线性规划的网络流量流向控制技术

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1、线性规划的网络流量流向控制技术文／杨瑞摘要：合理控制网络流量流向可更好的服务互联网发展与广大网络用户需求，可显著降低成本、降低链路负载、更好应对流量突发变化。本文结合线性规划对网络流量流向控制技术做了简要分析，在介绍网络流量流向控制与线性规划的基础上，探讨并验证了线性规划优化策略，证实了应用的可行性与优化效果，对于互联网的稳定高效运行有积极意义。.jyqk为约束条件数，aij(i=1，2……，m；j=1，2……，n)为各种系数，b1，b2，b3，……，bm为常数，C1，C2，C3，……，Cn为目标函数系数，Z为目标值，则线性

2、规划模型如下：线性规划的一个典型特点就是最优解min(max)通常总发生在可行域的顶点上，从而构成了求解线性规划问题的单纯形法的理论基础。单纯形法基本思路是将所有变量分为基变量和非基变量两部分，令非基变量的值为0，从而得到一组解（即基解），如果基解满足非负的条件就可称为基可行解，从而符合线性规划问题的解题定理，即线性规划问题如有最优解，一定在基可行解中[5]。正是基于这个理论，线性规划最优解的获取需从基可行解中得到，单纯形法也是基于这一原理而呈的有效搜索方法，通过搜索排除直到获得最优解，目前线性规划问题最优解的获得多数都是使

3、用这个方法。不过由于此法较慢，目前多使用阻挡层法，此法的原理为产生一系列可行点，在该法收敛时这些点可满足所有约束条件并且不一定是顶点，这些点可穿过可行域，适用于大型问题的求解，相对单纯形法较快。本次研究中网络流量流向线性规划问题的解决使用单纯形法[6]。线性规划问题的解决要建立线性规划模型，模型建立步骤为：抽象现实问题－建立模型－求解模型－分析结果与结论，前两个步骤依托线性规划软件IKOG或LINGO可实现，结果的分析与结论必须由专业人士进行，其余可以依托计算机完成。抽象现实问题是，模型建立关键，将具象问题转化为线性函数与方

4、程，为问题解决提供量化计算手段[7]。3．基于线性规划的网络流量流向控制策略3.1控制策略我们假设有port1，port2，……，portn共n个网络节点，每个节点对应相应网络服务器Sevi，及对应网络节点portj的服务需求Rqtij，其中Sevj的存在是为了满足Rqtij，这个目标的实现需要借助不同网络链路流量Flo服务的流量平衡方程：如果m≤n综合带宽控制方程和以Punishkij为基础的目标函数，则链路流量越大成本越高，因Costmij≤Costnij，所以越接近满载则成本越高，这也是寻求最优解时所必须注意的。3.3

5、控制策略结果分析通过1和2中提供的控制策略和实现手段，在网络链路结构确定的情况下可了解到网络需求变化下流量和流向的变化，并且可实现自动化寻求最优结果。假设我们有A0-A9十个关键网络节点，那么根据以上线性规划方程可得到网络关键节点之间的链路带宽矩阵，具体见表1。以上矩阵说明了链路宽带矩阵必须满足网络服务流量需求，同样，成本矩阵、优化链路负载矩阵与优化实际流量矩阵同样都是如此，在几个矩阵基础上，定义特定条件下网络情况，通过线性规划模型求得最优解，获得最优流量配置方案。综上所述，网络流量流向控制作为当前互联网迅速发展形势下必须解

6、决的难题，控制效果直接关系到全局性网络运行服务的质量，关系到经济发展和社会建设。线性规划的应用可很好的把握网络流量全局与局部的整体统筹和协调，实现流量流向的控制，更好的为社会服务。本文通过应用线性规划方法解决网络流量流向控制问题，取得了不错的效果，证实了应用的可行性与效果，不过在实际应用中还需进一步精细化模型中的各个参数，以获得最优流量配置方案。..