拓撲結(jié)構(gòu)在計算機網(wǎng)絡設計和通信領域中非常重要，因為它描述了網(wǎng)絡中的設備（即“點”）如何相互連接（即通過“線”）。這種結(jié)構(gòu)不僅涉及物理布局，即物理拓撲，還可以涉及邏輯或虛擬的連接方式，即邏輯拓撲。

圖撲軟件自研 HT for Web 產(chǎn)品曾參與搭建了眾多拓撲可視化解決方案。如機房通信拓撲可視化，實現(xiàn)通過圖形圖像直觀展示機房內(nèi)部網(wǎng)絡設備、服務器、存儲設備以及之間連接關系的技術。幫助 IT 管理員和網(wǎng)絡工程師更加直觀地理解機房的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，便于故障排查、網(wǎng)絡優(yōu)化和規(guī)劃擴展。

在 HT 中，ht.Node 可充當拓撲圖中的“點”角色，ht.Node 上可顯示圖片圖標，這使得創(chuàng)建拓撲圖時能夠直觀地表示每一個“點”的特征。至于拓撲圖中的“線”，即用于體現(xiàn)兩個節(jié)點之間關系的元素，可由 ht.Edge 類型承擔這一任務。ht.Edge用于連接起始和目標兩個節(jié)點，兩個節(jié)點間可以有多條ht.Edge存在，也允許起始和目標為同一節(jié)點。

在搭建 HT 拓撲圖前，我們需要先創(chuàng)建一個 HT 的 2D 視圖：

const dm = new ht.DataModel(); // 創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)模型
const g2d = new ht.graph.GraphView(dm); // 創(chuàng)建一個 2D 視圖
g2d.addToDOM(); // 將 2D 視圖添加到 body 中
dm.setBackground('rgb(240,237,237)'); // 設置背景

2D 視圖還可按照需求開啟樹層次渲染：

dm.setHierarchicalRendering(true);

2D 視圖創(chuàng)建完成之后就可以創(chuàng)建“點”和“線”了：

const node1 = createNode('symbols/電信/icon_交換機.json', { x: 0, y: 0 }, "交換機");
const node2 = createNode('symbols/電信/icon_路由.json', { x: 300, y: 0 }, "路由");
createEdge(node1, node2);
function createNode(icon, position, name) {
     const node = new ht.Node(); // 創(chuàng)建一個 ht.Node 節(jié)點
     node.s({
         'label': name,
         'label.color': "#fff"
     });
     node.setImage(icon);
     node.p(position);
     node.setSize({ width: 100, height: 100 });
     dm.add(node); // 將節(jié)點加到數(shù)據(jù)模型中
     return node;
}
function createEdge(source, target, color, reverse) {
     const edge = new ht.Edge(source, target); // 創(chuàng)建一個 ht.Edge
     dm.add(edge); // 將連線節(jié)點加到數(shù)據(jù)模型中
     return edge;
}

運行代碼后的效果：

復雜連線

以上展示了一個簡潔的示例，直觀地展現(xiàn)了如何在圖撲自研 HT for Web 中創(chuàng)建節(jié)點并將它們通過連線相連。實際應用中的情形往往更為復雜，需要根據(jù)實際數(shù)據(jù)構(gòu)建拓撲結(jié)構(gòu)。在這個過程中，核心步驟依舊是首先創(chuàng)建 ht.Node 實例以表示各個節(jié)點，再利用 ht.Edge 實例來實現(xiàn)節(jié)點之間的連接。接下來，讓我們通過復雜一些的示例來演示。

創(chuàng)建節(jié)點

為了批量創(chuàng)建節(jié)點并方便管理節(jié)點數(shù)據(jù)，示例中定義了結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)格式，并將數(shù)據(jù)存儲在一個 JSON 文件中，再通過 ht.Default.xhrLoad() 去獲取到 JSON 文件中的數(shù)據(jù)。獲取到數(shù)據(jù)后就可批量創(chuàng)建節(jié)點。

