多速率環(huán)境網(wǎng)絡編碼性能優(yōu)化研究.pdf

1、網(wǎng)絡編碼的提出“顛覆”了人們對基于路由存儲轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)傳輸方式的傳統(tǒng)認識，并因其在提高網(wǎng)絡吞吐量、充分利用網(wǎng)絡資源等方面顯著的優(yōu)勢，得到了國內(nèi)外眾多業(yè)內(nèi)外學者廣泛的關注與研究。多速率組播技術是為應對當前復雜多變的網(wǎng)絡環(huán)境提出的，其在實際應用中已得到廣泛的認可。面對當今計算機科學技術日新月異的發(fā)展現(xiàn)狀，基于網(wǎng)絡編碼的多速率組播技術已成為學術界廣泛研究的一個熱門課題。但是，目前已有的方案在多速率組播網(wǎng)絡的性能優(yōu)化問題上仍有許多急需改進的地方與

2、提升的空間。如網(wǎng)絡吞吐量距達到理論上界還有很大提升空間，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)編解碼復雜度過高，網(wǎng)絡中存在大量冗余數(shù)據(jù)以及網(wǎng)絡帶寬資源的利用不夠充分等問題。
　　本文針對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)絡編碼目標反饋算法（Multi-rate Network Coding Object Feedback algorithm，MNCOF）來改進多速率組播網(wǎng)絡性能。MNCOF算法包括網(wǎng)絡數(shù)據(jù)信息管理算法、編碼方式切換算法、目標

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

4、網(wǎng)絡帶寬資源的利用率。綜上所述，多速率網(wǎng)絡編碼目標反饋算法在網(wǎng)絡吞吐量和網(wǎng)絡帶寬資源利用率等網(wǎng)絡編碼性能優(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)絡編碼仿真實驗平臺。通過MNCOF算法與IntraLNC、InterLNC算法在吞吐量與編解碼復雜度等方面分別進行的對比實驗，驗證了編碼方式切換算法的有效性。并通過數(shù)據(jù)傳輸總時間對比驗證了目標確認反饋算法的有效性。最終通過整體性能測評的實驗結(jié)果表明，本文提出的多速率