HFC演算法

❶ 全國計算機等級考試三級網路技術知識點

全國計算機等級考試三級網路技術知識點

Internet的應用范圍由最早的軍事、國防，擴展到美國國內的學術機構，進而迅速覆蓋了全球的各個領域，運營性質也由科研、教育為主逐漸轉向商業化。以下是我整理的全國計算機等級考試三級網路技術知識點，希望大家認真閱讀!

第一章：網路系統統結構與設計的基本原則

計算機網路按地理范圍劃分為區域網，城域網，廣域網;

區域網提高數據傳輸速率 10mbps-10gbps，低誤碼率的高質量傳輸環境

區域網按介質訪問控制方法角度分為共享介質式區域網和交換式區域網

區域網按傳輸介質類型角度分為有線介質區域網和無線介質

區域網早期的計算機網路主要是廣域網，分為主計算機與終端(負責數據處理)和通信處理設備與通信電路(負責數據通信處理)

計算機網路從邏輯功能上分為資源子網和通信子網

資源子網(計算機系統，終端，外網設備以及軟體信息資源): 負責全網數據處理業務，提供網路資源與服務

通信子網(通信處理控制機—即網路節點，通信線路及其他通信設備)：負責網路數據傳輸，轉發等通信處理任務 網路接入(區域網，無線區域網，無線城域網，電話交換網，有線電視網)

廣域網投資大管理困難，由電信運營商組建維護，廣域網技術主要研究的是遠距離，高服務質量的寬頻核心交換技術，用戶接入技術由城域網承擔。

廣域網典型網路類型和技術：(公共電話交換網PSTN，綜合業務數字網ISDN，數字數據網DDN，x.25 分組交換網，幀中繼網，非同步傳輸網，GE千兆乙太網和10GE光乙太網)

交換區域網的核心設備是區域網交換機

城域網概念：網路運營商在城市范圍內提供各種信息服務，以寬頻光傳輸網路為開放平台，以 TCPIP 協議為基礎 密集波分復用技術的推廣導致廣域網主幹線路帶寬擴展

城域網分為核心交換層(高速數據交換)，邊緣匯聚層(路由與流量匯聚)，用戶接入層(用戶接入和本地流量控制)

層次結構優點：層次定位清楚，介面開放，標准規范，便於組建管理

核心層基本功能：(設計重點：可靠性，可擴展性，開放性) 連接匯聚層，為其提供高速分組轉發，提供高速安全 QoS 保障的傳輸環境; 實現主幹網路互聯，提供城市的寬頻 IP 數據出口;提供用戶訪問 INTERNET 需要的路由服務;

匯聚層基本功能： 匯聚接入層用戶流量，數據分組傳輸的匯聚，轉發與交換;本地路由過濾流量均衡，QoS 優先管理，安全控制，IP 地址轉換，流量整形; 把流量轉發到核心層或本地路由處理;

組建運營寬頻城域網原則：可運營性，可管理性，可盈利性，可擴展性

管理和運營寬頻城域網關鍵技術：帶寬管理，服務質量 QoS，網路管理，用戶管理，多業務接入，統計與計費，IP 地址分配與地址轉換，網路安全

寬頻城域網在組建方案中一定要按照電信級運營要求(考慮設備冗餘，線路冗餘以及系統故障的快速診斷與自我恢復)

服務質量 QoS 技術：資源預留，區分服務，多協議標記轉換

管理帶寬城域網 3 種基本方案：帶內網路管理，帶外網路管理，同時使用帶內帶外網路管理 帶內：利用傳統電信網路進行網路管理，利用數據通信網或公共交換電話網撥號，對網路設備進行數據配置。

帶外：利用 IP 網路及協議進行網路管理，利用網路管理協議建立網路管理系統。對匯聚層及其以上設備採用帶外管理，匯聚層一下採用帶內管理

寬頻城域網要求的管理能力表現在電信級的接入管理，業務管理，網路安全

網路安全技術方面需要解決物理安全，網路安全和信息安全。

寬頻城域網基本技術與方案(SDH 城域網方案;10GE 城域網方案，基於 ATM 城域網方案)

