {
if (delays[i] == delays[indexMinDelay])
resRoutes.add(routes.get(i));
}
return resRoutes;
}
/**
* Выполняет поиск самых коротких путей в сети (состоящих из наименьшего количества путей)
* @param ip1 IP адрес перового устройства
* @param ip2 IP адрес второго устройства
* @return Коллекция путей (Path). В коллекции может быть несколько разных путей с одинаковым количеством элементов
*/
public List<Path> getShortRoute(IP ip1, IP ip2) {
List<Path> routes = getRoute(ip1, ip2);
List<Path> resRoutes = new ArrayList<>();
int lengths[] = new int[routes.size()];
int indexMinLength = 0;
for (int i = 0; i < routes.size(); i++) {
lengths[i] = routes.get(i).getLength();
if (lengths[i] < lengths[indexMinLength]) indexMinLength = i;
}
for (int i = 0; i < lengths.length; i++) {
if (lengths[i] == lengths[indexMinLength])
resRoutes.add(routes.get(i));
}
return resRoutes;
}
/**
* Возвращает все возможные пути от первого устройства до второго
* @param ip1 IP адрес перового устройства
* @param ip2 IP адрес второго устройства
* @return Коллекция путей (Path).
*/
public List<Path> getRoute(IP ip1, IP ip2) {
paths = new ArrayList<>();
int index1 = -1, index2 = -1;
ArrayList<PathElement> elements = network.getElements();
for (int i = 0; i < elements.size(); i++) {
if (elements.get(i) instanceof ActiveElement) {
ActiveElement aEl = (ActiveElement)elements.get(i);
if (aEl.getIP().equals(ip1)) index1 = i;
if (aEl.getIP().equals(ip2)) index2 = i;
}
}
//через исключения будем передавать имя не найденного IP. Получить это имя можно будет потом через getMessage
if (index1 == -1) { throw new IPNotFoundException(ip1.toString()); }
if (index2 == -1) { throw new IPNotFoundException(ip2.toString()); }
matrix = this.getMatrix();
search(index1, index2, 0);
//теперь все пути добавленны в двумерный массив, смоделированный на ArrayList
//Составим теперь коллекцию коллекций из элементов Path
List<Path> collectionPath = new ArrayList<>();
for (List<Integer> path : paths) {
List<PathElement> pathElements = new ArrayList<>();
pathElements.add(0, elements.get(index1));
for (int i : path) {
pathElements.add(elements.get(i));
}
collectionPath.add(new Path(pathElements));
}
return collectionPath;
}
private void search(int s, int f, int count) {
if (s == f) {
paths.add(new ArrayList<Integer>());
for (int i = 0; i < count; i++) {
paths.get(paths.size()-1).add(buf[i]);
}
} else {
for (int i = 0; i<network.getElements().size(); i++) {
if ((matrix[s][i] == 1 || matrix[i][s] == 1) && !include[i]) {
buf[count] = i;
include[i] = true;
search(i, f, count+1);
include[i] = false;
buf[count] = 0;
}
}
}
}
/**
* создает матрицу смежности для сети, по которой выполняется роутинг
* @return двутерный массив целых значений представляющий матрицу смежности
*/
private int[][] getMatrix() {
List<PathElement> elements = network.getElements();
int len = elements.size();
int matrix[][] = new int[len][len];
for (int i = 0; i < len; i++) {
for (int j = 0; j < len; j++) {
if (elements.get(i).isConnect(elements.get(j))) {
matrix[i][j] = 1;
} else {
matrix[i][j] = 0;
}
}
}
return matrix;
}
}