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網絡優化

時間:2023-05-30 09:59:45

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇網絡優化,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

網絡優化

第1篇

關鍵詞: 工程進度 動態控制 網絡優化

中圖分類號:G250文獻標識碼: A 文章編號:

一、網絡優化概述

1、網絡優化的概念

網絡優化是在既定的條件下,對初步擬定的網絡計劃方案,利用時差不斷調整和改善,使之達到工期最短、成本最低、資源最優的目的。

2、網絡優化的類型

網絡優化的類型包括時間優化、工期與成本優化和資源優化三方面的內容。

二、網絡優化的具體方法

(一)、網絡優化的時間優化

1工期優化概述

1)工期優化基本原理

(1)利用時差,前后移動各項工作,改變有關工作的時間參數,從而達到資源參數的調整。

(2)利用關鍵線路,對關鍵工作適當增加資源的投入,縮短其工作持續時間,從而縮短工期。

2)網絡優化的措施與途徑

(1)網絡優化主要是調整關鍵線路上的關鍵工作,因此可采取下述措施:

①將順序施工的關鍵工作改為平行施工或者搭接施工

②將順序施工的關鍵工作調整為流水作業方式

③縮短關鍵工作的持續時間。

(2)時間優化的途徑是壓縮關鍵線路的長度(即縮短工期),縮短工期通常可以采用如下步驟:

①平均壓縮關鍵線路工作的持續時間

②依次壓縮關鍵線路工作的持續時間

③選擇壓縮關鍵線路工作的持續時間

2工期優化步驟

網絡優化的關鍵方法是循環法,要縮短工期就必須壓縮關鍵線路,因此就必須從關鍵線路入手。循環優化法的基本原理是:計算初始網絡計劃圖的計劃工期和關鍵線路,將計劃工期與指令工期比較求出需要縮短的時間,采取適當的時間優化途徑壓縮關鍵工作持續時間,從而壓縮了關鍵線路工作長度,并重新計算網絡計劃的工期和確定新的關鍵線路,此時如果網絡計劃的工期不大于指令工期,時間優化即告完成;否則重復上面的步驟進行調整。

(二)、工期—成本優化

1、工期—成本優化概述

1)概念

工期—成本優化又叫做費用優化。是指尋求工程總成本最低時的工期或者按照要求工期尋求最低成本的計劃安排過程。

2)工期與成本之間的關系

(1) 連續性工期與直接費用的關系

a直接費用的計算:直接費=勞動量×每工日(臺班)費用

b在連續型的直接費用變化率中是采用近視的方法表示將曲線近視為直線(如上圖)

直接費用的變化率(趕工費率)=(Cb-Ca)/(ta-tb)

(2)離散型工序的工序與直接費用的關系

離散型直接費用不存在變化率,只有直接費用的數值(或直接成本),選用不同的時間就有相應的直接費用值。

2、工期—成本優化的方法

1)工期—成本優化的目標

獲得直接費用最低的曲線,與間接費用(一般曲線)疊加后形成總費用曲線,從而找到總費用最低的最優工期。

2)工期—成本優化的途徑

將工作進度計劃從正常工期開始,壓縮關鍵工序的持續時間,從而壓縮了工程的工期,一直壓縮到工程的極限工期。同時要保證在壓縮過程中所增加的直接費用是最少的。

3)工期—成本優化的方法與注意事項

(1)選擇壓縮的關鍵工序,保證直接費增加最少—趕工費率最低

①只有一條關鍵線路時,選擇趕工費率最低的關鍵工序。

②兩天以上關鍵線路時,選擇趕工費率和最低的多個關鍵工序。

(2)選擇壓縮合理的工作量

①不能超過工序的極限持續時間

②應保證壓縮后的關鍵工序仍是關鍵工序。即通過時差分析總時差和自由時差,是否滿足要求,及不能超壓和欠壓;將關鍵線路長短計算出來,逐條比較,來決定壓縮量。

(三)、資源優化

資源優化主要包括工期一定資源均衡和資源有限工期短兩大方面的內容。

1、工期一定資源均衡

工期一定資源均衡優化的目標就是使資源的柱狀圖高差最小。

該優化的通俗說法就是在工期不變的情況下,對相應的資源進行削峰填谷,就是在時標網絡圖上,對資源峰值高有波浪線的工序進行前后移動,調整到資源峰值較低的時間段位置。一般只是一種資源的調整,多種資源的調整難度相對較大,所得的實際意義并沒有多大的用處。

2、資源有限工期最短

資源有限工期最短的網絡優化主要是當兩個以上的工序進行平行施工時,資源數量無法滿足平行施工的要求,例如:當兩個路基填筑平行施工時,此時只有一臺壓路機,因此無法進行平行施工。解決的方法有兩種:①購買或者租賃一臺壓路機;②將平行施工改為順序施工。然而就產生了一個新的問題,那個施工工序先用,才能使得采用順序施工后所用的總工期最短。這就是資源有限工期最短的網絡優化重點解決的問題。

三、網絡優化在實際工程中的應用舉例

由于在實際的建筑工程中追求工期最短,經濟成本較低是業主和施工單位共同追求的目標,然而進行工期優化是網絡優化最基本的優化因此在此僅僅舉例說明,工期優化的實際運用。

已知某工程初步方案的計算工期為46 d,建設單位要求工期為36 d,初步施工進度計劃及各項工作的持續時間如圖1所示(圖中箭線下方數字為各工作正常持續時間,括號內為各工作最短持續時間)。現施工企業對其工期進行優化。

1)確定關鍵線路的總時差

根據圖1計算法的網絡計劃中節點時間參數,得出該工程的關鍵線路為:①②③⑤⑥⑧⑨⑩。從而可計算出各工作的總時差。

2)確定各關鍵工作的有效壓縮時間

由工期優化步驟可得各關鍵工作的平行非關鍵線路段、線路段總時差和有效壓縮時間。

3)確定工期優化方案

從關鍵工作的有效壓縮時間可知,本工程需同時壓縮多個工作的持續時間,才可有效地縮短工期,且不會改變關鍵工作。由各工作的工藝技術、操作水平、施工條件、經濟條件等情況,可得到工作的最短持續時間如圖1所示。由于工作A1和C3無其他平行工作可考慮先將工作A1壓縮2 d,C3壓縮4 d。此時并未滿足建設單位的工期要求,需繼續壓縮其他工作持續時間。若采用關鍵工作組合壓縮方案,則必須分析次關鍵線路對關鍵線路的約束。不難發現,該網絡計劃中次關鍵線路為①②③⑤⑥⑦⑨⑩。由此,經分析可得到所有可行的工期優化方案,如表1所示。

表1:

在以上8種可行方案中,施工企業可結合該工程的質量控制目標、成本控制目標和資源供應情況等條件進行方案選擇。若實際工程施工過程中另有變更,可按上述步驟反復進行工期優化,直至實現工期目標為止。

四、結論

在實際工程中,工程進度極易受到各種因素影響,而導致原有工期、建設成本以及資源等目標難以實現。根據本文所述的方法,找出網絡計劃中各關鍵工作的平行非關鍵線路后,利用工作總時差的性質,迅速得到各關鍵工作的有效壓縮時間,比較次關鍵線路,確定各種可行的工期優化方案,可快速方便地為工程進度的動態控制和管理決策提供科學依據,并為工程節約經濟成本和資源提供必要的條件。

參考文獻

[1] 天津市市政工程局《道路橋梁工程施工手冊》中國建筑工業出版社,2003

第2篇

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安裝前請先斷開網絡連接,或切斷ADSL MODEM電源。軟件安裝十分簡單,在向導界面選擇“簡體中文”。和一般網絡優化軟件不同的是,cFosSpeed在安裝過程中會安裝自帶驅動,以便在Windows的更底層優化網絡。在“優化TCP接收窗口的大小”對話框中,建議勾選此項。

軟件設置

安裝好之后,cFosSpeedfL乎不需要設置就能直接使用,但根據每個人的實際需求也可以對它進行詳細設置。

現在我們接通網絡,cFosSpeed會提示是否進行“流量塑型”,點擊“是”。此時軟件會自動對外發送和接收數據包以測試網絡的最大下載和上傳速度。此過程會持續10秒左右,在此期間請不要打開其它連接網絡的程序。

注:使用中文Windows操作系統、并使用撥號網絡的用戶需要注意,一定要將“控制面板”、“網絡連接”中的撥號快捷方式改為英文名,否則每次撥號連接都會出現“流量塑型”的提示。

在“主菜單”、“選項”、“cFosspeed選項”中,“Limit Bandwidth For Current Connection”可以限制上行和下行帶寬,填“0”表示不做限制,其余選項建議全部勾選。在此需要對“偏好反應時間”做一下說明。cFosSpeed擁有兩種模式,一種是犧牲一些帶寬來換取最快反應時間(低ping值),另一種是犧牲一些反應時間(高ping值)來換取最大帶寬。建議在瀏覽網頁、QQ視頻、玩網絡游戲時選擇“偏好反應時間”,而在專門進行BT、eMule和HTTP下載時選擇“偏好頻寬”。這兩個模式也可以直接右擊任務欄上的cFosSpeed圖標進行快速切換。

在“協議”選項卡中,可以更改各個通信協議的優先級,根據自己的實際情況調整或保持默認設置即可。而“程式”選項卡中已經默認添加了許多常用的程序,大家可以自行添加和刪減,并更改相應的優先級。筆者就將下載軟件設置為低優先級,瀏覽器設置為高優先級,這樣即使在BT下載過程中,打開網頁也十分順暢。在“連接”選項卡中,可以查看到目前接入網絡程序的傳輸方式、本地IP、目標IP、進程名、上傳/下載字節、連接時長和優先級。

