現代網(wǎng)絡(luò )交換技術(shù)論文
導語(yǔ)：無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )環(huán)境由于環(huán)境的多變性,使得數據包在傳輸過(guò)程中更加容易丟失。以下小編為大家介紹現代網(wǎng)絡(luò )交換技術(shù)論文文章，歡迎大家閱讀參考!
現代網(wǎng)絡(luò )交換技術(shù)論文
【摘要】網(wǎng)絡(luò )編碼可以?xún)?yōu)化網(wǎng)絡(luò )傳輸的性能，網(wǎng)絡(luò )編碼的基本思想是網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)不僅對數據進(jìn)行存儲轉發(fā)，還參與數據處理。網(wǎng)絡(luò )編碼的出現更迎合了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，本文關(guān)注了網(wǎng)絡(luò )編碼在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中的研究和應用，初步探討了面對網(wǎng)絡(luò )編碼，我們應采取和研究的信息安全措施，同時(shí)提出了針對網(wǎng)絡(luò )編碼應著(zhù)力解決的研究問(wèn)題以及無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)如何依靠網(wǎng)絡(luò )編碼進(jìn)行安全有效的信息交換，并對其發(fā)展進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò )編碼無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )信息交換
一、網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)與傳統網(wǎng)絡(luò )的差異
在傳統的計算機網(wǎng)絡(luò )數據傳輸過(guò)程中，要借助路由器進(jìn)行數據傳遞，根據數據的目標地址，路由器將數據包向各個(gè)鏈路發(fā)送。由于沒(méi)有統一的安排和協(xié)調，在同一鏈路中會(huì )出現很多數據包，必須排隊等待通過(guò)的情況，這就制約了計算機網(wǎng)絡(luò )的傳輸速度和效率的提升。2000年，新型網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)一經(jīng)出現就得到了廣泛關(guān)注。網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)著(zhù)力解決的問(wèn)題是有效地將同時(shí)到達路由器的數據同時(shí)發(fā)送出去，不讓數據產(chǎn)生擁塞，從而提高數據傳輸速度。
二、網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中的應用
2.1網(wǎng)絡(luò )編碼的概念
網(wǎng)絡(luò )編碼是一種融合了路由和編碼的信息交換技術(shù)，它的核心思想是在網(wǎng)絡(luò )中的各個(gè)節點(diǎn)上對各條信道上收到的信息進(jìn)行線(xiàn)性或者非線(xiàn)性的處理，然后轉發(fā)給下游節點(diǎn)，中間節點(diǎn)扮演著(zhù)編碼器或信號處理器的角色。
2.2網(wǎng)絡(luò )編碼應用于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)勢
網(wǎng)絡(luò )編碼融合了路由和編碼的概念，使網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)不僅可以對數據進(jìn)行存儲轉發(fā)，還可以進(jìn)行編碼處理，已證明了使用線(xiàn)性網(wǎng)絡(luò )編碼已經(jīng)能足夠達到網(wǎng)絡(luò )多播容量。但網(wǎng)絡(luò )編碼的好處不止這些，尤其是當網(wǎng)絡(luò )編碼應用于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )時(shí)。網(wǎng)絡(luò )編碼首先應被應用在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )環(huán)境。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的特性是不可靠性和廣播特性，使網(wǎng)絡(luò )編碼非常適合應用在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )上，因為無(wú)線(xiàn)鏈路的不可靠性和物理層廣播特性非常適合使用編碼的方法。應用網(wǎng)絡(luò )編碼，可以解決傳統路由、跨層設計等技術(shù)無(wú)法解決的問(wèn)題，提高網(wǎng)絡(luò )編碼在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中的應用。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的廣播特性使其非常適合使用網(wǎng)絡(luò )編碼，當一個(gè)節點(diǎn)傳輸一個(gè)數據包給它的一個(gè)鄰居節點(diǎn)時(shí)，它的其它鄰居節點(diǎn)也可以接收到這個(gè)數據包。因此，當一個(gè)節點(diǎn)的'鄰居節點(diǎn)對不同的數據包感興趣時(shí)，可以將這些數據包編碼后再一起傳輸，這樣子可以使其所有的鄰居節點(diǎn)都收到感興趣的數據包并可以節約無(wú)線(xiàn)資源。
應用網(wǎng)絡(luò )編碼，可以解決傳統路由、跨層設計等技術(shù)無(wú)法解決的問(wèn)題，提高網(wǎng)絡(luò )性能。網(wǎng)絡(luò )編碼在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中的應用可以提高網(wǎng)絡(luò )的吞吐量，尤其是組播吞吐量�？梢詼p少數據包的傳播次數，降低無(wú)線(xiàn)發(fā)送能耗。當網(wǎng)絡(luò )部分節點(diǎn)或鏈路失效時(shí)采用隨機網(wǎng)絡(luò )編碼，最終在目的節點(diǎn)仍然能恢復原始數據，增強網(wǎng)絡(luò )的容錯性和魯棒性。網(wǎng)絡(luò )編碼對無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的性能改善主要體現在提高網(wǎng)絡(luò )編碼的吞吐量上，網(wǎng)絡(luò )編碼已經(jīng)被證明對于提高某些網(wǎng)絡(luò )的吞吐量有著(zhù)很大的作用。運用網(wǎng)絡(luò )編碼可以在很大程度上提高網(wǎng)絡(luò )吞吐量，但是同時(shí)會(huì )增加網(wǎng)絡(luò )的復雜性。不少研究者在研究提高無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的組播吞吐量的同時(shí)，研究如何降低因采用網(wǎng)絡(luò )編碼帶來(lái)的復雜性。在網(wǎng)絡(luò )狀況惡劣的條件下，網(wǎng)絡(luò )編碼和路由之間組播吞吐量的差別不大，網(wǎng)絡(luò )編碼的優(yōu)勢體現在降低網(wǎng)絡(luò )復雜性上;在網(wǎng)絡(luò )狀況較好的條件下，網(wǎng)絡(luò )編碼相對于路由方法，在很大程度上，提高了組播吞吐量。這為根據網(wǎng)絡(luò )狀況動(dòng)態(tài)調整網(wǎng)絡(luò )編碼算法提供了可能。
