网络编码原理及应用v.ppt
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1、网络编码迷蝴蝶,韦有富 史婷婷 李伟佳 巨鹏飞 杨明 张 楠 段鹏飞 祝凯捷 张奇龙 林恒,概要,背景 几个例子 主要应用 缺陷 发展前景,提到编码,你想到什么,二战时图灵捣鼓的密码机? 还是喜欢玩独轮车的香农? 还是实验课上怎么都稳定不下来的波形? 总之,额的神哈,那网络编码,你又想到什么,网络上的编码?不对! 那是什么?召唤我们的蝴蝶吧!,Figure adapted from Scientific American, Chinese 7/2007 edition,网络编码 与 蝴蝶,问题描述 A要将x、y传给B、C x = 0 or 1 y = 0 or 1 每条link一次只能传一个b
2、it,5,?,Either x or y,Figure adapted from Scientific American, Chinese 7/2007 edition,Traffic jam,Store-and-forward,6,xy =,0 if x = y 1 if x y,Figure adapted from Scientific American, Chinese 7/2007 edition,Decode y,Decode x,Network coding (NC),7,网络编码巧妙的利用了网络的拓扑结构。背后的玄机是什么呢? 插段故事!,乌龟过马路的故事,Mr.Red和Mr.
3、 Green要过马路,乌龟过马路的故事,Mr.Red成功过去,乌龟过马路的故事,Mr. Green Orz了怎么破?,乌龟过马路的故事,普通专家:TCP超时重传,乌龟过马路的故事,不愧是专家 文艺范的编码专家这个时候看不惯了,乌龟过马路的故事,他们表示超时重传什么的太不文艺了 我编码,编编编,乌龟过马路的故事,第二只又跪了不鸟它,继续发,乌龟过马路的故事,网络编码的本质是信息扩散!,“嘿,哥们,够了,能解码了!”,Prof. Rudolf Ahlswede 德国University of Bielefel 2010年已经去世,曾获 IEEE香农奖章,蔡宁 Ning Cai 西安电子科技大学,李
4、硕彦Shuo-Yen Robert Li 香港中文大学 FIEEE “网络编码迷蝴蝶”就是他的口头禅。,杨伟豪Raymond W. Yeung 香港中文大学 FIEEE,大牛们的开山之作 2000 IEEE Transactions on Information Theory Network Information Flow,网络编码的理论内涵,点对点的最小割最大流定理: 对于已知的网络流图,从发点S到收点U的流量ru的最大值小于或等于任何一个割的容量,即 ru = mincut(S,u) 记 Cu = mincut(S,u) 网络编码在有些条件下可以比传统方法更加逼近这个最大流。刚才蝴蝶网络
5、就是个例子。,网络编码带来的好处,使组播传输速率达到最小割最大流决定的网络容量的上限 节省网络带宽资源消耗 均衡网络负载 提高网络鲁棒性,几个例子,网络编码的种类非常多,每种有不同的设计目标和设计方式,我们只能从几个简单的例子,窥一斑而知全豹。,22,Communications on Mars(ANC or PNC),A,B,A,B,2019/8/2,23,RAIDs A B AB,Single backup,= NC,Redundancy in Data Storage,2019/8/2,24,Data,Disks A B AB,A,Perform NC over an imaginary
6、 network,Data,Disks A B AB,A,B,Perform NC over an imaginary network,25,Data,Disks A B AB,A,B,AB,Perform NC over an imaginary network,26,容错的编码,如图AB、AC带宽为2,其余为1。任何一个link坏掉,source到destination总能保持2的最大流。,安全的编码,哪个方案更容易被窃听?,网络编码的主要应用,P2P编码 无线网络编码 分布式文件系统编码,网络编码在P2P中的应用,网络编码在 P2P文件共享中的应用 P2P文件共享软件BitTorrent
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