网络编码中数据通信技术的应用

2014-03-19赵兰梅

网络安全技术与应用 2014年2期

赵兰梅

（忻州职业技术学院计算机系山西 034000）

0 引言

结合理论与实验结果最终显示，网络编码可以明显提升网络数据的传送性能。网络编码主要通过网络输入输出量的提升，来提高宽带资源的利用率，使网络负载达到平衡。不过，相较于传统的路由传输，网络编码系统的结点在工作过程中，由于产生大量反复的执行编码与解码的操作，因此将会出现其他计算资源的耗损[1]。所以，在确保网络数据的传送性能，能够通过网络编码实现提升的情况下，对现有的数据传送过程进行优化，这是目前业内研究者们的主要课题。该课题的研究与实践，将会对网络编码的大规模应用，产生深远的影响。

1 网络编码含义

融合编码与路由的信息交换技术，这就是所谓的网络编码。传统的路由方法的主要功能是储蓄与转发，而网络编码则是可以通过接收多个数据分组，进行编码信息融合，以此来提升提升传输信息量，实现提高网络整体性能的效果。起初，网络编码诞生后被用于强化多播技术。研究人员主要利用网络编码辅助网络数据的传输达到多播的理论传输容量，进一步实现比传统路由更大规模的网络输入输出量。

2 数据传送网络编码过程

数据传送网络编码的主要过程为：（1）网络编码的运算；（2）结点编码以及解码条件；（3）编码数据分组体系；（4）数据缓存技术。而在网络编码期间，结点数据缓存与更显，主要依靠两个步骤完成：①当结点接收到其下链路结点传送的对应某一数据批次的接受，确定报文分组后，结点将会对缓存区对应报文数据批次分组进行清理；②当某一数据批次于缓冲中，储存时间超过时限，结点下行链路将会将会拥塞或中断[2]。此时结点将删除超过时限的储存数据，开始接受新数据批次。

3 基于网络数据传送的网络编码

当前，网络编码数据通讯技术日新月异，许多新的理论成果被研制而出。不过，网络编码依旧存在许多不容忽视的问题，因此网络编码的研究历程还很漫长。随着研究的深入，网络编码各方面优势被不断发掘，如均衡网络负载、提升网络宽带资源的有效利用率，优化数据传送性能等。总体而言，网络编码通过提升网络输入输出量，降低了数据分组传输量，节约了无线网络中，数据传送的非必要耗损。在网络执行随机网络编码方案时，网络容错性以及鲁棒性将会有所提升。因为就算网络部分结点或链路的实效，目的结点仅靠一点接收到的编码数据，就能够依靠数据解码恢复原始数据。在没有任何复杂加密算法的情况下下，网络编码保障了网络的安全性。综上所述，网络编码对于网络数据传送性能的提高，起到了非常良好的促进作用。

4 数据传输技术在网络编码中的应用

4.1 降低网络编码的复杂度

当前，网络编码最为重要的研究课题，就是如何在保证网络编码工作效率得到提高的同时，消除网络编码的繁冗与复杂。这一课题，涉及到网络编码期间，机制运算效率以及该机制引起的网络开销，这是网络编码性能评价分析的关键点。业内研究人员主要对编码构建方案的优化、编码结结点数、编码操作的控制以及相关数据传送协议的优化等内容，进行了研究与分析。

4.2 数据传送安全性研究

虽然，上文中提到，网络编码能够对网络数据的传送起到安全保护的作用，不过，数据在编码过程中，也会相应地加大被篡改的风险。这一情况，最好的例子就是确定性网络编码构造方案。由于编码过程本来就涉及到大量结点的参与，而加码系数的确定性选择，也会导致系统安全性无法得到保障。因此，降低风险，提升网络编码数据传送期间的安全性，也被列为重点研究的课题之一。

4.3 数据传送可靠性研究

提升网络数据传送的可靠性，为网络性能的保障奠定了基石。而如何通过网络编码技术，改善网络数据传送可靠性的则是研究重要方向。当前，针对提升数据传输可靠性的网络编码研究，大多数从数据重传或多径路由这两方面着手。而这一研究方法，也对网络编码中，数据传输可靠性提供了有利保障。

4.4 网络编码的具体实现

在网络编码的应用性研究里，MIT信息研究组在COPE协议中，对网络编码的应用实例，进行了阐述。此外，微软研究机构推出Avalanche软件，标志着网络编码接近实际应用的开始。两家机构的研究成果，对网络编码在数据通信中的实现与应用，做出了一定的贡献。不过，网络编码的实际网络数据同行中的应用，当前还没达到成熟阶段，许多问题还未得到解决，课题的探讨在今后仍需继续。