浅析计算机网络优化的方案

浅析计算机网络优化的方案

摘 要：在信息时代的今天，计算机网络已经成为我们日常学习、生活不可分割的一部分，网络的生命在于它的可靠性与安全性。网络优化方案为设计更好地计算机网络服务质量提供了有力的理论支持。计算机的网络优化可以根据资源分配、网络资源部署、任务调度和系统参数配置等问题进行。本文对计算机网络优化问题进行研究与分析，并提出相关的建议。

关键词：计算机网络；优化模型；资源配置；性能

中图分类号：TP393.09

伴随着计算机网络业务的逐步发展，生活中各种业务对网络的需求也在不断地上升。为了保证网络服务的正常运行与部署，就需要尽可能的去提高特定业务中关键位置的服务质量。其中关键的服务评价指标包括网络的吞吐量、延时性、丢包率等，可以看成是资源有限的网络系统中网络协议的效用。我们需要进行网络的再造工程，按照计算机网络的优化理论对网络进行重新的建模分析，使网络性能尽可能的让用户满意。

1 计算机网络设计过程中存在的问题

为了将计算机网络的设计问题尽可能的简化，设计中就必须分明主次因素，突出改善主要因素，这样可以将计算机网络的设计问题简化到系统规划问题上：(1)资源分配：主要指链路宽带的分配、队列空间的分配等相关问题；(2)任务调度：根据规划的内容可以将任务调度问题分为单队列多服务器调度、多队列单服务器调度以及常见的多队列多服务器调度等；(3)网络资源部署：此方面注重在服务器集群中放置最大化网络资源利用率的软件设置和最小化的服务器覆盖问题以及放置确保网络连通性的互连设备等问题；(4)系统参数配置：传输节点的功耗配置以及拥塞控制窗口的大小配置问题。

随着近年来技术的不断进步，以计算机为基础的网络设备功能逐渐增多，价格却急剧下降。在这种情况下，计算机网络优化设计主要关注的不在是拓扑优化、有限信道容量的分配以及如何保证延时最小等问题，反而更关键的是计算机网络链路容量的需求设计。优化模型的结构同时也决定了优化所必须采用的算法，算法中的易解问题和NP问题最为重要，它将引导我们找到优化方案的方向，保证精确最优的服务质量。当然，将优化算法部署到实际运营的网络控制中也是一个重点问题，它将直接影响网络运营的性能，是一项工程技术与优化理论相关的双重问题，可以有效的减小每一个网络环节的负载。网络优化再造工程是一个循环的过程，经过评价-优化-再评价-再优化的反复试验，逐步提升网络服务的质量。

网络系统的主旨就是要向用户提供尽可能高的服务质量，同时网络技术也可以在接纳用户时逐步演变。

整个网络系统可以看作是整合了生产者与消费者两面的系统，其中的生产者就对应着服务的主体，提供资源；网络用户就是系统中的消费者，来分享、应用生产者所分配的资源。就拿无线资源来说，有限的宽带早已不能满足日益增长的无线业务与用户带来的需求。这样不单单是促进新政策与新技术的诞生，还在该技术的背景下让研究人员充分重视资源分配的问题。资源的分配问题中体现着一系列的服务指标，同时资源分配的科学、有效性直接决定网络的利用率，网络的公平性有分配的均衡程度决定，最后统一构成整个网络与每个用户的效用。

网络中的任务调度也是网络优化中的一个重点问题，网络用户个体与整个网络系统的影响很可能受执行任务和传输数据时序的不同。网络中最基本的调度问题就是负载均衡调度，它可以被定义为最小用户平均延时为目标的建模问题。实际上，调度问题很大程度上就是一种特殊资源的分配问题，也可以看作是以时间为资源的分配问题，这样可以保证分配的资源达到最少，是利用率达到最高。由此可见，资源分配与任务调度之间是可以交错相通来解决的，可以将任务调度看作是有限资源束缚下实现最大化网络服务的过程，同时这也是网络优化的建模过程。

网络优化还可以按网络中的不同层次分解成固定参数、服务速率、传输能量、源编码速率、包到达率等因素，以及包含丢包率、延迟、最大化总体吞吐量、利润等等内容的目标函数。约束的条件就包括信道访问的竞争、传统能量的限制、延迟安全保障等等问题。对任务时序关系强加约束的条件不仅仅包括资源的约束，同时还包括网络中数据传输的有序性问题。

2 网络优化的实施内容

根据对计算机网络的具体分析，从网络的物理性优化、设备性优化、安全性优化以及细节性优化、技术性优化等五个方面对网络优化的实施进行探讨。

2.1 网络的物理性优化

现在大多数的网络都在使用核心层、汇聚层、接入层这样的三层网络结构模型，它们各自有各自的优点与功用，同时也具备着不同层次的性能要求。网络物理优化的重点就是保证核心层的高速、稳定、安全运行，其次保证汇聚层的可靠性、可扩容性以及接入层的易管理性。可以采用网络结构优化和传输介质优化的方法解决。其中结构优化就是指尽量减少节点汇聚，直接在大楼内部