TELKOM NIKA , Vol.12, No .3, Septembe r 2014, pp. 7 25~732   ISSN: 1693-6 930,  accredited  A  by DIKTI, De cree No: 58/DIK T I/Kep/2013   DOI :  10.12928/TELKOMNIKA.v12i3.102    725      Re cei v ed Fe brua ry 17, 20 14; Re vised  May 11, 20 14 ; Accepte d  Ju ne 8, 2014   Maximization Network Throughput based on Maximal  Flow for Single-Source Two-Destinations Multicast       Huanlin Liu*,  Ruiy an Li, L i ang Qin, Sheng Hu ang   Schoo l of Com m unic a io n an d Information En gin eeri ng, Ch o ngi qng U n iv ers i t y  of Posts an T e lecommunic a tions   Cho n g w e n  R o ad 2#, Na n’ an  District, Chon g q in g Cit y ,  4 0 0 0 65, Chi n a   *Corres p o ndi n g  author, e-ma i l : liuhl 2@si na.c o     A b st r a ct     F o r guara n te ein g  all  multic ast destinati o n  nodes  rec e ivi ng the sourc e  informatio n  with thei r   max i mal fl ow  respectiv e ly a n d  obta i ni ng t h e  netw o rk  maxi ma l thro ugh put , a he uristic a l gorith m   base d   on   netw o rk codin g , Maximal F l ow  for Single- source  T w o-destinati ons Mu lticast (MF STM) is propose d  t o   max i mi z e  t he  netw o rk throu g hput. By ca lcul ating th e a ch  destin a tio n maxi mal  flow , the nu mber  of lin k- disjo i nt p a ths  w h ich eq ua ls to desti nati o n s  max i mal fl ow , are se arche d   for each  desti n a tion to c onstr uct  the netw o rk codi ng gr aph.  A heuristic  alg o rith m bas ed  on netw o rk co din g  is des ign ed to de lete t h e   redu nda nt link  in the netw o rk codi ng gr aph a nd  g uar antee th e net w o rk through p u t maxi mi z a ti o n Co mp arin g the  traditio nal  ma ximal  mu lticast  stream  al gorit hm bas ed on netw o rk  codi n g the  si mu lati on   results show  that the MF ST M algor ith m  makes tw o des ti natio ns rece iv e the infor m ati on at the sp ee d of   their maxi mal  flow  respectively, and  dec ode th e s ourc e  nod e infor m ation at e a ch  destinati on n o d e   successfully.      Ke y w ords : mu lticast netw o rks; netw o rk coding; netw o rk  throug hp ut; maxi ma l flow ; heuri s tic algor ith m       1. Introduc tion  Gro w th  with t he a ppli c atio ns  of poi nt to  mu ltipoint  a pplication s , such  a s  hi gh-definition  Internet tel e vision, vid eo  confe r en cin g , di st ributed   v i deo game s  and storage  data  n e two r ks,   multica s t app lication s  hav e increa sed  rapidly in  future net works  [1]-[2]. It was  proved that t he  multica s t ma ke s n e two r throug hput  d r op  mu ch [3] .  And it i s  di fficult to rea c h the  network  maximal thro ughp ut for multica s t. Network  codi ng  was propo se d by Ahlswe de  et al in 2000 to   maximize th e sin g le so urce multi c a s t ca pa city, whi c h let s  a ll destinatio n  node s rece ive   informatio n from  sou r ce n ode  at the  m a ximal mult i c ast  spe ed [4] .  Li et  al p r o v ed that lin e a netwo rk  codi ng ca n get the multica s t capa city [5].  Koetter et al provided a con s tru c tion of linea netwo rk  codi ng by t he  alg ebrai c metho d  [6]. Refere nce s  [7] - [9] furthe study t he a ppli c atio ns  of   linear net work  codin g  in t he net wo rk.  Referen c e [1 0]-[12] p r opo sed  many m a ximal multicast   strea m  alg o rit h m ba se d o n  network  codi ng (NC)  al gorithm to increas e  t he n e twork through p u t.  But previou s   resea r che s  a bout maximal  multic a s t ca pacity ba se on net work  coding  ca n on ly  ensure th at al l of the destin a tion nod es  receive t he i n formatio n at the same  spe ed, the maxi mal  multica s t cap a city, which make some  node s can  no t achieve thei r maximal re ceiving ca pabil i ty  (nod e’s  maximal flow) and  kee p s the m  from g e tting the net work m a ximal throu g hput. Accordi n g   to maximal-flow-minimal -cut theory, wh en each de st ination re ceiv es informatio n at the spee d of  their maximal  flow re spe c ti vely, the network  c an g e t the maximal  throug hput. But in the act ual  netwo rk, it is  usu a l that the multicast  cap a ci ty is not m o re than e a ch  node’ s maximal flow.  