Linear Network Coding Based Fast Data Synchronization for Wireless Ad Hoc Networks with Controlled Topology
无线自组织网络中的快速数据同步是一个具有挑战性和关键性的问题。它是分布式系统中有效的信息融合、控制和决策的基础。以前，分布式数据同步主要是在容延迟的分布式数据库中研究的，或者假设无线自组网的一般模型。在本文中，我们提出了一对线性网络编码（NC）和全对全广播的快速数据同步算法的无线ad hoc网络的拓扑结构下的运营商的控制。我们考虑两个数据块的选择和发送节点的选择，利用NC的好处。与传统的未编码方法中的存储转发协议不同，我们的方案采用了计算转发协议，提高了传输效率。在不同的网络规模、网络连接度和每跳数据包出错率下，研究了所提算法的性能。仿真结果表明，我们的算法显着减少用于数据同步的时隙相比，基线，不使用NC。
2022-09-17 cs.DC cs.NI
In the IP of the Beholder: Strategies for Active IPv6 Topology Discovery
现有的IPv6互联网中的主动拓扑发现方法在很大程度上反映了IPv4的方法。鉴于大而稀疏的地址空间，结合积极的ICMPv6速率限制的路由器，这项工作开发了一种不同的方法来互联网范围内的IPv6拓扑映射。我们采用随机探测技术，以分布探测负载，最大限度地减少速率限制的影响，并在更高的速率探测。其次，我们广泛地分析了各种IPv6 hitlist和目标生成方法的效率和功效时，用于拓扑发现，并合成新的目标列表的基础上，我们的实证结果，以提供广度（覆盖整个网络）和深度（找到潜在的子网）。采用我们的探测策略，我们发现超过1.3M的IPv6路由器接口地址从一个单一的有利位置。最后，我们分享我们的探测器实现，合成的目标列表，并发现IPv6拓扑结构的结果。
2018-10-09 cs.NI
Authentication planning for XOR network coding
本文阐述了在无线传感器网络中实施网络编码时的认证规划问题。规划问题的目的是最大限度地减少能源消耗的安全应用，这是保证使用消息认证码。本文提出了一种二元非线性规划问题的决策变量是认证决定的节点和MAC模式的操作。它是一个蝴蝶拓扑结构。结果表明，在这种情况下，有一个真正的权衡能源效率和消息吞吐量。
2011-03-09 cs.NI
A Survey on Network Tomography with Network Coding
内部网络监控的开销激发了网络断层扫描技术。网络编码（NC）为网络断层扫描提供了一个新的机会，因为NC引入了拓扑相关性，可以在拓扑估计中进一步利用。与传统方法相比，NC网络层析成像具有提高层析成像精度、降低监测路径选择复杂度等优点。在本文中，我们首先介绍了问题的断层扫描与数控，然后提出了分类标准，分类各种方法。我们还介绍了现有的解决方案和未来的趋势。我们希望我们的全面审查网络断层扫描与NC可以作为一个很好的参考研究人员和从业人员在该领域的工作。
2014-03-24 cs.NI cs.PF
Joint Semantic Coding and Routing for Multi-Hop Semantic Transmission in LEO Satellite Networks
Chongqing University of Posts and Telecommunications（重庆邮电大学）
本文提出GraphJSCR方法，通过联合路由和语义编码提升低轨卫星网络多跳语义传输性能，平衡语义质量和传输延迟。
2026-04-14 cs.NI
Network Coding for Critical Infrastructure Networks
关键基础设施系统中的应用程序对基础计算机网络同时提出了复原力和性能要求。为了满足这样的要求，使用存储转发范式的网络对网络拓扑中的冗余提出了严格的条件，并导致在大规模上解决计算上具有挑战性的问题。然而，随着可编程数据平面的出现，现在可以在中间网络节点（即硬件和软件交换机）处使用线性网络编码（NC）来满足应用的弹性要求。为此，我们提出了一个架构，实现线性NC在可编程网络分解成原子编码原语的线性NC功能。我们使用P4生态系统提供的功能设计和实现了这些原语。使用一个开源原型的实证评估，我们表明，理论上的收益承诺的线性网络编码可以实现与每包处理成本。
2018-09-25 cs.NI
Recovery from Link Failures in Networks with Arbitrary Topology via Diversity Coding
针对任意拓扑网络的单链路故障，论文提出基于分集编码的覆盖网络设计算法，以最小化备用容量并实现近乎无延迟恢复，相较传统方法显著缩短恢复时间并改善QoR。
2011-06-17 cs.IT cs.NI math.IT
