ant.comm.ccu.edu.tw.docVIP

通訊工程研究所 網路模擬技術與應用—Final Project Report Network Coding Module設計與開發 授課教師：潘仁義博士 學生學號： 695430071 學生姓名： 陳奕全 分數：＿＿＿＿＿＿＿ Network Coding簡介： Network Coding資料編碼概念，最早是由Ahlswede 等學者提出。藉由Network Coding，特定節點具有在應用階層對資料編/解碼處理能力，產生出有效的線性碼，因此提高頻寬容量的使用效率。我們簡單闡述Network Coding 的概念，如何提高群播交談連線 (Session)的傳輸效能。圖一所示，來源端傳送出兩份獨立資訊流a, b，且節點U3與U4之間是屬於瓶頸鏈結，流過資訊流是經過資料編碼處理a⊕b，在節點U4會轉發給兩個目的端t1 與t2，接收節點再分別將編碼資訊還原。因此，傳輸效能可提高兩倍。但是Network Coding 對於群播傳輸不是絕對有效，節點的拓樸連結，必需有適當規劃。 圖 1 : 節點U3與U4之間資料編碼傳輸效能可提高兩倍 如果將Network Coding應用在無線網路環境中，也可以達到提高效能與節省頻寬的效果，如圖2所示。 圖 2 : Network Coding應用在無線網路環境 也因此，本專題計畫在NS-2網路模擬軟體中，實現一個可以達到網路中有Network Coding機制的module，並去驗證在網路中有Network Coding機制下，相關的衍生問題，如Fairness等探討。 設計概念： 本專題模組開發構想，經過Survey目前已經發表的相關journal paper參考相關資料，主要參考資料如下： [1] XORs in The Air: Practical Wireless Network Coding”, S. Katti, H. Rahul, W. Hu, D. Katabi, M. Medard, and J. Crowcroft, SIGCOMM’06, Sep. 11-15, 2006 [2] “The importance of being opportunistic: Practical network coding for wireless environments”, S. Katti, D. Katabi, W. Hu, H. S. Rahul, and M. M′edard., 2005. [3] “Network Coding Fundamentals”, Christina Fragouli and Emina Soljanin, 2007 在此主要是想要實現[1, 2]中，所提到的COPE機制。所謂的COPE機制，其主要精神是在IP層與MAC層的header中間，再插入COPE Header。並加入network coding機制，以及利用無線網路環境中，媒介具有廣播的特性，來達到以network coding提升網路效能的一種機制。 圖 3 : COPE header結構 在COPE中，主要是分成三個部分： Opportunistic Listening Opportunistic Coding Learning Neighbor State Opportunistic Listening首先將無線節點設為promiscuous mode，來接收介當中傳送的所有封包，並把這些封包存在一個額外的buffer中，以便CODING以及DECODING的動作，在收到封包後，無線節點會把剛剛收到偷聽到了哪些封包，以及我已經擁有了哪些封包的資訊，填入COPE HEADER中的reception report區，傳送給周圍的節點知道。 而Opportunistic Coding主要是想要找出，哪些封包該CODING在一起，以達到最好的效能。所以利用reception report來找出鄰近節點已經擁有了哪些封包，並想辦法利用這些封包與自己目前所要傳送的資訊CODING在一起。讓資料盡可能的在最小的傳送次數中，達到最好的效果。 至於Learning Neighbor State是指因為在傳送的過程中，reception report有可能會因為碰撞而loss，而導致coding的節點，不知道接收端擁有哪些封包，因此，在這種情況下，進行CODING的節點會處理一種假設，當我發送出一個封包的時候，假設距離我最遠的節點已經有回reception report回來的話，這樣我就會假設，比這個節點近的其他鄰近我的所有節點，都已經收到了我剛剛傳送出去的封包，以此為依據，作為CODING時候的參考。而假設