隨著網路技術的迅速發展，不斷地發展出許多日新月異的相關技術以提升網路傳輸 的效率，例如從伺服器-客戶端的主從式架構進展到點對點的分散式處理架構，乃至於 近來整合大量技術的雲端網路架構。網路的便利與資訊的爆炸性成長，使得網路需負荷 大量的傳輸封包[8][14][25][36][37][42]。目前盛行的檔案分享系統幾乎都是採用了點對 點(Peer-to-peer)技術來達成資料的傳輸及分享。許多點對點網路傳輸技術建立在非結構 化的疊加網路之上，藉由節點之間的資源分享，系統運作效能不會隨著使用者的增加而 下降，反而因為分享的節點變多而使得整體網路效能提升。疊加網路係指網路上的每個 節點為獨立的節點並忽略網路的實體架構，節點之間可以自由連接；存在於疊加網路上 的一條路徑可能由數條實體的連線所組成。非結構化網路則是指疊加網路中，並非隨時 隨地維護傳輸的路徑，而是當有需要傳輸訊息時才透過廣播的方式查詢並建立路徑。現 今熱門的雲端網路架構，也包含了點對點的網路架構與應用。然而點對點網路架構中，
節點彼此間需仰賴廣播訊息的方來式得知並連結到其他鄰居或目的節點。
另一方面，隨著行動裝置與應用的興起，無線網路技術的使用也更為蓬勃發展。像 是 Wi-Fi、Wi-MAX 和 LTE 等技術，應用在行動裝置之間的溝通與檔案傳輸。無線隨意 網路(Wireless ad hoc network)也因此被廣泛地使用。無線隨意網路是一種分散式的網路 架構，因為不需要依存於一個既有的網路架構，或固定的網路基礎設施，而是靠各個行 動裝置彼此互相型成網路。在此架構中，每個行動裝置身為接收端的同時，也扮演著路 由器的角色，協助轉送網路中的封包。透過廣播的方式，將封包發送至網路中的每一個 節點中。然而，隨著網路中的節點數增加，廣播封包也將大量地增加。
因此，本篇論文以戳記法為基礎，針對訊息量的減少機制進一步研究，提出預先戳 記法，藉由擴大蒐集鄰居資訊，及戳記的記錄與比對，進而降低冗贅的廣播訊息量，改 善大量重複的封包造成的網路擁塞，並提升網路的效能。
1.1 點對點網路 點對點網路 點對點網路 點對點網路
點對點網路(Peer-to-peer)是一個無集中式伺服器的網路系統，主要藉由用戶端(Peers) 互相連接並交換資訊。每個用戶端即為一個節點，並且具有伺服器的功能。節點本身無 法直接找到其他節點時，可透過其與他節點進行資訊的交流來建立傳輸的路徑。點對點 網路由於沒有集中式的伺服器，因此有著較高的網路隱私性，因此在檔案分享領域中，
被廣泛地使用。
點對點網路依集中化程度，可分為純點對點、集中式點對點及混合式點對點網路。
純點對點網路中，節點同時做為用戶端與伺服器端，網路中不存在中心伺服器與中心路 由器。Gnutella[1]即為純點對點網路結構的應用，並利用泛流式廣播的方式來進行資訊 搜尋與封包傳輸。純點對點網路雖然穩私性較高，且極為自由，但相對地難以管理，節 點的資訊也較不易取得，因此衍生出了集中式點對點網路架構。在集中式點對點網路架 構中，存在一個伺服器來集中儲存節點資訊並管理，但並不對檔案進行保存和管理。節 點在搜尋資源時，可藉由此伺服器連接到持有需求資源的節點。例如 Napster[20]、
OpenNAP[24]等即是使用集中式點對點網路架構。混合式點對點系統則是將節點分為用 戶端節點(Client nodes)和疊加節點(Overlay nodes)兩個群，並將節點的資訊儲存在疊加 節點中。混合式點對點系統同時具有純點對點系統和集中式點對點的特性，Skype 和 Gnutella2 即為使用混合式點對點系統的應用。
點對點系統依網路的結構可分為三類，第一類為結構化點對點系統，此類的節點之 間互相交連結資訊，彼此形成有規則的網路拓撲結構。當有節點請求資源時，可藉由於 知的路徑規則傳遞資訊給目標節點，如 Chord[35]和 CAN[31]。第二類為非結構化點對 點系統，此類的節點雖然擁有鄰近的節點資訊，但網路中為無規則的拓撲結構，因此需 透過廣播的方式來搜尋擁有需求資源的節點，建立路徑並傳輸檔案，如 Gnutella。在[18]
