CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MÃ MẠNG
1.2. TỔNG QUAN CHUNG VỀ MÃ MẠNG
1.2.3. Một số lợi ích của mã mạng
Theo các phân tích trong [21], mã mạng cho phép các nút tạo ra các gói dữ liệu mới bằng cách kết hợp các gói nhận được. Kỹ thuật này có một số lợi ích như tăng thơng lượng, cải thiện độ tin cậy và tăng độ ổn định của mạng.
Hình 1.7. Ví dụ cơ bản về mã mạng
Để mơ tả lợi thế của kỹ thuật mã mạng, xét mạng được mô tả trong Hình1.7(a). Xét mạng bao gồm hai nguồn 1 và 2, và hai
đích 1 và 2. Giả sử tất cả các tuyến của mạng đều có dung lượng là đơn vị, mỗi một tuyến chỉ truyền một gói dữ liệu tại một thời điểm.
Theo cách truyền thống, các gói được chuyển tiếp qua hai cây Steiner (cây Steiner là cây kết nối nút nguồn với các đích và có thể chứa
các nút khác), cây thứ nhất chuyển tiếp các gói tạo bởi 1, và cây thứ hai chuyển tiếp các gói do 2 tạo ra. Tuy nhiên, mạng khơng bao
gồm hai tuyến không kết nối Steiner với hai nguồn 1 và 2, do đó phương pháp truyền thống kiểu multicast kết nối hai nguồn thông tin
này là không thể thực hiện được. Ví dụ, như mơ tả trong Hình 1.7(b) và Hình 1.7(c) chia sẻ nút cổ chai ( 1, 2). Hình 1.7(d) cho thấy
xung đột có thể được giải quyết bằng kỹ thuật mã mạng. Giải thích như sau, giả sử và là các gói do 1 và 2 tương ứng tạo ra. Cả hai gói
được gửi đồng thời đến nút 1, tại đây nó sẽ tạo ra gói mới ⨁ , và gói mới được gửi đến hai nút 1 và 2. Dễ dàng nhận thấy cả hai nút có
thể giải mã các gói và từ các gói nhận được từ các tuyến đến.
Kỹ thuật mã mạng có thể hữu ích trong việc tối thiểu hóa trễ dữ liệu từ nút nguồn đến các nút đích.
Hình 1.8. Tối thiểu hóa trễ bằng mã mạng
Ví dụ, xét mạng trong Hình 1.8(a). Giả sử tại mỗi thời điểm mỗi tuyến chỉ truyền một gói và trễ của mỗi tuyến là một đơn vị thời gian. Hình 1.8(b) và Hình1.8(c) mơ tả hai tuyến không kết nối của cây Steiner thực hiện kết nối đến các đích 1, 2 và 3. Tuy nhiên, nút 2 sẽ nhận một trong các gói bị trễ đi 3 đơn vị thời gian. Ta thấy rằng bất cứ sơ đồ nào không dùng mã mạng sẽ gây ra trễ ba đơn vị thời gian. Hình 1.8(d) là giải pháp dùng mã mạng cho thấy dữ liệu truyền chỉ trễ hai đơn vị thời gian.
Ngoài ra, kỹ thuật mã mạng cũng có thể được dùng để tối thiểu các phiên truyền dẫn, hay là giảm năng lượng tiêu thụ trong mạng không dây.
Hình 1.9. Giảm tiêu thụ năng lượng với mã mạng: (a) theo cách truyền thống (b) theo mã mạng
Ví dụ, xét mạng khơng dây trong Hình 1.9. Mạng bao gồm hai nút1 và2 muốn trao đổi các gói thơng qua nút trung gian . Cụ thể nút1 cần gửi gói cho nút2 và nút2 cần gửi gói cho nút1. Hình 1.9(a) là cách thực hiện truyền thống và cấn đến 4 phiên truyền. Hình 1.9(b) là sơ đồ truyền theo mã mạng mà theo đó nút trung gian đầu tiên nhận hai gói và từ1 và2 sau đó nó tạo ra gói mới là ⨁ rồi phát gói này cho cả và , theo sơ đồ này thì chỉ cần 3 phiên truyền. Vídụ này cho thấy kỹ thuật mã mạng có lợi ích để giảm các phiên truyền dẫn trong mạng vô tuyến quảng bá.
Với các ví dụ đã nêu trên đây, cho thấy mã mạng có nhiều lợi ích cho các ứng dụng băng rộng trong các mạng thơng tin có dây và khơng dây. Việc sử dụng kỹ thuật mã mạng cho thấy ưu điểm hơn so với cách truyền thống. Bằng việc mã hóa tại các nút mạng trung gian, kỹ thuật mã mạng tác động lớn đến mạng truyền thông thế hệ mới bởi nhiều lợi ích tiềm năng của nó mà các nhà nghiên cứu đã chỉ ra.