基于伽罗华域运算的编码TCP的实现与仿真

网络编码技术给传统TCP协议的改进提供了新思路,而伽罗华理论为网络编码的实现提供了必要的理论基础。本文描述了网络编码TCP(TCP/NC)系统的原理架构,给出了基于伽罗华域运算的网络编解码算法的具体实现方案,并就TCP/NC和TCP-vegas协议在相同网络丢包率下的吞吐量进行了对比分析,实验结果表明,基于网络编码的TCP/NC协议在丢包率较高的网络环境下具有更高的吞吐量。     

一种移动计算中移动性支持跨层优化方案

在无线移动环境中无线信道环境十分恶劣,移动切换和无线链路丢包经常发生.目前的TCP通常把这些丢包错误的当作网络拥塞处理,结果造成网络吞吐量下降.本文中,在支持网络移动性的基础上我们介绍了一种跨层优化方案来全面解决这两方面的问题,让链路层检测链路状态是恶劣的无线环境或是网络拥塞;同时,网络层检测移动主机是否处于移动切换状态,然后将这一信息通知给传输层,当传输层收到来自低层的信号时,根据情况调节自己的行为以适应当前网络状况,从而获得较好的网络传输性能.     

无线车载网络中一种基于跨层优化的网络编码TCP协议

无线车载网络(Wireless Vehicular Networks,WVN)具有研究价值和重要应用价值,目前关于WVN中的网络编码TCP协议的研究并不多,且对跨层的优化也没有被重视。文中首先针对无线车载网络中不同的丢包原因,给出了一种基于随机线性网络编码的跨层联合优化方法VC-TPC/NC,可以针对不同丢包原因采取不同的处理方式;进一步,重新设计了网络编码层发送端的发送策略,并通过理论分析说明了VC-TCP/NC在时延和网络吞吐量方面的优势;最后,在不同场景下的仿真结果表明,VC-TCP/NC的性能相比于传统TCP与TCP/NC等性能有较大提高。     

从传输机制和通信模式比较几种工业以太网协议(一)

传统的TCP/IP参考模型被分为四个层次:应用层、传输层、网络互连层和主机到网络层。各个层次上均有相应的标准协议。这些协议的结合使用构成了整个基于TCP/IP模型的网络应用。     

无线传感器网络中一种优化的隐式跨层传输控制算法

为了提高无线传感器网络的传输质量,对Ad Hoc网络中一种隐式逐跳的跨层拥塞控制协议做了改进.通过路由层、MAC层与传输层合作,使得隐式逐跳的传输控制协议在无线传感器网络中能够适用.路由层采用静态路由协议,设置2个目的接收节点来防止洪泛产生.在传输层通过引入相对信息熵理论实现隐式确认,以提高数据传输的可靠性.在MAC层根据节点距拥塞区域的跳数来决定信道竟用的退避时间.跨层设计有效地解决了无线传感器网络中的传输控制问题.通过Matlab仿真证明:与现有的传输层协议相比,改进的方法能降低网络的负载,增加网络的吞吐量,减少网络的延迟和丢包率.     

一种丢包区分方法及其在Linux下的实现

针对传统拥塞控制机制在无线链路丢包的情况下出现的盲目降低拥塞窗口、TCP吞吐量下降的问题,研究无线/有线混合环境下基于该机制的一种丢包区分方法——WECN,在Linux操作系统下进行实现。搭建混合网络实验床仿真WECN与TCP Reno, TCP Westwood 2种协议相结合的网络模型。测试结果表明,WECN能扩展到已有的TCP协议中,提高含无线链路网络中TCP的吞吐量。     

网络协议的应用及其性能研究

协议是用来描述进程之间信息交换数据时的规则术语,而网络协议顾名思义是应用于网络中的协议,一说到网络协议,人们脑海中往往浮现出来的是TCP/IP,其实TCP和IP分别是传输层和网络层的一个协议。将从应用层、运输层、网络层3个层次上对目前常用的网络协议性能进行描述。     

视频失真优化的协作式无线网络编码机制

网络编码技术能够显著提高无线多跳网络的吞吐量。当支持视频传输时,合理的网络编码选择对于提高视频质量具有极其重要的作用。首先提出一种效率优化的网络编码机制(ENC),并在此基础上,针对视频传输的特点,兼顾速率与失真率,提出基于速率控制的效率优化网络编码机制(ENC-RaDio),该机制利用拉格朗日乘子法选择期望传输速率下失真率最小的包发送,以便提高视频的传输质量。仿真实验表明,与典型的丢包感知网络编码协议相比,ENC-RaDio机制能够显著提高视频序列的可解码帧率和吞吐量。     