一文中，針對 Gnutella 在各種網路中的請求封包有詳盡的分析。第三類為鬆散結構點對 點系統，此類的網路近似於第二類，不同的地方在於當需請求資源時，會依現有的資訊
做深度優先搜尋(DFS)來找到持有資源的節點，而非採用廣播的方式，如 Freenet。
在非結構化網路中，節點之間可藉由廣播、多播或單播的方式來傳遞訊息。廣播 (Broadcast)係指將資訊無差別地傳送給所有鄰居節點，透過廣播的方式，可將資訊完整 的傳遍至網路的任何一個節點。多播(Multicast)則是可選擇數個節點為傳送目標，將資 訊傳輸給特定的多數節點。單播(Unicast)是單一節點與單一節點之間進行資料的傳遞，
也是組成多播與廣播的基礎資訊傳輸方式。而單播與多播由於節點無法取的全域的網路 拓撲資訊，需透過廣播的方式來建立拓撲與路徑，進而達成資訊的傳輸。
1.2 無線隨意網路 無線隨意網路 無線隨意網路 無線隨意網路
在無線隨意網路(Wireless Ad-Hoc Network)中的節點在建立連結時，並不需透過固 定的基礎架構，並且擁有自我組態與可延伸性。隨著無線網路技術的發展，許多行動裝 置透過如 Wi-Fi，WiMAX 和 LTE 等方式，交換彼此之間的資訊。近年行動裝置的盛行 以及無線網路的普及，使得與無線網路相關的應用急速成長，有關於行動互聯網裝置 (MIDs)、隨建即連網路(MANETs)或是車載隨意行動網路(VANETs)等議題也成為了近來 熱門的研究主題。
隨建即連網路(MANETs)主要是由行動裝置組成，彼此之間透過無線網路連接。在 隨建即連網路中的每個裝置可自由移動，並且每個裝置都必須協助網路封包的接收與轉 發送，意即每個節點也需同時擔任路由器的工作。隨建即連網路主要應用於從變動快速 的環境中，探索蒐集環境的資訊。車載隨意行動網路(VANETs)則是主要應用於車載裝 置中，透過車輛間的訊息傳遞，可以快速地回報路況或車流量等相關訊息。隨建即連網 路與車載隨意行動網路之間最大的差異，在於隨建即連網路中的節點可能是雜亂的移動，
而車載隨隨意行動網路中的節點，遵守現實中車輛的行進規則與特定的移動方向。
無線隨意網路中的節點彼此主要是透過廣播的方式進行資訊的交換，冗餘的廣播封 包將造成無線網路的利用率及網路頻寬造成沉重的負擔，因此學者們也針對無線隨意網
路提出了如可調變廣播演算法(SBA)、随建即連廣播協定(AHBP)[25]、連通支配集廣播 演算法及戳記法，以改善無線隨意網路中的冗餘封包問題
1.3 挑戰 挑戰 挑戰 挑戰
在有線網路及無線網路中，廣播機制佔有極重要的地位。無線網路中的路由協定，
如 AODV[28]，DSDV[29]，DSR[10]，或 LAR[11]等，主要是利用廣播進行尋徑，而有 線網路中的 Peer-to-peer 網路也是透過廣播進行資源的搜索與檔案的分享。傳統的簡單 泛流式廣播，雖然能快速地訊息傳遞到整個網路中，且具有很好的可靠度，但每個節點 都進行 Rebroadcast[33]將會造成網路中極大量的封包擁塞。
過去的文獻在處理此類問題，主要可分為時間概念與空間概念來來設計降低冗餘訊 息的傳輸問題。時間概念如 Time-to-live(TTL)機制，著重於研究在不同網路環境中，訊 息存活的時間長度與冗餘訊息、可靠度之間的關係。空間概念則是利用鄰居資訊來減少 需廣播的節點，如可調變廣播演算法(SBA)及戳記法(Stamping)。
論文中主要是改良戳記演算法的機制，改善非結構網路與無線隨意網路中，廣播訊 息過多的問題，藉由蒐集 2-hop 的鄰居資訊，預測可能透過其他路徑接收訊息的節點，
進一步過濾需進行廣播的節點，減少訊息的傳遞與需進行廣播節點。
1.4 貢獻 貢獻成果 貢獻 貢獻 成果 成果 成果
在本文中，我們為改善網路環境中，使用廣播造成的冗餘封包與網路壅塞的問題，
藉由改良戳記法的傳遞機制，提出了預先戳記法，進一步提升戳記法在過濾節點的能力，
並透過實驗模擬證實預先戳記法的封包過濾能力能有效地降低網路中的重複封包。利用 空間換取效率的概念，不僅降低了戳記法廣播時的冗餘訊息，在不影響覆蓋率、覆蓋面 積與傳輸時間之下，獲得較泛流式與其他鄰居資訊廣播演算法更佳的減少冗餘訊息能力。
並透過戳記的壓縮與總量的控制，提升其實用的可能性。