Сотрудники Массачусетского технологического института разработали теорию
передачи информации в коммуникационных сетях, позволяющую
оптимизировать емкость сетей и объем передаваемых данных. Работа разбита
на две части, первая из которых опубликована в журнале IEEE Transactions on Information Theory. Препринты статей доступны в архиве Корнельского университета. Краткое содержание можно прочитать на сайте института.
Работа большинства компьютерных сетей на сегодняшний день подчинена
задаче достоверной передачи сообщения независимо от присутствия шума.
При этом емкость сетей и объем передаваемой информации имеет
второстепенное значение. Алгоритм работы интернета разработан в
соответствии с этой задачей: каждый узел, получив сообщение (пакет)
должен передать его далее по цепочке в соответствии с адресом
получателя, при этом содержимое пакета не изменяется.
Ученые предложили другой метод передачи сообщений - сетевое кодирование,
которое должно существенно увеличить объем передаваемой в сети
информации.
Сетевое кодирование работает следующим образом. Содержимое разных
сообщений А и В сливаются узлом в АВ и передается в таком виде
нескольким другим узлам. Узел, к которому приходят два сообщения,
например А и AВ может, проведя небольшие вычисления, восстановить В.
Несмотря на то, что интуитивно кажется, будто описанный способ излишне
нагружает сеть, передавая избыточную информацию, на самом деле он делает
емкость сети больше. Это связано в том числе с тем, что адресат
получает данные разными путями и не зависит от "пробок" на ее пути.
Авторы публикации проанализировали, как именно уровень шума в сети
влияет на ее работу, если информация в ней передается не классическим
способом, а с помощью сетевого кодирования, и как нужно с ним бороться.
Кроме того, им удалось рассчитать верхний и нижний пределы емкости сети,
построенной по такому принципу.
Сетевое кодирование может помочь ускорить работу различных
коммуникационных сетей, особенно беспроводных, сетей сенсоров,
пиринговых (P2P) и так далее.