实时流媒体传输技术研究综述*

为推动实时流媒体传输技术的进步,提高Internet流媒体服务质量,将实时流媒体传输流程分为用户层、编码层、流处理层、传输控制层和网络层,分层总结和综述了实时流媒体传输过程中的主要研究问题和研究进展,阐述了一些目前主流的基于UDP和TCP的实时流媒体传输技术,并且比较分析了它们的优缺点。最后指出低比特率、高丢包率与无线、强干扰环境下保证流媒体服务质量是未来的研究方向,移动实时流媒体业务则是实时流媒体传输技术应用的必然趋势。     

基于认知无线电网络的TCP协议的改进方案

首先搭建认知无线电网络环境,在该网络下分析TCP Reno、TCP Newreno、TCP Sack1、TCP Vegas、TCPWestwood协议的性能包括拥塞窗口、平均吞吐量、丢包率。针对传统TCP拥塞控制在认知无线网络中存在的问题,提出一种跨层优化TCP Westwood的改进算法,称为TCP-CR。该算法区分网络拥塞导致的超时和切换所导致的超时,同时针对不同轻度拥塞进行不同的恢复策略。ns-2仿真结果表明,TCP-CR可以减少TCP的平均慢启动次数,吞吐量比传统的TCP Westwood显著提高。增强了对认知无线网络环境的适应性,从而提高了网络的性能。     

面向HPC互连网络的低延迟前向纠错编码研究与实现

当前主流高性能互连网络的端口速率已达到100~400 Gbps,其单通道速率已达到25~50 Gbps。在这种高速率的网络上传输数据,前向纠错编码是提高其可靠性的必要技术。以太网国际规范IEEE 802.3采用的前向纠错编码为RS(528,514)和RS(544,514),但是这2种码型难以满足高性能互连网络在低延迟方面的性能需求。首先,分析了RS的编码和译码结构,并定量研究了RS码型参数与编解码延迟之间的关系。接着,提出了一种面向当前高性能互连网络的新型低延迟编码—RS(271,257),并比较了该码型在占用带宽和纠错能力等方面的优缺点。最后,实现了基于RS(271,257)的低延迟网络编码子层,并对其进行了资源消耗评估和延迟性能模拟。综合考虑资源消耗、纠错能力和延迟性能3方面因素,RS(271,257)是一种理想的低延迟前向纠错码型,可满足当前面向HPC的低延迟高性能互连网络的编码子层的设计需求。     

信源-信道联合编码的FGS增强层视频传输研究

研究了基于IP无线网络中精细粒度可伸缩性（FGS）视频的侍输。基于包交换的IP无线网络通常由两段链路组成：有线链路和无线链路。为了处理这种混合网络中不同类型数据包的丢失情况,对FGS视频增强层数据运用了一个具有比特平面间不平等差错保护（BPUEP）的多乘积码前向纠错（MPFEC）方案进行信道编码。对FGS增强层每一个比特平面（BP）,在传输层,采用里德——索罗蒙码（RS）提供比特平面间的保护;而在链路层,则运用循环冗余校验码（CRC）串联率兼容穿孔卷积码（RCPC）提供数据包内保护。还提出了一个率失真优化的信源——信道联合编码的码率配置方案,仿真结果显示出该方案在提高接收端视频质量方面的优势。     

基于IP无线网络FGS视频传输的多乘积码方案

研究基于IP无线网络中精细粒度可伸缩性(FGS)视频的传输。基于包交换的IP无线网络通常由两段链路组成:有线链路和无线链路。为了处理这种混合网络中不同类型数据包的丢失情况,对FGS视频增强层数据运用了一个具有比特平面间不平等差错保护(BPUEP)的多乘积码前向纠错(MPFEC)方案进行信道编码。对FGS增强层每一个比特平面(BP),在传输层,采用里德—索罗蒙码(RS)提供比特平面间的保护;而在链路层,则运用循环冗余校验码(CRC)串联率兼容穿孔卷积码(RCPC)提供数据包内保护。还提出了一个率失真优化的信源—信道联合编码的码率配置方案,仿真结果显示出该方案在提高接收端视频质量方面的优势。     

无线网络中基于LT编码的UDP协议UDP/NLT

随着无线网络中基于UDP的应用的急剧增长,提高传统UDP协议在无线网络中的性能已成为重要的研究课题。基于网络编码技术提出了一个新协议--UDP/NLT协议。该协议使用LT编码和网络编码技术对发送的数据包进行编码和解码,以减少因频繁的网络丢包对UDP性能造成不良影响,从而提高网络吞吐量。UDP/NLT协议不需改变原有协议栈结构和UDP语义,易于实现。在NS2中的仿真结果表明,UDP/NLT在几乎不增加网络延迟的前提下,在无线网络环境中比传统UDP有更好的传输性能。     

