基于網絡編碼的應用層組波路由優化方案研究畢業設計-wenkub

　

【正文】 。這不僅極大增強了線 4 性組合的靈活性，同時保證了運算所得的結果不會占據額外的存儲空間，即新組合的包的長度和原始數據包長度一致。但相比非線性編碼，線性網絡編碼的編碼和解碼都相對簡單，這里以目前被普遍采用 的隨機線性網絡編碼為例，來說明網絡編碼的原理。在傳統的網絡中，大量存在的中間節點只能對接收到的數據進行路由、復制和轉發，這對于有限的網絡資源是嚴重浪費。在許多實際應用中，人們為了信息分析、信息安全以及交換的目的，總是要在 中間節點進行某種形式的數據處理。第四章中，考慮到第三章中提出啟發式算法本身作為 NP． plete問題不能得到網絡最優解的局限性，從凸優化角度分布式考慮如何使得整個網絡的效用最大及網絡傳輸開銷最小，利用拉格朗日對偶和次梯度算法來求解，使得網絡源節點效用最大和鏈路中流量分配合理。 第三節 論文的主要研究內容 本論文是作者攻讀碩士學位期間承擔課題的工作總結。另外，應用層組播中的系統框架和很多細節技術也還在研究當中。由于對網絡本身的改變很少，應用層組播具有很好的靈活性。其發展之一的 IP組播模型是對Internct基本的“單播、盡力發送’’模型的一個重要擴充，它把組播的主要功能都放在路由器上實現。采用單播技術構建的傳統網絡已經無法滿足新興寬帶網絡應用在帶寬和網絡服務質量方面的要求，隨之而來的是網絡延時增加、數據丟失 等等問題。利用網絡編碼，端系統對收到的數據進行組合編碼，從而有效地利用網絡帶寬，增加網絡容量。 摘 要 隨著通信網絡技術的發展和多媒體技術的廣泛運用，網絡資源緊張和分配不合理的問題越來越突出。 關鍵詞 ：應用層組播、網絡編碼、分布式算法、最大效用、凸優化 Abstract With the development of munication work and multimedia technology,the requirement of supporting large scale data distribution such as video streaming has e into being and soon gathers a great research interest． While currently the limitation of work resources as well as the inefficient work resource utilization renders a great challenge towards its further development． With the consideration of failing to implement IP multicast within a wide range of work,the end system based application layer multicast(ALM) has been proposed． Besides equipped with a11 the function of traditional routing node such as data forwarding,data duplicating， the mighty end system in ALM Can also carry out some operation(e． g． 1inear bination)upon the traffic received． Specifically, we employ work coding， a brand new multicast technology in some end systems with the purpose of better utilizing bandwidth resources and improving work throughput． Keywords： Application level Multicast， Network Coding,Distributed Algorithms， Max utility,Convex optimize 目 錄 第一章 緒論 1 第一節 課題來源 ................................................................................................... 1 第二節 課題研究的目的和意義 ........................................................................... 1 第三節 論文的主要研究內容 ............................................................................... 2 第二章 網絡編碼 .......................................................................................................... 3 第一節 網絡編碼原理 ........................................................................................... 3 第二節 網絡編碼的優點 ....................................................................................... 5 第三節 絡編碼的應用 ........................................................................................... 7 第三章 一種基于網絡編碼的應用層組播路由算法 .................................................. 9 第一節 應用層組播 ............................................................................................... 9 第二節 基于網絡編碼的應用層組播路由算法 ................................................. 11 第三節 實驗仿真和結果分析 ............................................................................. 17 第四章 應用層網絡編碼的網絡傳輸最優化 ............................................................ 23 第一 節 最優化技術：凸優化方法 ..................................................................... 23 第二節 基于網絡編碼的應用層組播最優化 ..................................................... 24 第三節 基于網絡編碼的應用層組播凈效用最優化 ......................................... 24 第四節 仿真結果與分析 ..................................................................................... 28 結論 .............................................................................................................................. 33 致 謝 ............................................................................................................................ 34 參考文獻 ...................................................................................................................... 35 1 第一 章 緒論 第一節 課題來源 本課題來源于國家高技術研究發展計劃 (863計劃 )(20xxAA012322)：視頻媒體基于信息可重用的分布式網絡化編碼及傳輸。 于是，組播通信方式被提出，旨在改善現有網絡中存在的一些網絡資源緊張問題，提高網絡的服務質量 QoS[11。而由于口組播在傳輸技術和管理上存在嚴重的問題，主要是口組播需要路由器維護組播通信的狀態信息，增加了網絡的復雜性并嚴重 約束網絡組播的擴展，其次網絡的可靠性、擁塞控制、流量控制、安全性無法得到保障，另外由于 P地址空間有限，無法滿足眾多應用的需求，因此目前 IP組播沒有在