探索人工智能在計算機網絡技術中的應用研究

徐圣杰

（雅安職業技術學院，四川 雅安 625000）

0 引 言

隨著科學技術的發展和進步，各種高科技產品也走入千家萬戶，其中基于人工智能類的產品頗受大眾青睞。原有的計算機技術已經在快節奏的工作和生活中不能滿足人們的需求，需要更新的技術來解決人們對智能化日益增長的需求[1]。因此，人工智能技術近些年的發展勢頭十分迅猛。早期人們通過阿爾法狗的人機圍棋大戰初識人工智能的魅力，近幾年市場上的人臉識別、人臉支付以及無人駕駛等技術的成功應用更引發人們對人工智能技術的關注和研究熱潮。人工智能通過計算機模擬人腦神經元學習推理，具體實現則是借助于計算機的分布式并行信息處理。人工智能最終以一種數學算法模型的形式工作，該模型通過學習不同任務之間的聯系來自適應調整內部節點結構適應新的任務。人工智能具有良好的學習能力和適應能力，在計算機網絡技術方向上結合人工智能來完成某些任務成為可能，將為社會提供更加人性化、智能化以及專業化的服務[2]。

1 計算機技術與人工智能技術

1.1 計算機技術

計算機技術涵蓋軟件、硬件、應用程序以及操作系統等諸多技術種類[3]。到目前為止計算機一共經歷了五代的發展，前四代計算機分別是電子管計算機、晶體管計算機、中小規模集成電路計算機以及大規模和超大規模集成電路計算機，第五代是人工智能和大數據云服務的結合。得益于計算機硬件的升級和性能的提升，計算機技術也獲得了飛躍式的突破。前期的計算機技術由于硬件算力有限因此很難完成對大數據的處理與分析，而21世紀，計算機算力每年大規模增加，使得分析和處理大數據成為可能。計算機的強大算力是人工智能技術發展的基礎，因此計算機技術的提高與完善也將伴隨著人工智能技術的成長和迅猛發展[4]。

1.2 人工智能技術

人工智能自1956年首次被明斯基等科學家提出，經過多年的不斷發展目前已成為較為前沿的科學技術。人工智能又簡稱AI，是一門基于計算機科學、數學、生物學、通信以及電子信息等技術的交叉技術，通過對硬件和軟件進行組合與編碼設計來模擬人腦的思考和學習，進而解決各種不同場景、不同學科以及不同要求的任務[5]。人工智能技術大體可以分為弱人工智能、強人工智能以及超人工智能3個階段。弱人工智能是擅長于解決某一任務的人工智能，如阿爾法狗專注于下圍棋這一項目，并在該項目上超越了人類水平，但是卻對圍棋以外的任務無從下手。強人工智能是可以在各方面與人類比肩的人工智能，該智能不僅僅體現在完成一個具體的任務，而是要像人類一樣會自我思考、總結經驗，解決更加復雜和抽象的問題。

超人工智能則是在所有方面都幾乎超越人類，在原來屬于人類專屬的能力如思考、創新以及社交等方面都強于同時期所有人類。目前，人類所創造出來的仍然屬于弱人工智能階段產品，人工智能革命仍然在進行中，從弱人工智能到強人工智能的蛻變仍然任重道遠。人工智能已給人類帶來許多便利，在個人生活和企業生產中都起到了十分重要的作用。隨著人工智能技術越來越成熟，開發出的各種智能產品將更加廣泛地深入各行各業，改變人們的生活方式和生產技術[6]。

2 人工智能的優勢

2.1 較強的學習與推理能力

網絡管理的實質意義是網絡管理協議的應用，為提高網絡運行的有效性，需要分析與優化管理信息庫中多種多樣的信息和數據，但是現有的計算機網絡技術還不能實現對信息庫數據的有效運用，這制約了網絡管理效率和質量的提高[7]。傳統技術處理這些問題可能十分困難，但是人工智能借助于強大的學習能力和算力支持使得解決這些問題成為可能。例如，在網絡中的信息資源十分豐富，很多信息以簡單、底層的形式出現在網絡中，人工智能可以通過學習來解釋甚至推理出簡單信息包含的高層語義信息，更好地實現對網絡的智能化管理，創造更多的社會價值。

2.2 計算資源成本較低

隨著計算機與通信等技術的發展，人類已經進入了大數據時代，每天會產生數以億計的數據流量。大數據的處理是當代社會面臨的重大問題，數據的及時處理和人們的生活與工作息息相關。然而，傳統的方法應用在大數據面前卻顯得十分吃力，且十分消耗人力物力，而人工智能卻可以很好的緩解大數據帶來的困擾。人工智能可以在較短時間內從大量數據中去除冗余信息，提取出關鍵有用的信息且提取出的信息相對傳統方法錯誤率更低。可見，人工智能的使用可以提高工作效率，減少傳統方法中算力的消耗，在商業用途中大大降低成本。