注:當只有一個程序使用網絡時,即使在cFosSpeed中優先級設置為低優先級,它依舊會以最大速度傳輸,不必擔心網絡寬帶未被充分利用。

在運行某些網絡游戲時,位于桌面右下角的cFosSpeed窗口會使屏幕閃爍,此時可以關掉該小窗口。方法很簡單,雙擊該窗口即可。在視窗設定中還可更改默認的窗口皮膚,官方提供了4款皮膚,推薦使用“LiquMCrystal”。

流量統計

如果你需要了解網絡程序的帶寬占用情況,可以打開“主菜單”、“圖表使用方式”。此處可以以多種方式查看各個通信協議和程序的網絡流量使用情況,還可以進行最多四組的數值比較,輕松了解網絡流量的使用情況。

免費獲得IT版授權

我們在cFosSpeed網站下載的軟件是試用版,但cFosSpeed官方在收錄世界各地的網絡統計數據,如果想長期使用,就可以自行申請提交數據。方法很簡單,在官方網站填一張表格,裝上cFosSpeed用幾天時間即可。測試完畢官方就會贈送一個正版序列號給你。網絡統計數據申請頁面:http://cfos.de/contact/speedpost_e.htm。

第3篇

關鍵詞:

一、 基本現狀

百善煤礦辦公網絡始建于2000年,期間在2003年及2005年經過了兩期擴容改造,由原來的30多個網絡接入點增加到2010年的400多個。隨著信息化應用系統和辦公電腦的增加,各類安全生產管理、瓦斯監控系統、運銷系統及經營管理信息等系統的運作,客觀上對辦公網絡的運行從安全及穩定性上提出了很高的要求,辦公網絡的重要性越來越突出、作用越來越明顯。

二、存在問題

通過調查和分析,目前我礦辦公網絡的突出問題表現在,網絡性能的滯后、網絡安全的不穩定同日益擴大的網絡資源需求之間的矛盾。具體有以下幾個方面:

(1)網絡負擔重。表現為經常出現網絡堵塞,網絡交換設備間歇性癱瘓,信息化系統應用及網絡訪問中斷等。

(2)網絡安全性差。

(3)網絡不穩定,各種隨機性故障經常出現。

三、原因分析

造成我礦辦公網絡出現上述問題的原因是多方面的,在經過長時間調查分析的基礎上,認為其原因主要有:

(一) 設備原因

03年到現在,隨著各類信息系統的不斷應用,百善煤礦的辦公網絡用戶大增,網絡流量及網絡訪問量成倍增加。但網絡服務的核心設備及各樓層的網絡接入設備并未及時升級和改造。從設備性能上來說已嚴重滯后于用戶對網絡性能,網絡穩定性、安全性的要求。

(二) 網絡結構原因

雖然我礦網絡用戶在逐年增加,但受限于網絡設備性能等原因,辦公網絡的網絡結構并未隨著規模的擴大而進行相應的設計優化,都是網絡規模的簡單延伸。造成本來就超負荷運轉的交換設備無法給用戶提供盡可能的網絡性能平衡,造成網絡性能很差,經常出現網絡堵塞等現象。

(三) 用戶原因

由于網絡用戶在使用網絡時操作不規范、安全意識,造成辦公網絡經常受到病毒攻擊而出現局部癱瘓;

(四) 線路老化日益嚴重。

四、制定解決方案

(一)網絡優化原則

1、 經濟性:優化過程中應最大限度地保護已有投資,盡量充分利用網絡中原有的設備。

2、 兼容性:我礦使用的交換設備型號很多,網絡協議的互通性存在問題,因此在設備優化升級時要考慮使用性能強、兼容性好的設備。

3、 實用性:技術和設備選型不僅要考慮滿足當前需要,還要考慮未來局域網絡發展和應用變化,同時更要考慮自身的實際需求。

4、 整體性:要對整個網絡系統進行綜合分析,合理配置資源,以最小的投入獲得最佳的網絡性能。?

(二)網絡優化方案

考慮到我礦辦公網絡的應用需求及存在的各種問題,為充分保證網絡資源的合理分配,從穩定性、安全性、可擴充性、可管理性出發,我們制定以下方案。

1、 硬件設備的完善及優化。

(1) 將性能相對落后的核心交換機升級成性能更高的核心交換機。

(2) 將重要接入層交換機進行升級。

(3) 更換部分光纖收發器。

(4) 對重要集聯網絡及接入層網絡線路進行重點檢查或改造。

2、 網絡結構優化設計

(1) 細化網段。根據調查情況,將全礦網段進行重新設計和劃分,增加網段,減少每一網段內用戶的數量。增強可管理性,減少故障影響范圍,便于快速準確判斷和解決故障。

(2) 同類同段。將工作性質相近的用戶群劃分到同一網段,便于網絡交流,減少全網的網絡交換數據量,提升網絡交換效率。

(3) 重點保護。將重要服務性主機或用戶如內部市場、安全監控、辦公系統等根據需要放入單獨的網段,以免其他用戶網絡行為的干擾,增強安全性和穩定性,提升服務效率。

(4) 負載調整。將日常網絡數據交換量大的主機如市場服務器、內網服務器、物資管理服務器等調整至核心交換機的千兆端口,增強數據交換效率和工作效率。

3、 網絡行為控制

(1) 全礦上網電腦安裝安全認證客戶端,統一規范網絡資源的使用,統一規范網絡行為,避免因各類網絡資源調整造成的網絡故障。

(2) 出于工作重點保護,對重要網絡主機和用戶IP地址與MAC地址綁定,限制非法用戶的意外操作影響到合法用戶的正常使用。

(3) 嚴格信息化檢查,從制度上遏制各類違規操作對辦公網絡造成的影響,不斷提升用戶的網絡安全意識應用水平。

(4) 加強日常設備運行情況及網絡行為的監控,消除各類網絡隱患,保障網絡安全穩定運行。

4、 加強網絡資料管理

五、實施過程

1、定期對全礦信息員舉辦網絡安全及信息管理培訓班。

2、對我礦辦公軟件正版化進行調查。

3、對全礦所有辦公用機的IP地址、子網掩碼、用戶名、MAC地址等網絡信息進行全面的統計。

4、網絡管理人員及時對原有的網絡信息更新、歸檔。

5、對各類交換機進行升級以及更換部分光纖收發器。

6、對部分交換機重要級聯口進行調整.

7對網絡結構優化調整。

8、對交換機的端口進行重新劃分VLAN。

9、 對全礦所有聯網用戶的IP地址和MAC地址進行綁定。

10、對某些重要服務器的千兆接口、重要級聯線測試優化,更換成千兆網線。

11、 對全礦所有聯網電腦安裝網絡認證客戶端;

六、實施效果及分析

為全面掌握優化后辦公網絡的改進效果,在方案的實施過程中及實施后,我們去各單位進行了實地調查和檢測,網絡改造后其性能有了非常大的提高。主要表現在:

1、 各類信息化系統安全穩定運行。

2、 新增的各類網絡平臺,為不同用戶提供不同的知識,讓員工們受益匪淺。

3、 網絡安全又了極大的改觀。

4、 對交換機實行可網管性,很容易定位網絡故障點,大大提高了網絡維護效率,同時也提升了維護人員的網絡知識和應用水平。

5、 及時更新的各類網絡資料確保了我礦信息化資源的清晰掌握和科學分配,對目前及今后的工作都是有力的保障。

第4篇

關鍵詞:GSM 移動通信 網絡優化

中圖分類號:TN915 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)04(b)-0033-01

隨著國內GSM移動通信網絡規模的不斷擴展,用戶市場的不斷擴大,網絡質量的好壞都直接與運營商的經濟效益密切相關。所謂移動通信網絡優化指的是對正式投入運行的網絡進行數據采集,并分析數據,找出影響運行質量的原因,然后通過對系統參數進行調整和設備配置的技術手段,使網絡的運行狀態達到最佳水平。作為移動通信系統,提高網絡質量,改善網絡覆蓋,可以在客戶的心目中樹立良好的運營商的形象。GSM網絡中不好的線路質量會使用戶縮短通話時間,影響用戶重新呼叫,甚至當客戶忍耐到了極限會換另一家運營商。因此解決好GSM網絡中的各種問題是網絡優化和網絡建設的重要環節。

1 GSM網絡優化的一般流程

網絡優化實際上是一項循序漸進且較復雜的工程,在工作別要注意工作流程,梁紅安的工作流程對網絡優化工作的結果有著重要的意義。網絡優化的主要流程有:網絡規劃、網絡普查、數據采集和分析、制定優化方案并予以實施實施、檢查優化效果。其中網絡規劃可以為日后的網絡優化節省大量的人力和物力;網絡普查包括資料調查和系統調查;數據采集可以通過交換操作維護中心進行數據采、基站操作維護中心進行數據采集、使用儀表在有限部分進行測量采集、某些工具對無線接口進行測試采集。網絡優化設計面廣,要想把網絡優化工作做好,需投入大量的人力、物力和財力,并且在進行網絡優化之前必須做好充分的準備。

2 GSM網絡的主要問題

在網絡運行當中,經常會出現這樣或那樣的不可預料的問題。目前GSM網絡中存在的主要問題有:掉話問題、覆蓋問題以及干擾問題,下面就這些問題進行分析。

2.1 掉話問題

導致掉話的主要原因有硬件原因、干擾原因或覆蓋原因。目前,要解決具體小區的掉話的問題,關鍵是看誰的思路清楚,工作做得細致。無線覆蓋不全以及設備或信令的錯誤的都有可能導致掉話。根據通信流程,我們可以看出手機在通信中的掉話有一半以上是因為無線接口的問題,比如:弱信號掉話、干擾掉話、切換調換、硬件故障掉話以及傳輸質量掉話。

2.2 覆蓋問題

覆蓋問題是指由于網絡規劃和地理因素的原因所造成的小區的可通話范圍不當。覆蓋區過大或過小都可以通過電平測試發現。如果覆蓋區過大,一般則會造成掉話率較高、接通率較低等現象;如果覆蓋區過小,一般則會造成大量的用戶投訴。根據這些結果,我們可以采取相應措施進行修正。隨著城市的發展,小區覆蓋已經成為今后城市網絡覆蓋的重點,比如,建筑群小區增多增密、小景區內通信用戶的大量聚居。

