网络编码及其在P2P网络中的应用

传统网络的中间节点对收到的数据包只简单转发到下一个节点.利用网络编码,中间节点对收到的数据包进行相应编码后再转发出去,这样可以提高网络的吞吐量和可靠性.文章介绍了网络编码的原理,论证了网络编码的优势,分析了线性网络编码理论,提出了网络编码在P2P网络中的应用方案.     

应用网络编码的P2P内容分发

讨论如何在P2P内容分发系统中应用网络编码技术,结论是网络编码能简化P2P内容分发中的Piece Selection算法的复杂度,提高网络资源的利用率.但是,网络编码,必须结合较好的Neighbor Selection和Choking/Unchoking机制,否则,其优势将无从体现.同时,还详细描述在P2P内容分发中如何应用网络编码技术,并逐一讨论应用过程中所涉及到的主要问题.为了证明基于网络编码的P2P内容分发系统的可行性,在单机上实现主要的编、解码算法,分析其时系统资源的消耗.实验的结果是如果一个peer的上栽速率为50 KBps,则编码操作导致的CPU占用率为2.25%,相应的内存开销在20 MB左右.这些数据说明网络编码的系统开销是较轻的,基于网络编码的P2P内容分发系统是完全可行的.     

基于网络编码的P2P应用系统研究进展

将网络编码引入P2P应用系统是当前的研究热点之一。着重介绍基于网络编码的P2P应用系统在国内外的主要研究进展,包括基于网络编码的P2P文件下载系统、基于网络编码的P2P流媒体直播系统和基于网络编码的P2P流媒体点播系统三个方面,并对该方向的研究趋势进行展望。     

基于P2 P流媒体的分层多描述编码

网络异构性与传输可靠性是视频通信存在的两大问题.在视频编码中,分层编码用来解决网络传输异构性问题,多描述编码是解决传输可靠性的有效手段,而分层多描述视频编码则是二者的结合.在分层编码技术的基础上,提出了基于像素空间分解的分层多描述编码,同时给出了提高用户节点视频服务质量的视频子层合成算法和像素估值算法;并通过对像素量化值与估值误差之间关系的分析,建立了一种分层多描述编解码数学模型.实验结果表明,所提出的方案在P2P网络的异构性上有较好的优越性,同时较好地解决了网络传输的可靠性.     

浅谈网络编码技术

传统的通信网络节点只对接收到的信息进行存储和转发,扮演着转发器的角色,但是根据网络信息流中的最大流最小割理论,没有理由仅让网络节点的功能局限于存储和转发。网络节点可以对多条输入链路上收到的数据信息进行一定的线性或非线性处理,然后再发送出去,在接收节点,通过相应的译码运算恢复出信源所发的信息。网络编码正是基于这种思想产生的。文中首先讲述了网络编码的基本原理,在此基础上介绍了目前网络编码在通信网络中的主要应用。在对网络编码有了初步认识的基础上,对于网络编码体现出的优缺点作了总结,并对未来的发展方向进行了分析和展望。     

基于网络编码的P2P流媒体

本文提出了一种基于网络编码的P2P流媒体直播方案。在该方案下，Peer节点对流经它的数据先进行网络编码，再进行转发，以提高Peer节点实际的下载速率以及对网络资源的利用率。仿真实验表明，采用网络编码后节点的播放质量得到了普遍性的增强。     

基于网络编码的P2P流媒体直播系统研究

针对目前存在的P2P流媒体直播系统不能充分利用网络资源的问题,提出了一种基于网络编码的P2P流媒体直播方案。该方案充分利用了Peer节点的计算能力,即在对媒体数据进行存储转发前先进行网络编码,以提高数据块的下载速率以及节省网络带宽资源。实验结果表明,在同等网络状况下,利用了网络编码后节点的播放质量有了明显的改善,尤其是在网络状况不好的情况下改善更为明显。     

基于网络编码的分层P2P网络的拓扑感知算法研究

网络编码是一种可改进网络吞吐率和可靠性的新兴技术。然而,这些优势极大地受制于网络拓扑结构,在P2P网络中尤为如此。通过精确的拓扑感知,可以在吞吐率和可靠性方面帮助改进使用网络编码的系统性能。本文提出了一种新颖的基于网络编码回馈的拓扑感知机制(TANCF)来进行网络拓扑感知。该机制利用层次化网络中节点的回馈来探测信源到节点的可达路径信息,而根据可达路径信息与关联矩阵的密切关系,可构建关联矩阵并优化网络编码系统的参数。在理论分析中,我们推导出了该机制的解码概率方程以及正常运行的可行条件。通过仿真实验,我们进一步验证了该机制的可行性。     

基于网络编码的混合式P2P内容分发机制*

对P2P网络结构进行混合式拓扑设计,并采取网络编码策略,使节点在存储、转发的单一功能之上增加编/解码操作.仿真结果表明,该方法有效地提高了资源的下载速率和成功率,同时也增强了P2P内容分发系统的鲁棒性和安全性.     

网络编码P2P流媒体中的动态段粒度研究

网络编码技术已证明能够提高P2P流媒体系统的整体性能,但是现有系统采用固定段粒度编码方式存在诸多局限性,为了克服固定段粒度的缺点,且适应实际网络的随机特性,提出了动态段粒度的新概念,即源节点在编码时能够动态调节编码块的段粒度。从编码方式、取值范围及输出能力三方面回答了升阶和降阶编码实现动态段粒度所面临的问题。最后设计了一种动态段粒度调节策略,该策略中源节点能够根据播放缓冲量和源节点服务能力来动态调节编码块的段粒度。实验表明该策略能够有效提高网络抖动和节点搅动时的服务质量。     

基于网络编码的对等网络互惠资源共享方法

传统网络消息传播基于存储转发路由机制,网络节点对于网络消息不进行任何处理,网络编码理论允许节点对传播的信息进行编码处理.基于此,利用网络编码数据包能携带更多网络信息的特点,提出一种对等网络环境下的互惠资源共享方法,保证对等网络资源共享的高可靠性和鲁棒性,并通过仿真实验加以实现.仿真实验结果表明,网络编码互惠资源共享方法...     