光乙太網由多種實現形式，最重要的有 10GE 技術和彈性分組環技術

彈性分組環(RPR)：直接在光纖上高效傳輸 IP 分組的傳輸技術 標准：IEEE802.17

目前城域網主要拓撲結構：環形結構;核心層有 3—10 個結點的城域網使用環形結構可以簡化光纖配置功能：簡化光纖配置;解決網路保護機制與帶寬共享問題;提供點到多點業務

彈性分組環採用雙環結構;RPR 結點最大長度 100km，順時針為外環，逆時針為內環

RPR 技術特點：(帶寬利用率高;公平性好;快速保護和恢復能力強;保證服務 質量)

用戶接入網主要有三類：計算機網路，電信通信網，廣播電視網

接入網接入方式主要為五類：地面有線通信系統，無線通信和移動通信網，衛星通信網，有線電視網和地面廣播電視網

三網融合：計算機網路，電信通信網，電視通信網

用戶接入角度：接入技術(有線和無線)，接入方式(家庭接入，校園接入，機關與企業人)

目前寬頻接入技術： 數字用戶線 XDSL 技術

光纖同軸電纜混合網 HFC 技術

光纖接入技術，

無線接入技術，

區域網技術

無線接入分為無線區域網接入，無線城域網接入，無線 Ad hoc 接入

區域網標准：802.3 無線區域網接入：802.11無線城域網：802.16

數字用戶線 XDSL 又叫 數字用戶環路 ，基於電話銅雙絞線高速傳輸技術 技術分類：

ADSL 非對稱數字用戶線速率不對稱1.5mbps/64kbps-5.5km

RADSL 速率自適應數字用戶線 速率不對稱1.5mbps/64kbps-5.5km

HDSL 高比特率數字用戶線速率對稱 1.544mbps(沒有距離影響)

VDSL 甚高比特率數字用戶線 速率不對 51mbps/64kbps(沒有影響)

光纖同軸混合網 HFC 是新一代有線電視網

電話撥號上網速度 33.6kbps—56.6kbps

有線電視接入寬頻，數據傳輸速率 10mbps—36mbps

電纜數據機 Cable modem 專門為利用有線電視網進行數據傳輸而設計

上行信道：200kbps-10mbps下行信道： 36mbps 類型：

傳輸方式(雙向對稱傳輸和非對稱式傳輸)

數據傳輸方向(單向，雙向) 同步方式(同步和非同步交換)

接入角度(個人 modem 和寬頻多用戶 modem)

介面角度(外置式，內置式和互動式機頂盒)

無源光網路技術(APON)優點 系統穩定可靠 可以適應不同帶寬，傳輸質量的要求

與 CATV 相比，每個用戶可佔用獨立帶寬不會發生擁塞 接入距離可達 20km—30km

802.11b 定義直序擴頻技術，速率為 1mbps 2mbps 5.5mbps 11mbps 802.11a 提高到 54mbps

第二章 ：網路系統總體規劃與設計方法

網路運行環境主要包括機房和電源

機房是放置核心路由器，交換機，伺服器等核心設備 UPS 系統供電：穩壓，備用電源，供電電壓智能管理

網路操作系統：NT,2000,NETWARE,UNIX,LINUX

網路應用軟體開發與運行環境：網路資料庫管理系統與網路軟體開發工具

網路資料庫管理系統：Oracle，Sybase，SOL，DB2

網路應用系統：電子商務系統，電子政務系統，遠程教育系統，企業管理系統， 校園信息服務系統，部門財務管理系統

網路需求調研和系統設計基本原則：共 5 點

制定項目建設任務書後，確定網路信息系統建設任務後，項目承擔單位首要任務是網路用戶調查和網路工程需求分析 需求分析是設計建設與運行網路系統的關鍵

網路結點地理位置分布情況：(用戶數量及分布的位置;建築物內部結構情況調查;建築物群情況調查)

網路需求詳細分析：(網路總體需求設計;結構化布線需求設計;網路可用性與 可靠性分析;網路安全性需求分析;網路工程造價分析)