在實際的運用場景中，也可以通過任何 web 端通訊方式 HTTP/AJAX、WebSocket 去獲取數(shù)據(jù)。

equipment.json 文件中定義的數(shù)據(jù)格式：

[
    {
        "name": "核心交換機1", // 設備名稱
        "code": "EQ_ASBB1425", // 設備編碼（唯一標識）
        "icon": "symbols/user/900-word/電信拓撲圖標/icon_核心交換機.json", // 設備 icon
// 設備在圖紙中的位置
"size": 60, // 節(jié)點大小
        "position": {
            "x": 0,
            "y": 100
        }
    },
    {
        "name": "核心交換機2",
        "code": "EQ_ASBB1478",
        "icon": "symbols/user/900-word/電信拓撲圖標/icon_核心交換機.json",
        "position": {
            "x": 200,
            "y": 0
        }
    },
    {
        "name": "服務器1",
        "code": "EQ_BCGJ2121",
        "icon": "symbols/user/900-word/電信拓撲圖標/空白服務器.json",
        "position": {
            "x": 200,
            "y": 250
        }
    },
   ...
]

獲取到數(shù)據(jù)并批量創(chuàng)建節(jié)點：

ht.Default.xhrLoad('./equipment.json', function (json) {
       const data = ht.Default.parse(json);
       data.forEach((item) => {
             createNode(item);
        })
})
function createNode(data) {
        const node = new ht.Node();
        node.setTag(data.code); // 設置節(jié)點唯一標識
        node.setImage(data.icon);
        node.p(data.position);
        node.s('2d.movable', false); // 禁止移動
        node.setSize({ width: data.size || 150, height: data.size || 150 });
        dm.add(node);
         return node;
}

創(chuàng)建連線

與節(jié)點數(shù)據(jù)相同，示例中定義了連線對應格式，并且也是存儲在一個 JSON 文件中，再通過 ht.Default.xhrLoad() 獲取數(shù)據(jù)。JSON 文件中定義了連線中最重要的幾個因素：起始節(jié)點、目標節(jié)點、連線顏色。

[
    {
        "source": "EQ_ASBB1425", // 起始節(jié)點的唯一標識
        "target": "EQ_BCGJ2121", // 結(jié)束節(jié)點的唯一標識
        "color": "rgb(0,199,7)" // 連線顏色
    },
    {
        "source": "EQ_ASBB1425",
        "target": "EQ_BCGJ2131",
        "color": "rgb(0,199,7)"
},
...
]

獲取數(shù)據(jù)并且批量創(chuàng)建連線，這一步需要在創(chuàng)建節(jié)點之后執(zhí)行：

ht.Default.xhrLoad('./connectData.json', function (json) {
      const connectData = ht.Default.parse(json);
      connectData.forEach((item) => {
            createEdge(item);
      })
})
function createEdge(data) {
    const source = dm.getDataByTag(data.source);
    const target = dm.getDataByTag(data.target);
    const edge = new ht.Edge(source, target);
    edge.s({
        "edge.color": data.color || "rgb(0,199,7)",
        "edge.width": 4,
        "shadow2.offset.x": -4,
        "shadow2.offset.y": 7,
        "shadow2": true,
        "shadow2.color": "rgba(0,0,0,0.18)",
})
dm.add(edge);
    dm.moveToTop(edge); // 將節(jié)點移動至頂部
    return edge;
}

到這里，基本上整個拓撲的效果都已經(jīng)展示出來了，但是可能還存在一些問題。如終端路由之間的連線被服務器擋住了，可能會被認為是路由 1—服務器 1—服務器 2—路由 2 這樣的連接。

這種情況下，就可以采用其他的連線方式。ht.Edge 提供了多種的連線方式，可以通過 edge.s(‘edge.type’, 連接方式) 進行設置。下面展示幾種不同的連接方式：

1.彎曲：edge.s(‘edge.type’, ‘flex2’)

2.正交：edge.s(‘edge.type’, ‘ortho2’)

3.先水平后垂直：edge.s(‘edge.type’, ‘h.v2’)

4.先水平后垂直：edge.s(‘edge.type’, ‘v.h2’)

......