2.3 干擾問題

移動通信系統中,基站在接受較遠的移動臺信號時,常常不僅受四周及其他通信設備的干擾,而且還受到本系統另一個基站或移動臺的干擾。對GSM系統有影響的干擾源主要包括雷達站、模擬基站以及其他同頻段通訊設備等。

3 GSM網絡優化的方法

3.1 話務統計分析

話務統計分析是指根據所收集的話務統計報告數據,將收集到的參數進行分類并整理成便于分析網絡質量的報告。其目的就是通過修改BSC參數,以及調整通話服務小區來使移動通信網中的話務量均衡。根據GSM網絡的主要問題,進一步分析出網絡參數設置是否合理,并可以細到對系統中的每一個小區的各項指標進行分析。通過調整某些小區或全網參數,使得小區的指標得到提高,從而加速全通信網的發展。

3.2 信令分析

由于話務統計中許多計數器是由信令出發的,其統計項目的異常可以用信令來檢驗,因此說信令追蹤和分析是確定和解決疑難問題的和總要手段。這種分析主要是通過對A接口和Abis接口的數據進行采集和分析,并找出網絡存在的問題。通過對有問題的小區進行分析,這樣能夠對問題做出初始定位。為了取得更佳效果,信令分析經常與其他方法結合使用,然后進行綜合分析。

3.3 路測分析

路測分析是指借助測試軟件、和GPS等工具,沿著特定的路線進行網絡參數的測試形式。用路測可以發現許多日常統計無法看到的問題,所以它的運用為網絡運行情況分析提供了一定的數據基礎。根據是否存在盲區;切換次數和切換電平是否正常;下性鏈路是否鄰頻干擾;是否有孤島效應、扇區有無錯位;天線高度是否合理。路測是制定網絡優化方案的主要依據,因為他能反應出網絡覆蓋和通信質量的實際情況。

4 結語

本文只不過是GSM網絡優化中的冰山一角。基于GSM網絡優化中,對GSM網絡當前存在的問題進行了分析和探究,并提出了GSM網絡優化的方法,可以使網絡的穩定性得到有效的提高。通過上述流程及方法的研究與應用,使GSM無線網絡的話務擁塞得到了解決,也提高了網絡資源利用率,提升了網絡的服務質量。在每次優化結束后要對優化的整個過程進行總結,并完成優化技術總結報告留檔,以便為下一輪優化奠定基礎。在網絡優化的過程當中,要結合各種優化的方法,盡量收集原始數據,這對分析故障原因非常有幫助。由于網絡優化是一項長期的不間斷的工作,因此我們必須不斷地發現、解決問題,不斷探索并積累經驗。移動通信網絡是在不斷飛速發展的,只有通過不斷的學習和積累經驗,才能跟上技術的發展步伐,也只有通過不斷地優化網絡的資源配置,改善網絡的運行環境,提高網絡的運行質量,為業務發展提供強有力的網絡保障。

參考文獻

[1] 寒斌杰.GSM原理及其網絡優化[M].機械工業出版社,2007.

[2] 戴美泰.GSM移動通信網絡優化[M].人民郵電出版社,2003.

[3] 郭峰,等.無線局域網[M].北京:電子工業出版社,1997.

[4] 邵世像,林綱.GSM移動通信網絡優化[M].北京:人民郵電出版社,2002.

[5] 陶亞雄.現代通信原理(第2版)[M].電子工業出版社,2006(12).

第5篇

Cdma網絡中,對于一個虛擬的概念簇來說幾乎沒有很嚴格的劃分標準,但根據實際應用經驗,常把一個RNC分割成許多連續的區域,每個區域具有一定功能,定義為簇,無線通信網絡規劃中比較重要的工作是先進行簇規劃。

簇的劃分能夠加快無線通信網絡初期的建設速度,集中節省投入資源,將單一的一個簇建設完成并優化好以后可以再進行其他簇的優化,只有仿照第一簇的優化模式進行即可。由于路測工作量非常大,通過以簇為單位進行開通可以很大層度上縮短優化的總體時間;通過簇劃分可以很好的控制優化范圍和質量,使得優化工作能更有效更有條例的分區域進行開展;分成若干小區域進行優化可以方便在優化該區域時更加細致的進行優化同時又不至于影響到其他區域。

2 簇劃分的原則及主要依據

基站簇的劃分需要考慮以下幾個方面:

①根據實際網絡情況,每簇的站點數目控制在合理的范圍內;一般建議10~25個站點分為一簇。

②簇劃分要保持網絡的連續覆蓋,同時考慮RNC邊界;避免簇跨RNC,造成優化過程中的大量信令和跨RNC切換。

③簇相互間的信號產生最小干擾為原則:對簇的優化調整,必然影響到其他的簇的性能,當對某一簇的射頻部分進行調整的時候,天饋的改變會造成對其他簇的區域的無線信號產生影響,必須在劃分簇的時候盡量減少簇與簇之間的干擾,所有盡量使簇與簇交界的區域越小越好,常常按正六邊形蜂窩狀結構來劃分簇會比用長條狀劃分簇要常見得多。

對于基站劃分簇的主要依據有:地形與地貌、業務的分布、相同的無線網絡控制器和位置區碼等方面。通常在基站簇中分配的基站個數不宜過多,而且基站的簇與簇之間的覆蓋會有重疊。簇優化開始的條件是簇內基站達到80%的開通率和完好率,簇優化主要的工作內容包括:

①覆蓋調整;

②鄰區優化;

③頻率和碼字優化;

④接通率,掉話率等指標優化。

3簇優化流程

簇優化過程中的工作主要有:覆蓋區域優化、鄰區優化、擾碼優化、接入失敗優化、掉話和切換失敗的優化。實踐過程中,簇的優化就是測試網絡、發現故障和分析原因、網絡優化改善、再測試調整的反復過程,直到打到簇優化的目標。

圖1是簇優化的基本工作流程。

通過市區DT測試來對覆蓋指標進行整體優化,主要進行以下幾個方面內容:

①覆蓋優化

對弱覆蓋及盲區的優化,使得無線網絡中的pilot信號的無縫隙覆蓋。

在主小區優化方面,保證所有主小區的覆蓋面積適中,不宜分布偏差太大,并且這些小區的邊界清晰,從而要減少小區更替變化而引起主導頻變化頻繁的情況。

②對網絡干擾的優化

在下行信道上,主要的干擾是手機接收功率RX很好而Total Ec/Io很差在上行信道上,干擾問題體現為接收的信號強度指示偏高。

對射頻優化中發現的干擾問題,要對應干擾現象找出干擾源并解決。

③導頻污染優化

導頻污染是指同一個地方同時存在4個及以上強度都超過T-ADD的導頻,并且其中沒有一個能夠成為主導頻。導頻污染會使下行信道的干擾增加、切換變得頻繁從而導致手機掉話、系統網絡整體容量下降等諸多問題,通常要調整系統工參加以解決。

④其他優化主要包括鄰區列表配置優化,網絡測試中移動臺接入、掉話等問題的解決。

第6篇

【關鍵詞】WLAN網絡;運營級;優化;策略

前言

在Ipad2、Iphone4、智能手機、筆記本等各類WLAN終端普及和爆發式增長背景下,WLAN數據傳輸系統基于技術上的便利性與分流3G網絡流量能力,獨立用戶的高速數據業務需求旺盛,帶來了電信級、可運營的WLAN網絡誕生。而隨著一定規模的形成,通過評估當前WLAN網絡各個環節存在的缺陷及問題,研究WLAN網絡優化的主要技術手段,制定系統化的優化流程,為后續優化工作開展夯實基礎,有著十分重要的意義。

1 運營級WLAN網絡優化總體思路

1.1 WLAN網絡的評估優化

WLAN網絡評估及優化就是利用前期測試所得的數據,根據現場網絡情況進行評估,對網絡的各個環節存在的缺陷及問題進行整改,提升WLAN網絡的各項指標,提高用戶感知度。

1.2 優化主要節點與內容

(1)主要節點。WLAN無線寬帶系統從無線側到核心網側的主要節點(如圖1所示)。

WLAN網絡結構自下而上為AP-L2接入網-L3VPN-AC-BRAS-后臺系統。網絡架構中任一環節出現故障最終都會影響用戶感知。

(2)主要內容。優化主要內容是有信號無法連接與網絡連接斷線。

①有信號無法連接以及網絡連接斷線常見原因(如圖2所示)。

2 WLAN網絡運營問題與優化策略

2.1 AP及無線網絡側

2.1.1 無線干擾

(1)系統外干擾。WLAN所在的2.4G頻段為公開頻段,無繩電話、藍牙手機、微波爐乃至智能儀表都可能對WLAN造成干擾。

優化策略:通過頻譜儀進行寬頻掃頻測試,定位干擾源位置和類型,排除干擾。

(2)系統內干擾。由于信道內同時存在多種信號干擾,不同的干擾情況不同方法予解決。

①頻點規劃不理想,天線參數設置不合理,導致可見同頻信號較強。

優化策略:調整AP信道頻點,避免在水平面和垂直面上出現過多同頻點強信號。調整AP發射功率、天線方向角、全改定等,保證主覆蓋區域信號的強度和質量,并將其他可見干擾信號強度降低至最小。