Figure 1  sho w s th e relatio n shi p  of the  maximal mult ica s t ca pa city and n ode’ maximal  flow. In the  netwo rk, th e  cap a city of  each  lin k is  just 1, multi c ast’s  so urce  node i s   S  a nd  destin a tion s are  t 1  and  t 2   resp ectively.  Acco rdi ng to  the maxim a l-fl ow-minimal -cut theory,  we  can  cal c ulate th e  maximal flo w of de stin ation no de s  t 1  and  t 2  are  4 and  2, re spectively. So  the   maximal mult ica s t ca pa city is 2, which  is eq ual to  minimum val ue of   4 and 2.  In  Figu re 1,  according  to  the lin k-di sj oint ro ute p r incipl e, the  destin a tion t 1  and  t 2  ca n only recei v e   informatio n at  maximal  sp e ed 1.  Wh en t he n e two r k coding  is used , the de stinati ons  t 1  and   t 2  can   receive the in formation  at maximal spe ed 2. And it  i s  le ss th an th e maximal re ceive  cap abili ty o f   destin a tion  t 1 . How to m a ke all de stinati on nod es  re ceiv e informati on from  sou r ce at spee of  their maxim a l  flow valu e a nd en su re  de codi ng info rmation  corre c tly at ea ch  destin a tion i s  an  urge nt p r oble m  [13]. In thi s  p ape r, we  prop ose MFS T M alg o rithm ,  a heu ri stic  algorith m  ba sed   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 12, No. 3, September 20 14:  72 5 – 732   726 on n e two r codi ng to  co nstru c t th e n e twork  co din g  graph,  whi c ca n ma ke two  multicast   destin a tion  n ode re ceive  the i n form ation from  so u r ce  n ode  at  spe ed  of the i r maxim a l fl ow  respe c tively and ca n de cod e  informatio n corre c tly at each d e stin ation.      Figure 1.   Sch e matic of mul t icast capa cit y       2. Maximal flo w  o f  single - source  t w o - destin ation  multicast  Network codi ng can be used  to  im prov the  m u ltica s t capa city a nd  save the   requi re d   link fo r t r an smitting inform ation from  so urce  nod to  each d e stin ation. Fig u re  2   sho w n  a  cla s sic  butterfly network, which in clud e one so urce nod S  and two de sti nation s   t 1  and  t 2 , the  capa city  of every link  is ju st 1. The  traditional  m u ltica s t route  is sele cted t he ed ge  sep a ration  ro ute  to   transmit the i n formatio n, where th e inte rmediate  n ode s in the  network  only repli c ate a nd forward  the re ceived  informatio n. In Figu re 2 ( a ), destination  node t 1  and   t 2  can re ceiv e informatio n  at  spe ed of  2 a nd 1  unit  cap a city at a tim e , re spe c ti vel y . Howeve r, i f  netwo rk cod i ng is allo wed  at  node s, i.e., node 3 in  Figu re 2( b ), de stin ation no des  t 1  and  t 2  ca n re ceive info rma t ion at sp eed  of  2 simultan eo usly by XOR information  a  and  b  at node 3. At node 3 in Figure 2(b), two a rrival  information  a  and   b  from   upstream  no de 1  a nd  are  op erate d  as info rmati on  a b  by  X O R.  Then at both  destin a tion t 1  and  t 2 , information  a b  i s  de cod ed a s   a  and  by  a ( a b ) =  b  an d   b ( a b ) =  a , res p ec tively . So, des tinations   t 1  and  t 2  can re ceive  information  and  b  at the   same time in  Figure 2(b ) .                                             ( a ) T r aditio n a l  way of routing         ( b ) Ne twork coding     Figure 2. A classic b u tterfly network    s 3 2 t 1 5 4 7 6 t 2 1 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Maxim i zation Network Throughput  Based on Maxim a l  Flow for Si ngle-Source ....  (H uanlin Li u)  727 The a bove i n trodu ced  is the p r o c e s s o f  netwo rk co ding o p e r atio n for  ea ch  d e stinatio n   with the  sam e  re ceivin g speed. But  wh en some  mu l t icast d e stin a t ions h a ve dif f erent  receiving   speed, how t o  utilize network  codi ng to make ea ch  destination receive t he information at their  own  sp eed  i n  a c cord an ce of the  de stination’ ma ximal flow v a lue from th e source  no de,  respe c tively. Many re se archers have  verified it is  a  NP-hard p r obl e m  and it i s  al most imp o ssi b le   to reach.           