ht.Edge 還有很多種的連線方式，這里就先介紹以上幾種方式。

在這個示例內(nèi)，兩個路由之間的連線需要跨域多個其他的連線，為了使得連線更加美觀易懂，于是我就這條連線采用了 points 的連線方式，這種方式有極高的靈活性，可在連線路徑上自由地添加控制點，從而實現(xiàn)非常多樣化的效果。

points 類型的連線，有兩個非常重要的屬性：

edge.points：控制點信息；

edge.segments：用來標識在繪制時如何使用 points 數(shù)組中的頂點信息。

將示例中這條連線的連線類型改為 points，并設置上相應的屬性：

edge.s({
    'edge.type': 'points',
    'edge.center': true,
    'edge.points': [
        { "x": 680, "y": 105 },
        { "x": 490, "y": 200 },
        { "x": 470, "y": 200 },
        { "x": 410, "y": 230 },
        { "x": 400, "y": 250 },
        { "x": 360, "y": 270 },
        { "x": 340, "y": 270 },
        { "x": 260, "y": 310 },
        { "x": 250, "y": 330 },
        { "x": 80, "y": 415 }
    ],
    'edge.segments': [1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2]
});

使用以上 points 連線類型實現(xiàn)的效果：

增加背景和裝飾

可創(chuàng)建一些 ht.Shape 節(jié)點作為背景裝飾，突出顯示特定的設備區(qū)域。

createShape([
    { x: -100, y: 130 },
    { x: 230, y: -50 },
    { x: 340, y: 15 },
    { x: 10, y: 195 },
    { x: -100, y: 130 }
], [1, 2, 2, 2, 5])
createShape([
    { x: -155, y: 354 },
    { x: 575, y: -30 },
    { x: 805, y: 110 },
    { x: 60, y: 510 },
    { x: -155, y: 355 },
], [1, 2, 2, 2, 5]);
createShape([
    { x: 300, y: 470 },
    { x: 660, y: 275 },
    { x: 805, y: 350 },
    { x: 435, y: 550 },
    { x: 300, y: 470 },
], [1, 2, 2, 2, 5])
function createShape(points, segments) {
    const shape = new ht.Shape();
    shape.setPoints(points);
    shape.setSegments(segments);
    shape.s({
        'shape.background': "#fff",
        "shape.border.color": "rgba(13,46,79,0.67)",
        "shape.border.width": 0.5,
    })
    dm.add(shape);
    dm.moveToTop(shape);
    return shape;
}

添加背景后的效果如下：

增加一些裝飾的節(jié)點，這些節(jié)點本質(zhì)上也都是 ht.Node，只是顯示了不同的圖標/圖片，效果如下：

添加箭頭

在復雜的網(wǎng)絡拓撲中，連線上常常需要表示數(shù)據(jù)流動方向。在使用圖撲 HT 繪制連線時，ht.Edge 提供了 icons 屬性，通過 icons 屬性，可在 ht.Edge 上定義一系列圖標并設置它們在連線上的位置。

在設置 icons 屬性前，需要先注冊好圖標：

ht.Default.setImage('toArrow', {
    width: 40,
    height: 20,
    comps: [
        {
            type: 'shape',
points: [5, 2, 10, 10, 5, 18, 20, 10],
            closePath: true,
            background: 'rgb(0,199,7)',
            borderWidth: 1,
            borderColor: 'rgb(0,199,7)',
            gradient: 'spread.vertical'
        }
    ]
});
ht.Default.setImage('fromArrow', {
    width: 12,
    height: 12,
    comps: [
        {
            type: 'circle',
            rect: [1, 1, 10, 10],
            background: 'rgb(0,199,7)'
        }
    ]
});

在 ht.Edge 上設置 icons：

edge.addStyleIcon("fromArrow", {
     position: 15, // 圖標位置
     keepOrien: true, // 圖標是否默認自動調(diào)整方向以保持最好的閱讀效果
     names: ['fromArrow']
});
edge.addStyleIcon("toArrow", {
     position: 19,
     keepOrien: true,
     names: ['toArrow']
});