2.3網(wǎng)絡(luò )編碼如何提高無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的安全性
網(wǎng)絡(luò )編碼在提高無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的安全性研究方面亦取得了一定的成果。在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )組播中，對于數據包的惡意修改的檢測，過(guò)去是使用基于消息認證碼或者數字簽名的方法�；诰W(wǎng)絡(luò )編碼產(chǎn)生了一種基于數據包的隨機網(wǎng)絡(luò )編碼檢測策略，這種方法計算量小，而且檢測概率可以根據通信控制開(kāi)銷(xiāo)、網(wǎng)絡(luò )編碼復雜程度和檢測時(shí)間這些因素進(jìn)行調控。但這種方法亦存在不足。這種方法要求接收節點(diǎn)需要預先獲得至少一個(gè)沒(méi)有被惡意修改過(guò)的數據包，并且數據包的內容不能被攻擊者知曉，因此，這種方法對抗攻擊效果不好。
無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )廣播重傳處理中,多個(gè)接收節點(diǎn)中的任意一個(gè)節點(diǎn)的丟包都要求源節點(diǎn)重傳數據包,需要廣播發(fā)送較多的重傳次數.本文將隨機線(xiàn)性網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)應用在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )廣播重傳中,提出一種新穎的廣播重傳方法(RLNCBR)。該方法中,源節點(diǎn)記錄多個(gè)接收節點(diǎn)中丟包最多的接收節點(diǎn)丟包數,再按照隨機線(xiàn)性網(wǎng)絡(luò )編碼的方法編碼組合該丟包數個(gè)線(xiàn)性編碼包。源節點(diǎn)廣播重傳，接收節點(diǎn)采用運算編碼線(xiàn)性組合的方法獲得信息包數據。數學(xué)分析表明,該方法能保證所有接收節點(diǎn)的編碼可解性,同時(shí)重傳次數可達到理論最優(yōu)性。模擬測試結果表明:與傳統重傳方法相比,RLNCBR有效地減少了信息包的平均傳輸次數,提高了傳輸效率。
三、網(wǎng)絡(luò )編碼在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的應用發(fā)展方向
網(wǎng)絡(luò )編碼正在給現有的網(wǎng)絡(luò )帶來(lái)革命性的變化：網(wǎng)絡(luò )編碼從用來(lái)達到有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中的組播容量，發(fā)展到在有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中提高吞吐量、節省能量、增強魯棒性和安全性，甚至改變網(wǎng)絡(luò )結構、改變網(wǎng)絡(luò )協(xié)議設計方法。網(wǎng)絡(luò )編碼在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中的應用還存在著(zhù)以下的幾個(gè)問(wèn)題：網(wǎng)絡(luò )編碼的具體實(shí)現和降低網(wǎng)絡(luò )編碼的復雜性�，F在已經(jīng)提出了很多網(wǎng)絡(luò )編碼方法，有集中式線(xiàn)性網(wǎng)絡(luò )編碼和分布式隨機網(wǎng)絡(luò )編碼，但是如何在實(shí)際網(wǎng)絡(luò )環(huán)境中實(shí)現網(wǎng)絡(luò )編碼，需要考慮許多實(shí)際應用問(wèn)題，例如同步、控制開(kāi)銷(xiāo)等。網(wǎng)絡(luò )編碼在實(shí)際網(wǎng)絡(luò )環(huán)境中如何實(shí)現是一個(gè)很迫切的問(wèn)題。采用網(wǎng)絡(luò )編碼可以在很大程度上提高網(wǎng)絡(luò )性能，但設計和實(shí)現上的復雜性也隨之增加。如何在不顯著(zhù)增加網(wǎng)絡(luò )開(kāi)銷(xiāo)，綜合考慮效率和性能的前提下，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )編碼問(wèn)題是將來(lái)需要進(jìn)行深入研究的方向。
四、結束語(yǔ)
無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )環(huán)境由于環(huán)境的多變性,使得數據包在傳輸過(guò)程中更加容易丟失。目前,重傳常被用來(lái)實(shí)現無(wú)線(xiàn)廣播的錯誤處理,普通重傳方法思想基于發(fā)送方通過(guò)反饋得到接收方的出錯情況,重傳出錯的數據報文來(lái)恢復出錯的報文。:
網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)是近十年來(lái)飛速發(fā)展的一個(gè)研究課題。雖然還沒(méi)有應用到實(shí)際的通信網(wǎng)絡(luò )中，但已引起了較大的關(guān)注，比如美國軍方已經(jīng)意識到網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)的優(yōu)勢，已經(jīng)撥款研究網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)在移動(dòng)自組網(wǎng)(MobileAdHocNetwork)中的應用。因此,我們也應當及時(shí)跟蹤國際上的網(wǎng)絡(luò )編碼技術(shù)的發(fā)展趨勢。同時(shí),結合各種應用深入思考網(wǎng)絡(luò )所涉及的各種安全技術(shù)問(wèn)題。
參考文獻
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