趙會(huì)兵

【摘要】 改進(jìn)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)中的流量與容量的分配問題，可以有效解決并降低計(jì)算機(jī)本身的運(yùn)營費(fèi)用。通過并行遺傳算法，可以對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理優(yōu)化，除此之外，還可以將并行遺傳算法與傳統(tǒng)算法相比較，從而更清楚的了解到，哪種優(yōu)化算法，可以更好的提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營質(zhì)量.

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)容量與流量優(yōu)化方案

前言：并行遺傳算法可以減少網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營費(fèi)用，這種優(yōu)化配比對(duì)合理規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)資源方面有著重要的意義。本文主要對(duì)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)中容量與流量的分配進(jìn)行合理化探究，并通過其對(duì)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、性能上的優(yōu)化評(píng)估以及在實(shí)際中的應(yīng)用價(jià)值都做了更為詳細(xì)的闡述。同時(shí)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，也為我國計(jì)算機(jī)發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。

一、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化發(fā)展史

在面對(duì)已知的的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?duì)通訊需求的前提下，如何更好的規(guī)劃計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)成為當(dāng)代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重點(diǎn)，如何對(duì)計(jì)算機(jī)的容量進(jìn)行合理化分配以，及如何對(duì)路由進(jìn)行合理化選擇等，這些問題也逐漸成為計(jì)算機(jī)優(yōu)化方面的重點(diǎn)。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)本身具有復(fù)雜性的特點(diǎn)，因此，在傳統(tǒng)的優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)方面，我國還沒有更好的解決辦法。目前，隨著我國對(duì)網(wǎng)絡(luò)的大力發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也逐漸被國內(nèi)外學(xué)者所重視，在我國，一些科學(xué)家利用遺傳算法來解決我國計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)中容量與流量的分配問題。通過對(duì)遺傳算法進(jìn)行簡單的改進(jìn)，從而在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)路由的選擇優(yōu)化方面得了較好的效果[1]。

通過采用改進(jìn)的遺傳算法來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)已成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究的重點(diǎn)，通過網(wǎng)絡(luò)上的鏈路容量與流量之間的分配優(yōu)化，進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，其所產(chǎn)生的結(jié)果，對(duì)計(jì)算及通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中具有至關(guān)重要的作用。不僅如此，通過計(jì)算機(jī)的仿真實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果表明，運(yùn)用改進(jìn)的遺傳算法可以使計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的容量與流量的配比達(dá)到最優(yōu)，而且，在計(jì)算機(jī)運(yùn)營的質(zhì)量上也得以大幅度的提高。

二、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中容量與流量分配問題的數(shù)學(xué)模型

對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中容量與流量的分配問題，主要將其定義為：在一定的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及在節(jié)點(diǎn)的通信量控制條件的前提下，如何對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的鏈路容量進(jìn)行選擇，以保證通信的基本需求，進(jìn)而做到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行成本最低。在這里我們?yōu)槠浣ㄔ煲粋€(gè)數(shù)學(xué)模型，從而更加清晰的闡述在一定約束條件下所產(chǎn)生的復(fù)雜的非線性問題[2]。

鏈路的容量和流量的分配問題總的而言可以表現(xiàn)在：在一定的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下，選擇網(wǎng)絡(luò)中容量及各節(jié)點(diǎn)間的路由，以此來保證網(wǎng)絡(luò)的通信需求，從而降低運(yùn)營成本.其數(shù)學(xué)模型主要為：

第一，通過對(duì)數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，確定其網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的總和。對(duì)網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用而言，其可以分為三個(gè)部分，即鏈路上的時(shí)延費(fèi)用、網(wǎng)絡(luò)上的固定費(fèi)用和網(wǎng)絡(luò)上的可變費(fèi)用。第二，約束條件，（1）保證鏈路上的容量一定要大于通信的使用流量;（2）必須保證給鏈路l選擇出某一條鏈路容量。第三，對(duì)于候選路由只允許有兩種選擇，選中或選不中。通過這些條件來保證數(shù)學(xué)模型的合理設(shè)計(jì)，并對(duì)以后的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)中容量與流量的分配產(chǎn)生積極的影響[3]。

三、應(yīng)用改進(jìn)的并行遺傳算法解決計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)中容量與流量的分配優(yōu)化問題

