改进量子进化算法在计算机网络路由选择中的应用初探

刘彩红，舒晓斌（漯河食品职业学院，河南漯河，46000）



改进量子进化算法在计算机网络路由选择中的应用初探

刘彩红1，舒晓斌2
（漯河食品职业学院，河南漯河，462000）

摘要：随着计算机技术的不断发展，计算机网络的应用范围不断的扩大。但是，在拓展的同时，计算机网络对于路由的选择成为了人们必须解决的问题。与此同时，相关量子进化算法的在解决路由问题当中起到了关键的作用，本文将通过对计算机网络路由中量子算法的分析，对量子算法的应用进行相应的探究。

关键词：改进量子进化算法；计算机网络；路由；应用

0 引言

计算机网络的应用已经渗透到各个领域，目前，需要关注的问题是计算机网络中对于路由的选择，随着互联网的不断扩展，在已经拥有互联网各个节点的通信下，怎样才能选择高效的计算机网络通信中的路由，对于路由的选择在条件上受到了很多的限制和约束。为了使计算机网络的发展能够更好的顺应当前社会的发展需求，需要将计算机网络路由放在最合适以及最重要的位置，因此需要将量子进化算法加以改进，以此来解决计算机网络中路由选择的问题。从而使得计算机网络可以得到最大的优化，来满足人们的需求。

1 计算机网络路由的简介

路由器在计算机网络中占有非常重要的地位，是实现网络交互的必要设备之一。在计算机网络中，路由器主要工作是在相应的OSI以及RM的网络层上面需要进行的相关的网络工作。并且在此工作的基础之上，需要对不同的网络之间的数据进行相应的转发、存储以及分粗，与此同时还需要对网络之间传输的数据的路由器的取向做出相应的决定。而且，路由器在网络中的作用不仅仅只是局限于对网络之间信息的传递，对于不同的网络之间的信息也可以进行传递，也就是说，路由器对信息的传递不会受到网络不同的影响。在一般的情况下，路由器只能接受其他的路由器传递过来的信息。在同一个时间内，路由器可以连接两个或者两个以上的IP子网逻辑端口，并且还需要一个与之相应的物理端口。这其中会包括输入/输出端口、网络交换以及路由器处理器等部分，不同的部分发挥着不同的作用，以此来保证网络的正常运行。

2 量子进化算法简介

在计算机网络当中，路由器选择的正确与否对路由器是否可以有序的运行有着重要的影响，而量子进化算法在对路由器的选择中是最为常见的一种算法。量子进化算法是进化算法与量子计算之间的结合物。量子具有太矢量的表达方式，在这个基础之上，染色体采用量子比特进行编码，染色体的更新采用量子非门以及量子旋转门来进行，从而使得相应的问题得到优化求解。在计算流程部分，量子算法主要包括以下几个部分：

2.1需要对种群进行相应的初始化，在种群初始化的基础之上，对相关的初始种群中的不同体进行相应的测量，以此来得到一组关于个体的相依状态的记录表。

2.2在适应度这一方面开始对记录的状态进行相关的评估，并且需要准确的记录最佳的个体以及该个体的适应度值。

2.3在没有结束的状态之下，开始进行其他的相关操作。

对于相应量子进化算法而言，需要进行一系列并且非常复杂的过程。用相应的符号来对事务进行表示，然后需要做的是计算，例如，可以用字母N来表示染色体的长度值。染色体也是相关对解多样性进行维持的最好呈现。通过这样的方法，可以更加简单的对算法进行表达。

对于量子进化的算法而言，通过相应的量子旋转门来完成相应的量子计划算法的方法。通过搜索的方法可以得到最优解，并且得到的结果可以通过相应概率增加的方式来进行保存。

3 量子进化算法的改进

量子进化算法在计算机网络应用中是一个比较受到人们关注的话题。在对计算机网络路由的选择中，传统的量子算法中存在着比较严重的问题，主要是大多数都是通过查找相应的表格来寻求到最优解。这种解决问题的方式，会出现相应的旋转角之间的关联性不紧密的问题。与此同时，在搜索问题方面，存在着一定的跳跃性，对计算机网络的正常运行造成一定的影响。为了使相应的量子进化算法可以更好的解决路由中出现的问题，需要对该算法进行一定的改进和优化。

3.1调整和优化相应的旋转角，从而更好的得到利于路由选择的数值。得到旋转角的表达式如下：

Δθ=0.001π×（50（fb-fx）÷fx）。

根据该表达式可以得知，对于不同的旋转角，会出现不同的结果。也就是说，由于旋转角度的不同，表示的含义也不相同。当旋转角的值比较小的时候，可以表示为最优的那个个体和个体之间的距离比较的近，从而搜索的范围也就比较的小，在这种情况下，通过细搜索就可以得到最优解；如果旋转角的值比较的大，表示最优的那个个体和个体之间的距离比较的远，从而出现搜索网络的范围比较大的问题，在这种情况之下就需要提高搜索的速度，才可以在比较短的时间之内得到最优解。

3.2调整和优化相应的函数。可以通过调整和优化相结合的方式得到函数最优的状态，从而为得到最优解提供比较有利的条件。通过该方法的应用可以得到个体之间的关联性不是非常的强。所以，在计算机网络的路由选择问题上，可以对量子进化的算法中的函数进行相应的调整和优化。由于相应的量子可以和二维空间相对应，如果分别用不同的符号进行表示，可以对相应量子进化算法进行仿真的测试，以便于观察到改进后的算法是否具备一定的优势。

4 总结

在计算机快速发展的时代，网络的布局错综复杂，路由的选择至关重要，与此同时，量子算法的地位也需要逐渐的提高。通过对算法的改进，最大程度的解决路由的问题，使得网络的运行可以处于一个最优的环境当中，更好的便于人们的生活和工作。

参考文献

［1］宋明红，俞华锋，陈海燕. 改进量子进化算法在计算机网络路由选择中的应用研究.《科技通报》.2014年1期

［2］赵荣香.改进量子进化算法在计算机网络路由选择中的应用探究.《科技传播》.2014年24期

［3］邓长春.基于量子进化算法的路由选择.《计算机工程与应用》.2010年23期

Application of improved quantum evolutionary algorithm in the routing selection of computer network

Liu Caihong1，Shu Xiaobin2
（Department of Computer Science， Luohe Vocational College of Food，Luohe，462300，China）

Abstract：With the continuous development of computer technology，With the continuous development of computer technology。But，in development at the same time，the computer network for routing choice has become the people must solve the problem.At the same time，relevant quantum evolutionary algorithm in solving the problem of routing has played a key role，this article through the analysis of quantum algorithm in computer network routing， to explore the application of quantum algorithm.

Keywords：quantum evolutionary algorithm；computer network；routing and application