施曉波

摘要：計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為世界人民帶來快捷便利，推動著各行各業(yè)發(fā)展的同時，還存在一些問題需要解決。因此該文針對計算機通信網(wǎng)絡(luò)中容量和流量分配優(yōu)化問題進行深入研究，首先簡單了解計算機通信網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用現(xiàn)狀，隨后深入分析計算機通信網(wǎng)絡(luò)中容量與流量分配問題的優(yōu)化方法。通過該文的研究為關(guān)注該問題的人員提供參考，從而推動國家的計算機通信網(wǎng)絡(luò)的運行質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：計算機通信網(wǎng)絡(luò)；遺傳算法；電網(wǎng)分組

中圖分類號：TP311 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）01-0046-02

現(xiàn)階段，雖然國家的計算機通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，但是通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)費用上還存在一些問題，想要讓計算機通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到真正的發(fā)展，就必須要在保證計算機網(wǎng)絡(luò)通信的同時，降低網(wǎng)絡(luò)費用。而網(wǎng)絡(luò)費用的降低就是對計算機網(wǎng)絡(luò)容量與流量分配問題的優(yōu)化過程。因此深入研究計算機通信網(wǎng)絡(luò)中容量與流量分配的優(yōu)化問題具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 計算機通信網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用現(xiàn)狀

改革開放后，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，不斷地深入到國家人民的生產(chǎn)生活中去，而隨著時間的推移，人們對計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的依賴性逐漸提高。在快節(jié)奏的工作生活中，大部分人們都在尋求最適合自己的休閑放松方式，而互聯(lián)網(wǎng)中的娛樂資源就是現(xiàn)代社會中最主要的放松方式之一。其次，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的數(shù)據(jù)資源也是現(xiàn)階段最為常見的應(yīng)用類型，利用大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中存儲的數(shù)據(jù)資源，能夠最大程度降低各方面成本，提高工作效率。最后，是互聯(lián)網(wǎng)中的學(xué)習(xí)資源，計算機通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)讓互聯(lián)網(wǎng)成為一個數(shù)據(jù)庫，推動教育領(lǐng)域得到了全面的擴展。目前網(wǎng)絡(luò)上大多教學(xué)網(wǎng)站都是利用多媒體技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，進行傳播推廣，比如，微課技術(shù)、翻轉(zhuǎn)課堂等，豐富了教學(xué)資源的同時也開拓了學(xué)生的視野。

2 計算機通信網(wǎng)絡(luò)中容量與流量分配問題的優(yōu)化方法

2.1 計算機通信網(wǎng)絡(luò)中容量與流量分配問題的數(shù)學(xué)模型

上文中提及計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)深入到國家生產(chǎn)生活中的各個方面，人們對計算機通信網(wǎng)絡(luò)中容量與流量的要求也在不斷提高，因此在對整個通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行完善和發(fā)展的基礎(chǔ)上，還要對網(wǎng)絡(luò)的性能和效益進行全面的結(jié)合與分配。而想要對通信網(wǎng)絡(luò)性能和效益進行科學(xué)合理的分配處理，首先就要建立相應(yīng)的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中容量與流量分配問題的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上才能夠進一步根據(jù)實際的網(wǎng)絡(luò)運行情況，選擇最合理的方案。建立數(shù)學(xué)模型時，先要了解計算機網(wǎng)絡(luò)容量和流量分配問題的實質(zhì)，也就是在已知的計算機通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)果和相應(yīng)節(jié)點通信量的情況下，如何合理選擇計算及網(wǎng)絡(luò)中容量和不同節(jié)點之間通信路由，才能夠降低通信網(wǎng)絡(luò)運行成本，并達到降低通信網(wǎng)絡(luò)費用的目的，還要保證國家人民對通信的需求得到滿足。由此可知，計算機通信網(wǎng)絡(luò)中容量與流量是一種非線性問題，還是一個處于多約束條件下的非線性問題，在了解問題的實質(zhì)后，再提出了相應(yīng)的假設(shè)。本文做出了五種假設(shè)，具體如下：①在已知計算機通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)容量以及節(jié)點通信需求的情況，建立的數(shù)學(xué)模型。②不考慮計算機丟失數(shù)據(jù)包的情況，也就是假設(shè)計算機通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點處的緩沖器容量無限大。③在計算機通信網(wǎng)絡(luò)中的報文分組在基于指數(shù)形式分布的同時，也遵循泊松到達的規(guī)律。④建立數(shù)學(xué)模型時，忽略節(jié)點對報文的處理時延。⑤建立數(shù)學(xué)模型時，假設(shè)報文傳輸?shù)牡燃墝儆谙嗟?，并且屬于同一種服務(wù)。最終形成了下列數(shù)學(xué)模型：

此外還要對上述數(shù)學(xué)模型的約束條件進行分析，而上式中的Z代表著計算機通信網(wǎng)絡(luò)運行整體成本的優(yōu)化，而D則是計算機通信網(wǎng)絡(luò)中各單位平均延時費用的成本系數(shù)，G則為固定費用的加權(quán)系數(shù)，V就是可變費用的加權(quán)系數(shù)。其中Qlk和Slk分別標(biāo)志和第一調(diào)鏈路中線路的容量和一條鏈路型號在指標(biāo)為k時的成本系數(shù)[1]。

2.2 計算機通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用改進的并行遺傳算法的優(yōu)化過程

