网络规划设计方案的构建研究

摘要：当前，网络规划设计已经成为一项系统性、综合性的学科，具体涉及到启发式算法、排队论、规划理论等诸多学科的大量知识和经验。这些学科与网络研究的各个领域密切相连，使得网络规划设计方案的构建十分困难。本文首先对层次化的网络规划设计思想进行了阐述，然后讨论了网络规划设计的具体方法，最后提出了进化网络。

关键词：网络规划 设计方案 构建研究

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）03-0086-01

近年来，国内外对于网络设计和网络性能分析等领域十分的重视，已经先后投入了大量的人力和资金，不断进行相关的研究和技术的开发。其目的是为了在建设网络之前，可以系统的对网络环境和网络结构进行规划设计和模拟，从而提前获取网络的整体性能，便于对网络结构进行优化和对网络性能进行提高。此外，在建成网络之后，还能够对其性能进行分析和优化设计，进一步提高和改善网络性能。目前，我国对于这方面的研究和设计较为落后，继续进行提高和发展。

1 层次化的网络规划设计思想

1.1 核心网络层

核心网络就是主干网络，在主干节点之间，进行最佳通信传输的提供。在核心网络层的设计过程中，最为重要的就是网络速度，通常采用的都是高速交换技术，该技术能够避免对信息包进行不必要的操作，从而有效的确保网络交换速度。具体的服务包括封装隧道、交换式访问、替代路径、负载平衡、流量优化、路径优化等内容。

1.2 分布式网络

分布式网络也叫做接入网络层，其提供的连接具有策略性，对网络边界进行确定，同时负责对信息报进行处理。分布式网络主要包括本地接入和远程接入。在未来的网络当中，IP将会形成统一的形式，因此，主要采用交换式以太网、快速以太网、千兆以太网等以太网方式来进行网络接入。远程接入技术主要包括宽带IP接入和窄带IP接入。其具体的服务包括介质转换、协议路由再分配、网关服务、基于策略的分配、区域和应用服务过滤、主干宽带管理等[1]。

1.3 本地网络

本地网络主要负责提供网络连接给用户端和工作组，对特定网络用户组合，利用访问列表和包过滤的方式进行优化。其在具体的网络当中，具有子网划分、MAC层过滤、交换式宽带、共享式宽带等功能。本地网络具体的服务包括路由发现、介质访问安全、本地高速缓存能力、服务、名字服务、广播域多点广播能力、网络划分、附加网络地址等多方面的内容。

2 网络规划设计方法

2.1 给定网络拓扑结构综合其他因素的网络设计

在通信网络当中，应当对网络的生存能力和业务能力进行共同的考虑，才能更好的确保网络功能的正常发挥。在设计网络可靠性的时候，应当满足网络可行性，也就是限定费用条件的限制下，最大程度上提高网络的可行性。或者是在满足网络可行性的条件下，尽可能降低费用。目前，在电信网络设计方面，已经拥有很多的研究成果，但是，这些相关的研究只对网络的业务能力进行关注，却缺乏关于网络可靠性方面的思考。如果有一些网络部件失效，将会极大的影响网络的业务性能。因此在进行网络设计时，既要考虑到网络的业务能力，也要充分的认识到网络的可靠性[2]。

2.2 考虑其他网络性能进行网络拓扑结构的设计

这种设计方法的目的是降低网络的费用，通常采用图论法、拉格朗日算法、聚类法、分割法、分支定界法等方法来进行处理。不过，这些方法大都采用了启发性的知识，因此其鲁棒性、通用性有所不足。可以采用分支定界法和对偶算法来对各节点类型和主次节点位置已知，对连接链路和设备类型确定的问题进行解决。而如果网络节点类型和链路连接都是未知的，那么为了保证网络的可靠性，可以利用层次化结构设计的方式，将网络划分为主干网络和用户访问网络两部分。以此来对各个网络之间互相连接设备的配置进行确定，从而达到降低费用的目的。

3 进化网络的提出

3.1 网络拓扑设计

在COST239欧洲光纤网的设计过程中，采用了进化规划和遗传算法，有效的降低了网络造价，同时具有网络冗余。其网络拓扑结构为网状，适用于具有对等关系、节点数较少的广域网拓扑的设计[3]。此外，网络拓扑的可靠性设计也十分重要。对此环形网络可靠性较高，但设计难度较高，尤其是双向自愈环形网络更为复杂。因此，可采用遗传算法来设计环形网，同时兼顾路由的选择和带宽的分配。

3.2 子网划分

在子网划分的过程中，可以建立新的网络适应度函数，这样能够极大的提高子网划分的平衡性。结合实际情况，可对网络划分的方式进行优化和改进，使其能够自动进行网络的划分。由于遗传算法具有一定的局限性，容易引起局部最优的问题，可以在遗传算法中利用模拟退火法来改进其中的选择算子。同时在变异操作中，进行自适应控制技术的应用，能够有效提高收敛速度、改进子网划分的逼近精度[4]。

3.3 路由选择

在路由选择方面，进化算法已经进行了很多的相关研究。例如，对于计算机通信的容量分配和路由选择，也就是分别选择一条路由给每一对通信节点，同时提供一个容量值给网络中的每一条链路。这样，就能够有效的降低网络规划设计的整体费用。此外，在电信网络当中，对于带宽分配、波长分配、频率分配等方面问题的解决，都很好的体现出了进化算法中较高的通用性和鲁棒性，同时方法十分简单。

4 结语

随着计算机技术和通信技术的不断发展，数据通信网络、视频通信网络、语音通信网络等，都将会最终在IP网络中进行汇聚。而网络的规模将会因此而越来越大、其拓扑结构也会越来越复杂，网络用户的接入数量也将会不断增长。因此，就给网络规划设计方案的构建带来了更大的挑战。对此，应当详细掌握网络规划设计的思想，采取正确的网络设计方法，同时与进化网络的概念和技术相结合。这样才能够推动网络规划设计方案构建的发展和优化。

参考文献

[1]熊伟成.无源光网络规划与管理的关键技术研究[D].武汉大学，2011.

[2]于洪波.3.5GHz WiMAX无线网络规划设计与实现[D].北京邮电大学，2012.

[3]白光春.WCDMA网络规划设计与实施[D].北京邮电大学，2013.

[4]周汝玉.TD-SCDMA无线网络规划的研究[D].天津大学，2012.