結點 2-250可不設計接入層和匯聚層

結點 100-500 可不設計接入層

結點 250-5000 一般需要 3 層結構設計

核心層網路一般承擔整個網路流量的 40%-60%

標准 GE 10GE 層次之間上聯帶寬：下聯帶寬一般控制在 1：20

10 個交換機，每個有 24 個介面，介面標準是 10/100mbps：那麼上聯帶寬是24*100*10/20 大概是 2gbps

高端路由器(背板大於 40gbps)高端核心路由器：支持 mpls 中端路由器(背板小於 40gbps)

企業級路由器支持 IPX,VINES，

QoS VPN 低端路由器(背板小於 40gbps)支持 ADSL PPP

路由器關鍵技術指標：

1：吞吐量(包轉發能力)

2：背板能力(決定吞吐量)背板：router 輸入端和輸出端的物理通道 傳統路由採用共享背板結構，高性能路由採用交換式結構

3：丟包率(衡量 router 超負荷工作性能)

4：延時與延時抖動(第一個比特進入路由到該幀最後一個離開路由的時間) 高速路由要求 1518B 的 IP 包，延時小於 1ms

5：突發處理能力

6：路由表容量(INTERNET 要求執行 BGP 協議的路由要存儲十萬路由表項，高 速路由應至少支持 25 萬)

7：服務質量 8：網管能力

9：可靠性與可用性

路由器冗餘：介面冗餘，電源冗餘，系統板冗餘，時鍾板冗餘，整機設備冗餘

熱撥插是為了保證路由器的可用性

高端路由可靠性：

(1) 無故障連續工作時間大於 10 萬小時

(2) 系統故障恢復時間小於 30 分鍾

(3) 主備切換時間小於 50 毫秒

(4) SDH 和 ATM 介面自動保護切換時間小於 50 毫秒

(5) 部件有熱拔插備份，線路備份，遠程測試診斷

(6) 路由系統內不存在單故障點

交換機分類：從技術類型(10mbps Ethernet 交換機;fast Ethernet 交換機;1gbps 的 GE 交換機)從內部結構(固定埠交換機;模塊化交換機—又叫機架式交換 機)

500 個結點以上選取企業級交換機

300 個結點以下選取部門級交換機

100 個結點以下選取工作組級交換機

交換機技術指標：

(1) 背板帶寬(輸入端和輸出端得物理通道)(2) 全雙工埠帶寬(計算：埠數*埠速率*2)

(3) 幀轉發速率(4) 機箱式交換機的擴張能力

(5) 支持 VLAN 能力(基於 MAC 地址，埠，IP 劃分) 緩沖區協調不同埠之間的速率匹配

網路伺服器類型(文件伺服器;資料庫伺服器;Internet 通用伺服器;應用服務 器)

虛擬盤體分為(專用盤體，公用盤體與共享盤體)

共享硬碟服務系統缺點：dos 命令建立目錄;自己維護;不方便系統效率低，安 全性差

客戶/伺服器 工作模式採用兩層結構：第一層在客戶結點計算機 第二層在數據 庫伺服器上

Internet 通用伺服器包括(DNS 伺服器，E-mail 伺服器，FTP 伺服器，WWW 服 務器，遠程通信伺服器，代理伺服器)

基於復雜指令集 CISC 處理器的 Intel 結構的伺服器： 優點：通用性好，配置簡單，性能價格比高，第三方軟體支持豐富，系統維護方 便 缺點：CPU 處理能力與系統 I/O 能力較差(不適合作為高並發應用和大型服 務器)

基於精簡指令集 RISC 結構處理器的伺服器與相應 PC 機比：CPU 處理能力提高

50%-75%(大型，中型計算機和超級伺服器都採用 RISC 結構處理器，操作系統 採用 UNIX)

因此採用 RISC 結構處理器的伺服器稱 UNIX 伺服器

按網路應用規模劃分網路伺服器

(1) 基礎級伺服器 1 個 CPU(2) 工作組伺服器 1-2 個 CPU(3) 部門級伺服器 2-4 個 CPU

(4) 企業級伺服器 4-8 個 CPU

伺服器採用相關技術

(1) 對稱多處理技術 SMP (多 CPU 伺服器的負荷均衡)

(2) 集群 Cluster(把一組計算機組成共享數據存儲空間)

(3) 非一致內存訪問(NUMA)(結合 SMP Cluster 用於多達 64 個或更多 CPU的'伺服器)

