基于遺傳算法的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)

摘 要：隨著通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，系統(tǒng)的可靠性的越來越受到人們的重視。智能化的大容量光纖傳輸系統(tǒng)和高速的交換技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，越來越多的企業(yè)集中于使用更少的節(jié)點(diǎn)和線路，有效提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的效率。本文主要就遺傳算法的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性的優(yōu)化進(jìn)行研究，有效提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的安全性和可靠性。

關(guān)鍵詞：遺傳算法；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；可靠性；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP393.02

1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的概述和特點(diǎn)

1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的概述

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性來完成按照系統(tǒng)的指定時(shí)間和范圍，完成任務(wù)的概率的能力。網(wǎng)絡(luò)安全的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)是一個(gè)最基本的要求，如果網(wǎng)絡(luò)安全得不到有效的保障，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)事故就會(huì)發(fā)生，甚至造成重要文件的丟失，從而還會(huì)造成更大的損失。目前，用來衡量計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性可以分為四類：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的連通性、抗破壞性、生存和軟硬件在多模式的工作環(huán)境下的穩(wěn)定性。許多計(jì)算機(jī)用戶和開發(fā)者基本上都是集中對(duì)硬件可靠性研究，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性可以采取一種概率映射網(wǎng)絡(luò)模板進(jìn)行分析，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型概率可以使人們能夠意識(shí)到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的問題，提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而能夠更加有效地管理硬件和軟件功能的實(shí)現(xiàn)，并能給每個(gè)用戶終端提供可靠的鏈路。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性領(lǐng)域應(yīng)測(cè)試范圍很廣，你可以找到許多故障和事故，并且解決這些問題，提高軟件可靠性。了實(shí)現(xiàn)見算計(jì)網(wǎng)絡(luò)的可靠性，可以開發(fā)高可靠性的元器件，并且采取合理措施，提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的效率。

1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的特點(diǎn)

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中的一項(xiàng)重要的技術(shù)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)系統(tǒng)工程，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，在不同地區(qū)和不同地理區(qū)域能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)通信連接，并且把一些具有獨(dú)立工作能力的計(jì)算機(jī)聯(lián)系起來。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性的特點(diǎn)如下：（1）從結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)管理進(jìn)行有效的分析：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以在不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和環(huán)境下實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，不同的軟件和硬件環(huán)境下進(jìn)行工作，從而實(shí)現(xiàn)真正的資源共享、分布式處理和數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)，從而形成一個(gè)開放式體系結(jié)構(gòu)；（2）高性能：可靠性是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的一個(gè)重要的的要求，計(jì)算機(jī)對(duì)高可靠性不斷追求，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)具有高速和高安全性，利用先進(jìn)的多媒體技術(shù)的使用提供綜合服務(wù)的文字，聲音，圖像。綜合處理計(jì)算機(jī)的信息；（3）智能化：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的智能化可以提高多功能服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)集成的多方面性能，促進(jìn)軟、硬件管理和開展各種商業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用。還可以根據(jù)分布式和開放式給用戶提供真正的服務(wù)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)更高的性價(jià)比。

2 遺傳算法的概述和特點(diǎn)

遺傳算法是一種基于自然選擇，能夠進(jìn)行全局隨機(jī)搜索的算法，這種算法可以把計(jì)算機(jī)問題可以看成完整的種群，然后將這個(gè)種群進(jìn)行分解，最后再獨(dú)立解決這些小問題。遺傳算法可以在整個(gè)空間內(nèi)隨機(jī)搜索，依據(jù)一定的評(píng)價(jià)策略來進(jìn)行有效的評(píng)估，還要連續(xù)使用選擇、交叉和變異這些遺傳算子，使得問題不斷變化，直到找到了最優(yōu)解”

遺傳算法的控制參數(shù)主要包括：種群規(guī)模、交叉、突變率和其他一些算法參數(shù)，這些參數(shù)的有效選取是實(shí)現(xiàn)最終的算法優(yōu)化的一個(gè)關(guān)鍵步驟。目前，一般采用大量的測(cè)試方法來確定這些參數(shù)。遺傳算法是具有以下的特點(diǎn)：

