分析計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)路由選擇過(guò)程中改進(jìn)量子進(jìn)化計(jì)算方法的使用

摘要：科技與計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展在很大程度上促進(jìn)了我國(guó)社會(huì)的前進(jìn)。然而就當(dāng)下互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)劃及其拓展的現(xiàn)實(shí)運(yùn)用狀況而言，依舊暴露出不少問(wèn)題，而怎樣滿足互聯(lián)網(wǎng)路各個(gè)節(jié)點(diǎn)通訊所需的基礎(chǔ)上，挑選出能夠提高互聯(lián)通信效率的計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)路由的運(yùn)作效率。本論文分析了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)路由選擇數(shù)學(xué)模型，介紹進(jìn)化計(jì)算方法，最后分析的是改進(jìn)量子的計(jì)算方法。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；互聯(lián)網(wǎng)；路由選擇；改進(jìn)量子；計(jì)算方法

一、 引言

當(dāng)前，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)幾乎在各個(gè)行業(yè)隨處可見(jiàn)，在對(duì)其進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)或是拓展研究時(shí)，所面對(duì)的核心問(wèn)題在于基于已知的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c各節(jié)點(diǎn)對(duì)于通信所需求基礎(chǔ)上，怎樣確定計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)路由的最佳途徑。當(dāng)下，在以往數(shù)學(xué)理論內(nèi)，并沒(méi)有切實(shí)高效的求解手段。以往化解此問(wèn)題時(shí)，通常采用爬山法、梯度法、模擬退火法以及列表尋優(yōu)法等，然而，存在著較大的約束性，計(jì)算方法比較地復(fù)雜化。

二、 基于計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)路由選擇的數(shù)學(xué)模型

具體分析如下：在基于互聯(lián)網(wǎng)拓?fù)浜玩溌啡萘颗c各節(jié)點(diǎn)對(duì)于通信所需求基礎(chǔ)上，界定各個(gè)節(jié)點(diǎn)相應(yīng)的互聯(lián)網(wǎng)路由，目標(biāo)在于網(wǎng)絡(luò)平均的時(shí)延數(shù)值最小。出于更為明晰詮釋的目的，能夠基于部分假定與簡(jiǎn)化理論展開(kāi)分析：假定網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)處的緩沖器并不由于溢出的緣故而喪失數(shù)據(jù)包，因此，容量并不小，趨近于無(wú)限。報(bào)文分組的長(zhǎng)度基于指數(shù)布局，同時(shí)基于泊松而獲得；忽視節(jié)點(diǎn)處置報(bào)文所產(chǎn)生的時(shí)延現(xiàn)象；全部報(bào)文傳遞都屬于相同類型的服務(wù)級(jí)別?；谂抨?duì)論的相關(guān)理論內(nèi)容，構(gòu)建M/M/1的隊(duì)列模型，把其中的一條鏈路l展開(kāi)報(bào)文歸類，據(jù)此獲得它延長(zhǎng)時(shí)間的平均值函數(shù)式如下：

Ti=1μQi-λi（1）

上式（1）Ti所表示的是鏈路內(nèi)報(bào)文分組對(duì)應(yīng)的時(shí)間延長(zhǎng)數(shù)值參量；Qi所表示的是第i條鏈路容量參量；λi所表示的是鏈路i對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)包的抵達(dá)率參量；μ所表示的是報(bào)文組別的平均長(zhǎng)度，也就是幾率密度μe-μt二者的平均數(shù)值值參量。加權(quán)全部鏈路內(nèi)的時(shí)間延長(zhǎng)，再把網(wǎng)絡(luò)總體的平均時(shí)間延長(zhǎng)數(shù)值基于以下的函數(shù)式加以表達(dá)：

T=∑l∈L∑t∈RλrδtlxrμQi-∑t∈Rλrδtlxr（2）

因而，能夠基于此數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)出網(wǎng)絡(luò)路由器選擇優(yōu)化情況的函數(shù)式見(jiàn)下：

minT=1λ∑l∈L∑t∈RλrδtlxrμQi-∑t∈Rλrδtlxr（3）

在此時(shí)，其約束條件函數(shù)式如下：

Ql≥1μ∑t∈Rλrδtlxr（l∈L）

∑t∈Spxr=1（p∈∏）

xr=0，1（r∈R）（4）

在式子（4）內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的集合表示成∏；L所表示的是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)全部的鏈路集合參量；R所表示的是候選的路由集；δrl所表示的是標(biāo)志型函數(shù)，當(dāng)路由r涵蓋鏈路是l時(shí)，其數(shù)值是1，反之則等于0；Sp所表示的是節(jié)點(diǎn)針對(duì)p所對(duì)應(yīng)的候選路由集（p∈∏），同時(shí)設(shè)置Sp∩Sq處于空集（p≠q）；λr所表示的是和路由r有關(guān)節(jié)點(diǎn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)包抵達(dá)的速度參量；xr所表示的是優(yōu)化參量，若能夠確定路由 r滿足如下的條件，即通信路由與節(jié)點(diǎn)對(duì)有關(guān)，那么其數(shù)值是1，其他情況等于0；λ所表示的是網(wǎng)絡(luò)全部數(shù)據(jù)包抵達(dá)的速度，滿足λ=∑p∈∏λp。同時(shí)，上述（4）所表示的是3種約束條件：第一個(gè)式子表示的是鏈路容量Q超出經(jīng)過(guò)它的流量；第二個(gè)式子所表示的是通信節(jié)點(diǎn)處的路由選擇僅僅是在候選路由集內(nèi)某個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)的p內(nèi)；第三個(gè)式子所表示的是此條候選路所涵蓋的狀況僅僅為被選中與不被選中2類。

