多速率環(huán)境網(wǎng)絡(luò)編碼性能優(yōu)化研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)編碼的提出“顛覆”了人們對(duì)基于路由存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)傳輸方式的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，并因其在提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量、充分利用網(wǎng)絡(luò)資源等方面顯著的優(yōu)勢(shì)，得到了國(guó)內(nèi)外眾多業(yè)內(nèi)外學(xué)者廣泛的關(guān)注與研究。多速率組播技術(shù)是為應(yīng)對(duì)當(dāng)前復(fù)雜多變的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提出的，其在實(shí)際應(yīng)用中已得到廣泛的認(rèn)可。面對(duì)當(dāng)今計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展現(xiàn)狀，基于網(wǎng)絡(luò)編碼的多速率組播技術(shù)已成為學(xué)術(shù)界廣泛研究的一個(gè)熱門課題。但是，目前已有的方案在多速率組播網(wǎng)絡(luò)的性能優(yōu)化問題上仍有許多急需改進(jìn)的地方與

2、提升的空間。如網(wǎng)絡(luò)吞吐量距達(dá)到理論上界還有很大提升空間，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)編解碼復(fù)雜度過高，網(wǎng)絡(luò)中存在大量冗余數(shù)據(jù)以及網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的利用不夠充分等問題。
　　本文針對(duì)上述存在的問題及目前的研究現(xiàn)狀展開研究，提出了多速率網(wǎng)絡(luò)編碼目標(biāo)反饋算法（Multi-rate Network Coding Object Feedback algorithm，MNCOF）來改進(jìn)多速率組播網(wǎng)絡(luò)性能。MNCOF算法包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息管理算法、編碼方式切換算法、目標(biāo)

3、確認(rèn)反饋算法三大部分。（1）數(shù)據(jù)信息管理算法根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源的實(shí)時(shí)使用狀態(tài)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源全局狀態(tài)的不同階段進(jìn)行劃分，為MNCOF后續(xù)的改進(jìn)算法進(jìn)行基礎(chǔ)性研究。（2）編碼方式切換算法將層內(nèi)網(wǎng)絡(luò)編碼與層間網(wǎng)絡(luò)編碼的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了結(jié)合，使網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包的編解碼復(fù)雜度得到降低的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)吞吐量也有了提高，并使其在復(fù)雜的異構(gòu)性網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中更具有適用性。（3）目標(biāo)確認(rèn)反饋算法通過利用信宿節(jié)點(diǎn)的反饋信息進(jìn)行目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的選擇，解決了網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)大量冗余的問題，以此提高了

4、網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的利用率。綜上所述，多速率網(wǎng)絡(luò)編碼目標(biāo)反饋算法在網(wǎng)絡(luò)吞吐量和網(wǎng)絡(luò)帶寬資源利用率等網(wǎng)絡(luò)編碼性能優(yōu)化方面都有所提升。
　　最后，本文搭建了基于NS-3模擬器的網(wǎng)絡(luò)編碼仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。通過MNCOF算法與IntraLNC、InterLNC算法在吞吐量與編解碼復(fù)雜度等方面分別進(jìn)行的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了編碼方式切換算法的有效性。并通過數(shù)據(jù)傳輸總時(shí)間對(duì)比驗(yàn)證了目標(biāo)確認(rèn)反饋算法的有效性。最終通過整體性能測(cè)評(píng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的多速率