虛擬現實技術在計算機通信中的應用研究

朱 葉

(河南牧業經濟學院，河南 鄭州 450042)

0 引言

隨著經濟的發展與科技的進步，計算機通信技術也在隨之不斷地發展與完善，并在人們的生活與生產中被廣泛地應用。近幾年以來，我國的計算機通信技術開始不斷地向虛擬化方向進發。在此大環境之下，研究虛擬現實技術如何在計算機通信中可以更好地應用，已經成為當前計算機通信技術人員的主要工作內容之一。

1 虛擬現實技術在計算機通信中應用的基礎前提分析

對虛擬現實技術進行實際應用之前，還應需要切實滿足以下3個前提。

第一，在幀頻以及延遲等方面，虛擬現實技術的基本動圖技術以及交互性要求，為有效地保留三維環境生動感以及增強環境的可操作性，對圖形幀頻要進行適當的調整，要保證圖形幀頻在每秒8幀，總延遲要控制在0.1 s之內，在虛擬現實技術條件允許的情況下，可以將幀頻調節到每秒10幀，以此來提升虛擬圖形的真實感[1]。

第二，在計算機設備的計算方面，在虛擬現實技術幀頻以及延遲時間的要求下，計算機通信在使用虛擬現實技術時，要保證在0.1 s內就可以完成一次場景的計算任務，倘若實際的計算機計算能力不夠，將對虛擬現實技術所呈現出的畫面精確度產生一定的影響。

第三，為切實保證虛擬現實技術的實際應用效果，要優先選擇物理存儲結構大于15 GB，且帶寬大于500 MB/s的計算機設備，并且要保證計算機系統軟件具有一定的計算機數據信息管理能力[2]。

2 虛擬現實技術在計算機通信中的實踐應用分析

2.1 虛擬交換機

在公共交換電話網絡技術的基礎上，虛擬現實技術在計算機通信中應用的具體表現在于基于程控交換設備的集中用戶交換機以及固定智能網的專屬虛擬電話網。上述提及的虛擬交換機是指在市話交換機的基礎上將一部分的用戶組建成用戶群，借助視話交換機的號線資源在邏輯層面上總結與分析業務數據，從而最大限度地擴展虛擬交換機業務范圍，進而真正地實現用戶交換機的其他功能。

同時在充分的應用虛擬交換機技術的過程中也需要對其自身的信息量度進行有效的計算。

H=P(xi)lbP(xi)M/i=1

(1)

公式中M符號表示平均信息量，一般情況被稱為信息源的熵。

信息源的最大熵發生在每一個符合等概率出現即是

P(xi)=1/M

(2)

此時

Hmax=1bM

(3)

虛擬交換機是交換機虛擬化技術的主要體現，虛擬交換機既可以在邏輯上集成多臺物理連接的交換機，達到拓寬虛擬交換機帶寬提升轉發效率的目的，也可以在邏輯上將一臺物理交換機虛擬為多臺虛擬交換機，實現業務隔離、提升可靠性的目的。堆疊、M-LAG是目前廣泛應用的兩種橫向虛擬化技術，通過將多臺交換設備虛擬為一臺設備，共同承擔數據轉發任務，提升了計算機通信網絡的可靠性。堆疊與M-LAG經常被用于提升接入設備的可靠性。

堆疊、M-LAG均為交換機橫向虛擬化技術，具有提升可靠性、擴展帶寬、實現負載分擔的作用。堆疊(iStack)將多臺交換機通過堆疊線纜連接在一起，使多臺設備在邏輯上變成一臺交換設備，作為一個整體參與數據轉發。

當接入的用戶數增加到原交換機端口密度不能滿足接入需求時，可以通過增加新的交換機并組成堆疊而得到滿足。

當交換機上行帶寬增加時，可以增加新交換機與原交換機組成堆疊系統，將成員交換機的多條物理鏈路配置成一個聚合組，提高交換機的上行帶寬。

2.2 虛擬現實工具軟件

近幾年以來，例如DIVE、MASSIVE以及Bamboo等虛擬現實技術工具軟件在計算機通信領域中已經得到了相對較為廣泛的應用。虛擬現實技術中的DIVE工具軟件是在分布式數據庫的基礎上將諸多World進行整合，同時Agent始終處于平等的地位。不管是哪一個成員需要進行TCP都可以有效地實現軟件狀態的轉移，但是在軟件狀態進行轉移的過程中，需要對其進行實時的報告。并且值得注意的是DIVE工具軟件在文體的一致性以及整體性上尚有一定的不足之處。MASSIVE工具軟件可以完成意識渠道的通信以及成像，并借助計算機服務器完成修改媒體的過程。其中需要應用到卡森公式來對其模型數據進行計算。

BFm=2(Δfmax+fm)=2(βF+1)fm

(4)

其中，BFm為調頻信號帶寬，fm為信號頻率，Δfmax為最大頻偏。

在通信分布式對象模型中，MASSIVE針對遠程操作略有延遲，并且其性能會容易受到外部因素的影響，極大地限制了其應用范圍。Bamboo可以提供一種具有共享性的永存虛擬現實環境，同時在經濟研發成本、語言支持能力以及實際擴充性上具有一定的優勢。除去上述所提及的虛擬現實技術工具軟件之外，還有向RtiExec，LibRTI以及FedExec等其他類型的工具軟件在計算機通信領域中被廣泛地應用，為提升計算機通信性能做出了巨大的貢獻[3]。

