1.AI驱动的实时网络优化算法,其特征在于,包括以下步骤:S1、通过生成对抗网络对网络状态数据进行预处理,提取优化后的网络特征数据,并生成高质量的增强数据;S2、基于增强数据采用图神经网络对网络拓扑结构进行建模,捕捉节点间的依赖关系,并通过图卷积网络更新节点特征;S3、基于节点特征采用深度强化学习算法,对计算、存储和带宽资源进行动态优化调整,自适应分配资源;S4、将分配资源方案输入至多目标优化方法,进一步最小化时延、丢包率,最大化吞吐量,并优化能源效率,最后输出全局优化资源调度策略;S5、结合拉格朗日松弛法与图优化技术,对全局优化资源调度策略再次优化,或者最终调度方案;S6、最终调度方案通过自监督学习和元学习,提升网络模型在动态环境下的适应能力,确保优化系统在不同网络状态下高效运行;所述S4步骤中,多目标优化采用多任务学习,具体包括:通过动态权重调整,在不同网络状态下平衡时延、吞吐量、丢包率和能源效率的优化目标;所述优化目标之间的冲突,采用Pareto优化方法动态调整权重,并结合强化学习对不同优化目标的权重系数进行自适应调整;所述S5步骤中,进一步包括以下步骤:通过图优化对资源调度进行全局优化,并在分布式环境下通过局部信息传递实现全局资源分配协调;采用拉格朗日乘子优化局部资源分配,使整体资源调度满足全局约束条件;所述局部信息包括但不限于:计算资源状态:CPU负载、GPU负载、内存占用情况和存储资源;网络资源状态:带宽占用率、链路负载、数据包丢失率和网络延迟;任务调度信息:当前任务队列、任务执行优先级和任务执行状态;能源消耗信息:单个计算节点功耗、散热管理和电池供电状态;负载均衡信息:本地节点的负载情况、可用计算资源和任务迁移信息;全局约束条件包括但不限于计算资源约束、网络资源约束、时延约束、能耗约束、任务调度全局优化和可靠性与容错约束。
2.根据权利要求1所述的AI驱动的实时网络优化算法,其特征在于,所述S1步骤中,生成对抗网络采用条件生成对抗网络进行训练,具体包括:生成器根据网络流量、节点负载和带宽利用率的网络状态输入,生成增强数据;判别器评估生成数据质量,并反馈优化生成器,提高数据真实性和有效性。
3.根据权利要求1所述的AI驱动的实时网络优化算法,其特征在于,所述S2步骤中,图神经网络通过图卷积网络进行多层特征传播,更新节点特征,并融合邻接节点信息,以优化资源分配策略,具体包括:采用K层图卷积网络对节点特征进行逐层更新,使每个节点的计算能力、带宽利用率和存储资源信息在邻接关系中逐步传播,增强对全局网络状态的感知;通过注意力机制赋予邻接节点不同的权重,增加资源分配决策精准度;生成优化后的节点嵌入向量,并将其作为输入提供给强化学习算法,提高资源分配的决策能力。
4.根据权利要求1所述的AI驱动的实时网络优化算法,其特征在于,所述S3步骤中,深度强化学习优化网络资源分配具体包括:奖励函数基于网络时延、吞吐量、丢包率和能源效率性能指标计算,并根据当前网络状态动态调整权重;结合深度Q网络进行离线训练,利用近端策略优化进行在线优化,提高策略调整能力;所述强化学习的状态输入包括节点计算能力、存储利用率、带宽负载及拓扑结构信息,动作空间包括资源分配策略调整,利用图神经网络生成的特征进行策略决策。
5.根据权利要求1所述的AI驱动的实时网络优化算法,其特征在于,所述S6步骤中,进一步包括以下步骤:自监督学习通过无监督预训练自动学习网络状态特征;元学习通过少量样本数据快速调整模型参数,使优化策略能够适应不同网络环境;所述样本数据包括计算资源状态、网络状态、任务调度信息、能耗数据和用户需求数据;所述模型参数包括计算资源分配权重、任务优先级调整参数、强化学习奖励函数和深度学习优化参数。
6.根据权利要求1所述的AI驱动的实时网络优化算法,其特征在于,所述S6步骤中,网络状态进行通过自注意力机制和Transformer模型实时分析,具体为:通过自注意力机制提升策略计算效率,加速Q值计算与策略更新,提高网络优化的实时性。
7.根据权利要求1所述的AI驱动的实时网络优化算法,其特征在于,所述算法具备容错机制,在网络故障时进行动态调整,具体包括:通过故障检测监测带宽利用率、响应时间和丢包率指标,识别故障节点;自动进行负载转移,确保任务不中断,并基于资源可用性选择最优节点进行接管;进行动态资源重分配,优化带宽、计算资源和存储空间分配,降低故障对网络性能影响。
8.根据权利要求7所述的AI驱动的实时网络优化算法,其特征在于,所述容错机制进一步包括基于预测分析的预防性容错策略,具体包括:通过机器学习模型分析历史数据,预测潜在故障节点,并基于长期趋势计算故障发生概率;在故障发生前的5-10个时间窗口内预先调整资源分配,减少未来故障的影响;当故障节点恢复后,自适应调整资源分配,优化全局资源利用率,并利用历史数据更新预测模型,提高未来预测准确性。