2.3 人工免疫技術

人工免疫技術是模仿人體的免疫系統而研發的一種新技術，該技術可以很好地承擔網絡系統對病毒的檢測和識別。人體自身擁有強大的免疫系統，當病毒或細菌入侵人體時會通過免疫系統阻擋異物進入人體，自行清除危害因素和恢復人體的健康狀態。計算機系統想要實現如人體一般的免疫系統可以寄希望于人工智能技術，目前的人工智能在計算機視覺任務中的目標檢測和識別方面已經取得了優秀的成績。雖然在網絡檢測方向上并未出現重大突破，但是該技術前景廣闊，在計算機網絡技術上的應用值得關注。

從上述幾點人工智能技術的描述可看出，人工智能技術在成本、安全以及智能等多個方面均體現出強大的競爭優勢。計算機網絡技術結合人工智能可以提高網絡的整體安全水平，防護病毒和木馬等的侵擾，降低網絡部署的成本，使得更多的人享受到高科技的福利。

3 人工智能在計算機網絡中的應用

3.1 人工智能在網絡安全中的應用

入侵檢測技術是計算機網絡安全運行的基礎，傳統的入侵檢測技術在檢測的系統、檢測的速率以及檢測的廣泛度上都有許多不完善的地方[8]。中國網絡安全機構2015年到2018年截獲病毒數量和增長率的統計如圖1所示（單位：萬次），其中病毒的數量存在逐年遞增的趨勢。

圖1 截獲病毒數量和增長率

人工智能技術被引入可以更好地保障網絡系統的整體安全管理，確保計算機網絡運行的安全性。人工智能可以通過學習計算機安全專家的相關經驗并推理出病毒木馬等的入侵手段，模擬計算機系統對病毒等檢測來更新網絡數據庫。當下次有病毒木馬入侵時，計算機系統通過掃描數據庫可以快速識別，從而將其有效阻檔在計算機網絡外。病毒檢測可以借助于人工神經網絡，如圖2所示，神經網絡分為輸入層、隱藏層以及輸出層3層結構。首先需要在訓練數據集上利用反向傳播算法和梯度下降算法訓練好神經網絡模型，當完成訓練后該網絡即具備對病毒等異常數據的檢測能力。通過分析該網絡中的數據，及時更新網絡數據庫預防病毒的下一次入侵[9]。

圖2 人工神經網絡模型

人工智能應用于計算機網絡即可確保網絡系統中數據信息的安全，又可極大地推動計算機網絡實現更好的發展。

3.2 人工智能提升計算機網絡管理水平

計算機網絡技術結合人工智能使得網絡管理變得更加智能化，計算機網絡管理的整體水平隨著人工智能技術的加入大幅提高[10]。此外，借助人工智能技術，可以有效地提高信息處理的速度，實現對計算機信息的智能化高效管理，更進一步地提升信息檢測的準確性。因此使用人工智能方法分析系統的數據，進一步提高計算機網絡的管理水平，形成一個系統的綜合管理，實現網絡的綜合評價，分析存在的問題，更有效地提高計算機網絡的效率工作。

3.3 人工智能的代理技術應用

人工智能代理技術又叫Agent，其結構如圖3所示。在計算機網絡技術中，應用人工智能代理技術可以處理新數據并實現自定義搜索后的信息傳輸。人工智能技術主要使用在數據分析模塊，對采集的海量數據進行檢測和過濾，提高網絡的安全性并節約后續的計算資源。人工智能可以結合實際自動化場景實現智能化，提高計算機系統的整體服務質量。

圖3 主機Agent結構圖

現階段，人工智能代理技術應用廣泛，優勢明顯，特別是在電子商務和仿真環境等領域有很多成功的案例。例如，在商務領域智能提供信息關鍵點給相關人員，幫助信息發布人員快速分析并做出正確決策。當需要發布邏輯處理時會智能調取數據庫信息，并結合實際情況制定合理的解決方案。

4 結 論

在信息量爆炸的今天，大數據的分析是計算機網絡研究的重點內容。人工智能是打開大數據分析的一把鑰匙，將人工智能與計算機網絡技術相結合，對于網絡系統建設及網絡安全而言意義重大。但由于目前在計算機網絡中應用人工智能尚不成熟，因此仍然需要科研人員更加深入地研究人工智能，并將其運用于計算機網絡技術中。