(4) 高性能存儲與智能 I/O 技術(取決存取 I/O 速度和磁碟容量)

(5) 服務處理器與 INTEL 伺服器控制技術

(6) 應急管理埠

(7) 熱撥插技術 網路伺服器性能

(1) 運算處理能力

CPU 內核：執行指令和處理數據

一級緩存：為 CPU 直接提供計算機所需要的指令與數據 二級緩存：用於存儲控制器，存儲器，緩存檢索表數據 後端匯流排：連接 CPU 內核和二級緩存

前端匯流排：互聯 CPU 與主機晶元組

CPU50%定律：cpu1 比 cpu2 伺服器性能提高(M2-M1)/M1*50% M 為主頻

(2) 磁碟存儲能力(磁碟性能參數：主軸轉速;內部傳輸率，單碟容量，平均 巡道時間;緩存)

(3) 系統高可用性99.9%---------------每年停機時間小於等於 8.8 小時

99.99%-------------每年停機時間小於等於 53 分鍾

99.999%---------- 每年停機時間小於等於5 分鍾

伺服器選型的基本原則

(1) 根據不同的應用特點選擇伺服器

(2) 根據不同的行業特點選擇伺服器

(3) 根據不同的需求選擇伺服器的配置

網路攻擊兩種類型：服務攻擊和非服務攻擊

從黑客攻擊手段上看分為 8 類：系統入侵類攻擊;緩沖區溢出攻擊，欺騙類 攻擊，拒絕服務類攻擊，防火牆攻擊，病毒類攻擊，木馬程序攻擊，後門攻擊 非服務攻擊針對網路層等低層協議進行

網路防攻擊研究主要解決的問題：

(1) 網路可能遭到哪些人的攻擊

(2) 攻擊類型與手段可能有哪些

(3) 如何及時檢測並報告網路被攻擊

(4) 如何採取相應的網路安全策略與網路安全防護體系 網路協議的漏洞是當今 Internet 面臨的一個嚴重的安全問題

信息傳輸安全過程的安全威脅(截取信息;竊qie聽信息;篡改信息;偽造信息)

解決來自網路內部的不安全因素必須從技術和管理兩個方面入手

病毒基本類型劃分為 6 種：引導型病毒;可執行文件病毒;宏病毒;混合病毒， 特洛伊木馬病毒;Iternet 語言病毒

網路系統安全必須包括 3 個機制：安全防護機制，安全檢測機制，安全恢復機制

網路系統安全設計原則：

(1) 全局考慮原則(2) 整體設計的原則(3) 有效性與實用性的原則(4) 等級性原則

(5)自主性與可控性原則(6)安全有價原則

第三章： IP 地址規劃設計技術

無類域間路由技術需要在提高 IP 地址利用率和減少主幹路由器負荷兩個方面取得平衡

網路地址轉換 NAT 最主要的應用是專用網，虛擬專用網，以及 ISP 為撥號用戶 提供的服務

NAT 更用應用於 ISP，以節約 IP 地址

A 類地址：1.0.0.0-127.255.255.255 可用地址 125 個 網路號 7 位

B 類地址：128.0.0.0-191.255.255.255 網路號 14 位

C 類地址：192.0.0.0-223.255.255.255 網路號 21 位允許分配主機號 254 個

D 類地址：224.0.0.0-239.255.255.255 組播地址

E 類地址：240.0.0.0-247.255.255.255 保留

直接廣播地址：

受限廣播地址：255.255.255.255

網路上特定主機地址：

回送地址：專用地址

全局 IP 地址是需要申請的，專用 IP 地址是不需申請的

專用地址：10; 172.16- 172.31 ;192.168.0-192.168.255

NAT 方法的局限性

(1) 違反 IP 地址結構模型的設計原則

(2) 使得 IP 協議從面向無連接變成了面向連接

(3) 違反了基本的網路分層結構模型的設計原則

(4) 有些應用將 IP 插入正文內容

(5) Nat 同時存在對高層協議和安全性的影響問題

IP 地址規劃基本步驟

(1) 判斷用戶對網路與主機數的需求

(2) 計算滿足用戶需求的基本網路地址結構

(3) 計算地址掩碼

(4) 計算網路地址

(5) 計算網路廣播地址

(6) 計算機網路的主機地址

CIDR 地址的一個重要的特點：地址聚合和路由聚合能力 規劃內部網路地址系統的基本原則

(1) 簡潔(2) 便於系統的擴展與管理(3) 有效的路由

IPv6 地址分為 單播地址;組播地址;多播地址;特殊地址

128 位每 16 位一段;000f 可簡寫為 f 後面的 0 不能省;：：只能出現一次

Ipv6 不支持子網掩碼，它只支持前綴長度表示法

第四章：網路路由設計

默認路由成為第一跳路由或預設路由 發送主機的默認路由器又叫做源路由器;