2.3 MVC應用技術分析

MVC系統是借助了相對較為經典的軟件設計形式，MVC系統設計形式主要由3層架構進行組成，分別為模型、視圖以及控制器。MVC設計模式是Smalltalk-80基礎上的Xerox PARC軟件設計模式，在當前的計算機通信領域已經得到了相對較為廣泛的應用。基于MVC的計算機通信虛擬現實技術，可以在一定程度上將應用程序的輸入、輸出以及強制性進行分離，MVC計算機通信虛擬現實技術在使用的過程中會主要以Model，View以及Controller 3部分為主[4]。

視圖是指用戶能夠看見以及與之進行交互的界面，對于傳統的Web程序而言，視圖是由HTML組成的，而在新型的Web中HTML仍占據著相對較為重要的組成部分，但是伴隨著Macromedia Flash，XHTML，XML/XSL等諸多標識語言的興起，導致處理應用程序的界面存在著一定的問題，而MVC則可以有效地對其進行處理，其中視圖的主要作用就是對數據傳輸以及用戶的操作進行許可。

模型體現著規則以及數據，在MVC虛擬現實技術中，模型所要承擔的處理任務是最多的。例如，模型可以通過EJBS或是Cold Fusion Componenm等工具軟件來完成對數據信息庫的有效處理，模型所返回的數據以及數據格式之間沒有關聯性，是一種中立的狀態。這種模型可為相對較多的視圖提供依據，并且不需要過多的代碼就可以被多種視圖進行運用，從而最大限度地降低了計算機通信的重復性。控制器的任務就是接收計算機用戶的輸入，之后切實依照用戶的實際需求對模型以及有關數據進行調整，在此基礎上，Web頁面中的超鏈接以及HTML表單在發送的背景下，按鈕會變成接受請求的主要工具，輸出數據以及處理數據的情況都不會出現。

2.4 虛擬主機以及虛擬存儲器

在IP網絡的基礎上,虛擬現實技術在計算機通信中的實際應用一般都體現在IP以及VPN業務方面，也是現在所說的計算機設備中的虛擬主機以及虛擬存儲，也是當前寬帶城域網中的虛擬專業數據網絡。其中vxlan是其中應用最為廣泛的一種網絡虛擬化的協議，vxlan通過組播構建了一個虛擬的二層廣播域，并結合 arp 進行單播虛擬通道的自動構建從而構建了一個符合幾乎符合當前以太網所有特性的虛擬網絡環境。在云環境中，多個虛擬網絡產生通信需求時，虛擬網絡之間會再構建一個虛擬路由通道,并由此產生如圖1所示典型的虛擬網絡通信拓撲結構。在虛擬計算節點隨機分布的情況下，該虛擬網絡拓撲對應的典型的物理拓撲，如圖1所示。

2.5 ospf算法

為了研究路由交換協議在上述虛擬網絡環境中的表現,將ospf引入各個虛擬網絡中的路由互聯節點，并進行理論模擬，最終ospf得到的路徑如圖2所示。

通過ospf算法，在所述 G=(V,E)帶權有向圖中，把圖中頂點集合V分成兩組。第一組為已求出最短路徑的頂點集合(用S表示，初始時S只有一個源點，以后每求得一條最短路徑，就將加入集合S直到全部頂點都加入S，算法就結束了)，第二組為其余未確定最短路徑的頂點集合(用U表示)，按最短路徑長度的遞增次序，依次把第二組的頂點加入S。在加入的過程中，總保持從源點V到S中各頂點的最短路徑長度不大于從源點V到U中任何頂點的最短路徑長度。此外每個頂點對應一個距離，S中的頂點的距離就是從V到此頂點的最短路徑長度，U中的頂點的距離，是從V到此頂點只包括S中的頂點為中間頂點的當前最短路徑長度，得到的選路情況如表1所示(使用字母P代表物理節點)。

本文提出將虛擬網絡路徑引入為 OSPF路由協議的cost值的方法，提升路由交換協議在虛擬網絡環境下的適應性，并對虛擬網絡路徑的第二節和第三節中的選路數據分析，可以得出在隨機VM 調度的典型物理網絡中，引入虛擬網絡通道路徑的ospf協議能更好地尋找出網絡的最優路徑，進而有效地提升虛擬現實技術在計算機通信中的實際應用水平[5]。

3 結語

綜上所述，將虛擬現實技術充分的應用在計算機通信領域之中，不但可以有效地優化與升級計算機通信管理模式，提升計算機通信工作質量與效率，切實加強計算機通信的整體安全性，還可以最大限度地激發計算機通信技術的綜合應用優勢，展現其真正的實用價值。因此，有關技術人員需要不斷地提升虛擬現實技術在計算機通信中應用的研發力度，對虛擬現實技術進行不斷的優化與創新，以此來充分地發揮虛擬現實技術在計算機通信中的實際應用價值，全面推動我國計算機通信領域的長遠發展。

圖1 物理節點路徑

圖2 ospf路徑

表1 路徑選擇情況