傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)的方式是存儲轉(zhuǎn)發(fā)，即除了數(shù)據(jù)的發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點以外的節(jié)點只負(fù)責(zé)路由，而不對數(shù)據(jù)內(nèi)容做任何處理，中間節(jié)點扮演著轉(zhuǎn)發(fā)器的角色。網(wǎng)絡(luò)編碼的工作原理是把不同的信息轉(zhuǎn)化成位數(shù)更小的“痕跡”，然后在目標(biāo) 節(jié)點進(jìn)行演繹還原，這樣就不必反復(fù)傳輸或者復(fù)制全部信息了。網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)最熱心的支持者們說，該技術(shù)將會引發(fā)網(wǎng)絡(luò)的下一代革命；其他人則認(rèn)為，網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)更有可能會潛移默化地改變目前基于 路由的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
簡介
網(wǎng)絡(luò)編碼（Network coding）:
傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)的方式是 存儲轉(zhuǎn)發(fā)，即除了數(shù)據(jù)的發(fā)送 節(jié)點和接收節(jié)點以外的節(jié)點只負(fù)責(zé)路由，而不對數(shù)據(jù)內(nèi)容做任何處理，中間節(jié)點扮演著轉(zhuǎn)發(fā)器的角色。長期以來，人們普遍認(rèn)為在中間 節(jié)點上對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加工不會產(chǎn)生任何收益，然而R Ahlswede等人于2000年提出的網(wǎng)絡(luò)編碼理論徹底推翻了這種傳統(tǒng)觀點。
網(wǎng)絡(luò)編碼是一種融合了路由和編碼的信息交換技術(shù)，它的核心思想是在網(wǎng)絡(luò)中的各個 節(jié)點上對各條信道上收到的信息進(jìn)行線性或者非線性的處理，然后轉(zhuǎn)發(fā)給下游節(jié)點，中間節(jié)點扮演著編碼器或信號處理器的角色。根據(jù)一筆畫問題中的最大流最小割定理[2]，數(shù)據(jù)的發(fā)送方和接收方通信的最大速率不能超過雙方之間的最大流值(或最小割值)，如果采用傳統(tǒng) 多播路由的方法，一般不能達(dá)到該上界。R Ahlswede等人以蝴蝶網(wǎng)絡(luò)的研究為例，指出通過網(wǎng)絡(luò)編碼，可以達(dá)到 多播路由傳輸?shù)淖畲罅鹘纾岣吡诵畔⒌?傳輸效率，從而奠定了網(wǎng)絡(luò)編碼在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信研究領(lǐng)域的重要地位。
網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)自七年前誕生以來，可以說基本上藏身于各大學(xué)和實驗室中而鮮為人知。這是一種編碼算法，支持者們聲稱它可以將現(xiàn)有的 網(wǎng)絡(luò)吞吐量提高一倍，同時還能改善網(wǎng)絡(luò)的可靠性和防范攻擊的能力。網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)最熱心的支持者們說，該技術(shù)將會引發(fā)網(wǎng)絡(luò)的下一代革命；其他人則認(rèn)為，網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)更有可能會潛移默化地改變目前基于 路由的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
工作原理
網(wǎng)絡(luò)編碼的工作原理是把不同的信息轉(zhuǎn)化成位數(shù)更小的“痕跡”，然后在目標(biāo) 節(jié)點進(jìn)行演繹還原，這樣就不必反復(fù)傳輸或者復(fù)制全部信息了。痕跡可以在多個中間節(jié)點間的多條路徑上反復(fù)傳遞，然后再被送往最終的目的端點。它不需要額外的容量和路由—只需把信息的痕跡轉(zhuǎn)換成位流即可，而這種轉(zhuǎn)換現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施是可以支持的。
安全問題
研究人員承認(rèn)，竊聽方式與xor位流概念的混合可能會引發(fā)對安全性的擔(dān)憂。
但是麻省理工學(xué)院的Medard卻認(rèn)為，網(wǎng)絡(luò)編碼在執(zhí)行過程中偽裝了數(shù)據(jù)，并且能有效地承載數(shù)據(jù)，所以實際上增強(qiáng)了信息的安全性，要比在網(wǎng)絡(luò)上傳輸不可破譯的算法流的傳統(tǒng)加密技術(shù)更安全。
“在你做這種數(shù)據(jù)包的混合時，其本身就具備了數(shù)據(jù)隱藏的性能。”Medard說。“比如有兩個位組A和B，對兩個位組執(zhí)行xor操作，從得出的結(jié)果中哪個位組的數(shù)據(jù)你都看不到。你可能知道其中的某些位的值，但你卻不可能還原出A位組的數(shù)據(jù)，除非你完全知道B位組的數(shù)據(jù)。”
她說，網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)還能在P2P傳輸中檢測惡意“污染”攻擊，并糾正錯誤。
當(dāng)然，還需要做大量的工作，以便確定網(wǎng)絡(luò)編碼對于安全的影響。至于網(wǎng)絡(luò)編碼能否在互聯(lián)網(wǎng)這種共享基礎(chǔ)設(shè)施中最終取代路由器，也同樣還需要解決很多問題才行。比如說，客戶必須知道，當(dāng)信息在共享網(wǎng)絡(luò)中不能夠進(jìn)行混合的時候該如何實施網(wǎng)絡(luò)編碼；他們還需要注意網(wǎng)絡(luò)編碼在有線和無線基礎(chǔ)設(shè)施中的細(xì)微差別；而業(yè)界必須能夠找出某種辦法，當(dāng)運營商把不同客戶的不同流量相互混合時，客戶到底應(yīng)該如何付費。
Medard說，她和其他研究人員一起正在考慮解決這些問題的辦法，繼續(xù)探索改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的各種途徑，以便讓網(wǎng)絡(luò)成為人類社會不可或缺的組成部分。
相關(guān)書籍
1.《network coding theory》2006 R.W. Yeung, S.-Y.R. Li, N. Cai, and Z. Zhang
2.《network coding：an introduction》2007 Tracey Ho,Desmond S. Lun
3.《Information Theory and Network Coding》2008 Raymond W. Yeung等
4.《Network Coding Fundamentals》2007 Christina Fragouli,Emina Soljanin
5.《Network Coding Applications》2007 Christina Fragouli,Emina Soljanin
6 .Network Coding: Fundamentals and Applications 2011,11,11 Muriel Medard, Alex Sprintson ,Sachin Katti,Baochun Li ,Tracey Ho等刪去此段。
7.《信息論與網(wǎng)絡(luò)編碼（翻譯版）（加拿大）楊偉豪 著 蔡寧等 譯
參考資料 >