【IT168专稿】8月29日上午，来自多伦多大学的李葆春教授在中国计算机学会主办的“网络编码与下一代网络”专题报告会上，做了主题为《Decentralized Network Coding in Unreliable Networks》的精彩演讲。

　　李教授现为加拿大多伦多大学(University of Toronto)电子和计算机工程系教授，并担任贝尔大学实验室计算机工程方向荣誉主席。2000年，他被授予IEEE通信协会通信系统方向Leonard G. Abraham奖。2009年，荣获IEEE通信协会多媒体通信非常好的论文奖。主要研究领域有大规模多媒体系统、P2P网络、网络编码应用与无线网络等。

　　对于链路易中断的不可靠网络中，数据能否及时正确的传递到目的地是评估网络性能的重要标志。在网络链路和节点因中断等因素无法完成数据传递时，如何来解决这一风险和带来的网络延迟等问题?

　　一、传统方式：复制数据在每个节点存储和分发。利用冗余来对抗链路中断。

　　解决上述问题的一个方法是数据复制。节点在传递数据时，会同步的保存一份数据在本地的缓存区里。这样，一旦该数据丢失，网络中各个节点会根据自身保存的数据和实际丢失的数据进行分析，然后分发。可是，网络中每个节点的缓存区里会保存多个数据，那么如何进行排队就是关键问题。这里主要有两种常用方式，一是采用全局最稀缺优先，在这种模式下，节点会会在整个网络内寻找最稀缺的数据来优先分发调度，效率和性能很好，但控制开销会比较大;二是采用本地最稀缺优先，就是仅仅分析本节点和下一个节点的最稀缺资源，然后分发。这种方式易于控制和维护，但性能一般。

　　这种传统的数据复制和分发方式，是存在一些弊端的。例如，这种方式对节点的数据完整性依赖较高，如果网络中断频繁，剩余可用的节点越来越少，那么剩余的数据很可能不足以恢复全部的信息。而且，如果采用易于控制的本地最稀缺优先模式，这种数据复制和分发模式效率较低。并受缓存区大小的限制，如果缓存区较小，同样影响网络性能。

　　二、网络编码： 在不同路径上传递线性独立的编码包数据，受中继数量和缓冲区大小影响较小。

　　在网络编码形式下，各条路径上传送的数据，是将缓冲区的包进行编码后，形成一个独立的线性编码包，最终传递到目的节点，这样，就消除了冗余方式带来的网络传送效率降低的问题。同样的，在这种模式下，网络抗中断能力基本上不受缓冲区大小和中继节点数量的制约。在极端条件下更好的保障网络的畅通。

　　下面两张数据图表展示了网络编码相比于数据复制方式的优势：

　　1、 中继节点数目对传输延迟的影响：

　　2、 缓冲区大小对网络延迟的影响：

　　我们可以看出，在极端条件下(中继数目少、缓冲区小)，网络编码在降低传输延迟上相比与传统数据复制方式，有着更好的表现。

　　三、部分优先级解码方式：优先保障重要数据，在不可靠网络中更具优势。

　　网络编码相比于数据复制方式，在网络延迟的降低上更具优势。但在不可靠的网络条件下，依然存在一旦数据没有全部传递到目的地，就造成无法恢复原始数据的风险。

　　新的部分优先级解码的方式更好的处理了这一难题。在这种方式中，我们可以将重要信息优先提供部分解码，这样即使发生中断，导致到达目的地的数据量不足以恢复所有原始数据，但重要的数据子集已经被优先解码。下面这张图片很直观的比较出了部分优先级网络解码的优势：

　　在传统的随机线性编码方式中(红线)，只有到达目的地的编码包数量达到一个临界值，全部的数据才会被一起解码复原。而一旦网络没能传送足够有用的数据到目的地，则所有的源数据都无法被恢复。而在部分解码模式下(绿线)，优先级高的信息被优先获取和恢复出来，随着到达目的地的数据包数量的增长，被解码的数据包也越来越多。即使数据包无法全部传递到目的地，重要性高的数据也已经被优先获取和复原了。

　　四、SLC与PLC的差异：两种基于新的部分优先级解码模式的解决方案对比。

　　SLC(Stacked Linear Codes)，在这种方案中，不同优先级的源数据进行独立编码，同一优先级的源数据一同编码。这样，对于每个优先级的数据来说，想要恢复出原始数据，只需要本优先级的编码包获取完整即可。

　　PLC(Progressive Linear Codes)，在这种方案中，对于优先级为i的数据中，将被编码进从1级到i级的全部编码包中。这样，对于越高优先级(数据重要性高)的数据来说，有更多的编码包中含有它们(不再仅限于本优先级的编码包)，想要解码和恢复原始数据，机会和可能性就更大一些。

会议主持人为李葆春教授颁发纪念奖杯