②覆蓋方式不合理,混搭覆蓋造成信號雜亂,泄露現象嚴重。由于AP覆蓋方式及天線位置部署不合理,會導致可見信號太多,引起同頻干擾,造成用戶無法接入網絡。

優化策略:分析現有覆蓋方式的合理性,對其進行結構性調整優化,統一按照小分布方式來建設。

③終端用戶比較活躍,無線環境隱藏節點較多。

優化策略:開啟CTS/RTS參數調整,增大BEACON幀間隔,減小系統內干擾。

2.1.2 容量負荷導致的擁塞

(1)用戶數引發用戶無法接入

由于現有AP同時支持的用戶數及吞吐量有限,當用戶數及用戶行為導致的流量超過設計負荷時,AP流量飽和,造成新用戶無法再接入網絡。

優化策略:在規劃設計前期,有的放矢的進行AP 規劃。對于存在放裝型AP重疊覆蓋的區域,開啟基于AP連接用戶數的負荷分擔或者基于AP流量的負荷分擔。也可考慮關閉二層交換功能,或引入5.8Ghz 頻段進行擴容。

(2)AP負荷過重引發重啟導致掉線

用戶同時大規模下載導致AP負荷過重,引發AP重啟導致掉線。

優化策略:AP重啟問題,廠家在近期會出一個新的版本解決該問題。

2.1.3 無線覆蓋不足

由于用戶未處在WLAN主覆蓋區域內,導致邊緣信號較弱,出現掉線現象或無法接入問題。

優化策略:設置最小信號接入電平,使得信號弱的用戶無法接入網絡,就不會產生掉線。

2.1.4 主設備故障

集中轉發AC上聯鏈路故障時,AC下掛AP狀態正常,用戶感知有信號、無法連接;FatAP架構下AP進程吊死或本地轉發AC架構下,AP上聯業務路由故障,AC下掛AP狀態正常,用戶感知有信號、無法連接。

優化策略:加快Fat轉Fit的替換進程,使用集中轉發為主體的FitAP+AC的架構模式,檢查端口配置參數或及時消除物理鏈路故障。

2.1.5 參數配置

AP上最大允許接入用戶數設置過小,用戶密集區域當關聯用戶超過設置上限時,造成新增用戶出現有信號無法連接問題。參數調整設置低速報文接入限制或禁止弱信號終端接入功能,由于AP部分區域AP 信號上下行的不對稱性,造成用戶有信號無法連接。

優化策略:將參數進行調整,使得各項參數更為合理。

2.2 L2接入層

接入VLAN Spanning Tree和端口配置導致IP地址獲取速度變動。WLAN業務接入VLAN穿過城域網二層網路時,需要正確配置spanning tree參數,使接入VLAN的spanning tree能夠迅速收斂。當配置有誤時,將可能因spanning tree擺動或重新計算導致獲取地址緩慢或者網絡連接斷線。

優化策略:正確配置VLAN 生成樹參數。發生故障時重啟WLAN 接入匯聚交換機。

2.3 AC側

(1)端口配置不當

AC設備的業務板與主控板之間的端口聚合未匹配,導致二層鏈路出現環路,從而導致用戶無法獲取地址。AC設備的主控板與AC匯聚交換機之間的端口聚合不匹配,導致二層鏈路出現環路,使得網絡連接不穩定,用戶無法獲取地址或者斷線。

優化策略:檢查端口配置,并同步相關端口配置。

(2)主備配置不一致

AC1(主)與AC2(備)WLAN RRM模塊下配置不同,導致無線客戶端發送的mandatory的速率集不能滿足AC設備要求支持的mandatory速率集,由于主備AC板卡關于WLAN的參數設置不統一,導致客戶端無法正常連接。

優化策略:在實施1+1備份方案,必須保證在主AC和其備份AC上的AP配置、射頻配置完全一致。

2.4 BRAS側

(1)城域網參數有誤

BRAS業務子接口與AC上給熱點下發的業務vlan不統一,導致無法獲取IP地址,無法連接上網絡。

優化策略:統一修改相關數據配置,保證AC、BRAS配置一致。

(2)接入端口配置錯誤

對于開放pppoe和DHCP業務的接入端口,在BRAS上需要同時配置兩種業務的控制參數,如果漏配DHCP業務參數將出現pppoe接入正常但是DHCP無法獲取地址的情況。

優化策略:檢查參數配置,規范數據制作。

(3)BRAS雙掛

對于AP或AC設備上行使用雙路由雙掛BRAS或雙掛同一BRAS下雙端口的場景下,因VLAN同時透傳至兩臺BRAS,或雙透至同一BRAS的兩個端口,由于2臺BRAS或同BRAS下雙端口同時做出DHCP響應,形成競爭,反而導致用戶無法正確獲取IP地址或者認證失敗。

優化策略:現網中AP或AC上行改成單掛BRAS及單端口。

(4)雙AP及雙BRAS間認證搖擺

用戶終端在某些區域能同時收到AP1和AP2兩個WLAN 信號,AP1通過移動AC送至BRAS1認證,而AP2通過電信AC送至BRAS2認證,由于用戶終端在兩個AP之間頻繁切換,每次切換后由于認證服務器發生變化,導致用戶斷線投訴。

優化策略:在認證搖擺區域關閉移動共享AP的SSID:“ChinaNet”。

(5)主機命名不規范

BRAS側變更主機名稱但未在策略服務器做注冊,導致拒絕向用戶分配IP 地址。

優化策略:將BRAS的名稱正確注冊到策略服務器上。

(6)軟件bug

Juniper BRAS板卡重啟后,因軟件Bug可以獲取地址但是無法打開Portal。

優化策略:對軟件進行補丁更新或者通過調整配置進行規避。

2.5 后臺系統

(1)DHCP server 數據庫參數設置不當

E320正常情況下,用戶上線時會建立相應的記錄,用戶下線時清除。但是一些異常情況下,相應記錄沒有清除,導致這張表的異常增長,就可能造成用戶一段時間內獲取不到地址。

優化策略:定期檢查E320,記錄條目過多,要求BRAS維護部門重建SSCC連接,刷新數據。

(2)策略服務器參數有誤

當策略服務器參數配置有誤,導致策略服務器無法正常控制BRAS的用戶接入,或策略服務器與BRAS間出現通信異常,又沒有正常管理到端口,導致用戶無法獲取IP地址。

優化策略:對策略服務器或BRAS的控制參數進行校核、檢查兩者之間的網絡連接。

(3)DHCP 地址池空間不夠

因DHCP地址池滿而造成同一BRAS下面用戶大面積出現獲取IP地址困難或受限的情況。

優化策略:及時掌握DHCP地址池的開銷占用情況,在其峰值占用達到80%時及時擴充。

(4)DNS 解析錯誤

認證頁面無法打開問題各本地網WLAN接入的portal使用相同的域名,但是服務器地址各不相同。優化策略:在各本地網DNS服務器中正確配置域名的解析地址。

3 結語

本文針對優化過程中最常見有信號無法連接與網絡連接斷線兩類問題,進行了深入研究與分析。根據運營級WLAN網絡的結構,對各個層次進行了深入研究、分析,歸納出各種可能存在的問題,并對優化工作問題提出了具體的優化策略。表達了努力為易于隨身攜帶無線終端的客戶,創造一個無處不在的無線網絡、高速傳輸的數據流量、豐富多樣的數據應用。

參考文獻:

[1]H3C,《WLAN運營商一體化局域網解決方案》.

第7篇

1 傳輸網優化的必要性

1.1傳輸網發展的驅動力

隨著時代的發展,人們對信息多樣化、安全性的需求增長,傳統的單純將本地傳輸網作為交換網的配套來規劃建設已經不適應網絡發展的需求。在激烈的客戶爭奪戰中,要求傳輸網能迅速接入新用戶,按照客戶的需求在短時間內調整電路,并針對業務的個性化需求,將傳統TDM業務傳輸網,轉向提供豐富接口和能動態分配帶寬的綜合業務傳輸網。如何充分利用現有網絡資源,建設高效、可靠、大傳輸寬帶、多種接口接入能力的綜合傳輸平臺,更好地滿足全業務運營的需要,并在將來的市場競爭格局中占據有利地位,已成為目前本地網建設面臨的主要任務之一。

1.2傳輸網優化的必要性

(1)通過網絡優化,解決存在問題,使現有網絡結構更清晰、運營維護更方便,降低運營成本和提升網絡競爭優勢;

(2)充分挖掘現網的資源潛力,在網絡結構的彈性上提供對遠期的擴容支持;

(3)3G傳輸網建設初期,普遍采用E1電路透傳的方式提供帶寬,邊緣接入層一般采用155Mb/s環網結構,帶有十幾個接入基站,傳輸容量無法滿足3G網絡建設的發展需求;

(4)優化后的本地傳輸網,將分為核心層、匯聚層、邊緣層、用戶接入層四個層面,各種業務基于SDH系統進行網絡組織,具有較高的網絡可靠性和靈活性。通過不同的網絡結構和傳輸系統,可以實現對各種級別傳輸通道的保護。可以直接提供TDM、ATM、以太網等業務的接入、處理和傳送,提供統一網管的多業務節點,滿足各種不同用戶的需求。

2 本地傳輸網存在的問題

本地傳輸網具有匯接本地區內各種業務電路的功能,其完整和暢通是整個移動通信網和其他業務網生存的基礎。

針對新的發展形勢,本地傳輸網除了要滿足移動業務迅猛發展所需要的傳輸帶寬外,還要兼顧數據和互聯網業務拓展對傳輸的需求。本地傳輸網當前存在的問題主要表現在以下幾個方面:

2.1線路存在的問題

(1)光纜分布不均勻

目前,各業務區本地核心層、匯聚層光纜的建設已具規模,但部分業務區城區光纜芯數較少,郊縣光纜的覆蓋還不夠。接入層光纜纖芯數量少,纖芯資源緊張。發展大客戶接入困難;仍有部分節點是采用微波接入方式,電路的傳輸質量和容量均受到很大限制;采用光接入方式的大多數環路上節點較多,電路保護受到影響。

核心層、匯聚層和邊緣層光纜未分層使用,導致骨干層光纜接頭多、衰耗大;部分骨干光纜線路租用廣電桿路,線路老化,故障率高;接入層光纜的頻繁割接也對骨干層業務存在較大影響。

