मर्सियल मेर्डर्ड के निर्देशन में मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के इंजीनियर कई वर्षों से टीसीपी के लिए टीसीपी / एनसी एक्सटेंशन विकसित कर रहे हैं, जिसके साथ आप पैकेट-नुकसान नेटवर्क में अधिकतम डेटा ट्रांसफर दर को बनाए रख सकते हैं। सबसे पहले, वे वायरलेस वाईफाई नेटवर्क में टीसीपी / एनसी का उपयोग करने की योजना बनाते हैं, जहां पैकेट नुकसान आमतौर पर 2-5% है, और कभी-कभी 10% तक होता है। अंत में, यह वास्तविक प्रयोगों के लिए आया था।

एमटीआई के स्थानीय वाईफाई नेटवर्क (पैकेट 2%) में टीसीपी / एनसी के पहले क्षेत्र परीक्षणों के दौरान, वाईफाई पर औसत डेटा अंतरण दर 1 एमबीपीएस से बढ़कर 16 एमबीपीएस हो गई। उच्च गति पर एक ट्रेन में परीक्षण (5% का पैकेट नुकसान) 0.5 एमबीपीएस से 13.5 एमबीपीएस तक वाईफाई गति में वृद्धि देखी गई। यह पूरी तरह से सैद्धांतिक गणना के साथ मेल खाता है।

इन पैकेटों को फिर से भेजने के बिना, रिसीवर की ओर से यादृच्छिक पैकेट नुकसान की प्रभावी वसूली के कारण गति में वृद्धि संभव है। पैकेट रिकवरी को बीजगणित में स्कूल के प्रत्येक पाठ्यक्रम के लिए जाने जाने वाले बन्दे गणितीय संक्रियाओं के कारण किया जाता है, अर्थात् रैखिक आयोजनों पर खंड से। रैखिक नेटवर्क कोडिंग एल्गोरिथ्म अपने आप में दिलचस्प है, लेकिन इसके बारे में नीचे है। पहले आपको यह समझने की आवश्यकता है कि नेटवर्क डेटा अंतरण दर अपेक्षाकृत छोटे (2-10%) पैकेट नुकसान के साथ तेजी से क्यों गिरती है।

आरेख एक खोए हुए पैकेट की संख्या के आधार पर एक टीसीपी नेटवर्क में डेटा ट्रांसफर दर में कमी दिखाता है।



टीसीपी के साथ समस्या यह है कि यह प्रोटोकॉल "मूर्खतापूर्ण" नेटवर्क की भीड़ के संकेत के रूप में पैकेट हानि को मानता है। टीसीपी के निर्माण के समय, अभी तक कोई वाईफाई और 3 जी नहीं था, इसलिए यह समझ में आता है कि डेवलपर्स ने खोए हुए पैकेट को पुनर्प्राप्त करने के लिए तुरंत नेटवर्क एन्कोडिंग क्यों नहीं लागू किया, हालांकि उस समय पहले से ही संबंधित एल्गोरिदम विकसित किए गए थे और संभवतः सेना, अंतरिक्ष संचार और टोही में सफलतापूर्वक उपयोग किए गए थे।

तो, भीड़ के खिलाफ टीसीपी का एक "इलाज" है: खिड़की को कम करना। विंडो को कम करने के लिए ट्रिगर टाइमआउट (TO) और ट्रिपल डुप्लिकेट (TD, पैकेट दोहराव) हैं। व्यवहार में, खिड़की को कम करने से तथ्य यह होता है कि डेटा स्थानांतरण दर कृत्रिम रूप से दसियों बार कम करके आंका जाता है।

नेटवर्क एन्कोडिंग का उपयोग करके खोए हुए पैकेटों की अधिकतम संभव संख्या (आदर्श रूप से, सभी) को पुनर्प्राप्त करके समस्या को हल करता है, ताकि प्रेषक को नुकसान (एसीके) के बारे में जानकारी प्राप्त न हो, टीडी और टीओ रजिस्टर नहीं होता है, खिड़की को कम नहीं करता है - और डेटा दर समान रहती है। आवश्यकता के रूप में।

नीचे दिया गया ग्राफ विभिन्न पैकेट हानि दरों के लिए टीसीपी और टीसीपी / एनसी डेटा दरों की एक सैद्धांतिक गणना दिखाता है। जैसा कि आप देख सकते हैं, टीसीपी के मामले में, गति तेजी से गिरती है, जबकि टीसीपी / एनसी के मामले में यह लगभग एक ही स्तर पर रहता है, नेटवर्क एन्कोडिंग के एक ओवरहेड से कम हो जाता है (वैसे, टीसीपी / एनसी में ओवरहेड बहुत छोटा है)। टीसीपी में पैकेट नुकसान जितना अधिक होगा, नेटवर्क कोडिंग का प्रभाव उतना ही अधिक होगा।