計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)中容量與流量的分配簡稱CFA，而CFA與路由選擇方面的優(yōu)化問題不盡相同，前者主要表示每條鏈路上的容量指標(biāo)，后者主要表示隨機(jī)產(chǎn)生的路由。兩者在保證優(yōu)化問題的前提下，必須保證其鏈路上的容量要大于其流量值，即計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)中容量與流量的分配優(yōu)化的適應(yīng)值應(yīng)為1/2[4]。

四、計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果及其分析

分組長度與網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)費(fèi)用之間的關(guān)系密不可分，任何一項(xiàng)的改變，都將對(duì)另一方面產(chǎn)生巨大的影響，即分組長度的增加將直接導(dǎo)致各項(xiàng)費(fèi)用的增長。其增長的主要原因在于，分組長度增加，代表著網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的不斷加重，從而在鏈路上要選擇相對(duì)較寬的容量[5]。因此，鏈路上費(fèi)用的增加，將直接導(dǎo)致總體網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營費(fèi)用的增加，除此之外，鏈路中數(shù)據(jù)流量的改變也可導(dǎo)致總體運(yùn)營費(fèi)用的增加。在ARPA網(wǎng)絡(luò)中，分組長度將受到平均時(shí)延的影響，且影響較大。當(dāng)分組長度增加400比特時(shí)，將直接導(dǎo)致鏈路的容量增大，從而使平均時(shí)延受到抑制。在OCT網(wǎng)絡(luò)中，平均時(shí)延與分組長度之間的影響并不大，其主要原因在于，網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量較為集中所導(dǎo)致的。不論是在哪種網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的固定費(fèi)用都會(huì)在網(wǎng)絡(luò)總體的運(yùn)營費(fèi)用中占據(jù)較大的比重。分組長度的改變是影響整個(gè)運(yùn)營費(fèi)用的關(guān)鍵，而采用改進(jìn)的遺傳算法，可以使網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)費(fèi)用減少一半以上，而總體的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營費(fèi)用將減少百分之五十左右。通過改進(jìn)的遺傳算法對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的容量與流量進(jìn)行優(yōu)化配比可以使網(wǎng)絡(luò)在性能上得到極大的提高[6]。

通過分組長度與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營各項(xiàng)費(fèi)用之間的關(guān)系，可以看出，分組長度的時(shí)延增加將直接導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的總體費(fèi)用、時(shí)延費(fèi)用、固定費(fèi)用的增加，而在費(fèi)用增加的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的平均時(shí)延卻在隨之下降。分組時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性降低時(shí)將意味著單位分組時(shí)延的降低。利用改進(jìn)遺傳算法在對(duì)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的容量與流量進(jìn)行優(yōu)化配比時(shí)，對(duì)鏈路而言，一定要選擇容量相對(duì)較小的鏈路，可以降低鏈路上的固定費(fèi)用的方式，減少網(wǎng)絡(luò)整體的運(yùn)營費(fèi)用。而當(dāng)增加單位分組的時(shí)延費(fèi)用時(shí)，可以選擇容量較大的鏈路來進(jìn)行使用，通過這種方法，可以降低不斷增長的總體網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營費(fèi)用。

在ARPA網(wǎng)絡(luò)中，增加單位分組時(shí)延費(fèi)用將導(dǎo)致其在總體運(yùn)營費(fèi)用中所占的比重增加，對(duì)于總體運(yùn)營費(fèi)用而言，主要的費(fèi)用支出依然在鏈路的固定費(fèi)用支出上，但其所占比重卻有所下降，而對(duì)可變費(fèi)用而言，卻無明顯變化。

五、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用

現(xiàn)如今，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以相對(duì)普遍，對(duì)人們生活上的影響也逐漸顯現(xiàn)出來。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及對(duì)我們生活提供了方便。

5.1在休閑娛樂方面

網(wǎng)絡(luò)資源越加豐富，人們生活空閑之余，網(wǎng)絡(luò)可以為之提供相應(yīng)的休閑娛樂。不僅如此，網(wǎng)絡(luò)還可以為人們的生活增加樂趣，許多休閑娛樂都成為人們茶余飯后的消遣活動(dòng)[7]。

5.2資料資源

網(wǎng)絡(luò)資源豐富，同時(shí)，也為人們在查閱資料方面提供了便利，運(yùn)用計(jì)算機(jī)，很多資料都可以在線獲取，節(jié)省了大量的時(shí)間和精力。

