虚拟现实技术在计算机通信中的应用研究

朱 叶

(河南牧业经济学院，河南 郑州 450042)

0 引言

随着经济的发展与科技的进步，计算机通信技术也在随之不断地发展与完善，并在人们的生活与生产中被广泛地应用。近几年以来，我国的计算机通信技术开始不断地向虚拟化方向进发。在此大环境之下，研究虚拟现实技术如何在计算机通信中可以更好地应用，已经成为当前计算机通信技术人员的主要工作内容之一。

1 虚拟现实技术在计算机通信中应用的基础前提分析

对虚拟现实技术进行实际应用之前，还应需要切实满足以下3个前提。

第一，在帧频以及延迟等方面，虚拟现实技术的基本动图技术以及交互性要求，为有效地保留三维环境生动感以及增强环境的可操作性，对图形帧频要进行适当的调整，要保证图形帧频在每秒8帧，总延迟要控制在0.1 s之内，在虚拟现实技术条件允许的情况下，可以将帧频调节到每秒10帧，以此来提升虚拟图形的真实感[1]。

第二，在计算机设备的计算方面，在虚拟现实技术帧频以及延迟时间的要求下，计算机通信在使用虚拟现实技术时，要保证在0.1 s内就可以完成一次场景的计算任务，倘若实际的计算机计算能力不够，将对虚拟现实技术所呈现出的画面精确度产生一定的影响。

第三，为切实保证虚拟现实技术的实际应用效果，要优先选择物理存储结构大于15 GB，且带宽大于500 MB/s的计算机设备，并且要保证计算机系统软件具有一定的计算机数据信息管理能力[2]。

2 虚拟现实技术在计算机通信中的实践应用分析

2.1 虚拟交换机

在公共交换电话网络技术的基础上，虚拟现实技术在计算机通信中应用的具体表现在于基于程控交换设备的集中用户交换机以及固定智能网的专属虚拟电话网。上述提及的虚拟交换机是指在市话交换机的基础上将一部分的用户组建成用户群，借助视话交换机的号线资源在逻辑层面上总结与分析业务数据，从而最大限度地扩展虚拟交换机业务范围，进而真正地实现用户交换机的其他功能。

同时在充分的应用虚拟交换机技术的过程中也需要对其自身的信息量度进行有效的计算。

H=P(xi)lbP(xi)M/i=1

(1)

公式中M符号表示平均信息量，一般情况被称为信息源的熵。

信息源的最大熵发生在每一个符合等概率出现即是

P(xi)=1/M

(2)

此时

Hmax=1bM

(3)

虚拟交换机是交换机虚拟化技术的主要体现，虚拟交换机既可以在逻辑上集成多台物理连接的交换机，达到拓宽虚拟交换机带宽提升转发效率的目的，也可以在逻辑上将一台物理交换机虚拟为多台虚拟交换机，实现业务隔离、提升可靠性的目的。堆叠、M-LAG是目前广泛应用的两种横向虚拟化技术，通过将多台交换设备虚拟为一台设备，共同承担数据转发任务，提升了计算机通信网络的可靠性。堆叠与M-LAG经常被用于提升接入设备的可靠性。

堆叠、M-LAG均为交换机横向虚拟化技术，具有提升可靠性、扩展带宽、实现负载分担的作用。堆叠(iStack)将多台交换机通过堆叠线缆连接在一起，使多台设备在逻辑上变成一台交换设备，作为一个整体参与数据转发。

当接入的用户数增加到原交换机端口密度不能满足接入需求时，可以通过增加新的交换机并组成堆叠而得到满足。

当交换机上行带宽增加时，可以增加新交换机与原交换机组成堆叠系统，将成员交换机的多条物理链路配置成一个聚合组，提高交换机的上行带宽。

2.2 虚拟现实工具软件

近几年以来，例如DIVE、MASSIVE以及Bamboo等虚拟现实技术工具软件在计算机通信领域中已经得到了相对较为广泛的应用。虚拟现实技术中的DIVE工具软件是在分布式数据库的基础上将诸多World进行整合，同时Agent始终处于平等的地位。不管是哪一个成员需要进行TCP都可以有效地实现软件状态的转移，但是在软件状态进行转移的过程中，需要对其进行实时的报告。并且值得注意的是DIVE工具软件在文体的一致性以及整体性上尚有一定的不足之处。MASSIVE工具软件可以完成意识渠道的通信以及成像，并借助计算机服务器完成修改媒体的过程。其中需要应用到卡森公式来对其模型数据进行计算。

BFm=2(Δfmax+fm)=2(βF+1)fm

(4)

其中，BFm为调频信号带宽，fm为信号频率，Δfmax为最大频偏。

在通信分布式对象模型中，MASSIVE针对远程操作略有延迟，并且其性能会容易受到外部因素的影响，极大地限制了其应用范围。Bamboo可以提供一种具有共享性的永存虚拟现实环境，同时在经济研发成本、语言支持能力以及实际扩充性上具有一定的优势。除去上述所提及的虚拟现实技术工具软件之外，还有向RtiExec，LibRTI以及FedExec等其他类型的工具软件在计算机通信领域中被广泛地应用，为提升计算机通信性能做出了巨大的贡献[3]。