目的主機所連接的路由叫做目的路由

路由選擇演算法參數

跳數 ;帶寬(指鏈路的傳輸速率);延時(源結點到目的結點所花費時間); 負載(單位時間通過線路或路由的通信量);可靠性(傳輸過程的誤碼率);開銷(傳輸耗費)與鏈路帶寬有關

路由選擇的核心：路由選擇演算法 演算法特點：

(1) 演算法必須是正確，穩定和公平的

(2) 演算法應該盡量簡單

(3) 演算法必須能夠適應網路拓撲和通信量的變化

(4) 演算法應該是最佳的

路由選擇演算法分類: 靜態路由選擇演算法(非適應路由選擇演算法)

特點：簡單開銷小，但不能及時適應 網路狀態的變化

動態路由選擇演算法(自適應路由選擇演算法)

特點：較好適應網路狀態的變化，但 實現復雜，開銷大

一個自治系統最重要的特點就是它有權決定在本系統內應採取何種路由選擇協議

路由選擇協議：

內部網關協議 IGP(包括路由信息協議 RIP，開放最短路徑優先 協議 OSPF);

外部網關協議 EGP(主要是 BGP)

RIP 是內部網關協議使用得最廣泛的一種協議;

特點：協議簡單，適合小的自治 系統，跳數小於 15

OSPF 特點:

1. OSPF 使用分布式鏈路狀態協議(RIP 使用距離向量協議)

2. OSPF 要求路由發送本路由與哪些路由相鄰和鏈路狀態度量的信息(RIP 和 OSPF都採用最短路徑優先的指導思想，只是演算法不同)

3. OSPF 要求當鏈路狀態發生變化時用洪泛法向所有路由發送此信息(RIP 僅向相 鄰路由發送信息)

4. OSPF 使得所有路由建立鏈路資料庫即全網拓撲結構(RIP 不知道全網拓撲) OSPF 將一個自治系統劃分若干個小的區域，為拉適用大網路，收斂更快。每個 區域路由不超過 200 個

區域好處：洪泛法局限在區域，區域內部路由只知道內部全網拓撲，卻不知道其他區域拓撲 主幹區域內部的路由器叫主幹路由器(包括區域邊界路由和自治系統邊界路由)

BGP 路由選擇協議的四種分組 打開分組;更新分組(是核心);保活分組;通知分組;

第五章：區域網技術

交換機採用採用兩種轉發方式技術：快捷交換方式和存儲轉發交換方式

虛擬區域網 VLAN 組網定義方法：(交換機埠號定義;MAC 地址定義;網路層地址定義;基於 IP 廣播組)

綜合布線特點：(兼容性;開放性;靈活性;可靠性;先進性;經濟性)

綜合布線系統組成：(工作區子系統;水平子系統;干線子系統;設備間子系統;管理子系統;建築物群子系統)

綜合布線系統標准：

(1) ANSI/TIA/EIA 568-A

(2) TIA/EIA-568-B.1 TIA/EIA-568-B.2TIA/EIA-568-B.3

(3) ISO/IEC 11801

(4) GB/T 50311-2000GB/T50312-2000

IEEE802.3 10-BASE-5 表示乙太網 10mbps 基帶傳輸使用粗同軸電纜，最大長度=500m

IEEE802.3 10-BASE-2200m

IEEE802.3 10-BASE-T使用雙絞線

快速乙太網 提高到 100mbps

IEEE802.3U 100-BASE-TX最大長度=100M

IEEE802.3U 100-BASE-T4針對建築物以及按結構化布線

IEEE802.3U 100-BASE-FX使用 2 條光纖 最大長度=425M

支持全雙工模式的快速乙太網的拓撲構型一定是星形

自動協商功能是為鏈路兩端的設備選擇 10/100mbps 與半雙工/全雙工模式中共有的高性能工作模式，並在鏈路本地設備與遠端設備之間激活鏈路;自動協商功能只能用於使用雙絞線的乙太網，並且規定過程需要 500ms 內完成

