基于多智能体框架的复杂网络配置优化研究:MNC系统的设计与实现

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:Intelligent Systems with Applications CS5.6

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  为解决复杂网络配置任务中LLM(大语言模型)的局限性问题,研究人员开发了基于多智能体的MNC框架。该研究通过需求分析模块(RAM)、配置生成模块(CGM)和配置优化模块(CRM)的三阶段协同,在真实网络数据集上实现准确率提升7.24%,为自动化网络配置提供了新型解决方案。

  

在数字化转型浪潮中,网络配置的复杂性呈指数级增长。传统方法依赖工程师手动编写配置文件,不仅效率低下且容易出错。尽管大语言模型(LLM)在自然语言处理任务中表现优异,但在处理需要多步骤推理的网络配置任务时,仍面临任务分解困难、专业知识整合不足等挑战。尤其当面对企业级网络环境中VLAN划分、端口聚合等复杂场景时,单一LLM往往生成不符合技术规范的配置方案。

针对这一技术瓶颈,中国研究人员在《Intelligent Systems with Applications》发表论文,提出名为MNC(Multi-agent based Network Configuration)的创新框架。该研究通过构建多智能体协作系统,将网络配置任务分解为需求分析、配置生成和优化评估三个阶段,最终在Cisco Packet Tracer模拟器中验证了配置方案的有效性,相比直接使用GPT-4o-mini等基线模型,准确率(ACC)平均提升7.24个百分点。

研究团队主要采用三项关键技术:1)基于检索增强生成(RAG)的外部知识整合,通过Bocha Web Search API获取最新网络配置规范;2)多智能体辩论机制,由3个Chain-of-Thought(CoT)代理生成并行解决方案并通过自我一致性评估消除矛盾;3)类批判者(critic)的反射机制,对配置方案进行五维评估(相关性、清晰度、完整性、准确性、洞察力)。实验数据来自真实企业网络环境构建的10类研究问题(RQ1-RQ10),涵盖VLAN隔离、RSTP协议配置等典型场景。

研究结果部分显示:

  1. 需求分析模块通过语义解析将用户查询Q转化为结构化需求Rr,结合检索工具Tk获取的上下文Rc,显著提升需求理解准确度;
  2. 配置生成模块采用K=3的CoT路径并行生成,通过多轮迭代使自我一致性评分S提升23.86%;
  3. 在跨交换机VLAN配置任务(RQ5)中,MNC的BLEU得分达58.54,优于基线模型的51.67;
  4. 计算成本分析显示,虽然平均token消耗增加至148.1个,但配置代码长度优化29.4%,体现质量-效率平衡。

讨论部分指出,MNC的创新性体现在三个方面:首先,将批判性思维引入LLM配置过程,通过五维评估矩阵降低技术错误率;其次,模块化设计使各组件可独立升级,如替换Tk工具不影响整体流程;最后,实验证实3次CoT迭代可达到最佳效果,过多轮次反而导致性能下降4.3%。这些发现为LLM在基础设施自动化领域的应用提供了重要范式,特别是在需要严格遵循技术标准的网络运维场景中展现出独特价值。

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