傳統(tǒng)的并行遺傳算法已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段的計算機通信網(wǎng)絡(luò)中容量與流量的分配優(yōu)化問題的需求，因此國家在原有遺傳算法的基礎(chǔ)上，進行了改進，能夠?qū)β酚芍性谇暗幕蜻M行精確的判斷。不止如此，在改進后還能夠從根本上對計算機通信網(wǎng)絡(luò)容量與流量進行有效分配，在全面保證分配效率的同時也提高計算機網(wǎng)絡(luò)性能。改進過后的遺傳算法優(yōu)化求解的過程可以分為五個步驟，首先將算法中的參數(shù)和其他數(shù)據(jù)進行輸入；其次選擇三個染色體群并且編號；第三計算出適應(yīng)值后，將每個染色體分別復(fù)制并且讓染色體進行基因變異；第四在變異后的染色體中選出最優(yōu)化的染色體個體，反復(fù)降低交互頻率，如果該個體的適應(yīng)值在反復(fù)十次后還沒有提高時，就要修改遺傳參數(shù)；最后就要對初始染色群體進行重新混合分配[2]。

2.3 計算機通信網(wǎng)絡(luò)中容量與流量優(yōu)化分配模型仿真結(jié)果

1） 資源分配得到優(yōu)化

通過上文中建立的數(shù)學(xué)模型和優(yōu)化分配進行計算后，針對得出的結(jié)果進行全面具體地分析，首先在利用傳統(tǒng)改進過后的遺傳算法進行優(yōu)化分配時，報文分組長度延長，帶動著平均分組延時和鏈路整體的利用率也得到了增加，進而將通信量從負(fù)荷重的鏈路中分配出去，分給負(fù)荷輕的鏈路，由此從根本上避免了瓶頸現(xiàn)象的出現(xiàn)，讓資源分配得到了全面的優(yōu)化，達到了計算機通信網(wǎng)絡(luò)容量和流量優(yōu)化分配模型計算的初級目標(biāo)。

2） 提高網(wǎng)絡(luò)的性價比

雖然滿足了資源分配優(yōu)化問題，但是隨著分組長度的增加，總體運行費用也進一步增加，計算機通信網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷也相對加重。因此就需要選擇容量較大的鏈路，但是就會增加鏈路本身所需費用，最終造成了可變費用增加。根據(jù)具體的遺傳算法進化所得出來的結(jié)果，能夠在增加鏈路容量的同時對平均時延的增加進行一定的抑制。因為在OCT網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)鏈路較為集中，讓平均時延和分組長度之間的關(guān)聯(lián)性減弱。不論是傳統(tǒng)的ARPA網(wǎng)絡(luò)，還是OCT網(wǎng)絡(luò)，鏈路費用都占總體費用的絕大部分，而分組長度對鏈路的費用有著直接的影響。因此，在計算機通信網(wǎng)絡(luò)容量和流量數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，還要利用遺傳算法對該數(shù)學(xué)模型進行全面的優(yōu)化，進而提高整體網(wǎng)絡(luò)的性價比。

3） 網(wǎng)絡(luò)費用的優(yōu)化

最后是網(wǎng)絡(luò)費用問題，也是進行計算機通信網(wǎng)絡(luò)中容量與流量分配優(yōu)化的根本目的，實際上網(wǎng)絡(luò)費用和延時費用等都會隨著分組費用的增加而增加。如果從網(wǎng)絡(luò)的實時性來說，單位分組延時可以被忽視，在這個條件之上，進行優(yōu)化時，遺傳算法將會為計算機通信網(wǎng)絡(luò)選擇最小容量的鏈路，從而降低通信網(wǎng)絡(luò)的固定費用。然而在實際使用的過程中，延時費用會受到單位分組延時的影響，因此遺傳算法會為計算機網(wǎng)絡(luò)通信選擇容量較大的鏈路，從而讓整體費用降低。通過對ARPA網(wǎng)絡(luò)和OCT網(wǎng)絡(luò)分別展開探討發(fā)現(xiàn)，前者在增加單位分組延時費用時，總體網(wǎng)絡(luò)費用的比例將會提升到20%，此時固定費用仍然是主體的網(wǎng)絡(luò)費用。但是后者的可變費用就會隨著分組延時的增加而降低。

3 總結(jié)

綜上所述，想要在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展的過程中，既滿足網(wǎng)絡(luò)通信需求，又讓網(wǎng)絡(luò)運行費用最低，就要保證計算機通信網(wǎng)絡(luò)容量與流量得到全面的優(yōu)化。本文對原有改進的遺傳算法進行進一步的優(yōu)化，讓計算機通信網(wǎng)絡(luò)需求得到滿足的同時，降低網(wǎng)絡(luò)的固定費用和可變費用，從而降低整體的網(wǎng)絡(luò)運行費用，達到提高國家通信網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)的根本目的，讓國家的網(wǎng)絡(luò)資源得到合理的利用。

參考文獻：

[1] 蘆正勇. 計算機通信網(wǎng)絡(luò)中容量與流量分配的優(yōu)化分析[J]. 信息系統(tǒng)工程， 2017（1）：33-33.

[2] 林靜， 盧會春. 計算機通信網(wǎng)絡(luò)中容量與流量分配的優(yōu)化分析[J]. 電腦迷， 2017（12）：112-112.endprint