中繼器工作在物理層，不涉及幀結構，中繼器不屬於網路互聯設備

10-BASE-5 協議中，規定最多可以使用 4 個中繼器，連接 3 個纜段，網路中兩個 結點的最大距離為 2800m

集線器特點：

(1) 乙太網是典型的匯流排型結構

(2) 工作在物理層 執行 CSMA/CD 介質訪問控制方法

(3) 多埠 網橋在數據鏈路層完成數據幀接受，轉發與地址過濾功能，實現多個區域網的數據交換

透明網橋 IEEE 802.1D 特點：

(1) 每個網橋自己進行路由選擇，區域網各結點不負責路由選擇，網橋對互聯 區域網各結點是透明

(2) 一般用於兩個 MAC 層協議相同的網段之間的互聯

透明網橋使用了生成樹演算法 評價網橋性能參數主要是：幀過濾速率，幀轉發速率

按照國際標准，綜合布線採用的主要連接部件分為建築物群配線架(CD); 大樓主配線架(BD);樓層配線架(FD)，轉接點(TP)和通信引出端(TO)，TO 到 FD 之間的水平線纜最大長度不應超過 90m;

設備間室溫應保持在 10 度到 27 度 相對濕度保持在 30%-80%

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❷ pso的演算法結構

對微粒群演算法結構的改進方案有很多種，對其可分類為：採用多個子種群；改進微粒學習對象的選取策略；修改微粒更新迭代公式；修改速度更新策略；修改速度限制方法、位置限制方法和動態確定搜索空間；與其他搜索技術相結合；以及針對多模問題所作的改進。
第一類方案是採用多個子種群。柯晶考慮優化問題對收斂速度和尋優精度的雙重要求並借鑒多群體進化演算法的思想，將尋優微粒分成兩組，一組微粒採用壓縮因子的局部模式PSO演算法，另一組微粒採用慣性權重的全局模式PSO演算法，兩組微粒之間採用環形拓撲結構。對於高維優化問題，PSO演算法需要的微粒個數很多，導致計算復雜度常常很高，並且很難得到好的解。因此，出現了一種協作微粒群演算法（Cooperative ParticleSwarm Optimizer, CPSO-H），將輸入向量拆分成多個子向量，並對每個子向量使用一個微粒群來進行優化。雖然CPSO-H演算法使用一維群體來分別搜索每一維，但是這些搜索結果被一個全局群體集成起來之後，在多模問題上的性能與原始PSO演算法相比有很大的改進。Chow使用多個互相交互的子群，並引入相鄰群參考速度。馮奇峰提出將搜索區域分區，使用多個子群並通過微粒間的距離來保持多樣性。陳國初將微粒分成飛行方向不同的兩個分群，其中一分群朝最優微粒飛行，另一分群微粒朝相反方向飛行；飛行時，每一微粒不僅受到微粒本身飛行經驗和本分群最優微粒的影響，還受到全群最優微粒的影響。Niu在PSO演算法中引入主—從子群模式，提出一種多種群協作PSO演算法。Seo提出一種多組PSO演算法（Multigrouped PSO），使用N組微粒來同時搜索多模問題的N個峰。Selleri使用多個獨立的子群，在微粒速度的更新方程中添加了一些新項，分別使得微粒向子群歷史最優位置運動，或者遠離其他子群的重心。王俊年借鑒遞階編碼的思想，構造出一種多種群協同進化PSO演算法。高鷹借鑒生態學中環境和種群競爭的關系，提出一種基於種群密度的多種群PSO演算法。
