Linear network coding
کمپیوٹر نیٹ ورکنگ میں، لکیری نیٹ ورک کوڈنگ ایک ایسا پروگرام ہے جس میں انٹرمیڈیٹ نوڈس لکیری امتزاج کے ذریعے سورس نوڈس سے سنک نوڈس تک ڈیٹا منتقل کرتے ہیں۔ لکیری نیٹ ورک کوڈنگ کا استعمال نیٹ ورک کی تھرو پٹ، کارکردگی اور اسکیل ایبلٹی کو بہتر بنانے کے ساتھ ساتھ حملوں اور جاسوسی کو کم کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ نیٹ ورک کے نوڈس کئی پیکٹ لیتے ہیں اور ترسیل کے لیے یکجا ہوتے ہیں۔ اس عمل کو نیٹ ورک میں زیادہ سے زیادہ ممکنہ معلومات کے بہاؤ کو حاصل کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ ثابت ہو چکا ہے کہ، نظریاتی طور پر، لکیری کوڈنگ ایک ماخذ کے ساتھ ملٹی کاسٹ مسائل میں اوپری حد کو حاصل کرنے کے لیے کافی ہے۔ تاہم لکیری کوڈنگ عام طور پر کافی نہیں ہے ؛ یہاں تک کہ لکیریٹی کے زیادہ عام ورژن جیسے کنولوشنل کوڈنگ اور فلٹر بینک کوڈنگ کے لیے بھی۔ من مانی مطالبات کے ساتھ عام نیٹ ورک کے مسائل کے لیے زیادہ سے زیادہ کوڈنگ حل تلاش کرنا ایک مشکل مسئلہ ہے، جو این پی سخت اور یہاں تک کہ ناقابل فیصلہ بھی ہو سکتا ہے۔ انکوڈنگ اور ڈیکوڈنگ لکیری نیٹ ورک کوڈنگ کے مسئلے میں، نوڈس کا ایک گروپ ڈیٹا کو سورس نوڈس سے سنک نوڈس میں منتقل کرنے میں شامل ہوتا ہے۔ ہر نوڈ نئے پیکٹ تیار کرتا ہے جو ماضی میں موصول ہونے والے پیکٹوں کے لکیری امتزاج ہوتے ہیں، انہیں ایک محدود فیلڈ سے منتخب کردہ گتانک سے ضرب دے کر، عام طور پر سائز کے ہوتے ہیں۔ مزید رسمی طور پر، ہر نوڈ، انڈیگری کے ساتھ، فارمولے کے ذریعے موصولہ پیغامات کے لکیری امتزاج سے ایک پیغام پیدا کرتا ہے: جہاں اقدار کوفیشنٹس سے منتخب کیا جاتا ہے۔ چونکہ کارروائیوں کا حساب ایک محدود فیلڈ میں لگایا جاتا ہے، اس لیے پیدا شدہ پیغام کی لمبائی اصل پیغامات کے برابر ہوتی ہے۔ ہر نوڈ سطح میں استعمال ہونے والے کوفشنٹس کے ساتھ کمپیوٹیڈ ویلیو کو آگے بڑھاتا ہے۔ سنک نوڈس ان نیٹ ورک کوڈڈ پیغامات کو وصول کرتے ہیں، اور انہیں میٹرکس میں جمع کرتے ہیں۔ اصل پیغامات کو میٹرکس پر گوسیائی اخراج انجام دے کر بازیافت کیا جا سکتا ہے۔ کم صف ایکلون فارم میں، ڈیکوڈ شدہ پیکٹ فارم کی قطاروں سے مطابقت رکھتے ہیں پس منظر ایک نیٹ ورک کی نمائندگی ایک ہدایت شدہ گراف کے ذریعے کی جاتی ہے۔ نوڈس یا عمودی کا مجموعہ ہے، ہدایت شدہ لنکس (یا کناروں) کا مجموعہ ہے، اور ہر لنک کی صلاحیت دیتا ہے۔ نوڈ سے نوڈ تک زیادہ سے زیادہ ممکنہ تھرو پٹ ہونے دیں۔ میکس فلو من کٹ تھیوریم کے مطابق، تمام کٹ کی کم از کم صلاحیت سے بالائی حد بند ہے، جو ان دو نوڈس کے درمیان کٹ پر موجود کناروں کی صلاحیتوں کا مجموعہ ہے۔ کارل مینجر نے ثابت کیا کہ ایک یونیکاسٹ منظر نامے میں اوپری حد کو حاصل کرنے کے لیے ہمیشہ کنارے سے جدا ہونے والے راستوں کا ایک مجموعہ ہوتا ہے، جسے میکس فلو من کٹ تھیوریم کہا جاتا ہے۔ بعد میں، کثیر الجہتی وقت میں ایسے راستوں کو تلاش کرنے کے لیے فورڈ-فلکرسن الگورتھم کی تجویز پیش کی گئی۔ پھر، ایڈمنڈز نے "ایج-ڈزجوائنٹ برانچنگز" کے مقالے میں ثابت کیا کہ نشریاتی منظر نامے میں اوپری حد بھی حاصل کی جا سکتی ہے، اور ایک کثیر الجہتی ٹائم الگورتھم کی تجویز پیش کی۔ تاہم، ملٹی کاسٹ منظر نامے میں صورتحال زیادہ پیچیدہ ہے، اور حقیقت میں، روایتی روٹنگ آئیڈیاز کا استعمال کرتے ہوئے اس طرح کی اوپری حد تک نہیں پہنچا جا سکتا۔ اہلسویڈ اور دیگر۔ یہ ثابت کیا کہ یہ حاصل کیا جا سکتا ہے اگر اضافی کمپیوٹنگ کے کاموں (آنے والے پیکٹوں کو ایک یا کئی باہر جانے والے پیکٹوں میں ملایا جائے) انٹرمیڈیٹ نوڈس میں کیا جا سکتا ہے۔ بٹر فلائی نیٹ ورک بٹر فلائی نیٹ ورک اکثر اس بات کی وضاحت کے لیے استعمال ہوتا ہے کہ لکیری نیٹ ورک کوڈنگ روٹنگ کو کس طرح پیچھے چھوڑ سکتی ہے۔ دو سورس نوڈس (تصویر کے اوپری حصے میں) میں معلومات A اور B ہوتی ہیں جنہیں دو منزل نوڈس (نیچے) میں منتقل کیا جانا چاہیے۔ ہر منزل نوڈ A اور B دونوں کو جاننا چاہتا ہے۔ ہر کنارے میں صرف ایک ہی قدر ہو سکتی ہے (ہم ہر ٹائم سلاٹ میں تھوڑا سا منتقل کرنے والے کنارے کے بارے میں سوچ سکتے ہیں)۔ اگر صرف روٹنگ کی اجازت ہو تو مرکزی لنک صرف اے یا بی لے جا سکے گا، لیکن دونوں نہیں۔ فرض کریں کہ ہم A کو مرکز کے ذریعے بھیجتے ہیں ؛ پھر بائیں منزل کو دو بار A ملے گا اور B کو بالکل نہیں جانتا ہے۔ بی بھیجنے سے صحیح منزل کے لیے بھی ایسا ہی مسئلہ پیدا ہوتا ہے۔ ہم کہتے ہیں کہ روٹنگ ناکافی ہے کیونکہ کوئی روٹنگ اسکیم A اور B دونوں کو بیک وقت دونوں مقامات پر منتقل نہیں کر سکتی۔ دریں اثنا، A اور B کو جاننے کے لیے دونوں منزل نوڈس کے لیے مجموعی طور پر چار ٹائم سلاٹ لگتے ہیں۔ ایک سادہ کوڈ کا استعمال کرتے ہوئے، جیسا کہ دکھایا گیا ہے، اے اور بی کو دو ریلے نوڈس کے ذریعے علامتوں کا مجموعہ بھیج کر بیک وقت دونوں مقامات پر منتقل کیا جا سکتا ہے-فارمولہ "اے + بی" کا استعمال کرتے ہوئے اے اور بی کو انکوڈنگ کرنا۔ بائیں منزل A اور A + B حاصل کرتی ہے، اور دونوں اقدار کو گھٹا کر B کا حساب لگا سکتی ہے۔ اسی طرح، صحیح منزل کو B اور A + B ملے گا، اور وہ A اور B دونوں کا تعین کرنے کے قابل بھی ہوگا۔ لہذا، نیٹ ورک کوڈنگ کے ساتھ، یہ صرف تین ٹائم سلاٹ لیتا ہے اور تھرو پٹ کو بہتر بناتا ہے۔ بے ترتیب لکیری نیٹ ورک کوڈنگ بے ترتیب لکیری نیٹ ورک کوڈنگ (آر ایل این سی) ایک سادہ لیکن طاقتور انکوڈنگ اسکیم ہے، جو نشریاتی ٹرانسمیشن اسکیموں میں وکندریقرت الگورتھم کا استعمال کرتے ہوئے قریب سے زیادہ سے زیادہ تھرو پٹ کی اجازت دیتی ہے۔ نوڈس اپنے موصول ہونے والے پیکٹوں کے بے ترتیب لکیری امتزاج کو منتقل کرتے ہیں، جن میں گالوئس فیلڈ سے یکساں تقسیم کے ساتھ بے ترتیب طور پر منتخب ہونے والے گتانک ہوتے ہیں۔ اگر میدان کا سائز کافی بڑا ہے، تو اس بات کا امکان کہ وصول کنندہ لکیری طور پر آزاد امتزاج حاصل کرے گا (اور اس وجہ سے جدید معلومات حاصل کرے گا) 1 تک پہنچ جاتا ہے۔ تاہم یہ بات قابل ذکر ہے کہ، اگرچہ بے ترتیب لکیری نیٹ ورک کوڈنگ میں تھرو پٹ کی بہترین کارکردگی ہوتی ہے، اگر کوئی رسیور ناکافی تعداد میں پیکٹ حاصل کرتا ہے، تو اس بات کا انتہائی امکان نہیں ہے کہ وہ کسی بھی اصل پیکٹ کو بازیافت کرسکیں۔ اس کا حل اضافی بے ترتیب لکیری امتزاج بھیج کر کیا جا سکتا ہے جب تک کہ وصول کنندہ مناسب تعداد میں پیکٹ حاصل نہ کر لے۔ آپریشن اور کلیدی پیرامیٹرز آر ایل این سی میں تین کلیدی پیرامیٹرز ہیں۔ پہلا نسل کا سائز ہے۔ آر ایل این سی میں، نیٹ ورک پر منتقل ہونے والے اصل ڈیٹا کو پیکٹوں میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ نیٹ ورک میں ماخذ اور انٹرمیڈیٹ نوڈس اصل اور کوڈ شدہ پیکٹوں کے سیٹ کو یکجا اور دوبارہ جوڑ سکتے ہیں۔ اصل پیکٹ ایک بلاک بناتے ہیں، جسے عام طور پر جنریشن کہا جاتا ہے۔ اصل پیکٹوں کی تعداد مشترکہ اور دوبارہ مل کر نسل کا سائز ہے۔ دوسرا پیمانہ پیکٹ کا سائز ہے۔ عام طور پر اصل پیکٹوں کا سائز طے کیا جاتا ہے۔ غیر مساوی سائز کے پیکٹوں کی صورت میں، اگر وہ چھوٹے ہوں تو انہیں صفر پیڈ کیا جا سکتا ہے یا اگر وہ لمبے ہوں تو متعدد پیکٹوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ عملی طور پر، پیکٹ کا سائز بنیادی نیٹ ورک پروٹوکول کے زیادہ سے زیادہ ٹرانسمیشن یونٹ (ایم ٹی یو) کا سائز ہو سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، یہ ایتھرنیٹ فریم میں تقریبا 1500 بائٹس ہو سکتا ہے۔ تیسرا کلیدی پیرامیٹر استعمال شدہ گالوئس فیلڈ ہے۔ عملی طور پر، سب سے زیادہ استعمال ہونے والے گالوئس فیلڈز بائنری ایکسٹینشن فیلڈز ہیں۔ اور گالوئس فیلڈز کے لیے سب سے زیادہ استعمال ہونے والے سائز بائنری فیلڈ اور نام نہاد بائنری-8 () ہیں۔ بائنری فیلڈ میں، ہر عنصر تھوڑا سا لمبا ہوتا ہے، جبکہ بائنری-8 میں، یہ ایک بائٹ لمبا ہوتا ہے۔ چونکہ پیکٹ کا سائز عام طور پر فیلڈ کے سائز سے بڑا ہوتا ہے، اس لیے ہر پیکٹ کو گالوئس فیلڈ (عام طور پر علامتوں کے طور پر جانا جاتا ہے) کے عناصر کے ایک سیٹ کے طور پر دیکھا جاتا ہے۔ پیکٹوں میں علامتوں کی ایک مقررہ مقدار ہوتی ہے (گالوئس فیلڈ عناصر)، اور چونکہ تمام کارروائیاں گالوئس فیلڈز پر انجام دی جاتی ہیں، اس لیے پیکٹوں کا سائز بعد کے لکیری امتزاج کے ساتھ تبدیل نہیں ہوتا ہے۔ ذرائع اور انٹرمیڈیٹ نوڈس لکیری آپریشن انجام دینے والے اصل اور پہلے سے کوڈ شدہ پیکٹوں کے کسی بھی ذیلی سیٹ کو یکجا کر سکتے ہیں۔ آر ایل این سی میں کوڈڈ پیکٹ بنانے کے لیے، اصل اور پہلے کوڈڈ پیکٹوں کو بے ترتیب طور پر منتخب کردہ کوفشنٹس سے ضرب دی جاتی ہے اور ایک ساتھ شامل کیا جاتا ہے۔ چونکہ ہر پیکٹ گالوئس فیلڈ عناصر کا صرف ایک منسلک مجموعہ ہے، اس لیے ضرب اور اضافے کی کارروائیاں پیکٹ کی انفرادی علامتوں میں سے ہر ایک پر علامت کے لحاظ سے انجام دی جاتی ہیں، جیسا کہ مثال سے تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ کوڈ کی بے حیثیت کو برقرار رکھنے کے لیے، کوڈڈ پیکٹ بنانے کے لیے استعمال ہونے والے کوڈنگ کوفیشنٹس کو نیٹ ورک پر منتقل ہونے والے پیکٹوں میں شامل کیا جاتا ہے۔ لہذا، نیٹ ورک میں ہر نوڈ دیکھ سکتا ہے کہ ہر کوڈڈ پیکٹ کو تیار کرنے کے لیے کون سے کوفیشنٹس استعمال کیے گئے تھے۔ روایتی بلاک کوڈز پر لکیری نیٹ ورک کوڈنگ کی ایک نئی بات یہ ہے کہ یہ پہلے سے کوڈ شدہ پیکٹوں کو نئے اور درست کوڈ شدہ پیکٹوں میں دوبارہ جوڑنے کی اجازت دیتا ہے۔ اس عمل کو عام طور پر ریکوڈنگ کہا جاتا ہے۔ ری کوڈنگ آپریشن کے بعد، منسلک کوڈنگ کوفیشنٹس کا سائز تبدیل نہیں ہوتا ہے۔ چونکہ تمام کارروائیاں لکیری ہوتی ہیں، اس لیے دوبارہ کوڈ شدہ پیکٹ کی حالت کو پے لوڈ اور منسلک کوڈنگ کوفیشنٹس میں اضافے اور ضرب کی ایک جیسی کارروائیوں کو لاگو کرکے محفوظ کیا جا سکتا ہے۔ مندرجہ ذیل مثال میں، ہم اس عمل کی وضاحت کریں گے۔ کسی بھی منزل کے نوڈ کو اصل ڈیٹا کی تشکیل نو کے قابل ہونے کے لیے کافی لکیری طور پر آزاد کوڈڈ پیکٹ جمع کرنا چاہیے۔ ہر کوڈڈ پیکٹ کو ایک لکیری مساوات کے طور پر سمجھا جا سکتا ہے جہاں کوفیشنٹس معلوم ہوتے ہیں کیونکہ وہ پیکٹ میں منسلک ہوتے ہیں۔ ان مساوات میں، ہر اصل پیکٹ نامعلوم ہے۔ مساوات کے لکیری نظام کو حل کرنے کے لیے، منزل کو کم از کم لکیری طور پر آزاد مساوات (پیکٹ) کی ضرورت ہوتی ہے۔ مثال شکل میں، ہم دو پیکٹوں کی ایک مثال دیکھ سکتے ہیں جو لکیری طور پر ایک نئے کوڈڈ پیکٹ میں مل جاتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ہمارے پاس دو پیکٹ ہیں، یعنی پیکٹ اور پیکٹ۔ ہماری مثال کی نسل کا سائز دو ہے۔ ہم یہ جانتے ہیں کیونکہ ہر پیکٹ میں دو کوڈنگ کوفیشنٹس () منسلک ہوتے ہیں۔ منسلک کوفیشنٹس گالوئس فیلڈ سے کوئی بھی قدر لے سکتے ہیں۔ تاہم، ایک اصل، غیر کوڈ شدہ ڈیٹا پیکٹ نے کوڈنگ کوفیشنٹس کو شامل کیا ہوگا یا، جس کا مطلب ہے کہ وہ صفر گنا ایک پیکٹ کے علاوہ ایک بار دوسرے پیکٹ کے لکیری امتزاج سے بنائے گئے ہیں۔ کسی بھی کوڈڈ پیکٹ میں دیگر کوفیشنٹس شامل ہوتے۔ ہماری مثال میں، مثال کے طور پر پیکٹ نے کوفیشنٹس کو شامل کیا ہے۔ چونکہ نیٹ ورک کوڈنگ کو مواصلاتی پروٹوکول کے کسی بھی پرت پر لاگو کیا جا سکتا ہے، اس لیے ان پیکٹوں میں دوسری تہوں سے ہیڈر ہو سکتا ہے، جسے نیٹ ورک کوڈنگ آپریشنز میں نظر انداز کر دیا جاتا ہے۔ اب، فرض کریں کہ نیٹ ورک نوڈ پیکٹ اور پیکٹ کو ملا کر ایک نیا کوڈڈ پیکٹ تیار کرنا چاہتا ہے۔ آر ایل این سی میں، یہ تصادفی طور پر دو کوڈنگ کوفیشنٹس کا انتخاب کرے گا، اور مثال میں۔ نوڈ پیکٹ کی ہر علامت کو، اور پیکٹ کی ہر علامت کو ضرب دے گا۔ پھر، یہ نئے کوڈ شدہ ڈیٹا کو تیار کرنے کے لیے علامت کے لحاظ سے نتائج کو شامل کرے گا۔ یہ کوڈڈ پیکٹوں کے کوڈنگ کوفشنٹس کے ضرب اور اضافے کی وہی کارروائیاں انجام دے گا۔ غلط فہمیاں لکیری نیٹ ورک کوڈنگ اب بھی ایک نسبتا نیا موضوع ہے۔ تاہم، پچھلے بیس سالوں میں اس موضوع پر بہت زیادہ تحقیق کی گئی ہے۔ اس کے باوجود، اب بھی کچھ غلط فہمیاں ہیں جو اب درست نہیں ہیں: ڈیکوڈنگ کمپیوٹیشنل پیچیدگی: نیٹ ورک کوڈنگ ڈیکوڈرز کو سالوں کے دوران بہتر بنایا گیا ہے۔ آج کل الگورتھم انتہائی موثر اور متوازی ہیں۔ 2016 میں، SIMD ہدایات کو فعال کرنے والے i5 پروسیسرز میں، نیٹ ورک کوڈنگ کا ڈیکوڈنگ گڈ پٹ 16 پیکٹوں کے جنریشن سائز کے لیے 750 MB/s اور 64 پیکٹوں کے جنریشن سائز کے لیے 250 MB/s تھا۔ مزید برآں، آج کے الگورتھم بہت زیادہ متوازی ہو سکتے ہیں، جس سے انکوڈنگ اور ڈیکوڈنگ گڈ پٹ میں مزید اضافہ ہوتا ہے۔ ٹرانسمیشن اوور ہیڈ: عام طور پر یہ خیال کیا جاتا ہے کہ نیٹ ورک کوڈنگ کا ٹرانسمیشن اوور ہیڈ ہر کوڈ شدہ پیکٹ میں کوڈنگ کوفیشنٹس کو شامل کرنے کی ضرورت کی وجہ سے زیادہ ہے۔ حقیقت میں، یہ اوور ہیڈ زیادہ تر ایپلی کیشنز میں نہ ہونے کے برابر ہے۔ کوڈنگ کوفشنٹس کی وجہ سے ہونے والے اوور ہیڈ کا حساب مندرجہ ذیل طریقے سے لگایا جا سکتا ہے۔ ہر پیکٹ میں کوڈنگ کوفیشنٹس شامل کیے گئے ہیں۔ ہر گتانک کا سائز گالوئس فیلڈ کے ایک عنصر کی نمائندگی کرنے کے لیے درکار بٹس کی تعداد ہے۔ عملی طور پر، زیادہ تر نیٹ ورک کوڈنگ ایپلی کیشنز فی نسل 32 پیکٹ سے زیادہ کی نسل کا سائز اور 256 عناصر (بائنری-8) کے گالوئس فیلڈز استعمال کرتی ہیں۔ ان نمبروں کے ساتھ، ہر پیکٹ کو اوپر سے منسلک بائٹس کی ضرورت ہوتی ہے۔ اگر ہر پیکٹ 1500 بائٹس لمبا ہو (یعنی۔ ایتھرنیٹ ایم ٹی یو)، پھر 32 بائٹس صرف 2 ٪ کے اوور ہیڈ کی نمائندگی کرتے ہیں۔ لکیری انحصار کی وجہ سے اوور ہیڈ: چونکہ آر ایل این سی میں کوڈنگ کوفیشنٹس کو تصادفی طور پر منتخب کیا جاتا ہے، اس لیے اس بات کا امکان ہے کہ کچھ منتقل شدہ کوڈڈ پیکٹ منزل کے لیے فائدہ مند نہیں ہیں کیونکہ وہ پیکٹوں کے لکیری طور پر منحصر امتزاج کا استعمال کرتے ہوئے بنائے گئے ہیں۔ تاہم، زیادہ تر ایپلی کیشنز میں یہ اوور ہیڈ نہ ہونے کے برابر ہے۔ لکیری انحصار گالوئس فیلڈز کے سائز پر منحصر ہوتے ہیں اور عملی طور پر استعمال شدہ نسل کے سائز سے آزاد ہوتے ہیں۔ ہم مندرجہ ذیل مثال سے اس کی وضاحت کر سکتے ہیں۔ آئیے فرض کریں کہ ہم عناصر کا گالوئس فیلڈ اور پیکٹوں کی نسل کا سائز استعمال کر رہے ہیں۔ اگر منزل کو کوئی کوڈڈ پیکٹ موصول نہیں ہوا ہے، تو ہم کہتے ہیں کہ اس میں ڈگری آف فریڈم ہے، اور پھر تقریبا کوئی بھی کوڈڈ پیکٹ مفید اور اختراعی ہوگا۔ درحقیقت، صرف صفر پیکٹ (کوڈنگ کوفشنٹس میں صرف صفر) غیر اختراعی ہوں گے۔ صفر پیکٹ پیدا کرنے کا امکان ہر کوڈنگ گتانک کے گالوئس فیلڈ کے صفر عنصر کے برابر ہونے کے امکان کے برابر ہے۔ یعنی غیر اختراعی پیکٹ کا امکان ہے۔ ہر مسلسل اختراعی ترسیل کے ساتھ، یہ دکھایا جا سکتا ہے کہ غیر اختراعی پیکٹ کے امکان کا ایکسپونینٹ ایک سے کم ہو جاتا ہے۔ جب منزل کو اختراعی پیکٹ موصول ہوتے ہیں (یعنی ڈیٹا کو مکمل طور پر ڈی کوڈ کرنے کے لیے اسے صرف ایک اور پیکٹ کی ضرورت ہوتی ہے)۔ پھر غیر اختراعی پیکٹ کا امکان ہے۔ ہم اس علم کو فی نسل لکیری طور پر منحصر پیکٹوں کی متوقع تعداد کا حساب لگانے کے لیے استعمال کر سکتے ہیں۔ بدترین صورت حال میں، جب استعمال شدہ گالوئس فیلڈ میں صرف دو عناصر () ہوتے ہیں، تو فی نسل لکیری طور پر منحصر پیکٹوں کی متوقع تعداد 1.6 اضافی پیکٹوں کی ہوتی ہے۔ اگر ہماری نسل کا سائز 32 یا 64 پیکٹوں کا ہے، تو یہ بالترتیب 5 ٪ یا 2.5 ٪ کے اوور ہیڈ کی نمائندگی کرتا ہے۔ اگر ہم بائنری-8 فیلڈ () استعمال کرتے ہیں، تو پھر فی نسل لکیری طور پر منحصر پیکٹوں کی متوقع تعداد عملی طور پر صفر ہے۔ چونکہ یہ آخری پیکٹ ہیں جو لکیری انحصار کی وجہ سے اوور ہیڈ میں اہم معاون ہیں، اس لیے آر ایل این سی پر مبنی پروٹوکول جیسے ٹیون ایبل اسپارس نیٹ ورک کوڈنگ ہیں جو اس علم کا فائدہ اٹھاتے ہیں۔ یہ پروٹوکول ڈیکوڈنگ کی پیچیدگی کو کم کرنے کے لیے ٹرانسمیشن کے آغاز میں کوڈنگ کوفشنٹس میں اسپرسٹی (صفر عناصر) متعارف کراتے ہیں، اور لینیر انحصار کی وجہ سے اوور ہیڈ کو کم کرنے کے لیے ٹرانسمیشن کے آخر میں اسپرسٹی کو کم کرتے ہیں۔ ایپلی کیشنز کئی سالوں سے، متعدد محققین اور کمپنیوں نے نیٹ ورک کوڈنگ کے حل کو اپنی ایپلی کیشنز میں مربوط کیا ہے۔ ہم مختلف شعبوں میں نیٹ ورک کوڈنگ کی کچھ ایپلی کیشنز کی فہرست بنا سکتے ہیں: وی او آئی پی: نیٹ ورک کی تاخیر اور جٹر کو کم کرکے نیٹ ورک کوڈنگ کے ذریعے وائرلیس میش نیٹ ورک پر وی او آئی پی جیسی اسٹریمنگ سروسز کی کارکردگی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ ویڈیو اور آڈیو اسٹریمنگ اور کانفرنسنگ: پیکٹ کے خاتمے کے شکار وائرلیس نیٹ ورکس پر تاخیر، پیکٹ کے نقصان، اور جٹر کے لحاظ سے ایم پی ای جی-4 ٹریفک کی کارکردگی کو آر ایل این سی کے ساتھ بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ وائرلیس میش نیٹ ورکس پر آڈیو اسٹریمنگ کے معاملے میں، پیکٹ فارورڈنگ پر مبنی پروٹوکول جیسے آسان ملٹی کاسٹ فارورڈنگ اور جزوی غالب کٹائی کے بجائے آر ایل این سی کا استعمال کرتے وقت نیٹ ورک کی پیکٹ ڈیلیوری تناسب، تاخیر اور جٹر کارکردگی میں نمایاں اضافہ کیا جا سکتا ہے۔ ویڈیو کانفرنسنگ کے لیے نیٹ ورک کوڈنگ کی کارکردگی میں بہتری صرف نظریاتی نہیں ہے۔ 2016 میں، کے مصنفین نے نیٹ ورک کوڈنگ پر مبنی ویڈیو کانفرنس سسٹم کی فزیبلٹی کا جائزہ لینے کے لیے 15 وائرلیس اینڈرائڈ ڈیوائسز کا ایک حقیقی دنیا کا ٹیسٹ بیڈ بنایا۔ ان کے نتائج نے پیکٹ کی ترسیل کے تناسب اور مجموعی طور پر صارف کے تجربے میں بڑی بہتری دکھائی، خاص طور پر پیکٹ فارورڈنگ پر مبنی ملٹی کاسٹنگ ٹیکنالوجیز کے مقابلے میں ناقص معیار کے لنکس پر۔ سافٹ ویئر سے متعین وائڈ ایریا نیٹ ورک (ایس ڈی-وان): بڑے صنعتی آئی او ٹی وائرلیس نیٹ ورک نیٹ ورک کوڈنگ سے فائدہ اٹھا سکتے ہیں۔ محققین نے دکھایا کہ نیٹ ورک کوڈنگ اور اس کی چینل بنڈلنگ کی صلاحیتوں نے متعدد سیلولر کنکشن کے ساتھ بڑی تعداد میں نوڈس کے ساتھ ایس ڈی-ڈبلیو اے این کی کارکردگی کو بہتر بنایا۔ آج کل، بارکوڈا جیسی کمپنیاں کم تاخیر، کمپیوٹنگ ڈیوائسز پر چھوٹے فوٹ پرنٹ، اور کم اوور ہیڈ میں اپنے فوائد کی وجہ سے آر ایل این سی پر مبنی حل استعمال کر رہی ہیں۔ چینل بنڈلنگ: آر ایل این سی کی بے ریاست خصوصیات کی وجہ سے، اسے چینل بنڈلنگ یعنی متعدد نیٹ ورک انٹرفیس کے ذریعے معلومات کی ترسیل کو مؤثر طریقے سے انجام دینے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ چونکہ کوڈڈ پیکٹ تصادفی طور پر تیار کیے جاتے ہیں، اور کوڈ کی حالت کوڈڈ پیکٹوں کے ساتھ مل کر نیٹ ورک کو عبور کرتی ہے، اس لیے ایک ماخذ اپنے تمام نیٹ ورک انٹرفیس کے ذریعے کوڈڈ پیکٹ بھیج کر زیادہ منصوبہ بندی کے بغیر بنڈلنگ حاصل کر سکتا ہے۔ نیٹ ورک انٹرفیس کے غیر متوقع طور پر کافی کوڈڈ پیکٹ آنے کے بعد منزل معلومات کو ڈی کوڈ کر سکتی ہے۔ آر ایل این سی کی چینل بنڈلنگ صلاحیتوں کو ظاہر کرنے والی ایک ویڈیو یہاں دستیاب ہے۔ 5 جی نجی نیٹ ورک: 5 جی سسٹمز پر ویڈیو ڈیلیوری کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے آر ایل این سی کو 5 جی این آر معیار میں ضم کیا جا سکتا ہے۔ 2018 میں، کنزیومر الیکٹرانکس شو میں پیش کردہ ایک ڈیمو نے بنیادی نیٹ ورک پر بھیڑ کی وجہ سے پیکٹ کے نقصان کے خلاف ویڈیو کے معیار کو بہتر بنانے کے لیے این ایف وی اور ایس ڈی این ٹیکنالوجیز کے ساتھ آر ایل این سی کی عملی تعیناتی کا مظاہرہ کیا۔ دور دراز تعاون۔ آگمینٹڈ رئیلٹی ریموٹ سپورٹ اور ٹریننگ۔ ریموٹ وہیکل ڈرائیونگ ایپلی کیشنز۔ منسلک کاروں کے نیٹ ورک۔ گیمنگ ایپلی کیشنز جیسے کم تاخیر اسٹریمنگ اور ملٹی پلیئر کنیکٹوٹی۔ صحت کی دیکھ بھال کی ایپلی کیشنز۔ صنعت 4. سیٹلائٹ نیٹ ورک۔ زرعی سینسر فیلڈز۔ ان فلائٹ انٹرٹینمنٹ نیٹ ورک۔ موبائل پروڈکٹ خاندانوں کے لیے اہم حفاظتی اور فرم ویئر اپ ڈیٹس۔ اسمارٹ سٹی انفراسٹرکچر۔ معلومات پر مبنی نیٹ ورکنگ اور نامزد ڈیٹا نیٹ ورکنگ۔ لکیری نیٹ ورک کوڈنگ اس طرح کے نظاموں کی ملٹی سورس ملٹی کاسٹ نوعیت کا استحصال کرکے انفارمیشن سینٹرک نیٹ ورکنگ حل کی نیٹ ورک کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتی ہے۔ یہ دکھایا گیا ہے کہ آر ایل این سی کو تقسیم شدہ مواد کی ترسیل کے نیٹ ورک جیسے آئی پی ایف ایس میں ضم کیا جا سکتا ہے تاکہ اسٹوریج کے وسائل کو کم کرتے ہوئے ڈیٹا کی دستیابی میں اضافہ کیا جا سکے۔ پیکٹ کے نقصان کے ساتھ روایتی اور وائرلیس نیٹ ورکس میں غلطی کی اصلاح اور خودکار دہرانے کی درخواستوں کا متبادل، جیسے کوڈڈ ٹی سی پی اور ملٹی یوزر اے آر کیو پروٹیکشن نیٹ ورک کے حملوں جیسے جاسوسی، جاسوسی، ری پلے، یا ڈیٹا کی بدعنوانی کے خلاف۔ ڈیجیٹل فائل کی تقسیم اور پی 2 پی فائل کا اشتراک، مثال کے طور پر۔ مائیکروسافٹ سے ایولانچ فائل سسٹم وائرلیس میش نیٹ ورکس میں ڈسٹری بیوٹڈ اسٹوریج تھرو پٹ میں اضافہ، جیسے۔ : COPE، CORE، کوڈنگ سے آگاہ روٹنگ، اور B.A.T.M.A.N۔ مقامی سینسر نیٹ ورکس میں بفر اور تاخیر میں کمی: مقامی بفر ملٹی پلیکسنگ وائرلیس براڈکاسٹ: آر ایل این سی سنگل ہاپ وائرلیس ملٹی کاسٹ نیٹ ورک کے لیے پیکٹ ٹرانسمیشن کی تعداد کو کم کر سکتا ہے، اور اس لیے نیٹ ورک بینڈوتھ ڈسٹری بیوٹڈ فائل شیئرنگ کو بہتر بنا سکتا ہے۔ کم پیچیدگی والی ویڈیو کو موبائل ڈیوائس پر اسٹریمنگ ڈیوائس ٹو ڈیوائس ایکسٹینشنز نیٹ ورک کوڈنگ سہ رخی نیٹ ورک کوڈنگ کے لیے خفیہ شیئرنگ پروٹوکول ہومومورفک دستخطیں بھی دیکھیں حوالہ جات فریگولی، سی۔ لی بوڈیک، جے۔ اینڈ ویڈمر، جے۔ کمپیوٹر کمیونیکیشن ریویو، 2006 میں "نیٹ ورک کوڈنگ: این انسٹنٹ پرائمر"۔ https://doi.org/10.1145/1111322.1111337 علی فرزمنیہ، شریفہ کے سید یوسف، نورشیلا فسہ "ملٹی کاسٹنگ ملٹیپل ڈسکرپشن کوڈنگ یوزنگ پی-سائیکل نیٹ ورک کوڈنگ"، انٹرنیٹ اور انفارمیشن سسٹمز پر KSII ٹرانزیکشنز، جلد 7، نمبر 12، 2013۔ بیرونی روابط نیٹ ورک کوڈنگ ہوم پیج ایک نیٹ ورک کوڈنگ ببلیوگرافی ریمنڈ ڈبلیو۔ یانگ، انفارمیشن تھیوری اور نیٹ ورک کوڈنگ، سپرنگر 2008، http://iest2.ie.cuhk.edu.hk ~ کیوں یانگ/بک 2/ریمنڈ ڈبلیو۔ یانگ اور دیگر، نیٹ ورک کوڈنگ تھیوری، اب پبلشرز، 2005، http://iest2.ie.cuhk.edu.hk ~ کیوں یانگ/نیٹ کوڈ/مونوگراف۔ ایچ ٹی ایم ایل کرسٹینا فریگولی اور دیگر۔، نیٹ ورک کوڈنگ: ایک فوری پرائمر، ACM SIGCOMM 2006، http://infoscience.epfl.ch/getfile.py?mode=best&recid=58339۔ ایولانچ فائل سسٹم، http://research.microsoft.com/en-us/projects/avalanche/default.aspx رینڈم نیٹ ورک کوڈنگ، https://web.archive.org/web/20060618083034/http:// Www. mit. edu/~ medard/coding1. htm ڈیجیٹل فاؤنٹین کوڈز، http://www.icsi.berkeley.edu ~ luby/Coding-Aware Routing، https://web.archive.org/web/20081011124616/http:// arena. cse. sc. edu/papers/rocx. secon06. pdf MIT ایک کورس پیش کرتا ہے: نیٹ ورک کوڈنگ نیٹ ورک کوڈنگ کا تعارف: نیٹ ورکنگ کا اگلا انقلاب؟ وائرلیس نیٹ ورکس کے لیے کوڈنگ سے آگاہ پروٹوکول ڈیزائن: http://scholarcommons.sc.edu/etd/230 کوڈنگ تھیوری انفارمیشن تھیوری فائنائٹ فیلڈز نیٹ ورک پرفارمنس وائرلیس سینسر نیٹ ورک