探究計算機網絡教學中的路由與性能優化策略

吳月紅

【摘要】本文提出一種基于計算機網絡中路由與性能優化技術的教改方案，以此提升計算機網絡技術的實用性，為社會提供更多實用型計算機技術人才。此種優化技術需要通過遺傳算法的合理分析實現，首先要進行遺傳算法的改進，從不同的方面闡述這個內容，然后對其可能產生的結果進行分析，其主要內容有：ARPA網絡拓撲結構及其鏈路長度、ARPA網的計算機仿真的路由優化結果，最后通過一圖一表的仿真分析，驗證了路由性能優化的合理性。

【關鍵詞】計算機網絡 路由 路由性能

【中圖分類號】TP393.02 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）02-0252-01

在計算機靠網絡通信技術的教學中，要使學生明確網絡性能衡量指標的重要性，通過路由測量，將信息及時送往各個目的地，實現網絡通信。利用此種原理進行教學，能夠使學生掌握如何對資源進行合理運用，減少運營消耗的實用型網絡通信技術。以下本文就對基于計算機網絡中的路由和性能優化技術的教學改進策略行闡述，具體如下。

一、遺傳算法的改進

從生物學角度分析，遺傳算法是對基因進行操作，通過再生、變異、交換等方式，產生比父代適應性更強的染色體群。在計算機網絡中，要注重遺傳參數的選擇。遺傳參數主要包括影響算法的有效群體的數據，然后對控制交換的操作頻率進行集中轉換，如果在增加群體多樣性中，變異頻率出現大幅變化，那影響路由的整體效果。群體數目較小，就無法供應足夠的采樣點，在算法的表述中效果較差，無法解決路由問題[1]。這部分的教學重點是要讓學生注重采樣點的選取，并保證群體數量能夠處于150-300之間，確保網絡的應用性能可以得到優化。交換頻率的具體情況，也會影響網絡運行模式，太大或太小都會影響搜索的效果，導致遺傳算法出現問題。

路由及其性能的優化技術的教學重點，是要讓學生掌握選擇問題和具體的優化步驟，可能夠合理控制不同的數據，掌握遺傳算法的參數。例如從遺傳體的角色分析，染色體的編碼是隨機產生的，不同的染色體有不同的適應值，工作人員要進行認真的選擇。這個過程中可以選取輪盤法，對不同的個體和群體進行競爭選擇，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體中，選取一個最優秀的個體，確保其適應值高于上一代，將交換及變異的概率控制在原有的水平。由此說明了計算機網絡中路由優化原理，經過此種方式，能夠保證路由優化的整個過程都是有效的，更好的促進計算機網絡發展。

二、計算機仿真結果及其分析

通過遺傳算法對計算機網絡中路由的優化改進，得到了較好的效果，現對這種結果進行驗證。對其通過大規模分布的形式，進行仿真實驗，從而得出仿真結果，證明路由性能得到優化。

圖1：ARPA網絡拓撲結構及其鏈路長度

在圖1的ARPA網中，有21個節點，26條鏈路，420對源，目的節點，分組到達率為4分組/s，由此在進行仿真實驗時，需要進行合理的遺傳參數選擇，工作人員要了解群體的規模，將初始交換概率進行合理統計，在路由優化仿真的過程中，應對每個節點路由進行記錄，最后還要對點編號。改進的并行遺傳算法進行仿真后的結果分別示于表1。

表1：ARPA網的計算機仿真的路由優化結果

在表1中，最優解主要表示的是得到的平均網絡時延，然后對網絡的性能進行衡量，如果在統計中，時延的值比較小，那么表示網絡的實時性也比較好；在鏈路利用率的分析中，主要說明的是，資源的使用情況。在一定的負荷下，利用率越小，代表網絡對資源的利用越合理，能夠保證路由策略。

在分析與結果統計中，需要注意的是，隨著分組長度的增加，優化的成果體現的更加明顯，不同網絡的時延都會有所不同，工作人員要根據實際的數據進行分析。如果時延的比例僅為預期的一半，那么應適當增加分組的長度，從而保證其得到有效調整。在本次研究的算法中，能夠通過通信量的負荷鏈路進行重新分配，從負荷重的鏈路重新分配到負荷輕的鏈路，避免出現瓶頸現象，這種方式對資源的使用進行了優化，能夠增加得到最優解的速度。所以在路由及使用算法的改進中，使用遺傳算法能夠提高最優解的質量，實現分組長度的有效加成，在算法的使用中，要使學生注意時延結果，確保其穩定的上升，保證算法的有效性。

在計算機網絡技術教學中，要將遺傳參數選擇作為教改的新方向。遺傳參數主要包括影響算法的有效群體的數據，然后對控制交換的操作頻率進行集中轉換。在路由及其性能的優化中，學生應掌握其選擇問題和具體的優化步驟，能夠合理控制不同的數據，掌握遺傳算法的參數。針對遺傳算法的使用，也要根據實際情況，進行適當選擇，保證整個過程的合理性，從而實現路由及性能的優化。計算機網絡中算法的使用，需要保證穩定的時延效果，增加算法的有效性。

參考文獻：

[1]賈杰，林秋思，陳劍，王興偉. 認知無線Mesh網絡中聯合功率控制與信道分配的擁塞避免[J].計算機學報，2013，05：915-925.