适合网络传输的鲁棒小波低比特率视频编码

提出了一种适合包交换网络传输的基于离散小波变换的视频编码方案,通过对SPIHT小波系数编码算法进行复杂度降低、纹理分割等修改,来适应视频编码在编码效率和鲁棒性方面的要求,为解决网络数据包丢失造成的帧质量骤降,方案对数据包的重要性进行了均衡,每一个数据包中均包含帧内信息和帧间信息,利用改进的SPIHT算法生成混合比特流。试验表明,该方案运算复杂度低,对网络传输中的包丢失不敏感,并且能很好地抑制错误传播。     

基于柯西RS编码的网络丢包恢复算法研究

为提高多媒体系统中视频数据包的丢包恢复率,在传统柯西RS编码和对角交织的基础上,提出对多帧视频数据包进行二次柯西RS编码的优化算法。通过动态选取适当的柯西矩阵,用一次矩阵运算实现对视频源数据包的二次柯西RS编码,并对对角交织进行变形以适应视频数据包的特点。实验结果表明,与传统柯西RS编码算法相比,该算法在相近的解码性能、解码延时和校验包数情况下,能明显提高丢包恢复率。     

面向VNDN的兴趣包洪泛攻击检测

在车载命名数据网络(VNDN)中,兴趣包洪泛攻击(IFA)通过发送大量恶意兴趣包占用甚至耗尽网络资源,导致合法用户的请求无法被满足,严重危害了车联网的运行安全.针对上述问题,本文提出了一种基于流量监测的IFA检测方法.首先构建基于RSU的分布式网络流量监测层,每个RSU监测其通讯范围内的网络流量, RSU之间通信互联形成RSU网络流量监测层.其次,设定固定时间窗口,对每个窗口内的网络流量通过信息熵、网络自相似性和奇异点3个维度进行分析.其中,为了利用信息熵反映兴趣包来源的分布,在兴趣包中添加了新的字段.最后,综合上述3个指标,判断兴趣包洪泛攻击的存在.仿真实验结果表明,本文提出的方法有效地提升了兴趣包洪泛攻击检测的准确率,降低了误判率.     

对Linux操作系统中TCP／IP网络协议的IP层排队分析

随着网络技术的快速发展,主机间的通信速率已提高到千兆数量级,同时多媒体应用还要求网络协议支持多种业务类型。因此对传统的TCP／IP协议栈进行研究,找出它们是否适于支持高速通信及提供QoS保障,并给出相应的改进方法具有重要的意义。基于这样的思路该文对Linux操作系统中的TCP／IP协议的IP层排队进行了分析,提出了一种基于检测点的对TCP/IP协议栈IP层排队进行检测的方法。经实验发现在100M的网络速率下IP层的输入侧没有排队现象发生,在IP层的输出侧的排队在大吞吐量时有周期性的变化现象。因此在Linux的TCP／IP协议栈中仅需要在IP层的输出侧引入相应的分组调度算法（如WFQ）以提供QoS支持。     

An Efficient Progressive Bitstream Transmission System for Hybrid Channels With Memory

We consider progressive transmission over a hybrid channel introducing bit errors and packet erasures. The existing solutions are analyzed and extended to the case of a channel that exhibits memory on both bit errors and packet erasures. We then propose a simple, low-complexity coding scheme that transforms the hybrid channel into a channel with a single impairment for which various optimization techniques exist. Both rate-based and distortion-based optimization problems are investigated. It is shown that our proposed solution has lower channel coding and rate-distortion optimization complexities compared to the known solutions. Simulation results for channels with and without memory show the effectiveness of our proposed solution over a wide range of operating conditions. Numerical results also indicate that the rate-based solution of our proposed algorithm is very close to the corresponding distortion-based solution     

网络编码下不可靠自组织网络高效路由算法

无线自组织网络(wireless ad hoc network)中链路的不可靠性与高丢包率是影响网络性能和应用的主要缺陷.为了优化多跳的不可靠无线网络中完成数据传输所需的数据分组发送次数,提出了融合路径切换思想的基于网络编码的路由协议(network coding routing with path switching,简称NCPS).为了发现潜在的适合网络编码的路径,首先分析并提出了网络中路径可编码与可解码条件;其次对比于传统的最优路径,分析得出了在网络编码下路径切换所能获取的编码收益;最后以优化网络中数据分组发送次数为目标,设计了网络编码下结合路径切换的路由协议.实验结果表明,在不同的网络环境参数下,NCPS能够有效减少网络中的数据发送次数,获取稳定的编码收益.