第二類方案是改進微粒學習對象的選取策略。Al-kazemi提出多階段PSO演算法，將微粒按不同階段的臨時搜索目標分組，這些臨時目標允許微粒向著或背著它自己或全局最好位置移動。Ting對每個微粒的pBest進行操作，每一維從其他隨機確定的維度學習，之後如果新的pBest更好則替換原pBest；該文還比較了多種不同學習方式對應的PSO演算法的性能。Liang提出一種新穎的學習策略CLPSO，利用所有其他微粒的歷史最優信息來更新微粒的速度；每個微粒可以向不同的微粒學習，並且微粒的每一維可以向不同的微粒學習。該策略能夠保持群體的多樣性，防止早熟收斂，可以提高PSO演算法在多模問題上的性能；通過實驗將該演算法與其它幾種PSO演算法的變種進行比較，實驗結果表明該演算法在解決多模復雜問題時效果很好。Zhao在PSO演算法中使用適應值最好的n個值來代替速度更新公式中的gBest。Abdelbar提出一種模糊度量，從而使得每個鄰域中有多個適應值最好的微粒可以影響其它微粒。Wang也採用多個適應值最好的微粒信息來更新微粒速度，並提出一種模糊規則來自適應地確定參數。崔志華提出一種動態調整的改進PSO演算法，在運行過程中動態調整極限位置，使得每個微粒的極限位置在其所經歷的最好位置與整體最好位置所形成的動態圓中分布。與原始PSO演算法相反，有一類方法是遠離最差位置而非飛向最優位置。Yang提出在演算法中記錄最差位置而非最優位置，所有微粒都遠離這些最差位置。與此類似，Leontitsis在微粒群演算法中引入排斥子的概念，在使用個體最優位置和群體最優位置信息的同時，在演算法中記錄當前的個體最差位置和群體最差位置，並利用它們將微粒排斥到最優位置，從而讓微粒群更快地到達最優位置。孟建良提出一種改進的PSO演算法，在進化的初期，微粒以較大的概率向種群中其他微粒的個體最優學習；在進化後期，微粒以較大的概率向當前全局最優個體學習。Yang在PSO演算法中引入輪盤選擇技術來確定gBest，使得所有個體在進化早期都有機會引領搜索方向，從而避免早熟。
第三類方案是修改微粒更新公式。Hendtlass在速度更新方程中給每個微粒添加了記憶能力。He在速度更新方程中引入被動聚集機制。曾建潮通過對PSO演算法的速度進化迭代方程進行修正，提出一種保證全局收斂的隨機PSO演算法。Zeng在PSO演算法中引入加速度項，使得PSO演算法從一個二階隨機系統變為一個三階隨機系統，並使用PID控制器來控制演算法的演化。為了改進PSO演算法的全局搜索能力，Ho提出一種新的微粒速度和位置更新公式，並引入壽命（Age）變數。
第四類方案是修改速度更新策略。Liu認為過於頻繁的速度更新會弱化微粒的局部開采能力並減慢收斂，因此提出一種鬆弛速度更新（RVU）策略，僅當微粒使用原速度不能進一步提高適應值時才更新速度，並通過試驗證明該策略可以大大減小計算量並加速收斂。羅建宏對同步模式和非同步模式的PSO演算法進行了對比研究，試驗結果表明非同步模式收斂速度顯著提高，同時尋優效果更好。Yang在微粒的更新規則中引入感情心理模型。Liu採用一個最小速度閾值來控制微粒的速度，並使用一個模糊邏輯控制器來自適應地調節該最小速度閾值。張利彪提出了對PSO演算法增加更新概率，對一定比例的微粒並不按照原更新公式更新，而是再次隨機初始化。Dioan利用遺傳演算法（GA）來演化PSO演算法的結構，即微粒群中各微粒更新的順序和頻率。
第五類方案是修改速度限制方法、位置限制方法和動態確定搜索空間。Stacey提出一種重新隨機化速度的速度限制和一種重新隨機化位置的位置限制。Liu在[76]的基礎上，在PSO演算法中引入動量因子，來將微粒位置限制在可行范圍內。陳炳瑞提出一種根據微粒群的最佳適應值動態壓縮微粒群的搜索空間與微粒群飛行速度范圍的改進PSO演算法。