（1）在一般情況下，遺傳算法的操作對(duì)象是一些參數(shù)編碼，而不是參數(shù)本身，這樣就能夠避免一些約束的條件，并能夠擴(kuò)大了算法的適用范圍；（2）遺傳算法可以進(jìn)行多點(diǎn)并行搜索，而不是在一個(gè)單點(diǎn)進(jìn)行搜索，可以有效地防止搜索過程的局限性，實(shí)現(xiàn)全范圍的搜索；（3）遺傳算法評(píng)價(jià)策略取決于目標(biāo)函數(shù)和適應(yīng)度函數(shù)的值，和一些輔助信息和輔助知識(shí)沒有很大的聯(lián)系，從而減少了對(duì)問題的依賴性；（4）遺傳算法的優(yōu)化原則不是一種概率轉(zhuǎn)換規(guī)則，而是按照非確定性規(guī)則，以引導(dǎo)搜索到全局的最優(yōu)解。

3 遺傳算法在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計(jì)中的優(yōu)化措施

3.1 遺傳算法能夠優(yōu)化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行過程

遺傳算法是一種能夠有效解決最優(yōu)化問題的算法。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，可以隨機(jī)和自適應(yīng)來進(jìn)行優(yōu)化，這種算法解決問題的方案是求解染色體的優(yōu)勝劣汰過程，通過各個(gè)染色體組歷代不斷演變，包括復(fù)制、交叉和變異，最后收斂到能夠適應(yīng)環(huán)境的染色體，從而找到最優(yōu)解或滿意的解決方案。遺傳算法能進(jìn)行全局搜索，發(fā)展系統(tǒng)中存在的問題，這樣能夠避免出現(xiàn)一些遺漏。遺傳算法能夠提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率，還可以有效搜索出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中存在的一些問題，采取有效的措施來解決這些問題，提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

在遺傳算法有一種可行解的編碼方法，遺傳算子的設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)考慮兩個(gè)主要的問題，才能夠有效構(gòu)建遺傳算法，并且提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性。特定的遺傳算法對(duì)不同的優(yōu)化問題需要進(jìn)行不同的編碼和利用不同的遺傳操作算子，具體的問題需要具體分析，所以還要加強(qiáng)對(duì)可求解的的理解，這是遺傳算法應(yīng)用成功的一個(gè)關(guān)鍵因素。遺傳算法采用科學(xué)顆粒的編碼方式，從而提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率，有效保障信息傳送和儲(chǔ)存的安全性和可靠性。

3.2 加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

在計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和體系結(jié)構(gòu)，能夠保持計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的最佳狀態(tài)。遺傳算法能夠促進(jìn)這種層次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，具體措施包括：（1）接入層：接入層是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)出發(fā)點(diǎn)，允許使用以后進(jìn)行接入點(diǎn)，它可以有效控制用戶網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量，還可以提供對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的寬帶交換，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的高效性和穩(wěn)定性；（2）分布層：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)需要分層進(jìn)行分布，分布層是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)核心層之間的邊界，它也是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接入層和核心層之間的一個(gè)明確的界限。這層VLAN有一定的聚合特性；能夠訪問每個(gè)用戶的計(jì)算機(jī)，對(duì)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)功能的進(jìn)行有效控制，這是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全認(rèn)證模型，可以提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工作效率，有效保障網(wǎng)絡(luò)通信和數(shù)據(jù)傳送的安全性。

3.3 提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)

為了能夠有效使得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性得到提高，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需啊喲按照相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行操作。自上而下進(jìn)行接地，這種接地方式能夠有效實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)操作層、網(wǎng)絡(luò)控制層，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)硬件四層結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有：（1）網(wǎng)絡(luò)操作層：即計(jì)算機(jī)的決策支持系統(tǒng)，還是教學(xué)、科研、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，能夠有效實(shí)現(xiàn)用戶的網(wǎng)絡(luò)功能；（2）網(wǎng)絡(luò)控制層，即為數(shù)據(jù)庫進(jìn)行服務(wù)，為用戶提供網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)；（3）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，即軟件平臺(tái)和NOS的軟件，Windows，NT、UNXI等各種軟件，能夠支持計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的操作；（4）網(wǎng)絡(luò)硬件層，包括服務(wù)、，客戶端、互連協(xié)議、通信信道、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和一些互連設(shè)備組成網(wǎng)絡(luò)的硬件層。這四層體系能夠促進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性操作，提高網(wǎng)絡(luò)通信的安全性。

4 結(jié)束語

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)今世界的一項(xiàng)主流技術(shù)，社會(huì)各界已經(jīng)引起了足夠的重視。根據(jù)遺傳算法來進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠加強(qiáng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理的可靠性，在應(yīng)用中進(jìn)行創(chuàng)新，不斷提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性。社會(huì)在不斷的進(jìn)步，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性的研究也要不斷深入，這樣有助于促進(jìn)我國計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)水平，提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性。

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作者單位：河南司法警官職業(yè)學(xué)院，鄭州 450011