The Gain of Network Coding in Wireless Sensor Networking
无线传感器网络具有一些众所周知的特点，如低电池消耗，不断变化的拓扑意识，开放的环境，不可靠的无线电链路等。在本文中，我们研究了网络编码无线传感器网络的好处，特别是弹性。我们主要关注的问题之一是无线传感器网络中的弹性。我们已经看到，弹性可以被描述为一个多维度量\cite{5478822,erdene2011enhancing,6423640}，作为平均交付率，延迟效率，能源效率，平均吞吐量和交付公平性考虑。弹性然后可以图形化地表示为kiviat图创建由以前的加权参数。为了介绍这些指标，以前的工作已经导致随机梯度路由，这证明了良好的弹性在恶意环境中。我们期待看到弹性方面的改进，当在具有恶意节点的随机梯度路由中添加网络编码时，
2014-12-08 cs.NI
Heuristics for Network Coding in Wireless Networks
多播是新兴的多跳无线架构（如无线网状网络）的核心挑战，因为其在带宽方面的巨大成本。在这份报告中，我们研究了一个特定的情况下，多播：广播，发送数据从一个源到所有节点，在一个多跳无线网络。我们关注的广播是基于网络编码，降低成本的一个有前途的途径，我们以前的工作表明，网络编码与简单的算法的性能是渐近最优的：每个传输是有益的，几乎每个接收器。这适用于该计划的同质和大型网络。但是对于小的、稀疏的或非均匀的网络，需要一些额外的算法。本报告提出了这样的额外的新的算法（选择率）与网络编码广播。我们的拓扑分析只打算使用简单的局部拓扑信息。我们详细介绍了该算法的逻辑，并结合实验结果说明了该算法的行为，展示了其优异的性能。
2007-07-04 cs.NI
Optimal Algorithms for Near-Hitless Network Restoration via Diversity Coding
分集编码是一种网络恢复技术，它提供了近乎无命中的恢复，而其他最先进的技术则明显较慢。此外，分集编码的额外空闲容量需求与其他编码相比具有竞争力。在此之前，我们开发了启发式算法，采用多样性编码结构的网络具有任意的拓扑结构。本文提出了两种算法，以解决网络设计问题，采用分集编码的最佳方式。第一种技术预先提供静态流量，而第二种技术按需执行流量的动态提供。在这两种情况下，分集编码的结果在更小的恢复时间，更简单的同步，并大大降低了信令的复杂性比现有的技术在文献中。分别针对预配置和动态配置提出了一种混合规划（MIP）公式和一种基于线性规划（ILP）的算法。仿真结果表明，分集编码具有显着更高的恢复速度比共享路径保护（SPP）和p-循环技术。它比p循环技术和SPP需要更多的额外容量。然而，与恢复速度的提高相比，总容量的增加可以忽略不计。
2012-05-07 cs.NI
Implementation of Multipath and Multiple Description Coding in OLSR
本文讨论了OLSR的多路径路由和多描述编码（MDC）扩展（MP-OLSR）的应用和实现。它基于链路状态算法，并采用周期性的消息交换来维护网络的拓扑信息。同时，它以按需方式更新路由表，并在源端确定的多条路径上转发数据包。如果检测到链路故障，算法会自动恢复路由。针对无线网络的不稳定性，采用多描述编码来提高网络传输的可靠性，并提出了几种在不同路径上分配冗余的方法。NS 2仿真结果表明，新协议能有效地提高网络的性能。最后给出了MP-OLSR的实现方案。
2009-02-27 cs.NI
A Network Coding Approach to Loss Tomography
网络断层扫描旨在根据网络边缘的测量结果推断内部网络特性。特别是在丢失断层扫描中，感兴趣的特征是各个链路的丢失率，并且通常使用多播和/或单播端到端探测。独立地，网络编码的最新进展已经表明，除了仅仅转发分组之外，允许中间结点处理和组合分组也有优点。在本文中，我们研究了网络编码能力的网络中的损失层析成像问题。我们设计了一个框架来估计链路丢失率，它利用网络编码功能，我们表明，它提高了几个方面的断层扫描，包括链路的可识别性，估计精度和带宽效率之间的权衡，以及探测路径选择的复杂性。我们讨论的情况下，推断链路损耗率在树拓扑结构和一般拓扑结构。在后一种情况下，与标准技术相比，我们的方法的好处更加明显，但我们也面临着新的挑战，例如处理源和接收器之间的循环和多路径。总体而言，这项工作使主动网络断层扫描和网络编码之间的联系。
2013-02-09 cs.IT cs.NI math.IT
Co-Designing Multi-Packet Reception, Network Coding, and MAC Using a Simple Predictive Model
