基于NS2的COPE编码机制实现仿真
本文基于成本、环境、人工等种种因素上的考虑，采用目前受到学术界广泛认可的网络模拟软件NS2，将无线网络编码方案COPE在此基础上进行模拟实现。本文选取无线网络构建网络拓扑，设计实现了COPE，在相同的无线网络拓扑环境下对采用COPE协议和未采用COPE协议两种环境下的TCP协议进行了仿真，并对实验结果进行了分析。实验结果显示，采用COPE协议可以提高网络吞吐量，影响网络数据包时延和丢包率。8806
关键词 COPE，网络编码，网络模拟，无线网络
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title The Implementation of COPE in NS2
Abstract
Network coding technology with its can improve the performance of the network by the industry and researchers attention. Wireless network coding technique is to COPE first wireless unicast communication mode network coding scheme. And several of the existing network coding scheme, compared to the first network coding idea will COPE with the wireless network combined together, make full use of wireless network node of the broadcast characteristics of the coding process by complex matrix operations simplified as merely the vision of or operation, so it can effectively reduce the algorithm complexity.
This paper, based on the cost, the environment, the artificial factors such as many reasons, and the wide recognition by academics at present of the network simulation software NS2, wireless network coding scheme COPE based on simulation realized. This article selects the wireless network construction network topology, designed COPE, in the same wireless network topological environment to COPE under the agreement and not COPE agreement with two under the environment of the TCP protocol, and the experimental results are analyzed. The experimental results show that this agreement can improve network throughput COPE, influence network packet delay and packet loss rate.
Keywords COPE，Network coding, Network Simulation, Wireless Network
目 次
1 绪论1
1.1 研究背景及意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3 本文主要工作 2
1.4论文的组织结构 2
2 相关的理论与技术 3
2.1 TCP的基本原理 3
2.2网络编码 4
2.3 网络编码对TCP性能的影响 5
2.4 COPE协议 5
2.5网络模拟器NS2 9
3 基于NS2的COPE编码机制实现 11
3.1 拓扑结构 12
3.2 COPE基本思想 12
3.3算法实现 15
3.4仿真及实验结果分析 28
4 回顾与展望 34
4.1 总结34
4.2 下一步的工作35
结论 36
致谢 37
参考文献38
1 绪论
1．1 研究背景及意义
当前传统的网络中，端到端信息的传输采取存储转发机制来传输数据。当若干个独立的数据包同时到达某个中转节点时，该节点同一时刻仅能转发其中一个数据包，而其余的数据包将被送至节点的输出队列中。当网络负载增大时，由于输出队列长度的限制会出现节点转发的数据包丢失和重传的情况。这种现象会造成网络拥塞，降低网络的吞吐量。因此如何缓解网络拥塞、提高网络的吞吐量己成为网络性能研究的一个重要方向。
网络编码技术以其能大幅度改善网络性能而受到业界研究人员的广泛关注。目前的网络编码机制主要分为确定性和随机性两种方案，针对不同的网络环境及资源能力，可选择相应的合适的编码方案。确定性编码方案如线性网络编码及网络编码的代数方法等，通过对全局网络结构进行分析，并对每个节点的输入流选取适当的系数进行线性组合来实现网络编码。该方案需要了解整个网络的情况，复杂度比较高，不易于分布式的实现，一旦网络拓扑发生变化，必须修改整个编码方案，鲁棒性较差。而随机网络编码方案采用分布式的设计思想，其编码组合的系数可以随机选择，能以较大的概率成功地实现网络编码。无线网络编码技术COPE是首次面向无线单播通信模式下的网络编码方案。与已有的几种网络编码方案相比，COPE首次将网络编码思想与无线网络相结合，充分利用无线网络中节点的广播特性，将编码过程由复杂的矩阵运算简化为单纯的异或运算，从而有效地降低了算法复杂度。
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