(2)管道資源在局部地區比較薄弱

目前部分業務區城區雖有管道資源,但還不很豐富。隨著城市基礎設施的逐步完善和發展,城區內大量架空光纜的管道化改造已經迫在眉睫。郊縣及郊區部分管道資源也較少。

2.2網絡存在的問題

(1)部分地區尤其是本期新增基站較多的城區部分核心層、匯聚層帶寬容量不足,大部分地市的核心/匯聚層均為2.5G環路,且設備類型單一、提供接口電路類型少,不能完全滿足未來3G業務和數據業務發展需要。

(2)邊緣層環支鏈較多,網絡安全性需要進一步提升。

3 本地傳輸網優化建設原則

本地傳輸網優化建設總原則是,首先要在充分利用現有網絡傳輸資源的同時,合理布局、優化本地傳輸網絡結構,提升本地傳輸網絡性能,根據業務需求適度超前建設傳輸網絡。其次要重點加強基礎網絡建設,按照傳輸目標網規劃發展方向,逐步建設形成自有的核心匯聚機房、核心匯聚層光纜、接入主干光纜,提高網絡的健壯性和可持續性。再有就是要堅持網絡優化和建設相結合,通過優化調整,對現有的傳輸網進行充分挖潛,提高現網資源的利用率。

3.1本地傳輸網目標網絡模型

綜合考慮業務、網絡的現狀及發展,提出圖1所示目標網絡模型:

邊緣層以環形結構為主,根據傳送業務的不同,分為移動業務接入網絡和固定業務接入網絡來分別組網。移動業務接入網絡主要傳送2G、3G移動業務,兼顧大客戶接入等其他業務需求;固定業務接入網絡主要傳送PSTN業務、大客戶接入,兼顧其他業務需求;數據業務發展較好的地區,還存在由以太網交換機、路由器組織的lP城域網,承擔分組數據業務(主要是互聯網業務)的傳送。在邊緣層組網時,移動業務接入網絡、固定業務接入網絡、IP城域網應共享邊緣層、接入層光纜資源。

匯聚層以環形結構或網狀結構為主,綜合傳送各種業務。

核心層以網狀結構為主,綜合傳送各種業務。

3.2邊緣層優化建設原則

邊緣層以環形結構為主,每個邊緣層環路節點總數(含下掛支鏈節點)控制要求如下:

(1)密集城區,控制在8個以內;

(2)一般城區及郊區,控制在12個以內。

邊緣層環路速率采用STM-4及以上速率,一般采用STM-4速率,原則上不采用STM-1速率。

環路保護方式選取:STM-4及以下速率環路采用子網連接保護或通道保護方式,STM-4以上速率環路可采用服用段共享保護或通道保護方式。一般站點支鏈不做保護,帶邊緣環路節點設備與匯聚節點設備可采取1+1或1:1線性復用段保護方式。

3.3核心層優化建設原則

核心層采用基于10G速率的設備進行組網,業務需求較少的分公司可采用2.5G配置(必須能平滑升級為10G)。在纖芯資源緊張、業務需求量大的區域可考慮DWDM系統建設。

對于同一大樓不同樓層的傳輸需求,不考慮組建樓內環路,可通過電纜或擴展子架方式解決傳輸需求。

3.4匯聚層優化建設原則

根據各種業務接入點分布的情況,挑選部分機房條件好、業務發展潛力大、輻射其它節點組網方便的節點,作為其它節點的業務匯聚點。匯聚節點的數量根據基站的數量和將來的發展規劃確定,一般一個匯聚點可以輻射到30~50個現有節點。每個匯聚環匯聚的節點為80~120個,所帶基站應盡量屬于同一個BSC/RNC或數據中心局;當一個匯聚環上匯聚的節點超過120個時,考慮增加匯聚環。對于匯聚環過長9大于400公里)、環上節點過多的匯聚環路,需進行優化建設。

匯聚層采用基于10G/2.5G速率的設備進行組網,在纖芯資源緊張、業務需求量巨大的業務區可考慮DWDM系統建設。

3.5本地光纜網絡優化建設原則

(1)本地傳輸光纜網是所有業務的統一傳輸物理平臺,應統一規劃建設,結合主要局房、傳輸匯聚節點、數據匯聚節點、寬帶接入OLT節點等的分布統一進行規劃建設。應做好匯聚區域歸屬的劃分,以區域覆蓋為中心,以業務接入的目標進行建設。

(2)光纜網建設應側重從網絡的結構、路由選擇、敷設方式、光纜選型等方面的安全性考慮。

(3)光纜網建設中應結合新技術的應用,關注設備網的規劃建設發展策略以及管道網的現狀,考慮與設備網、管道網之間的銜接,注重各個層面的協調統一。

(4)光纜網的建設應適當超前,網絡拓撲結構應滿足3年以上的需求,光纜容量滿足3~5年需求,并隨業務的發展逐步擴容和完善,支持向全光網絡發展,且一個業務區內的光纜芯數類型不宜過多。

(5)宜對現有光纜網中各條光纜進行分層及功能定位,各層間的光纜或光纜束不得隨意變更其使用定位,避免對光纜尤其是骨干匯聚層光纜進行跨層使用;對現網中使用不合理的光纖,應結合日常維護逐步進行優化調整,逐步建立層次清晰、使用規范、利用高效的光纜網絡。

4 結束語

第8篇

設計好網絡

做好網絡設計是網絡優化的第一步。一個好的網絡整體規劃設計不但能夠滿足性能的要求,而且投入少,同時還應該便于日后的擴容,需滿足以下幾個要求:

功能性: 網絡能夠滿足工作上的需要,必須以理想的速度和可靠性為用戶提供連接。

可擴展性: 網絡能夠擴容,應該可以在不對全局做較大改動的情況下擴容網絡。

適應性: 網絡在設計時應該具有長遠的目光,考慮到未來技術的發展。

易管理性: 應該支持網絡監控和管理,以保證運行中的持續穩定。

在實際網絡中,需要用到交換機和路由器這兩種設備,對它們進行正確的設置,可以優化網絡。要了解MAC地址、IP地址與硬件之間的相互關系,并且根據實際情況優化配置,對以后管理網絡起到事半功倍的作用。

在優化和管理網絡之前,首先需要確認網線以及網絡設備是否正常工作。在很多情況下,會出現一些故障影響到網絡的性能,這包括網絡線內部斷裂,雙絞線、RJ-45水晶頭接觸不良,或者是網絡連接設備本身質量有問題等。這時,可以使用測線儀來檢測線路是否斷裂,然后用替代的方法測試網絡設備的質量。

有的網卡雖然支持PnP功能,但安裝好后并不能好好地工作,甚至不能工作。為此,可采用屏蔽網卡的PnP功能的方法來解決。要想禁用網卡的PnP功能,就必須運行網卡的設置程序(一般在驅動程序包中)。在啟動設置程序后,進入設置菜單。禁用網卡的PnP功能,并將可以設置的IRQ一項修改為一個固定的值。保存該設置并退出設置程序,這樣如果沒有其他的設備占用該IRQ,可以保證不會出現IRQ沖突。

雙絞線的連接距離不能超過100米,如果需要超過這個距離時,必須使用轉換設備。在連接轉換設備和交換機時,還必須進行跳線。這是因為在以太網中,一般是使用兩對雙絞線,排列在1、2、3、6的位置; 如果使用的不是兩對線,而是將原配對使用的線分開使用,就會對網絡產生較大的串擾。這種情況在10M網絡環境下不明顯; 但如果在100M的網絡環境中,網絡流量大或者網線距離過長,網絡就會被串擾而無法連通。

監控流量

網管必須經常嗅探網上包的情況,了解究竟什么東西在網上傳輸。如果企業中有員工在使用例如網上視頻點播或者BitTorrent等P2P軟件的時候,這種應用對于網絡帶寬,尤其是局域網出口帶寬會帶來巨大的影響。如果企業業務非常在乎與互聯網的信息交換,那么網管就必須提醒用戶或者直接在防火墻上屏蔽掉P2P之類的軟件來確保信息通道暢通。因此,在日常的網絡流量管理中,需要采取這四個步驟預防: 網絡流量捕捉和分類、網絡流量監視(統計和分析)和控制策略。

網絡流量捕捉和分類: 這是進行網絡流量管理的第一步。只有通過設置捕捉點,對網絡流量進行捕捉和分類,才能進行后續的分析和控制工作。這里特別需要強調的是,網絡流量分類可以非常宏觀化,也可以細化。比如TCP、UDP、ICMP等的分類就比較宏觀,而HTTP、FTP甚至是諸如Kazza、Skype等P2P流量的分類和識別就比較細化。

網絡流量監視(分析): 監視步驟用來顯示流量的運行狀況,幫助找出問題所在和執行相應的管理策略。應用程序和網絡管理能夠收集分類、展示和收集信息,包括帶寬利用率、活躍的主機和網絡效率以及相對活躍的應用程序。流量設備能夠跟蹤平均和高信息流量,分析網絡帶寬明確關鍵問題所在,最后用統計報表來進行表現。

控制策略: 優先級別分配帶寬資源的依據可以根據主機、應用等情況,特別需要考慮的是P2P程序或者音頻視頻等應用。用戶可以根據TC工具來進行和實現一個完整的分類監視和控制網絡流量。

做好網絡安全

來自外界的端口掃描對企業網絡的影響非常大。所以,安裝一個防火墻可以采用如下兩種防火墻技術。

多級過濾技術: 這是指防火墻采用多級過濾措施,并輔以鑒別手段。在分組過濾(網絡層)一級,過濾掉所有的源路由分組和假冒的IP源地址; 在傳輸層一級,遵循過濾規則,過濾掉所有禁止出入的協議和有害數據包如Nuke包、圣誕樹包等; 在應用網關(應用層)一級,能利用FTP、SMTP等各種網關,控制和監測互聯網中提供的所用通用服務。這是針對防火墻技術的缺點而產生的一種綜合型過濾技術,可以彌補以上各種單獨過濾技術的不足。這種過濾技術在分層上非常清楚,每種過濾技術對應于不同的網絡層,從這個概念出發,又有很多內容可以擴展,為將來的防火墻技術發展打下基礎。