三、 量子進(jìn)化計(jì)算方法簡(jiǎn)述

第一，需對(duì)種群進(jìn)行初始化的處理，在此基礎(chǔ)上，對(duì)有關(guān)的最初種群內(nèi)的各種體進(jìn)行必要的監(jiān)測(cè)，據(jù)此獲得一組有關(guān)個(gè)體的對(duì)應(yīng)情況的記錄表。

第二，就適應(yīng)度指標(biāo)對(duì)所記錄的現(xiàn)象進(jìn)行有關(guān)的評(píng)價(jià)，同時(shí)須精確地記錄最好的個(gè)體與相應(yīng)的適應(yīng)度數(shù)值。

第三，在結(jié)束尚未結(jié)束時(shí)，開(kāi)展其他有關(guān)的操作。就對(duì)應(yīng)的量子進(jìn)化計(jì)算方法來(lái)說(shuō)，須開(kāi)展比較復(fù)雜化的流程。借助于對(duì)應(yīng)的符號(hào)表達(dá)事務(wù)內(nèi)容，再加以計(jì)算。比如，通過(guò)字母N 來(lái)表達(dá)染色體長(zhǎng)度的數(shù)值。染色體即有關(guān)對(duì)詮釋維持多樣性的最佳表現(xiàn)?；诖朔茨軌蛲ㄟ^(guò)更為簡(jiǎn)易地表示具體的計(jì)算方法。至于量子進(jìn)化的計(jì)算方法來(lái)說(shuō)，借助于對(duì)應(yīng)的量子旋轉(zhuǎn)門可以推出對(duì)應(yīng)的量子計(jì)劃計(jì)算方法。再通過(guò)搜索之后，即獲得最優(yōu)解，相應(yīng)的結(jié)果能夠經(jīng)由對(duì)應(yīng)的概率遞增渠道加以儲(chǔ)存。

四、 改進(jìn)的量子進(jìn)化計(jì)算方法

首先，協(xié)調(diào)與優(yōu)化對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角，據(jù)此更好地獲得有助于選擇路由的數(shù)值。有關(guān)旋轉(zhuǎn)角的函數(shù)式表達(dá)為：

Δθ=0.001π×（50（fb-fx）÷fx）（5）

依照上式（5）可知，就各種旋轉(zhuǎn)角而言會(huì)產(chǎn)生多元化的結(jié)果。也即因?yàn)樾D(zhuǎn)角度存在著區(qū)別，所表示的定義也存在著區(qū)別。若旋轉(zhuǎn)角數(shù)值不大時(shí)，即表示的是最優(yōu)個(gè)體與其他個(gè)體內(nèi)部間距較近，進(jìn)而搜索的范疇相應(yīng)地縮小，此時(shí)，采用細(xì)搜索即能夠獲取最優(yōu)解；若旋轉(zhuǎn)角數(shù)值較大，那么所表示的最優(yōu)個(gè)體與其他個(gè)體內(nèi)部的間距較遠(yuǎn)，進(jìn)而搜索的網(wǎng)絡(luò)范疇則較大，此時(shí)，急需提升搜索速度，才能夠在較為短暫的時(shí)間中獲取最優(yōu)解。

其次，協(xié)調(diào)與優(yōu)化對(duì)應(yīng)的函數(shù)。能夠基于調(diào)整與優(yōu)化二者整合的方式獲取函數(shù)的最優(yōu)解狀態(tài)，進(jìn)而出于獲得最優(yōu)解而提供較為有利的情況。采用此方法，所能夠獲取到的個(gè)體內(nèi)部的聯(lián)系并不十分地緊密。因而，在涉及到計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)路由選擇的相關(guān)問(wèn)題方面，能夠?qū)α孔舆M(jìn)化的計(jì)算方法中的函數(shù)式加以必要的協(xié)調(diào)與優(yōu)化。

五、 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)研究改進(jìn)量子進(jìn)化算法，使得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)路由面臨選擇時(shí)在收斂速度和尋優(yōu)能力更加優(yōu)越，基本上解決了計(jì)算機(jī)通信鏈路選擇所面臨的最優(yōu)路由問(wèn)題。

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作者簡(jiǎn)介：徐勇輝，江西省南昌市，江西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院。endprint