2009 का चार्ट विभिन्न पैकेट हानि स्तरों के लिए टीसीपी और टीसीपी / एनसी डेटा दरों की तुलना दर्शाता है।

टीसीपी / एनसी का मुख्य लाभ यह है कि इसे टीसीपी / आईपी स्टैक में एक मध्यवर्ती परत के रूप में जोड़ा जा सकता है, टीसीपी में ही कुछ भी बदले बिना, जैसा कि आरेख में दिखाया गया है।



दूसरे शब्दों में, आप क्लाइंट और सर्वर साइड पर उपयुक्त एप्लिकेशन इंस्टॉल करके भी सॉफ्टवेयर स्तर पर टीसीपी / टीएस को लागू कर सकते हैं, हालांकि डेवलपर्स अनुशंसा करते हैं कि आप अभी भी राउटर और अन्य उपकरणों में टीसीपी / एनसी समर्थन लागू करते हैं।

रैखिक नेटवर्क कोडिंग एल्गोरिथ्म

नेटवर्क कोडिंग में संचार नोड की क्षमता बढ़ाने के लिए मध्यवर्ती नोड्स पर डेटा पैकेट बदलना शामिल है। दिखाए गए ऑपरेटिंग सिद्धांत को आमतौर पर बटरफ्लाई नेटवर्क के क्लासिक उदाहरण द्वारा चित्रित किया गया है, जिसमें नोड्स में से एक पैकेट ए और बी पर नेटवर्क कोडिंग लागू करता है, पैकेट ए + बी प्राप्त करने के लिए एक्सओआर ऑपरेशन का उपयोग करता है। यह बाद में आपको निचले बाएं कोने में लापता पैकेज बी और निचले दाएं कोने में लापता पैकेज ए को पुनर्स्थापित करने की अनुमति देता है। नतीजतन, नेटवर्क बैंडविड्थ बढ़ जाता है, क्योंकि ऐसे नेटवर्क टोपोलॉजी में नेटवर्क कोडिंग के बिना, पैकेट ए और बी को एक साथ एक चक्र में दोनों प्राप्तकर्ताओं तक पहुंचाना असंभव है।



टीसीपी / एनसी प्रोटोकॉल एक रेखीय समीकरण नेटवर्क कोडिंग का भी उपयोग करता है। टीसीपी स्ट्रीम में प्रत्येक बाइट और प्रत्येक पैकेट को गैलोज़ फील्ड एफ ₂₅₆ से गुणांक से गुणा किया जाता है और रैखिक समीकरण में फिट होता है। कोई पैकेट नेटवर्क पर प्रेषित नहीं किया जाता है, लेकिन स्वतंत्रता की डिग्री। तदनुसार, यदि एक पैकेट का नुकसान होता है, तो आप इसे ज्ञात मूल्यों से, अर्थात पड़ोसी पैकेट से पुनर्स्थापित कर सकते हैं। टीसीपी पर लागू होने पर, यह सिद्धांत अच्छी तरह से सचित्र है।



नेटवर्क कोडिंग सूचना सिद्धांत का एक पुराना खंड है, और खोए हुए पैकेट (बिट्स) को पुनर्प्राप्त करने के लिए पहले से ही कई अलग-अलग एल्गोरिदम हैं। समस्या यह है कि अब तक किसी को भी टीसीपी नेटवर्क में एक मजबूत हार्डवेयर अपग्रेड के बिना और कंप्यूटिंग संसाधनों के लिए सख्त आवश्यकताओं के बिना नेटवर्क कोडिंग को लागू करने का कोई तरीका नहीं मिला है। टीसीपी / एनसी प्रोटोकॉल के लिए एक ऐड-ऑन ऐसा करने की अनुमति देता है। आविष्कारकों ने पहले से ही कोड ऑन नेटवर्क कोडिंग, एलएलसी पंजीकृत किया है और लाइसेंस बेच रहे हैं। शायद निकट भविष्य में कई मोबाइल ऑपरेटर तकनीक पेश करेंगे, इसलिए आश्चर्यचकित न हों, अगर एंड्रॉइड के नए संस्करण को स्थापित करने के बाद, आपका इंटरनेट अचानक 10 गुना तेजी से काम करना शुरू कर देता है।

टीसीपी / एनसी का वर्णन करने वाले वैज्ञानिक कागजात
"नेटवर्क कोडिंग के लिए एक बीजीय दृष्टिकोण" (2003) । रैखिक नेटवर्क कोडिंग का गणितीय मॉडल।
"नेटवर्क कोडिंग टीसीपी से मिलती है" (2009) । मूल सिद्धांत।
"टीसीपी के साथ नेटवर्क कोडिंग में बाधा: एक कार्यान्वयन" (2009) । एक विशिष्ट कार्यान्वयन की योजना।
"मॉडलिंग नेटवर्क कोडित टीसीपी थ्रूपुट: एक सरल मॉडल और इसकी मान्यता" (2010) । प्रयोगशाला प्रयोगों के परिणाम।