病毒防火墻: 現在通常被稱之為病毒防火墻,這種防火墻技術可以有效地防止病毒在網絡中的傳播,比等待攻擊的防護手段更加積極。擁有病毒防護功能的防火墻可以大大減少損失。

另外,還可以采用成熟的入侵檢測系統來保護網絡,從而達到網絡優化的目的。入侵檢測是依照一定的安全策略,對網絡、系統的運行狀況進行監視,盡可能發現各種攻擊企圖、攻擊行為或者攻擊結果,以保證網絡系統資源的機密性、完整性和可用性。網管需要在系統中部署以Snort等為代表的在網絡層、應用層進行入侵檢測和阻斷的軟件或者組件。

另外,在這些網絡威脅當中,DDoS(分布式拒絕服務,Distributed Denial of Service),是一種基于DoS的特殊形式的拒絕服務攻擊,是一種分布、協作的大規模攻擊方式,主要瞄準比較大的站點,像商業公司、搜索引擎和政府部門的站點。DDoS攻擊是利用一批受控制的機器向一臺機器發起攻擊,這種來勢迅猛的攻擊令人難以防備,因此具有較大的破壞性。

可以使用的拒絕服務攻擊防護技術如下。

1. 入侵預防: 對所有攻擊最好的緩解策略就是完全攔截這些攻擊。這個階段首先是要阻斷已經發動的DoS攻擊,有許多DoS防御機制試圖使系統免遭DoS攻擊。入口過濾: 設置一個路由器來禁止帶有非法源地址的包進入網絡; 出口過濾: 確定了離開網絡的分配的地址空間; 基于歷史的IP地址過濾: 可以利用邊路由器根據之前建立的地址數據庫以及連接歷史來允許包進入。

2. 關閉不使用的服務: 通常如果網絡服務不需要或沒有使用,則可以關閉這些服務來阻止攻擊發生的可能。

3. 應用安全補丁。

4. 負載平衡: 使網絡提供方在重要的連接上增加帶寬,并防止萬一攻擊發生時帶寬性能下降。

5. 使用蜜罐: 是具有一定安全性的系統,用來欺騙攻擊者來攻擊蜜罐而不是真正的系統。

鏈接

企業網絡配置服務器須知

對網絡速度影響較大的還有服務器硬盤的速度。因此正確地配置好局域網中服務器的硬盤,將會改善網絡性能。通常,在設置硬盤時需要考慮以下幾個因素:

硬盤應盡量選擇轉速快、容量大的產品,這樣,通過網絡訪問服務器的速度也會快。

第9篇

【關鍵詞】企業 網絡 構架 優化

近年來,公司進行了大規模信息化系統建設,各種系統相繼開發完成并投入運行,從管理層到生產層,信息化系統越來越完善,運行效率越來越高,為公司的整體運營提供了強有力的技術支撐。但是隨著設備的不斷增多、網絡規模的不斷增長、整體拓撲結構變得越來越復雜,難于管理,特別最近幾年,信息安全問題不斷凸顯,對公司數據、設備安全以及個人隱私方面的威脅越來越大,而我們所使用的大部分安全設備購置于2000年左右,雖部分還能夠運行,但早已無法滿足當前的安全防護需求,存在極大安全漏洞,網絡結構繁雜、服務器分布式部署、無法進行整體安全防護、安全控制策略冗余難以進行管理。

1 現狀分析

目前公司的網絡現狀如圖1所示。

(1)各級網絡呈網狀分布,層級結構不清晰,各區域之間通過單臺防火墻進行安全防護,存在單點故障隱患,且連接繁冗,管理困難。

(2)服務器放置在各自區域的網絡中為業務提供服務,服務器完全暴漏在網絡中,除部分安裝有軟件防火墻外,沒有任何安全防護;各個系統間并不獨立,存在大量的、頻繁的數據交互,目前通過四層防火墻和訪問控制列表進行控制,管理繁瑣困難,安全防護等級不高,對網絡高層協議的安全攻擊基本沒有防護能力。

(3)接入終端沒有安全有效的統一管理手段,目前公司各級終端用戶已達到三千多臺,用戶計算機的操作水平參差不齊,總體信息安全意識薄弱,缺少防護手段,用戶可以隨意訪問網絡中的各種資源,由于無法控制其在網絡中對服務器資源的訪問行為,可能會造成公司內部的信息被竊,存在各種安全隱患,給局域網內的信息安全帶來很大威脅,經查用戶非法安裝、一機多網、私自安裝路由器等行為屢屢發生,特別是一機多網,對一級生產網絡造成巨大的安全隱患。

(4)郵件過濾、IPS等系統運行十多年,已無法正常使用。

2 系統實現方案

一套完整而行之有效的信息安全保障體系需要合理高效的網絡構架作為基礎,所以在方案中其思路是首先要對當前網絡構架進行合理的調整優化,使其能夠為信息安全系統的部署提供基礎構架,其次是對重點部位、安全薄弱部位從物理層面到技術層面進行較為全面的安全防護及監控,保證信息系統安全。具體如下:

2.1 網絡結構優化

(1) 對三級mes網絡和計量專網進行并網,作為公司生產網絡。根據公司當前網絡現狀,仍保持大四級、小三級的主體構架不變,今后如無特殊需求,杜絕建立專網。

(2)對服務器子網進行整合,除現有192.168.1.0/24、192.168.88.0/24、192.168.98.0/24、192.168.40.0/24外,將計量192.168.103.0/24、一卡通192.168.56.0/24、能源10.15.153.0/24并入服務器子網中,三級網絡192.168.32.0/24中除服務器外還運行有大量客戶端、視頻子網流量過大不宜使用防火墻進行隔離故此次不做整合。

(3)在網絡機房增加一臺Cisco 4506交換機作為服務器子網核心交換機,通過雙鏈路與Cisco 6509核心交換機進行連接、中間使用2臺高性能7層防火墻進行隔離,負載均衡;對各機房網絡進行梳理,各機房服務器網絡上連到服務器子網核心交換機,辦公網絡使用新光路連接到四級辦公子網匯聚交換機(0.8)上。

(4)網絡出口部分進行整合,包含負載均衡、出口防火墻、上網行為、IPsec vpn和外單位接入防火墻等,在網絡層級結構上與服務器網絡分離,整體上移。如圖2所示。

2.2 安全系統部署

(1)在四級核心交換機和服務器子網核心交換機間增加2臺高性能7層防火墻,對服務器區域進行安全防護,更換外網區域反垃圾郵件網關,實現海量垃圾郵件的過濾。

(2)在四級網絡中部署終端安全準入管理系統,明確網絡邊界,解決DDos攻擊、病毒、木馬威脅、非法入侵、異常接入、終端數據泄密、用戶隱私泄漏等問題,增加資產管理、系統安全審計、客體重用等安全功能,并實施以用戶為基本粒度的自主訪問控制,使系統具有在統一安全策略管控下,保護敏感資源的能力,具有更強的自主安全保護能力。

3 系統的實施效果

(1)系統實施后,使網絡從扁平化結構轉變為縱向層級化結構,使得各層級網絡結構變得清晰,層與層之間的聯系和控制變得簡單,安全行得以提高,維護難度得以降低。

(2)服務器從各級網絡分離出來進行了統一管理和防護,使得服務器之間的數據交換不再通過層層防火墻和訪問控制列表進行控制,提高了通訊效率,降低了網絡負載和故障率。

4 結論

綜上所述,本項目技術先進,實用性強、效益顯著。隨著大型制造企業規模的不斷擴大和信息化系統的不斷完善,原有的扁平化網絡勢必已經逐步無法滿足信息化運行效率和安全的需求,網絡結構的改造和優化勢在必行。

參考文獻

[1]彭飛.計算機網絡安全[M].北京:清華大學出版社,2013.

[2]周淳.網絡設計的原理[M].北京:中信出版社,2011.

第10篇

這里筆者以某公務大廈的局域網改造情況為例進行分析,介紹如何采用VLAN技術對局域網進行優化改造,從而有效防范ARP病毒的攻擊。

網絡現狀

該公務大廈局域網絡具體現狀為:公務大廈共分9層,大廈寬帶網絡通過100M光纖上聯到網通公司招商局模塊為S6502交換機。在公務大廈一樓中心機房通過光電收發器將光信號轉換成電信號后,通過百光網線上聯至H3C的防火墻外網口。防火墻內網口經過一臺樓宇交換機轉接至各樓層交換機,每樓層各有一臺清華比威的樓宇交換機作為相應樓層辦公室的寬帶接入使用。防火墻外網口配置網通公司分配的專線IP地址,內網口配置私網IP地址,防火墻作為NAT設備使用,配置兩個外網口和四個內網口。實際網絡環境中使用了一個外網口(WAN0)和一個內網口(LAN0),所有的樓宇交換機均在一個VLAN內,公務大廈各辦公室的終端計算機配置防火墻內網口的私網IP地址進行互聯網的訪問。

目前接入的終端機數量接近300臺,由于各樓層的樓宇交換機與防火墻的內網口均在同一VLAN內,內網IP只有一個網段,造成同一VLAN內的節點數量較多,存在大量的廣播報文,一方面導致用戶網速減慢,另一方面由于部分終端機感染ARP病毒,迅速導致整個網絡大面積爆發ARP病毒,造成整個局域網的不穩定。改造前的網絡拓撲結構。

