瘋狂

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(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，即除了數(shù)據(jù)的發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)以外的節(jié)點(diǎn)只負(fù)責(zé)路由，而不對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容做任何處理，中間節(jié)點(diǎn)扮演著轉(zhuǎn)發(fā)器的角色。長(zhǎng)期以來(lái)，人們普遍認(rèn)為在中間節(jié)點(diǎn)上對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加工不會(huì)有任何收益，然而R Ahlswede等人[1]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(diǎn)。 　　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(gè)節(jié)點(diǎn)上對(duì)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(diǎn)，中間節(jié)點(diǎn)扮演著編碼器或信號(hào)處理器的角色。根據(jù)圖論中的最大流-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(guò)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(guò)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膫鬏斝剩瑥亩於司W(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(lái)，可以說(shuō)基本上藏身于各大學(xué)和實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shuō)，該技術(shù)將會(huì)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(huì)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(diǎn)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(gè)中間節(jié)點(diǎn)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(diǎn)。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(wèn)題

　　研究人員承認(rèn)，竊聽(tīng)方式與xor位流概念的混合可能會(huì)引發(fā)對(duì)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(guò)程中偽裝了數(shù)據(jù)，并且能有效地承載數(shù)據(jù)，所以實(shí)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(shí)，其本身就具備了數(shù)據(jù)隱藏的性能。”Medard說(shuō)。“比如有兩個(gè)位組A和B，對(duì)兩個(gè)位組執(zhí)行xor操作，從得出的結(jié)果中哪個(gè)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(shuō)，網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)還能在P2P傳輸中檢測(cè)惡意“污染”攻擊，并糾正錯(cuò)誤。 　　當(dāng)然，還需要做大量的工作，以便確定網(wǎng)絡(luò)編碼對(duì)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(wèn)題才行。比如說(shuō)，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(shí)候該如何實(shí)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(wú)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(yùn)營(yíng)商把不同客戶的不同流量相互混合時(shí)，客戶到底應(yīng)該如何付費(fèi)。 　　Medard說(shuō)，她和其他研究人員一起正在考慮解決這些問(wèn)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(lèi)社會(huì)不可或缺的組成部分。

實(shí)際應(yīng)用

　　網(wǎng)絡(luò)編碼（Network Number），就是在路由器配置中所說(shuō)的“網(wǎng)域”、"網(wǎng)段"的概念。 　　網(wǎng)絡(luò)編碼是融合了路由和編碼的信息交換技術(shù)。在搭建網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程中，路由器正是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)編碼的設(shè)備。即有路由器的地方就需要網(wǎng)絡(luò)編碼。 　　網(wǎng)絡(luò)編碼（Network Number )=IP地址（IP Address）and 子網(wǎng)掩碼（Subnet Mask）。通過(guò)劃分子網(wǎng)，即設(shè)置子網(wǎng)掩碼，獲得不同的網(wǎng)絡(luò)編碼，分配給計(jì)算機(jī)和路由器。 　　網(wǎng)絡(luò)編碼通常是使用在跨地域的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)之中。兩者之間使用路由器連線，同時(shí)也上Internet。如果只申請(qǐng)到一組C 類(lèi)IP地址，過(guò)路由器又需不同的網(wǎng)絡(luò),所以此時(shí)就必須使用到網(wǎng)絡(luò)編碼。