网络编码研究综述

摘要：网络编码是指在网络的中间节点对信息进行恰当地编码处理，而非传统的只对信息进行存储转发的方案。该文主要介绍了网络编码的工作原理和实现方法，总结了网络编码的主要优缺点，对现阶段网络编码的一些主要应用作了介绍和探讨，并对以后的研究工作进行了展望。

关键词:网络编码;信息流;最大流最小割;组播;吞吐量

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)16-3836-04

A Survey of Network Coding

ZHONG Qiang

(China Mobile Sichuan Branch,Chengdu 610041,China)

Abstract：Network Coding is employing proper coding at the intermediate nodes of a communicate network, rather than just simply repli cating and routing。In this paper, we study the problem with the principles and implements of network coding, and introduced its main advantages and disadvantages, research progress and main applications. In the end, the prospect and research directions of network coding are stated.

Key words: network coding; information flow; Max-flow Min-cut; multicast; throughput

在传统的计算机通信网络中，对数据的编码，无论是压缩还是加密，只发生在信源处，对数据的解码只发生在接收端，中间节点只对数据进行存储转发，不对其本身进行加工处理。然而2000年，香港中文大学的Ahlswede等人提出的Network Coding的理论，彻底颠覆了传统的数据传输方式。他们的研究表明，如果允许网络中间节点对传输的信息进行恰当地编码处理，而非仅做存储转发，则基于该方式的网络多播可以突破传统的传输容量，达到理论上的最大值。相对于数据在信源节点处的编码，我们把这种中间节点对数据信息进行的编码操作称为网络编码。

3.4信息安全等领域

应用网络编码的网络中传输的信息本身是经过编码转换的，因此即使不经过复杂的额外的加密操作，攻击者通过信息攫取来还原原始数据的可能性也大大降低。网络编码很应用到信息安全领域，为新的加密算法提供了新的研究方案与思路。

现阶段，在国外，麻省理工大学、普林斯顿大学等许多著名大学，以及微软研究院和AT&T香农信息实验室等多家大型IT公司的科研中心都在积极地研究网络编码的理论及应用；在国内，香港中文大学、清华大学和西安电子科技大学等高等学府也在网络编码领域展开了深入的研究工作。网络编码已深入到编码学、信息学、无线网络、分布式存储、网络安全、通信系统和内容传输等领域中。

经过十几年的发展,网络编码在理论和应用上都取得了一定的研究成果,但仍然存在一些尚未解决的问题和有待完善的地方：如何降低网络编码在设计和实现上的复杂性，提高实时处理速度；如何完善网络编码的安全问题；如何将目前的单源网络编码推广到多源的一般性网络中；如何实现有环网络的编码；如何更好地将网络编码与相关领域的技术融合等等都有待进一步的研究。

在未来的发展中,网络编码的研究和应用领域势必继续扩大,必将更好地促进通信网络的发展，给信息论、编码理论等相关领域带来前所未有的深远影响。

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