2.3 MVC应用技术分析

MVC系统是借助了相对较为经典的软件设计形式，MVC系统设计形式主要由3层架构进行组成，分别为模型、视图以及控制器。MVC设计模式是Smalltalk-80基础上的Xerox PARC软件设计模式，在当前的计算机通信领域已经得到了相对较为广泛的应用。基于MVC的计算机通信虚拟现实技术，可以在一定程度上将应用程序的输入、输出以及强制性进行分离，MVC计算机通信虚拟现实技术在使用的过程中会主要以Model，View以及Controller 3部分为主[4]。

视图是指用户能够看见以及与之进行交互的界面，对于传统的Web程序而言，视图是由HTML组成的，而在新型的Web中HTML仍占据着相对较为重要的组成部分，但是伴随着Macromedia Flash，XHTML，XML/XSL等诸多标识语言的兴起，导致处理应用程序的界面存在着一定的问题，而MVC则可以有效地对其进行处理，其中视图的主要作用就是对数据传输以及用户的操作进行许可。

模型体现着规则以及数据，在MVC虚拟现实技术中，模型所要承担的处理任务是最多的。例如，模型可以通过EJBS或是Cold Fusion Componenm等工具软件来完成对数据信息库的有效处理，模型所返回的数据以及数据格式之间没有关联性，是一种中立的状态。这种模型可为相对较多的视图提供依据，并且不需要过多的代码就可以被多种视图进行运用，从而最大限度地降低了计算机通信的重复性。控制器的任务就是接收计算机用户的输入，之后切实依照用户的实际需求对模型以及有关数据进行调整，在此基础上，Web页面中的超链接以及HTML表单在发送的背景下，按钮会变成接受请求的主要工具，输出数据以及处理数据的情况都不会出现。

2.4 虚拟主机以及虚拟存储器

在IP网络的基础上,虚拟现实技术在计算机通信中的实际应用一般都体现在IP以及VPN业务方面，也是现在所说的计算机设备中的虚拟主机以及虚拟存储，也是当前宽带城域网中的虚拟专业数据网络。其中vxlan是其中应用最为广泛的一种网络虚拟化的协议，vxlan通过组播构建了一个虚拟的二层广播域，并结合 arp 进行单播虚拟通道的自动构建从而构建了一个符合几乎符合当前以太网所有特性的虚拟网络环境。在云环境中，多个虚拟网络产生通信需求时，虚拟网络之间会再构建一个虚拟路由通道,并由此产生如图1所示典型的虚拟网络通信拓扑结构。在虚拟计算节点随机分布的情况下，该虚拟网络拓扑对应的典型的物理拓扑，如图1所示。

2.5 ospf算法

为了研究路由交换协议在上述虚拟网络环境中的表现,将ospf引入各个虚拟网络中的路由互联节点，并进行理论模拟，最终ospf得到的路径如图2所示。

通过ospf算法，在所述 G=(V,E)带权有向图中，把图中顶点集合V分成两组。第一组为已求出最短路径的顶点集合(用S表示，初始时S只有一个源点，以后每求得一条最短路径，就将加入集合S直到全部顶点都加入S，算法就结束了)，第二组为其余未确定最短路径的顶点集合(用U表示)，按最短路径长度的递增次序，依次把第二组的顶点加入S。在加入的过程中，总保持从源点V到S中各顶点的最短路径长度不大于从源点V到U中任何顶点的最短路径长度。此外每个顶点对应一个距离，S中的顶点的距离就是从V到此顶点的最短路径长度，U中的顶点的距离，是从V到此顶点只包括S中的顶点为中间顶点的当前最短路径长度，得到的选路情况如表1所示(使用字母P代表物理节点)。

本文提出将虚拟网络路径引入为 OSPF路由协议的cost值的方法，提升路由交换协议在虚拟网络环境下的适应性，并对虚拟网络路径的第二节和第三节中的选路数据分析，可以得出在随机VM 调度的典型物理网络中，引入虚拟网络通道路径的ospf协议能更好地寻找出网络的最优路径，进而有效地提升虚拟现实技术在计算机通信中的实际应用水平[5]。

3 结语

综上所述，将虚拟现实技术充分的应用在计算机通信领域之中，不但可以有效地优化与升级计算机通信管理模式，提升计算机通信工作质量与效率，切实加强计算机通信的整体安全性，还可以最大限度地激发计算机通信技术的综合应用优势，展现其真正的实用价值。因此，有关技术人员需要不断地提升虚拟现实技术在计算机通信中应用的研发力度，对虚拟现实技术进行不断的优化与创新，以此来充分地发挥虚拟现实技术在计算机通信中的实际应用价值，全面推动我国计算机通信领域的长远发展。

图1 物理节点路径

图2 ospf路径

表1 路径选择情况