移动P2P数据分发技术研究*

移动P2P数据分发技术将P2P模型应用到移动网络中,通过节点间的相互配合来提高系统的可靠性、传输速度和扩展性,目前已成为无线通信的重点研究领域。但是由于移动网络的复杂性,现有的移动P2P数据分发技术在实际应用中仍然存在很多问题。对近年来该领域的一些重点技术如Gossip算法、网络编码、纠错码进行了介绍,并在可靠性、传输速度和扩展性方面对它们进行了分析,针对其在网络动态适应性、网络融合、节点合作度等方面的不足提出了今后的研究方向。     

P2P存储网络中的冗余维持

在P2P存储网络中,为保证数据安全可靠,当网络中数据丢失后需生成新的冗余数据.因此,如何快速生成新的冗余数据并保持数据的可靠性就成为评价存储网络性能的关键.网络编码作为一项新兴技术,已被证明可以提高网络吞吐率和鲁棒性.将网络编码思想引入冗余数据维持,可以加快冗余生成速度,从而提高数据可靠性.通过理论分析和仿真给出了快速修复冗余数据的方法、开销和相应的传输策略.仿真结果表明,较传统修复方式所提出的快速修复方法可以节省60%以上的传输时间.     

P2P文件共享中网络编码与路由容量比较

网络编码在应用层上的容量研究,对网络编码在P2P网络中的应用具有重要指导意义.目前已有文献对P2P文件共享中网络编码和路由的比较多采用仿真方法,其结果与仿真参数设置有较大关系,暂未有一致的结论.本文从理论上推导P2P文件共享中网络编码和路由的容量上界并进行定量比较:首先将上行链路共享P2P流模型推广到1 to m的一般情况,在此基础上推导出一般情况下P2P文件共享中网络编码和路由容量的理论上界,并证明二者上界的一致性.最后通过基于NS2的仿真分析实际网络中其它相关因素对二者达到容量上界的影响.     

基于网络编码的无线网络容量分析

无线网络容量一直是无线网络领域的研究热点,而网络编码通过赋予中间节点对接收数据包进行编码、组合的能力,可以有效提高网络容量,达到最大流—最小割定理确定的理论上限.本文在Gupta和Kumar提出的信号干扰噪声比模型基础上,首先分析网络节点均匀分布时发送节点与目的节点进行多跳传输的无线网络容量计算方法;接着推导出了基于网络编码的无线网络容量计算公式,并利用MATLAB中求解线性规划问题的函数linprog()求解网络最大流及各链路流量,以此求出无线网络容量上界.通过对无线网络容量上界进行MATLAB仿真,得到如下结论:无线网络容量上界随节点数量的增加呈现先增加后减少的趋势;且当节点数量趋于无穷大时,网络容量趋于零;与传统的存储转发模式相比,采用网络编码有利于提高网络容量.     

基于FGS的P2P流媒体网络编码及调度

为满足异质网络环境下用户对服务质量的不同需求,利用网络编码在P2P网络流媒体中的性能优势,提出基于FGS的P2P流媒体网络编码及调度方法。通过网络编码分级和节点分级管理,使各个异质节点协作工作,由此实现非结构化P2P网络中的分布式数据调度策略。实验结果表明,该方法可以使系统中各节点的播放连续度维持在1.0左右,尤其是在节点接入带宽、起始播放时延、提供的缓冲区较小的情况下,性能明显优于传统方法。     

防窃听的弱安全网络编码

网络编码可以达到网络的最大理论多播容量,它的提出是通信领域的一项重要突破。在网络编码实际应用中,安全问题不可忽视。文中提出了一种防窃听的弱安全VSWNC算法。首先VSWNC要求信源信宿共享一个随机数生成器;其次信源端可用随机种子r在随机数生成器上生成一个范德蒙行列式P,随后用P对信源信息进行预编码处理;最后信宿端可通过r得到P从而正确解码。把VSWNC算法应用于随机网络编码中,在牺牲少量带宽的情况下能保证以概率1达到弱安全要求。     

一种面向线性相关冗余优化的源节点选择算法

基于网络编码的P2P流媒体直播系统的优势之一在于多个源节点之间不需要显式的协同调度也能有效地服务于请求节点。但正是由于缺乏协同,即使编码系数的有限域足够大,仍然存在线性相关冗余数据,从而浪费了源节点的带宽。分析了这一问题产生的原因,并提出采用从tracker提供的源节点集合中选择部分节点作为活动源节点来解决该问题。活动源节点最优选择问题可以归约为0-1背包问题的变种,是NP难的,因此我们设计了一个多项式时间的近似算法来逼近最优解。通过形式化证明和模拟,我们验证了该算法的可行性。数据表明该方法能够进一步提高P2P流媒体直播系统的服务质量。     

基于网络编码的P2P-VoD系统仿真平台

针对现有基于网络编码的P2P-VoD系统仿真器缺乏通用性和可扩展性的问题,提出一种NS2下基于网络编码的P2P-VoD系统通用仿真平台NCVoD Sim。在NS2典型模型基础上,进行网络编码扩展,构造Socket和接口模块支持P2P应用,设计P2P-VoD应用模块完成仿真平台设计。仿真实验表明,该仿真平台能有效完成基于网络编码的P2P-VoD系统数据调度算法仿真,具有通用性和可扩展性。