設置 icons 之后的效果：

流動動畫

在圖撲自研產(chǎn)品 HT for Web 中，使用 ht-flow.js 插件，能夠為 ht.Edge 連線添加流動動畫效果。這種效果可用于表示數(shù)據(jù)傳輸、能源流動或任何類型的動態(tài)連接。使用 ht-flow.js 插件實現(xiàn)的流動效果配置起來也十分簡單，正確引入 ht-flow.js 插件后，使用 g2d.enableFlow(60); 開啟流動，再在 ht.Edge 上設置相應的流動屬性即可。

ht.Edge 配置流動效果的一些屬性說明：

flow：布爾值，設置為 true 以啟用流動效果。

flow.count：控制流動組的個數(shù)，默認為 1。

flow.step：控制流動的步進，默認為 3。

flow.element.count: 每個流動組中的元素的個數(shù)，默認為 10。

flow.element.space: 流動組中元素的間隔，默認為 3.5。

flow.element.image: 字符串類型，指定流動組中元素的圖片，圖片需要提前通過 ht.Default.setImage 注冊。目前支持設置。

flow.element.background: 流動組中元素的背景顏色，默認為 rgba(255, 255, 114, 0.4)。

flow.element.shadow.begincolor: 字符串類型，表示流動組中的元素的漸變陰影的中心顏色，默認為 rgba(255, 255, 0, 0.3)。

flow.element.shadow.endcolor: 字符串類型，表示流動組中的元素的漸變陰影的邊緣顏色，默認為 rgba(255, 255, 0, 0)。

flow.element.shadow.visible：流動陰影是否可見。

flow.begin.percent：開始的位置，值為 0 - 1，默認是 0。

flow.element.autorotate：是否自動朝向，根據(jù)連線的角度自動朝向。

在示例的 ht.Edge 上設置流動屬性：

edge.s({
        "flow": true,
        "flow.element.background": "rgba(240, 225, 19, 0.5)",
        "flow.element.shadow.begincolor": "rgba(240, 225, 19, 0.5)",
        "flow.element.shadow.endcolor": "rgba(240, 225, 19, 0)",
        "flow.element.count": 1
 });

設置完成后的效果：

在更為復雜的場景中，僅僅依賴簡單的樣式配置難以滿足設計需求，為此 ht-flow.js 提供了 flow.element.image 屬性，該屬性支持將流動的元素設置為圖片或圖標，還支持設置為多個圖片/圖標流動的效果。

在流動上設置圖標，需要先注冊圖標：

ht.Default.setImage('dataIcon1', {
    "width": 50,
    "height": 50,
    "comps": [
        {
            "type": "shape",
            "background": "rgb(125,195,125)",
            "borderColor": "#979797",
            "points": [
                2.94441,
                16.1039,
                26.41008,
                16.1039,
                26.41008,
                4.28571,
                47.05559,
                25.58442,
                27.23783,
                45.71429,
                27.23783,
                33.84863,
                2.94441,
                33.84863,
                2.94441,
                16.1039
            ]
        }
    ]
})
ht.Default.setImage('dataIcon2', {
    "width": 50,
    "height": 50,
    "comps": [
        {
            "type": "shape",
            "background": "#32D3EB",
            "borderColor": "#979797",
            "points": [
                2.94441,
                16.1039,
                26.41008,
                16.1039,
                26.41008,
                4.28571,
                47.05559,
                25.58442,
                27.23783,
                45.71429,
                27.23783,
                33.84863,
                2.94441,
                33.84863,
                2.94441,
                16.1039
            ]
        }
    ]
});
在 ht.Edge 上設置屬性：
edge.s({
    "flow": true,
    "flow.element.count": 2,
    "flow.element.image": ["dataIcon1", "dataIcon2"],
    "flow.element.max": 20,
    "flow.element.min": 20,
    "flow.element.shadow.visible": false,
    "flow.element.space": 50,
    "flow.element.autorotate": true
});
設置完成后的效果：

設置完成后的效果：

拓撲可視化優(yōu)點

直觀性：將抽象的關系和數(shù)據(jù)通過圖形呈現(xiàn)，使得人們可以直觀地理解和分析系統(tǒng)或網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)。

互動性：現(xiàn)代拓撲可視化工具通常支持用戶與圖形的交互操作，如縮放、拖拽節(jié)點、探索節(jié)點之間的路徑等，進一步提升了分析的深度和廣度。

動態(tài)性：能夠?qū)崟r反映系統(tǒng)或網(wǎng)絡的變化，及時展現(xiàn)新增元素和調(diào)整后的結(jié)構(gòu)關系，對于監(jiān)控和管理系統(tǒng)狀態(tài)尤為重要。

靈活性：用戶可以根據(jù)需要選擇不同的布局算法，調(diào)整圖形的展示方式，更好地適應不同的分析場景。

審核編輯 黃宇