ARP病毒作怪

近期,該公務大廈寬帶網絡連續出現網絡頻繁中斷,裝有360安全衛士并開啟局域網攻擊攔截功能的終端計算機會突然出現一個 “攔截提示”對話框――“360已攔截一次ARP攻擊”,然后就掉線。重新啟動操作系統可以暫時恢復,過一小會兒又出現“360已攔截一次ARP攻擊”,然后又掉線,需要不斷重新啟動操作系統,而查殺令人討厭的電腦木馬和病毒均為0。沒有安裝360安全士或者沒有開啟局域網攻擊攔截功能的終端計算機則會突然網絡中斷。開始是幾臺電腦出現上述情況,后來出現這種癥狀的電腦越來越多,直至整個局域網幾乎完全癱瘓。盡管網絡管理員根據預先統計的終端IP和與其綁定的MAC地址能查到發病的終端計算機,并及時對發病終端進行處理,但是,由于終端太多,而且都在同一個VLAN內,一旦有一臺終端感染ARP病毒,就會迅速波及到整個網絡,給徹底清除ARP帶來非常大的困難。

升級改造網絡

為徹底解決這一問題,網絡管理員決定對網絡進行升級改造。由于該公務大廈樓層多且終端多,網絡布線復雜,網管認為應該在保證安全性、保密性的基礎上,盡量減少網絡物理上的改動。經過分析研究,確定啟用H3C防火墻的LAN0~LAN3內網口,在防火墻下聯處增加一臺園區匯聚交換機,做好VLAN劃分,分別由不同的VLAN與防火墻的內網口相連,各內網口配置不同的IP地址段,保證每個樓層獨立分配一個單獨的IP地址段;園區匯聚交換機至各樓層的樓宇交換機的互聯端口啟用VLAN劃分(即采用VLAN技術將各樓層之間的終端機進行分離),保證各樓層之間的VLAN相對獨立,減少ARP病毒帶來的連鎖反應,避免網絡風暴的發生。

具體改造方案

根據現有網絡的布局和各樓層之間終端分布數量情況,網絡管理員制定出一個基于樓層進行IP地址劃分的具體方案,把IP地址段配置在H3C防火墻的內網口上(一個端口可以配置多個IP地址段),同時在H3C防火墻上定義NAT轉換策略,保證內網IP的及時轉換,保證各樓層之間的終端對應的IP地址段相對獨立,不會出現相互影響的情況。改造后的網絡拓撲結構圖。

經改造后,有效地制止了ARP病毒的大規模爆發,偶爾有某些電腦感染了ARP病毒,也能很快找到中毒電腦,及時阻斷。本文主要以該公務大廈的優化改造方案為例進行剖析,介紹如何采用VLAN技術實現各樓層之間的相對隔離,從而減少ARP廣播風暴的發生,輕松應對ARP病毒的攻擊,增強網絡的穩定性,提高網絡運行效率。

鏈接:揭開黑金ARP病毒面紗

黑金ARP病毒欺騙攻擊目的和以往的單純ARP欺騙病毒完全不同,明顯表露出其木馬化的本質。以黑金ARP病毒Backdoor.Win32.ARP.g為例,該病毒的特別之處就是在原有ARP欺騙基礎上,捆綁正常的網絡分析軟件WinPcap,試圖欺騙傳統殺毒軟件,利用WinPcap提供的網絡分析功能,劫持網絡內所有HTTP通信,并且強行在HTTP數據包中插入帶有病毒程序的網頁鏈接,使得局域網內任意一個用戶在訪問正常網頁時,都會自動下載木馬病毒。也就是說,只要局域網內有一臺計算機感染了該木馬,局域網內所有的計算機就都有可能感染上木馬病毒。可見,黑金ARP對局域網危害極大,正可謂是一機中毒,全網“遇難”。理論上如果網內只有一臺計算機中了黑金ARP,那么局域網雖受ARP欺騙影響,但仍尚可維持通信。但是實際上前述的假設在現實中是不成立的,因為只要有一臺計算機中毒,局域網內很快就會發展為多臺計算機中毒,而多臺計算機同時發起ARP欺騙的直接后果就是網絡內計算機互相欺騙,局域網全網通信癱瘓。

第11篇

關鍵詞:H載波;R4載波;拆閑補忙

中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2011)24-5887-02

隨著3G時代的到來以及無線技術的寬代化發展,無線接入網絡的迅速發展,中國移動TD網絡建設的全面鋪開。隨著G3用戶的急劇增長,移動用戶無線上網、音樂視頻流媒體等業務的在線播放與下載、適時在線的網絡游戲等3G業務將會成為新一代通信業務的主流,加上全業務的快速發展,將使得無線網絡對傳輸網的帶寬需求也迅猛增加。如何避免網絡資源配置不合理出現“忙的忙死,閑的閑死”的情況;如何處理根據實際的用戶分布與需求調整資源配置,在資源有限的前提下做到“拆閑補忙”,使得網絡價值最大化,近一步提升用戶感知保障市場的快速發展。這些都是現有網絡需要重點分析和處理的問題。

1 網絡小區擁塞標準劃定

要做到“均衡資源,拆閑補忙”,首先要確定“忙”和“閑”的標準,“閑”的標準顯而易見,而對于“忙”的標準就需要同時考慮提高資源利用率和保障用戶感受。以下是保定TD項目組根據實際的網絡配置,在充分考慮用戶感受的情況下對小區擁塞標準的劃定,主要從H載波和R4載波兩個方面來對網絡的擁塞的判決門限進行劃定。

1.1 H載波的擁塞判決標準劃定

對于數據業務不同的場景需要的資源配置不同,一般場景和VIP場景的對資源的要求相差比較大,并且對網絡的數據量貢獻度也存在巨大差距,因此在資源有限的前提下優先保障VIP場景下的VIP用戶,盡量兼顧普通用戶,這是符合價值最大化要求的。對于這兩種場景的數據載波資源有不同的擁塞判決標準。

1.1.1 一般普通場景H載波擁塞判決標準劃定

在TD-SCDM時隙為2:4的配置下,為保障單載波的H接入用戶數與用戶感知,建議H-SDPA的上行的最大速率設置為64kbps(為保障單載波的H用戶數,建議上行最大速率設置為64kbps),初始接入速率是32kbps(HSDPA的下行速率要達到A值,上行速率必須滿足A/40;為了保障COT測試的下行速率到1250kbps,上行速率必須滿足1250/40=32kbps);這樣的設置下,在用戶以上行32kbps接入并且不升速的話,單H載波可以接入7個用戶;但是用戶以上行初始速率32kbps接入后迅速升級到64kbps的話,一個H載波只能接入3個上行64kbps和1個上行32kbps的H用戶;考慮用戶上行的升速行為,單H載波的最大用戶接入數在4-7之間波動,如果單載波接入7個H用戶,每用戶的下載速率僅有200kbps,嚴重影響用戶感知,但是單載波最大接入4個H用戶的時候,每用戶的下載速率在300kbps以上可以滿足用戶的日常使用,所以將單載波的H接入用戶數為4作為該載波的一個擁塞判決條件是合理的,即單載波接入用戶大于等于4即存在擁塞的可能。相對集團定義的單載波7個用戶接入來定義擁塞來看,我們分析的4個用戶是熱點區域小區最大用戶接入數,擁塞更接近現實情況,更能作到提升用戶感知的提前擴容。

另一個判決H載波擁塞的標準是碼資源利用率。單純的考慮用戶數,可能存在多個用戶接入后數據下載量不大,碼資源利用不足的問題,為避免單純考慮用戶數來判決太武斷,所以增加碼資源利用率為另一個判決條件。由于HSDPA的下行業務信道多用戶共享無法體現多用戶的擁塞問題,所以以H載波的上行碼資源利用率為判決H載波擁塞的標準。

采集保定現網一周的PS域高業務量與高H用戶小區(取每天小時級的載波數據),發現接入用戶數大于或等于4個的H載波的上行碼資源利用率基本都大于75%。

即一般情況下用戶數高的載波相應的上行碼資源利用率也要高,但是如果就這么簡單的將H載波的上行碼資源利用率75%定為判決H載波擁塞的門限那就有些太武斷了,下面將介紹兩種極端臨界情況:

1)極端臨界一:4個H用戶以上行初始速率32kbps接入統一H載波,并且都沒有升速,上行一直保持在32kbps,這時候該H載波的用戶數已經到達4個,也就是達到了判決H載波擁塞的用戶數門限,但是這時該H載波的上行碼資源利用率僅有53%(上行4個32kbps共占用16個碼道,該載波的上行碼資源利用率=16/30=53%)。在這種情況下雖然上行的碼資源利用率不高(相對一般的75%要低),但該載波的H用戶數已經達到了4個,所以此時這個小區是要考慮增加載波來緩解擁塞。

2)極端臨界二:3個H用戶接入同一H載波后,上行迅速升速到最大速率64kbps,這時該H載波的上行碼資源利用率僅有80%(上行3個64kbps共占用24個碼道,該載波的上行碼資源利用率=24/30=80%),雖然該載波的上行碼資源利用率比一般情況的75%要高,但是由于用戶數不到4個,可以暫時不考慮擴容。

綜上可知,對于H載波的用塞判決應該采用以下兩個條件來判決:

條件1:單H載波的H用戶小時平均接入用戶數≥4

條件2:單H載波的上行碼資源利用率53%

以上兩個條件要同時具備才可以判決該載波出現擁塞。

在現網中,為防止小區H用戶數的隨即偶然臨時性增加導致的偶然性擁塞,一般對于擁塞載波要持續觀測一周左右,如果連續出現擁塞,就可以確定為該小區的H載波出現了恒定擁塞,即需要迅速擴容來提升用戶感知。

1.1.2 VIP場景H載波擁塞判決標準劃定

相對于一般普通場景,VIP區域尤其是大客戶區域,這些區域的用戶對速率的要求要相對高一些,并且作為價值主要產地這些區域的數據業務感受是必須要保障的。一般場景中定一個H載波接入用戶的極限為4個,單載波的最大速率在1.4Mbps左右,所以單用戶的平均速率在300kbps左右;相對于一般場景而言VIP區域的要求相對要高一些,所以將一個H載波的極限接入用戶數定為3個,即單用戶的速率要保障在400kbps以上。同一般場景一樣同樣需要兩個判決條件來判決擁塞(原理同一般場景):