我们设计了一种跨层的方法来优化多包接收和网络编码的联合使用，以缓解拥塞。我们构建了一个模型的802.11 MAC的行为，并将其应用到几个关键的规范拓扑组件和它们的扩展到任何数量的节点。从这个模型得到的结果匹配现有的实验结果，这是路由和机会网络编码，保真度。使用这个模型，我们表明，公平分配的MAC可以严重影响性能，因此，我们设计了一个新的MAC，不仅大大提高了吞吐量相对于当前的802.11 MAC，但也提供了公平的信息流，而不是节点。我们表明，网络编码，多数据包接收，我们的新MAC协议的适当组合实现了超加性的吞吐量增益高达6.3倍的路由单独使用的标准802.11 MAC。最后，我们扩展了模型，分析我们的新MAC的节点数量增加的渐近行为。
2011-01-30 cs.NI
Distributed Power Control and Coding-Modulation Adaptation in Wireless Networks using Annealed Gibbs Sampling
在无线网络中，链路的传输速率由接收信号强度、来自同时传输的干扰和可用的编码调制方案决定。速率分配是无线网络设计中的关键问题，但是是非常具有挑战性的问题，因为：（i）无线干扰是全局的，即，传输干扰所有其它同时传输，以及（i i）速率-功率关系是非凸的和非连续的，其中不连续性是由于实际系统中有限数量的编码调制选择。在本文中，我们提出了一种分布式功率控制和编码调制自适应算法，使用退火吉布斯采样，实现吞吐量最优的任意网络拓扑结构。我们考虑一个现实的信号干扰噪声比（SINR）为基础的干扰模型，并假设连续的功率空间和有限的速率选项（编码调制选择）。我们的算法首先分解网络范围内的干扰本地干扰，通过适当地选择一个“邻居”为每个发射机和绑定的干扰，从非邻居节点。功率更新策略，然后精心设计，以模拟一个吉布斯采样器在马尔可夫链与连续的状态空间。我们进一步利用模拟退火的技术，以加快算法的收敛到最佳的功率和编码调制配置。仿真结果表明了该算法的优越性能。
2012-10-23 cs.NI
To Code or Not to Code: When and How to Use Network Coding in Energy Harvesting Wireless Multi-hop Networks
Imam Khomeini International University（伊玛目霍梅尼国际大学）
本文提出ENCODE框架，结合最优停止理论和半马尔可夫决策过程，优化能量收集无线多跳网络中网络编码的时机与方式，以提升吞吐量、降低能耗和延迟。
2026-09-24 cs.NI
AToM: Active Topology Monitoring for the Bitcoin Peer-to-Peer Network
在过去的十年中，比特币P2P网络协议已经成为所有现代加密货币的参考模型。虽然这个网络中的节点是已知的，但它们之间的连接是隐藏的，因为人们普遍认为这有助于防止去匿名化和低级攻击。然而，攻击者可以通过侧通道推断连接来绕过这一限制。同时，拓扑信息的缺乏阻碍了对网络的分析，这对于提高效率和安全性至关重要。在本文中，我们彻底审查网络级的攻击和经验表明，拓扑混淆不是一个有效的对策。然后，我们认为开放拓扑的好处可能超过其风险，并提出了一个协议，以可靠地推断和监控比特币网络的可达节点之间的连接。我们正式分析我们的协议，并在可信和不可信的设置实验评估其准确性。实验结果表明，该系统对网络的影响较小，在网络中恶意节点高达20%的情况下，查准率和查全率均在90%以上。
2021-07-27 cs.CR cs.NI
Lightweight Security for Network Coding
在新兴的网络编码范例下，网络中的中间结点不仅被允许存储转发分组，而且被允许处理和混合不同的数据流。我们提出了一个低复杂度的加密方案，利用随机线性网络编码提供的固有安全性，并提供了减少开销的优势相比，传统的端对端加密的整个数据。通过保护（或“锁定”）解码编码数据所需的源系数来实现机密性，而不会阻止中间结点运行其标准网络编码操作。我们的计划可以很容易地结合现有的技术，对抗主动攻击。
2008-07-03 cs.CR cs.NI
Network Coding Based Evolutionary Network Formation for Dynamic Wireless Networks
Ewha Womans University（梨花女子大学）