5.3學(xué)習(xí)資源

當(dāng)今的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，資料種類豐富，同時(shí)，也為人們提供了豐富的學(xué)習(xí)資源。對(duì)于一些相對(duì)繁復(fù)的問題，人們可以利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來查找答案。在網(wǎng)絡(luò)資源中更是以電子書為代表，這些免費(fèi)的資源都可以通過網(wǎng)絡(luò)獲取，從而減少了人們在實(shí)體書中浪費(fèi)金錢。

綜上所述，凡事具有兩面性，現(xiàn)如今，我們多數(shù)所看到的都是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，但是，我們也必須注意到網(wǎng)絡(luò)所帶給我們的負(fù)面影響。現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)興起，越來越多的人將網(wǎng)絡(luò)作為茶余飯后的消遣方式，但是，在娛樂的同時(shí)，也一定要正確對(duì)待網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)作為人們的一種消遣方式，但同時(shí)，也讓不少網(wǎng)民為之沉迷，越來越多的青少年網(wǎng)癮成性甚至無法自拔。網(wǎng)絡(luò)是一把雙刃劍，它不但給人們帶來歡愉，同時(shí)，它也毒害了許多的青少年，由此可見網(wǎng)絡(luò)成癮已成為我國網(wǎng)絡(luò)重點(diǎn)打擊的問題。另一方面，網(wǎng)絡(luò)資源可以為人們疑難解惑，但是，網(wǎng)絡(luò)資源參差不齊，淫穢色情充斥其中，最終導(dǎo)致很多的青少年為此沉迷。網(wǎng)絡(luò)資源豐富的同時(shí)也為我們帶來了另一個(gè)重要的問題，即文章的抄襲，很多網(wǎng)站都成為抄襲資料的一種方便工具，甚至更有人將網(wǎng)絡(luò)視為唯一的資料竊取地，從而使得我國大量的文章、作品無法分出好壞，這一問題將對(duì)我國的文學(xué)發(fā)展起到一定的阻礙作用?？傊?，無論網(wǎng)絡(luò)為人們帶來多大的益處，網(wǎng)絡(luò)的負(fù)面影響卻是始終不能忽視的問題，消除網(wǎng)絡(luò)的負(fù)面影響，將為我國的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展帶來積極的作用。

結(jié)論：本文主要通過對(duì)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的容量與流量的優(yōu)化配比進(jìn)行探討，從而進(jìn)一步表明，固定費(fèi)用對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的總體運(yùn)營成本有著至關(guān)重要的作用。通過計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)可以看出，想要較大程度的提高網(wǎng)絡(luò)性能、降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營費(fèi)用，就要合理的對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的容量和流量進(jìn)行分配，使其無論是在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)上，或是在資源建設(shè)方面都有著甚遠(yuǎn)的影響。

參 考 文 獻(xiàn)[1]申健，許福永.基于禁忌搜索算法的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)中容量與流量分配問題的優(yōu)化研究[J].蘭州大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，10（03）：35-39[2]劉潤杰，申金媛，穆維新，通信網(wǎng)流量分配方法研究[A].中國通信學(xué)會(huì)青年工作委員會(huì).第一屆中國高校通信類院系學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C].中國通信學(xué)會(huì)青年工作委員會(huì)，2007：7[3]申健，佘世剛，王鍇，黃欹昌.基于粒子群優(yōu)化算法的網(wǎng)絡(luò)CFA問題研究[J]計(jì)算機(jī)工程，2008，13（06）：179-181[4]管馳明，韓光法，湯君友，基于計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的城市交通流動(dòng)態(tài)管理（TDM）技術(shù)分析[J].交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息，2006，11（06）：26-32[5]劉鑫，許福永，米翠花.基于改進(jìn)粒子群算法的網(wǎng)絡(luò)路由選擇和CFA的優(yōu)化研究[J]計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2008，13（14）：3577-3578[6]陳亮，認(rèn)iData免費(fèi)文獻(xiàn)論文下載絡(luò)中頻譜管理與流量調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京郵電大學(xué)，2012[7]王保華，何世偉，宋瑞，申永生.綜合運(yùn)輸體系下快捷貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)流量分配優(yōu)化模型及算法[J]鐵道學(xué)報(bào)，2009，13（02）：12-16[8]王強(qiáng)，夏尊銓.基于混沌免疫進(jìn)化規(guī)劃的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)最優(yōu)流量分配[J]海南師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，01：10-16