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一种基于分布式网络编码的共享树光组播算法
随着通信技术的不断发展，光纤网络已逐渐成为大规模传输数据的首选技术。现如今，光组播成为一种广泛应用的技术，拥有诸多优势，例如高存储带宽、低电磁干扰、高密度等等。然而，设计高效可靠的光组播算法仍然是一个具有挑战性的问题。因此，本论文提出一种基于分布式网络编码的共享树光组播算法。
1.引言
近年来，随着云计算、大数据等领域的迅猛发展，网络通信又成为人们关注研究的热点。光纤网络由于其带宽大、信噪比高，成为高速传输大量数据的理想选择。而组播技术又可以将一份数据同时传送给多个接收者，因此在高效共享大量数据时更加适用。因此，光组播技术成为了近期研究的一个热点和难点。
共享树光组播算法是一种常见的光组播算法，它不仅具有高效性，而且能够保证多个终端同时接收数据，可以避免传统广播的“洪泛”问题。然而，当组播数据包的数量较大时，基于广播树的共享树光组播算法往往会导致拓扑结构复杂、链路负载不平衡、传输效率低等问题。因此，提高光组播算法的效率和可靠性成为一个亟待研究的问题。
分布式网络编码是一种新颖的网络编码方法，通过将多个源点上传数据合并成一个编码包，显著提高数据传输效率。分布式网络编码应用在共享树光组播算法中，可以有效降低链路流量，避免链路拥塞。因此，结合分布式网络编码和共享树光组播算法成为了研究的新方向。
2.相关工作
近年来，共享树光组播算法已被广泛研究。现有的共享树光组播算法主要有两种：基于最少代价的广播树算法和基于贪心的广播树算法。其中，基于最小代价的广播树算法使用最小生成树方法构建广播树，而基于贪心的广播树算法使用启发式算法生成广播树。这两种算法以根节点为起点，将广播树扩展至组成员，实现了数据的高效分发。然而，这些算法对链路负载不均衡、复杂性高等问题没有很好的解决方案。
分布式网络编码已被应用于多播算法中。在无线多播网络中，研究者提出了一种基于分布式网络编码的无线多播算法，通过对网络编码包的操作，实现了对链路利用率的最大化。此外，还提出了一种基于重复者消除的网络编码多播算法，通过重复者消除、梳理和合并等操作，在保证正确性的前提下提升了多播效率。
3.本文提出的算法
本论文提出了一种基于分布式网络编码的共享树光组播算法，能够有效降低链路流量和降低链路拥塞风险，实现共享树的高效传输。具体流程如下：
首先，随机选择一个节点作为根节点，在其它节点沿着树状结构传输编码包。
然后，在每个非叶子节点处进行网络编码操作，将多个子节点的数据合并成一个编码包。
在链路拥塞时，会产生丢失编码包的问题。因此，通过设置编码包的冗余度，实现了对传输效率的提升和编码包的纠错。
最后，按照广播树的叶子节点和根节点之间的关系，构建生成公共派生的数据分发树，实现了高效共享数据的传输。同时，该算法通过动态选择最优节点，实现了负载均衡和可靠性的提高。
4.实验评估
通过Matlab仿真平台进行了实验评估。在比较实验中，对比了基于广播树算法和基于分布式网络编码的共享树光组播算法。实验结果表明，本文提出的算法在链路利用率、数据传输时延、可靠性等方面都有较大改善，效率比较提高。
5.结论
本文提出了一种基于分布式网络编码的共享树光组播算法，通过叶子节点和根节点之间的关系，构建生成公共派生的数据分发树，实现了高效共享数据的传输。同时，该算法通过动态选择最优节点，实现了负载均衡和可靠性的提高。仿真实验表明，该算法在链路利用率、传输时延、可靠性等方面都优于传统的光组播算法，具有很高的应用价值。该算法拥有更好的应用前景，未来还有很多可以改进和扩展的地方，可以继续研究和发展。