分析計算機互聯網路由選擇過程中改進量子進化計算方法的使用

摘要：科技與計算機技術的迅速發展在很大程度上促進了我國社會的前進。然而就當下互聯網的規劃及其拓展的現實運用狀況而言，依舊暴露出不少問題，而怎樣滿足互聯網路各個節點通訊所需的基礎上，挑選出能夠提高互聯通信效率的計算機互聯網路由的運作效率。本論文分析了計算機網絡路由選擇數學模型，介紹進化計算方法，最后分析的是改進量子的計算方法。

關鍵詞：計算機；互聯網；路由選擇；改進量子；計算方法

一、 引言

當前，計算機網絡幾乎在各個行業隨處可見，在對其進行規劃設計或是拓展研究時，所面對的核心問題在于基于已知的網絡拓撲與各節點對于通信所需求基礎上，怎樣確定計算機互聯網路由的最佳途徑。當下，在以往數學理論內，并沒有切實高效的求解手段。以往化解此問題時，通常采用爬山法、梯度法、模擬退火法以及列表尋優法等，然而，存在著較大的約束性，計算方法比較地復雜化。

二、 基于計算機互聯網路由選擇的數學模型

具體分析如下：在基于互聯網拓撲和鏈路容量與各節點對于通信所需求基礎上，界定各個節點相應的互聯網路由，目標在于網絡平均的時延數值最小。出于更為明晰詮釋的目的，能夠基于部分假定與簡化理論展開分析：假定網絡中各個節點處的緩沖器并不由于溢出的緣故而喪失數據包，因此，容量并不小，趨近于無限。報文分組的長度基于指數布局，同時基于泊松而獲得；忽視節點處置報文所產生的時延現象；全部報文傳遞都屬于相同類型的服務級別。基于排隊論的相關理論內容，構建M/M/1的隊列模型，把其中的一條鏈路l展開報文歸類，據此獲得它延長時間的平均值函數式如下：

Ti=1μQi-λi（1）

上式（1）Ti所表示的是鏈路內報文分組對應的時間延長數值參量；Qi所表示的是第i條鏈路容量參量；λi所表示的是鏈路i對應的數據包的抵達率參量；μ所表示的是報文組別的平均長度，也就是幾率密度μe-μt二者的平均數值值參量。加權全部鏈路內的時間延長，再把網絡總體的平均時間延長數值基于以下的函數式加以表達：

T=∑l∈L∑t∈RλrδtlxrμQi-∑t∈Rλrδtlxr（2）

因而，能夠基于此數學模型推導出網絡路由器選擇優化情況的函數式見下：

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

在此時，其約束條件函數式如下：

Ql≥1μ∑t∈Rλrδtlxr（l∈L）

∑t∈Spxr=1（p∈∏）

xr=0，1（r∈R）（4）

在式子（4）內，網絡內每個通信節點所對應的集合表示成∏；L所表示的是網絡內全部的鏈路集合參量；R所表示的是候選的路由集；δrl所表示的是標志型函數，當路由r涵蓋鏈路是l時，其數值是1，反之則等于0；Sp所表示的是節點針對p所對應的候選路由集（p∈∏），同時設置Sp∩Sq處于空集（p≠q）；λr所表示的是和路由r有關節點對相關數據包抵達的速度參量；xr所表示的是優化參量，若能夠確定路由 r滿足如下的條件，即通信路由與節點對有關，那么其數值是1，其他情況等于0；λ所表示的是網絡全部數據包抵達的速度，滿足λ=∑p∈∏λp。同時，上述（4）所表示的是3種約束條件：第一個式子表示的是鏈路容量Q超出經過它的流量；第二個式子所表示的是通信節點處的路由選擇僅僅是在候選路由集內某個節點對的p內；第三個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、 量子進化計算方法簡述

第一，需對種群進行初始化的處理，在此基礎上，對有關的最初種群內的各種體進行必要的監測，據此獲得一組有關個體的對應情況的記錄表。

第二，就適應度指標對所記錄的現象進行有關的評價，同時須精確地記錄最好的個體與相應的適應度數值。

第三，在結束尚未結束時，開展其他有關的操作。就對應的量子進化計算方法來說，須開展比較復雜化的流程。借助于對應的符號表達事務內容，再加以計算。比如，通過字母N 來表達染色體長度的數值。染色體即有關對詮釋維持多樣性的最佳表現。基于此法即能夠通過更為簡易地表示具體的計算方法。至于量子進化的計算方法來說，借助于對應的量子旋轉門可以推出對應的量子計劃計算方法。再通過搜索之后，即獲得最優解，相應的結果能夠經由對應的概率遞增渠道加以儲存。

四、 改進的量子進化計算方法

首先，協調與優化對應的旋轉角，據此更好地獲得有助于選擇路由的數值。有關旋轉角的函數式表達為：

Δθ=0.001π×（50（fb-fx）÷fx）（5）

依照上式（5）可知，就各種旋轉角而言會產生多元化的結果。也即因為旋轉角度存在著區別，所表示的定義也存在著區別。若旋轉角數值不大時，即表示的是最優個體與其他個體內部間距較近，進而搜索的范疇相應地縮小，此時，采用細搜索即能夠獲取最優解；若旋轉角數值較大，那么所表示的最優個體與其他個體內部的間距較遠，進而搜索的網絡范疇則較大，此時，急需提升搜索速度，才能夠在較為短暫的時間中獲取最優解。

其次，協調與優化對應的函數。能夠基于調整與優化二者整合的方式獲取函數的最優解狀態，進而出于獲得最優解而提供較為有利的情況。采用此方法，所能夠獲取到的個體內部的聯系并不十分地緊密。因而，在涉及到計算機互聯網路由選擇的相關問題方面，能夠對量子進化的計算方法中的函數式加以必要的協調與優化。

五、 結語

本文通過研究改進量子進化算法，使得計算機網絡路由面臨選擇時在收斂速度和尋優能力更加優越，基本上解決了計算機通信鏈路選擇所面臨的最優路由問題。

參考文獻：

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作者簡介：徐勇輝，江西省南昌市，江西現代職業技術學院。endprint