En Ru
Вход
ISSN: 0137-0782
ISSN: 0137-0782
En Ru
Расширенный поиск
К вопросу восстановления пакетов на транспортном уровне

К вопросу восстановления пакетов на транспортном уровне

Скачать в формате PDF

Поступила: 15.05.2024

Принята к публикации: 16.10.2024

Дата публикации в журнале: 31.01.2025

Ключевые слова: качество сервиса, помехоустойчивое кодирование, транспортный уровень

DOI: 10.55959/MSU/0137–0782–15–2025–49–1–18–30

Для цитирования статьи

Борисов А.В., Гуров С.И., Семенихин К.В., Смелянский Р.Л., Степанов Е.П. К вопросу восстановления пакетов на транспортном уровне // Вестник Московского университета. Серия 15. Вычислительная математика и кибернетика. 2025. № 1. С. 18-30 https://doi.org/10.55959/MSU/0137–0782–15–2025–49–1–18–30.

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция-Некоммерчески») 4.0 Всемирная
Номер 1, 2025
Борисов А.В. (Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской Академии Наук)
Гуров С.И. (Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (МГУ))
Семенихин К.В. (Московский авиационный институт)
Смелянский Р.Л. (Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (МГУ))
Степанов Е.П. (Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (МГУ))

Аннотация

Рассматривается задача использования методов помехоустойчивого кодирования на транспортном уровне для восстановления потерянных пакетов. Это позволит избежать многократной передачи одного и того же пакета, сократить задержку передачи данных, бесполезную трату сетевых ресурсов. Основная идея методов помехоустойчивого кодирования — введение в передаваемые данные избыточности, благодаря которой можно было бы восстанавливать потерянные данные на стороне получателя. В статье рассмотрены разнообразные методы помехоустойчивого кодирования для применения на транспортном уровне, отобраны наиболее перспективные с точки зрения вычислительной сложности алгоритмов кодирования передаваемых данных и их декодирования на стороне получателя, а также влияния избыточности на задержку при передаче данных и уровень потерь в транспортном соединении. Приведена оценка необходимого уровня избыточности в выбранных методах помехоустойчивого кодирования в зависимости от требований к уровню потерь в транспортном соединении и характеристикам его качества.

Литература

  1. Смелянский Р.Л. Компьютерные сети. Т. 2. Сети ЭВМ. М.: Академия, 2011.
  2. Макаров В. Установлен новый рекорд передачи данных по 19-жильному оптоволокну: 1.7 Пбит/с! [Электронный ресурс]. URL: https://www.techinsider.ru/news/1599277-ustanovlen-novyi-rekordperedachi-dannyh-po-19-jilnomu-optovoloknu-17-pbits/ (дата обращения 07.05.24).
  3. Власов Е.Г. Конечные поля в телекоммуникационных приложениях. Теория и применение ЕЕС, СВС и М-последовательностей: практич. пособие. М.: ИНФРА-М, 2016.
  4. Katti S., Rahul H., Hu W., Katabi D., Medard M., Crowcroft J. Xors in the air: Practical wireless network coding // IEEE/ACM Transactions on Networking. 2008. 16. N 3. P. 497–510.
  5. Carle G., Biersack E. Survey of error recovery techniques for ip-based audio-visual multicast applications // IEEE Network. 1997. 11. N 6. P. 24–36.
  6. Perkins C., Hodson O., Hardman V. A survey of packet loss recovery techniques for streaming audio // IEEE Network. 1998. 12. N 5. P. 40–48.
  7. Lundqvist H., Karlsson G. TCP with end-to-end FEC // IEEE International Zurich Seminar on Communications. 2004. P. 152–155.
  8. Michel F., De Coninck Q., Bonaventure O. QUIC-FEC: Bringing the benefits of Forward Erasure Correction to QUIC // IEEE IFIP Networking Conference (IFIP Networking). 2019. P. 1–9.
  9. Кубицкий В.И. Восстановление стертых пакетов в компьютерных сетях // Научный вестник МГТУ ГА. № 169. М.: ИД Академии имени Н. Е. Жуковского, 2011. С. 65–72.
  10. Питерсон У. Коды, исправляющие ошибки. М.: Мир, 1964.
  11. Мак-Вильямc Ф.Д., Слоэн Н.А. Теория кодов, исправляющих ошибки. М.: Связь, 1979.
  12. Alon N., Edmonds J., Luby M. Linear time erasure codes with nearly optimal recovery // IEEE Proceedings of IEEE 36th Annual Foundations of Computer Science. 1995. P. 512–519.
  13. Plank J.S., Buchsbaum A.L., Collins R.L., Thomason M.G. Small parity-check erasure codes — exploration and observations // 2005 International Conference on Dependable Systems and Networks (DSN’05). Los Alamitos: IEEE Computer Society, 2005. P. 326–335.
  14. Kythe D.K., Kythe P.K. Algebraic and Stochastic Coding Theory. CRC Press, 2012.
  15. Huang C., Simitci H., Xu Y., Ogus A., Calder B., Gopalan P., Li J., Yekhanin S. Erasure coding in windows azure storage // 2012 USENIX Annual Technical Conference (USENIX ATC 12). Berkeley: USENIX Association, 2012. P. 15–26.
  16. Byers J., Luby M., Mitzenmacher M., Rege A. A digital fountain approach to reliable distribution of bulk data // ACM SIGCOMM Computer Communication Review. 1998. 28. N 4. P. 56–67.
  17. Mitzenmacher M. Digital fountains: A survey and look forward // IEEE Information Theory Workshop. 2004. P. 271–276.
  18. Bajoga B. G., Walbesser W. J. Decoder complexity for BCH codes // Proceedings of the Institution of Electrical Engineers. 1973. 120. N 4. P. 429–431.
  19. Chaitin G. Information-theoretic computation complexity // IEEE Transactions on Information Theory. 1974. 20. N 1. P. 10–15.
  20. Justesen J. On the complexity of decoding Reed–Solomon codes // IEEE Transactions on Information Theory. 2006. 22. N 2. P. 237–238.
  21. Кубицкий В.И. Кодирование для неполного кода Лагранжа // Проблемы информатизации и управления. Сб. научных трудов. Т. 4. Вып. 15. Киев: НАУ, 2005. С. 118–122.
  22. Гуров С.И. Спектральный R-код с проверками на четность // Прикладная математика и информатика № 55. М.: МАКС Пресс, 2017. С. 91–96.
  23. Соловьева Ф.И. Введение в теорию кодирования. Новосибирск: Новосиб. гос. ун-т, 2006.
  24. Набебин А. А. Системы линейных уравнений в конечных полях для информатики // Социальная политика и социология. 2011. № 1. С. 217–227.
  25. Lin S.J., Al - Naffouri T.Y., Han Y.S., Chung W. H. Novel polynomial basis with fast Fourier transform and its application to Reed–Solomon erasure codes // IEEE Transactions on Information Theory. 2016. 62. N 11. P. 6284–6299.
  26. Библиотека Leopard-RS. [Электронный ресурс]. URL: https://github.com/catid/leopard (дата обращения 07.05.24).
  27. Ширяев А. Н. Вероятность. М.: Наука, 1980.