ADT 機制之系統架構

本論文提出 ADT 機制，基於網路編碼的技術，使中繼節點具有編解碼的能 力。為了使節點具備編解碼的能力，我們需要對原始的架構進行修改。以下小節 描述基於網路編碼技術，新增或修改原始架構的部分。

3.1.1 封包表頭格式

所有資料封包在 MAC header 與 IP header 之間，新增 coding header，如圖 3-1。假設一個封包 payload 100bytes，MAC header 與 IP header 的資料結構有固定 的大小，MAC header 為 28 bytes，IP header 為 20 bytes，而 coding header 為可變 動大小。在 coding header 內的資料結構可以分成兩個區塊，第一個為 XOR block，

若封包是編碼封包，紀錄由哪些被編碼的封包資訊；第二個為 report block，中繼 節點紀錄最近接收到哪些的封包資訊，鄰居節點接收到封包存取 report block，即 可得知節點暫存那些封包，可作為未來節點在判斷編碼時的重要依據。

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圖 3-1 資料封包格式

節點將封包進行編碼處理後，在 XOR block 紀錄封包由哪些封包編碼而成，

如圖 3-2。Encoded Number 記錄封包封包編碼數量，PKT_uid 紀錄被編碼封包編 號，Next-hop 紀錄被編碼封包的 next hop。若 Encoded Number 為 n，XOR block 記錄 n 組 PKT_uid 與 Next-hop，XOR block 的 size 為( (4 + 4) × Report Number + 1) bytes。假設一個編碼封包由 3 個封包編碼，封包的 Encoded Number 為 3，分 別記錄這 3 個封包的封包編號 PKT_uid 以及 next hop，XOR block 的大小為(1 + (4 + 4) × 3) = 25bytes。

圖 3-2 XOR block 資料結構

節點在轉傳封包之前，在 report block 紀錄最近接收的封包，如圖 3-3。節點 轉傳封包，鄰居節點接收封包後，存取 report block 的資訊，得知節點暫存哪些封 包，作為判斷編碼機會的依據。Report Number 紀錄總共幾筆封包編號資訊，

SRC_IP 為來源節點 IP，PKT_uid 記錄封包編號，當 Report Number 為 n，且 n >

0，代表有 n 筆封包編號，report block 的大小為(4 × Report Number + 5) bytes。假

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設節點 N3最近收到了 P2、P4、P5，因此 Report Number 為 3，SRC_IP 為 3，PKT_uid 分別為 2、4、5，report block 的 size 為 4 × 3 + 5 = 17 bytes。

圖 3-3 Report block 資料結構

3.1.2 Packet pool

Packet pool 為一個暫存封包的空間，當節點接收到封包時，複製一份封包至 packet pool。當節點接收到到編碼的封包時，節點存取 coding header 的 XOR block，

取得封包是由哪些封包編碼合併而成，節點從 packet pool 裡尋找封包進行解碼，

假設編碼封包是由 3 個封包編碼而成，節點從 packet pool 裡找到其中 2 個封包，

才可解開封包。Packet pool 除了暫存封包，也記錄最近接收到哪些封包，當節點 轉傳封包前，將節點最近接收封包的資訊，寫入 report block，鄰居節點接收封包 後，即可得知節點最近接收到哪些封包，做為編碼判斷的依據。

3.1.3 Reception report

Reception report 是一個 table，記錄鄰居節點接收到哪些封包。當節點接收到 封包，存取 coding header 中的 report block，取得鄰居節點接收封包的資訊，記錄

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在 reception report 內。節點轉傳封包前，判斷轉傳的封包與 queue 中其他等待傳 送的封包之間有無編碼的機會，透過 reception report 紀錄的資訊，得知鄰居節點 擁有哪些封包，若鄰居節點擁有足夠的封包解碼，將封包進行編碼。若節點收到 封包，report block 紀錄 Report Number 為 3，SRC_IP 為 4，PKT_uid 分別為 2、

4、8，代表節點 3 最近分別接收到 P2、P4、P8，將封包的資訊寫入 reception report。

3.1.4 Promiscuous mode

在無線網路中，封包傳送具有廣播的特性，若節點轉傳封包，若鄰居節點開 啟 promiscuous mode，鄰居節點可監聽傳送的封包。網路編碼利用此特性，當節 點傳送封包時，節點的鄰居節點監聽到封包後，封包暫存 packet pool，使節點在 解碼時，有足夠數量的封包解碼。

圖 3-4 Promiscuous mode

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