探究計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的路由與性能優(yōu)化策略

吳月紅

【摘要】本文提出一種基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中路由與性能優(yōu)化技術(shù)的教改方案，以此提升計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)用性，為社會(huì)提供更多實(shí)用型計(jì)算機(jī)技術(shù)人才。此種優(yōu)化技術(shù)需要通過遺傳算法的合理分析實(shí)現(xiàn)，首先要進(jìn)行遺傳算法的改進(jìn)，從不同的方面闡述這個(gè)內(nèi)容，然后對(duì)其可能產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行分析，其主要內(nèi)容有：ARPA網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其鏈路長度、ARPA網(wǎng)的計(jì)算機(jī)仿真的路由優(yōu)化結(jié)果，最后通過一圖一表的仿真分析，驗(yàn)證了路由性能優(yōu)化的合理性。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 路由 路由性能

【中圖分類號(hào)】TP393.02 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）02-0252-01

在計(jì)算機(jī)靠網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的教學(xué)中，要使學(xué)生明確網(wǎng)絡(luò)性能衡量指標(biāo)的重要性，通過路由測量，將信息及時(shí)送往各個(gè)目的地，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。利用此種原理進(jìn)行教學(xué)，能夠使學(xué)生掌握如何對(duì)資源進(jìn)行合理運(yùn)用，減少運(yùn)營消耗的實(shí)用型網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。以下本文就對(duì)基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的路由和性能優(yōu)化技術(shù)的教學(xué)改進(jìn)策略行闡述，具體如下。

一、遺傳算法的改進(jìn)

從生物學(xué)角度分析，遺傳算法是對(duì)基因進(jìn)行操作，通過再生、變異、交換等方式，產(chǎn)生比父代適應(yīng)性更強(qiáng)的染色體群。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，要注重遺傳參數(shù)的選擇。遺傳參數(shù)主要包括影響算法的有效群體的數(shù)據(jù)，然后對(duì)控制交換的操作頻率進(jìn)行集中轉(zhuǎn)換，如果在增加群體多樣性中，變異頻率出現(xiàn)大幅變化，那影響路由的整體效果。群體數(shù)目較小，就無法供應(yīng)足夠的采樣點(diǎn)，在算法的表述中效果較差，無法解決路由問題[1]。這部分的教學(xué)重點(diǎn)是要讓學(xué)生注重采樣點(diǎn)的選取，并保證群體數(shù)量能夠處于150-300之間，確保網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用性能可以得到優(yōu)化。交換頻率的具體情況，也會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行模式，太大或太小都會(huì)影響搜索的效果，導(dǎo)致遺傳算法出現(xiàn)問題。

路由及其性能的優(yōu)化技術(shù)的教學(xué)重點(diǎn)，是要讓學(xué)生掌握選擇問題和具體的優(yōu)化步驟，可能夠合理控制不同的數(shù)據(jù)，掌握遺傳算法的參數(shù)。例如從遺傳體的角色分析，染色體的編碼是隨機(jī)產(chǎn)生的，不同的染色體有不同的適應(yīng)值，工作人員要進(jìn)行認(rèn)真的選擇。這個(gè)過程中可以選取輪盤法，對(duì)不同的個(gè)體和群體進(jìn)行競爭選擇，然后交換染色體的基因，闡述這種群體變異的主要情況。工作人員要從不同的個(gè)體中，選取一個(gè)最優(yōu)秀的個(gè)體，確保其適應(yīng)值高于上一代，將交換及變異的概率控制在原有的水平。由此說明了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中路由優(yōu)化原理，經(jīng)過此種方式，能夠保證路由優(yōu)化的整個(gè)過程都是有效的，更好的促進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。

二、計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果及其分析

通過遺傳算法對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中路由的優(yōu)化改進(jìn)，得到了較好的效果，現(xiàn)對(duì)這種結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)其通過大規(guī)模分布的形式，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，從而得出仿真結(jié)果，證明路由性能得到優(yōu)化。

圖1：ARPA網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其鏈路長度

在圖1的ARPA網(wǎng)中，有21個(gè)節(jié)點(diǎn)，26條鏈路，420對(duì)源，目的節(jié)點(diǎn)，分組到達(dá)率為4分組/s，由此在進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要進(jìn)行合理的遺傳參數(shù)選擇，工作人員要了解群體的規(guī)模，將初始交換概率進(jìn)行合理統(tǒng)計(jì)，在路由優(yōu)化仿真的過程中，應(yīng)對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)路由進(jìn)行記錄，最后還要對(duì)點(diǎn)編號(hào)。改進(jìn)的并行遺傳算法進(jìn)行仿真后的結(jié)果分別示于表1。

表1：ARPA網(wǎng)的計(jì)算機(jī)仿真的路由優(yōu)化結(jié)果

在表1中，最優(yōu)解主要表示的是得到的平均網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，然后對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能進(jìn)行衡量，如果在統(tǒng)計(jì)中，時(shí)延的值比較小，那么表示網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性也比較好；在鏈路利用率的分析中，主要說明的是，資源的使用情況。在一定的負(fù)荷下，利用率越小，代表網(wǎng)絡(luò)對(duì)資源的利用越合理，能夠保證路由策略。

在分析與結(jié)果統(tǒng)計(jì)中，需要注意的是，隨著分組長度的增加，優(yōu)化的成果體現(xiàn)的更加明顯，不同網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延都會(huì)有所不同，工作人員要根據(jù)實(shí)際的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。如果時(shí)延的比例僅為預(yù)期的一半，那么應(yīng)適當(dāng)增加分組的長度，從而保證其得到有效調(diào)整。在本次研究的算法中，能夠通過通信量的負(fù)荷鏈路進(jìn)行重新分配，從負(fù)荷重的鏈路重新分配到負(fù)荷輕的鏈路，避免出現(xiàn)瓶頸現(xiàn)象，這種方式對(duì)資源的使用進(jìn)行了優(yōu)化，能夠增加得到最優(yōu)解的速度。所以在路由及使用算法的改進(jìn)中，使用遺傳算法能夠提高最優(yōu)解的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)分組長度的有效加成，在算法的使用中，要使學(xué)生注意時(shí)延結(jié)果，確保其穩(wěn)定的上升，保證算法的有效性。

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學(xué)中，要將遺傳參數(shù)選擇作為教改的新方向。遺傳參數(shù)主要包括影響算法的有效群體的數(shù)據(jù)，然后對(duì)控制交換的操作頻率進(jìn)行集中轉(zhuǎn)換。在路由及其性能的優(yōu)化中，學(xué)生應(yīng)掌握其選擇問題和具體的優(yōu)化步驟，能夠合理控制不同的數(shù)據(jù)，掌握遺傳算法的參數(shù)。針對(duì)遺傳算法的使用，也要根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行適當(dāng)選擇，保證整個(gè)過程的合理性，從而實(shí)現(xiàn)路由及性能的優(yōu)化。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中算法的使用，需要保證穩(wěn)定的時(shí)延效果，增加算法的有效性。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈杰，林秋思，陳劍，王興偉. 認(rèn)知無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中聯(lián)合功率控制與信道分配的擁塞避免[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，2013，05：915-925.