第六類方案是通過將PSO演算法與一些其他的搜索技術進行結合來提高PSO演算法的性能，主要目的有二，其一是提高種群多樣性，避免早熟；其二是提高演算法局部搜索能力。這些混合演算法包括將各種遺傳運算元如選擇、交叉、變異引入PSO演算法，來增加種群的多樣性並提高逃離局部最小的能力。Krink通過解決微粒間的沖突和聚集來增強種群多樣性，提出一種空間擴展PSO演算法（Spatial ExtensionPSO，SEPSO）；但是SEPSO演算法的參數比較難以調節，為此Monson提出一種自適應調節參數的方法。用以提高種群多樣性的其他方法或模型還包括「吸引—排斥」、捕食—被捕食模型、耗散模型、自組織模型、生命周期模型（LifeCycle model）、貝葉斯優化模型、避免沖突機制、擁擠迴避（Crowd Avoidance）、層次化公平競爭（HFC）、外部記憶、梯度下降技術、線性搜索、單純形法運算元、爬山法、勞動分工、主成分分析技術、卡爾曼濾波、遺傳演算法、隨機搜索演算法、模擬退火、禁忌搜索、蟻群演算法（ACO）、人工免疫演算法、混沌演算法、微分演化、遺傳規劃等。還有人將PSO演算法在量子空間進行了擴展。Zhao將多主體系統（MAS）與PSO演算法集成起來，提出MAPSO演算法。Medasani借鑒概率C均值和概率論中的思想對PSO演算法進行擴展，提出一種概率PSO演算法，讓演算法分勘探和開發兩個階段運行。
第七類方案專門針對多模問題，希望能夠找到多個較優解。為了能使PSO演算法一次獲得待優化問題的多個較優解，Parsopoulos使用了偏轉（Deflection）、拉伸（Stretching）和排斥（Repulsion）等技術，通過防止微粒運動到之前已經發現的最小區域，來找到盡可能多的最小點。但是這種方法會在檢測到的局部最優點兩端產生一些新的局部最優點，可能會導致優化演算法陷入這些局部最小點。為此，Jin提出一種新的函數變換形式，可以避免該缺點。基於類似思想，熊勇提出一種旋轉曲面變換方法。
保持種群多樣性最簡單的方法，是在多樣性過小的時候，重置某些微粒或整個微粒群。Lvbjerg在PSO演算法中採用自組織臨界性作為一種度量，來描述微粒群中微粒相互之間的接近程度，來確定是否需要重新初始化微粒的位置。Clerc提出了一種「Re-Hope」方法，當搜索空間變得相當小但是仍未找到解時（No-Hope），重置微粒群。Fu提出一種帶C-Pg變異的PSO演算法，微粒按照一定概率飛向擾動點而非Pg。赫然提出了一種自適應逃逸微粒群演算法，限制微粒在搜索空間內的飛行速度並給出速度的自適應策略。
另一種變種是小生境PSO演算法，同時使用多個子種群來定位和跟蹤多個最優解。Brits還研究了一種通過調整適應值計算方式的方法來同時找到多個最優解。Li在PSO演算法中引入適應值共享技術來求解多模問題。Zhang在PSO演算法中採用順序生境（SequentialNiching）技術。在小生境PSO演算法的基礎上，還可以使用向量點積運算來確定各個小生境中的候選解及其邊界，並使該過程並行化，以獲得更好的結果。但是，各種小生境PSO演算法存在一個共同的問題，即需要確定一個小生境半徑，且演算法性能對該參數很敏感。為解決該問題，Bird提出一種自適應確定niching參數的方法。
Hendtlass在PSO演算法中引入短程力的概念，並基於此提出一種WoSP演算法，可以同時確定多個最優點。劉宇提出一種多模態PSO演算法，用聚類演算法對微粒進行聚類，動態地將種群劃分成幾個類，並且使用微粒所屬類的最優微粒而非整個種群的最好微粒來更新微粒的速度，從而可以同時得到多個近似最優解。Li在PSO演算法中引入物種的概念，但是由於其使用的物種間距是固定的，該方法只適用於均勻分布的多模問題；為此，Yuan對該演算法進行擴展，採用多尺度搜索方法對物種間距加以自適應的調整。
此外，也有研究者將PSO演算法的思想引入其他演算法中，如將PSO演算法中微粒的運動規則嵌入到進化規劃中，用PSO演算法中的運動規則來替代演化演算法中交叉運算元的功能。