在本文中，我们的目标是找到一个强大的网络形成策略，可以自适应地发展网络拓扑结构对网络动态分布的方式。我们考虑了一个采用网络编码的无线自组织网络，其中源节点通过中间结点连接到终端节点。我们表明，混合操作在网络编码可以诱导包匿名，允许在网络中的互连被解耦。这使得每个中间结点能够将复杂的网络互连视为节点-环境交互，使得可以在每个中间结点处采用马尔可夫决策过程（MDP）。可以通过求解MDP获得的最优策略为每个节点提供了给定网络动态的传输范围的最优变化量（例如，范围中的节点数目和信道条件）。因此，网络可以通过响应网络动态来自适应地和最优地演进。所提出的策略是用来最大限度地提高长期效用，这是通过考虑当前的网络条件和未来的网络动态。我们定义的效用的行动，包括网络吞吐量的增益和成本的传输功率。我们表明，所提出的策略的结果网络最终收敛到稳定的网络，保持节点的状态。此外，我们建议确定初始传输范围和初始网络拓扑结构，可以加快所提出的算法的收敛。我们的仿真结果证实，所提出的策略建立了一个网络，自适应地改变其拓扑结构的网络动态的存在。此外，所提出的策略优于现有的策略，在系统有效吞吐量和成功连接率。
2018-08-16 cs.LG cs.MA cs.NI
Subspace Properties of Network Coding and their Applications
采用网络编码进行内容分发的系统向接收机传送源分组的线性组合。如果我们假设随机网络编码，在此过程中，网络节点收集源数据包所跨越的空间的随机子空间。我们建立了在这样一个系统中诱导的随机子空间的几个基本性质，并表明这些子空间隐含地携带关于网络及其状态的拓扑信息，这些信息可以被动地收集和推断。我们利用这些信息对一些有趣的应用程序，在自己的权利，如拓扑推理，在对等系统中的瓶颈发现和定位拜占庭攻击者。因此，我们认为，随机网络编码，除了其更好地提高信息传输速率已知的属性，可以另外促进网络管理和控制。
2011-11-16 cs.IT cs.NI math.IT
Performance of wireless network coding: motivating small encoding numbers
本文重点介绍了一种特殊的传输方案，称为本地网络编码，据报道，在实际的无线网络中提供显着的性能增益。该方案的性能很大程度上取决于网络拓扑结构，从而取决于无线节点的位置。此外，先前已经示出，找到实现最大性能的编码策略需要无线节点实时进行复杂的计算。确定性和随机点模式都进行了探索，并使用布尔连接模型，我们提供了最大编码数的上限，即，可以组合以使相应接收器能够解码的数据包数量。对于所研究的模型，该上限为$\sqrt{N}$的阶，其中$N$表示邻居的（平均）数量。此外，可实现的编码数提供了网格状网络。我们还计算了在小网络情况下确定增益的乘法常数。基于上述结果，我们提供了一个解析表达式的本地网络编码的效率上界。所传达的信息是，通过仅依赖于小的编码数来降低计算复杂性是有利的，因为所得到的预期吞吐量损失是可忽略的。
2010-10-04 cs.NI cs.PF
Topology Control and Network Lifetime in Three-Dimensional Wireless Sensor Networks
三维（3D）网络的覆盖和连通性问题在[2]中得到了解决，但该工作假设节点可以放置在任何任意位置。在这项工作中，我们放弃了这一假设，而是假设节点均匀且密集地部署在3D空间中。我们希望设计一种机制，使一些节点保持活动状态，并使其他节点进入睡眠状态，以便每次活动节点的数量最小化（从而使网络生命周期最大化），同时保持全覆盖和连接。一种简单的方法是将3D空间划分为单元，每个单元中只有一个节点保持活动状态。我们的结果表明，如果每个单元的形状是一个截顶八面体，可以最小化的活动节点的数量。它要求传感范围至少是传输半径的0.542326倍。对于立方体、六棱柱和菱形十二面体，该值分别为0.5、0.53452和0.5。而立方体、六棱柱体和菱形十二面体模型的一次激活节点数分别是截顶八面体模型的2.372239、1.82615和1.49468倍。由此可见，截角八面体模型具有最高的网络寿命。我们还提供了一个分布式的拓扑控制算法，可以使用每个传感器节点，以确定其小区ID使用一个恒定数量的本地算术运算提供的传感器节点知道它的位置。我们还通过仿真验证了我们的结果。
2006-09-11 cs.CG cs.NI
Match Made in Heaven: Practical Compressed Sensing and Network Coding for Intelligent Distributed Communication Networks
基于网络编码和压缩感知范式分别带来的令人印象深刻的功能，将它们结合在一起的想法将在即将到来的5G网络中产生重大改进和影响。在这种情况下，本文的目的是评估这些关键技术在基于簇的无线传感器网络的有效性，在存在的时间和空间的相关性。我们的目标是实现更好的压缩增益，通过应用时间压缩，以及减少在网络中使用实域网络编码的传输总数进行的总负载按比例缩小。为了进一步减少传输的数量，簇头执行低复杂度的空间预编码，包括以一定的概率发送分组。此外，我们比较我们的方法与基准计划。正如预期的那样，我们在NS3模拟器上运行的数值结果表明，总体上我们的方案显着下降了所考虑的集群拓扑结构中的传输数据包的数量具有非常高的重建SNR。
2017-11-09 cs.IT cs.NI math.IT