條件1:單H載波的H用戶小時平均接入用戶數≥3

條件2:單H載波的上行碼資源利用率40%

以上兩個條件要同時具備才可以判決該載波出現擁塞。

在現網中,為防止小區H用戶數的隨即偶然臨時性增加導致的偶然性擁塞,一般對于擁塞載波要持續觀測一周到兩周左右,如果連續出現擁塞,就可以確定為該小區的H載波出現了恒定擁塞,即需要迅速擴容來提升用戶感知。

1.2 R4載波的擁塞判決標準劃定

對于R4載波,由于CS業務占該載波的幾率比較大,參考GSM網絡多年的網絡擁塞判決經驗,認為R4載波的碼資源利用率大于或等于50%即需要考慮擴容。

由于CS業務上下行業務占用碼道對稱,而現階段的時隙配比為2:4,存在上行碼道受限問題,所以對于R4載波CS業務只需要考慮R4載波的上行碼道資源利用率就可以,即R4載波的上行碼資源利用率大于或等于50%即需要考慮擴容。(另外考慮到R4主載波上配置有RACH信道占2個碼道,而R4輔載波上沒有配置,為定義統一的碼資源利用率,建議統一認定為R4載波的上行可用碼道數為32,R4主載波的上行碼道占用數=2+實際上行碼道占用數,R4輔載波的上行碼道占用數=實際上行碼道占用數)。所有R4載波的上行碼道占用率=上行碼道占用數/32。

對于R4載波的PS業務,由于PS業務上下行不對稱,對于上行同樣考慮碼資源占用率大于或等于50%即需要考慮擴容(同CS業務上行一樣),而對于R4載波上的PS下行業務,一般下行業務量比較大,同樣要考慮下行的碼道資源利用率如果大于或等于50%即需要考慮擴容;由于下行的時隙數為4,R4載波下行可用碼道數=16*4=64,R4載波的下行碼道資源利用率=下行碼資道站用數/64。

綜上可知,對于R4載波的擁塞判決門限如下:

1)R4載波的上行碼資源利用率≥50% (考慮到R4主載波上配置有RACH信道占2個碼道,而R4輔載波上沒有配置,為定義統一的碼資源利用率,建議統一認定為R4載波的上行可用碼道數為32,R4主載波的上行碼道占用數=2+實際上行碼道占用數,R4輔載波的上行碼道占用數=實際上行碼道占用數)

2)R4載波的下行碼資源利用率≥50%

以上兩個條件只要具備任何一個可以判決該載波出現擁塞。

在現網中,為防止小區H用戶數的隨即偶然臨時性增加導致的偶然性擁塞,一般對于擁塞載波要持續觀測一周左右,如果每天24個小時中平均擁塞2個小時以上且每周7天中有3天以上出現擁塞,就可以確定為該小區的H載波出現了恒定擁塞,即需要迅速擴容來提升用戶感知。(每天2個小時*3天/個24小時*7天=6/168=3.57%,即每7天按小時來取數據出現3.57%以上的擁塞小時就要考慮擴容)

2 總結

充分利用現有網絡的資源來提供更優的業務,提高現有網絡資源的利用率,提升現有網絡的使用價值,實時關注網絡資源利用狀態,作到適時對網絡進行容量和資源評估,根據網絡實際需要進行資源的調整,“拆閑補忙”,利用有限的資源優先保障高價值區域,這是網絡優化需要持續關注的內容。通過對PS與CS的熱點區域進行及時的分析,及時觀測網絡用戶行為和動態,作到提前擴容,提前分析,保障網絡的問題與用戶的感受。

第12篇

【關鍵詞】網絡控制系統 壓縮映射遺傳算法 神經網絡 參數優化

1 引言

PID控制器要想得到理想的控制效果,就需要取得PID控制中比例、積分和微分三個參數的最優值。傳統的PID控制器已經不能滿足現代的需求,因而將智能控制技術引入了PID控制器中。

2 基于神經網絡PID控制器原理

(1)PID控制器。在控制系統中常常用到PID控制,PID即對輸入偏差進行比例積分微分運算。PID控制器是由比例、積分和微分三個環節組成,PID控制器能否取得好的控制性能就要調節好比例、積分、微分的三者的關系。基于遺傳神經網絡PID控制器采用經典的增量式數字PID控制器,可以直接對被控對象進行閉環控制且對三個參數進行在線整定。

(2)基于神經網絡PID控制器。BP神經網絡是現在應用最為廣泛和成功的神經網絡之一,BP神經網絡具有學習能力強、可逼近任意非線性的優勢,它是一種單向傳播多層前向網絡,采用最小均方差和梯度算法,由輸入層、隱含層和輸出層三層組成,其中輸入層與隱含層、隱含層和輸出層通過相應的權值連接起來的。

3 壓縮映射遺傳算法優化BP網絡的初始值

3.1 壓縮映射遺傳算法

傳統的遺傳算法并不可能保證全局的最優收斂,因此對傳統的遺傳算法進行改進,把Banach定理用于遺傳算法即壓縮映射遺傳算法。遺傳算法能夠被定義為群體之間的變形,構造的度量空間X使得其成員為群體P,那么任何的壓縮映射f都有唯一地不動點,不動點是f應用于任意一個初始群體P(0)迭代得到的。根據Banach定理可以得到合適的度量空間,在此空間中的遺傳算法是收縮的,就可以在不動點上獲得算法的收斂性,與初始群體的選擇無關。

3.2 壓縮映射遺傳算法對BP網絡的優化

BP算法使用的是梯度算法,訓練是從某一點開始沿著誤差函數的斜面達到誤差的最小值,不同的始點會導致不同的最小值產生,得到不同的最優解,因此BP神經網絡的PID在網絡優化訓練時有收斂速度慢、易陷入局部極小和全局搜索能力差的缺點。而壓縮映射遺傳算法具有收斂性,能夠在BP神經網絡搜索時保證全局最優收斂,從而能得到最優解或準最優解。采用壓縮映射遺傳算法來對BP神經網絡的權值和閾值進行學習和優化,然后用BP網絡進行在線整定PID參數,從而達到良好的控制效果。

3.2.1 編碼方式

BP神經網絡的權值和閾值的學習是復雜的連續參數優化,如果采用二進制編碼就會使得編碼串過長,影響網絡學習的精度。使用實數編碼比較直觀并且不會出現精度不足,BP神經網絡的各個權值和閾值組按照順序聯成一個長串,串上的每一個位置對應著網絡中的一個權值或者閾值。

3.2.2 適應度函數

遺傳算法中的適應度函數來評價染色體優劣,將染色體上表示的各個權值分配到給定的網絡結構中,網絡以訓練集樣本為輸入輸出,運行后返回E(pi)來評價函數達到最優目標:Eval(pi)=E(pi),其中誤差越小, Eval(pi)的值就會越小。群體的適應度函數為:

Eval(p) = Eval(pi)

3.2.3 初始群體的選擇

本文采用實數編碼的方式,初始群體表示為:Si(p)={V1,V2,…Vm},其中i=1,2,…,M;j=1,2,…,m;M為群體中潛在解的個數,其取值在20-100之間,考慮所處理的求解時間。在初始染色體集時網絡中各個權值都是以e-|r|的概率分布來隨機確定,遺傳算法的這種隨機分布方法使得當網絡收斂后,權值的絕對值都很小,能夠搜索所有的可行解范圍。

3.2.4 遺傳算子

遺傳算子采用了選擇、交叉和變異算子。選擇算子目的是從群體中選擇適應度大的優勝個體,適應度越大的個體被選擇的機會就越大。在選擇算子中采用最優保存策略,即當前群體中的適應度最高的與上一代群體中最高適應度相比較,如果當代比上一代高就保留當前的個體,相反則淘汰新一代中的一個個體,將上一代最高適應度的個體加入新一代中。 本文使用自適應變異算子,適應值大的個體在較小的范圍中搜索,而適應值較小則在較大的范圍中搜索,可以根據解的質量自適應地調整搜索區域來提高搜索能力。

3.2.5 算法終止準則

在滿足適應函數最大值時終止遺傳算法迭代,由于網絡中適應度的最大值不清楚,本身就是搜索的對象,因此在發現在群體中一定比例的個體已經為一個個體時終止迭代,本文設定最大遺傳代數,即使最大遺傳代數沒有找到最優解也終止算法。

4 仿真研究

在matlab中構建遺傳神經網絡PID控制器,利用Truetime構建NCS仿真模型,被控對象選為直流電機。BP神經網絡算法的PID控制器在經過100秒才達到穩定狀態,而壓縮映射遺傳神經算法PID控制器只要56秒就達到穩定狀態,可知壓縮映射遺傳神經算法PID控制器比BP神經網絡算法的PID控制器振蕩時間短、振幅小,控制系統性能更好。

5 結論

對于BP神經網絡優化訓練時有收斂速度慢、易陷入局部極小和全局搜索能力差的缺點。采用壓縮映射遺傳算法對BP神經網絡PID控制器的權值和閾值進行學習和參數優化,加快了全局收斂性,而且振蕩時間短、振幅小,能夠很快的達到控制系統穩定。通過仿真可以看到壓縮映射遺傳神經網絡PID對網絡控制系統在延時和擾動等干擾因素下仍可以進行實時控制,達到較好的控制效果,并具有魯棒性強和抗干擾的特點。

參考文獻

[1]涂川川,朱鳳武,李鐵.BP神經網絡PID控制器在溫室溫度控制中的研究[J].中國農機化,2012.2:151-154.

[2]韓力群.人工神經網絡教程[M].北京:北京郵電大學出版社,2006.

[3]周海,恒慶海,劉茵.基于truetime的網絡控制系統時延分析與仿真[J].工業控制計算機,2012,25(2):29-30.

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