Figure 3. A speci a l network      In Figure 3,  we  can fin d  t hat not at all  singl e-sou r ce   n- de stinatio n s  multicast  can ma ke  all of the d e st ination s  re cei v e the inform ation fr om  so urce n ode  wit h  ea ch d e stin ation’s  maxim a flow, and  de code the  info rmation  corre c tly, where   n  i s  g r eate r  tha n  2. In Fi g.3, the maximal f l ow  of destin a tion  node t 1  a nd  t n  are 2, a n d  the maximal  flow of de stin ation no de t ,…,  t n-1  are 1,  respe c tively.  If the destina tion node t 1  and  t n  want receive two of information  at one time, link  (3, 4) nee ds tran smit en co ding info rmati on  a b , a nd  destin a tion n ode t 2 , …,  t n-1  are u nabl to  decode  the  receive d  info rmation  su cce ssfully. So  i n  this  pap er,  we  study th e  maximal flo w   multica s t cap a city for  singl e-sou r ce two - desti n a tion s multica s t,  an propo se a heuri s tic  met hod  based on g r a ph com p ressi on to make s each d e stin ation re ceive  the informati on from source   node  with the i r destin a tion’ s maximal flo w In this  pape r,  a di re cted  acyclic m u ltica s t netwo rk is  modele d  a s   g r aph   G =( V , ), wh er and  E  rep r ese n t nod es  and lin ks, re spectively, ca p a city  of all lin ks i s  u n it 1. T he maximal fl ow  of destin a tion  node t 1  an t 2  is set as  m  and  n , respec tively   ( m n ). In o r de r t o  re aliz t 1  a nd  t 2   receiving th e  inform ation f r om  so urce  n ode  with  m  a nd  n  re sp ecti vely and d e code i n form ation  su ccessfully,  we  need  to l ook for  m  lin k-di sjoi nt pat hs  and  lin k-disj oint p a th s for de stinat ion   node s  t 1  and   t 2 , resp ectiv e ly. But, in accord an ce wi th the above  appro a ch, only destinatio t 1   can g uarant ee   de codi ng  the  m  infor m ation co rre c tly, but destination  t 2  cannot de co d e   n   informatio n. For exa m ple,  in Figu re 4 ( a ), the maxi mal flow i s  3  and 2 fo r d e s tination  nod es  t 1   and  t 2 , re sp e c tively. There f ore, we ne e d  to loo k  fo 3 link-di sjoint  paths for  de stination  t 1 , whic are  s -1 - t 1 s -2 -4- 6 - t 1  and  s - 3 -5 -7- t 1 . Two link-disj oint p a ths a r e sea r che d  for de sti nation  t 2 , whic are  s - 1 -4-6- t 2  and   s -2 -5- 7 - t 2 . The tran smissi on  ro ute s  of  de stinati ons  t 1  and   t 2  a r e sh ow n  in   Figure 4( b ), whe r e info rm ation  a b  and   c  are tra n smi tted from sou r ce n ode  S     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 12, No. 3, September 20 14:  72 5 – 732   728                            s 1 a 2 b 3 c t 1 a 4 b 5 c 6 a b 7 b c t 2 b c a b b c a b b a     ( a ) Original network                       ( b ) Information tran smissi on route s     Figure 4. Ske t ch of maximal flow tran smissi on       In Figu re  4( b ), the  de stina t ions  t 1   ca n d e co de th a b  and   c  infor m ation success fully  according to  Eq. (1).     1 2 3 ay ab y bc y                                                                           (1)    Whe r e  y 1 y 2  and  y 3  are th e en codi ng in formation  re ceived by de st ination n ode  t 1 . There  have thre e li near i nde pen den ce e quati ons  with thre e un kno w n v a riabl es  a b  and  c  in Eq.(1).  So, the destination nod t 1  can decode  three inform ation  su ccessfully [13], which are  a b  and  c   in Eq.(1).   Similarly, the decodin g  equ ation of desti nation no de  t 2  is  s h own as follows      4 5 ab y bc y                                                                            (2)    Whe r e  y 4  an y 5  are the  encodin g  info rmation  recei v ed by destin a tion nod t 2 .  But, we   can find two linear in dep en den ce eq uati ons  with thre e unkno wn s variable s   a b  and  c  in Eq.(2),  so the de stin ation node  t 2  can't de co de  the informati on tran smitte d by source  node  S  and  can  not obtain the  2 unit inform ation, in term s of maximal flow of destin a tion  t 2  at a ti me.  As discu s sed  above, if th ere have  k  linear in dep en den ce eq uations for  k  u n k n own  variable s  for the destin a tion nod t , the de stinatio n node  t  ca n decode th k  informati o su ccessfully. So, in this  pape r, a  met hod i s  propo sed to  en sure that  k  lin e a r ind epe nde nce   equatio ns o n l y  with  k  info rmation for th e de stination  node  t  in  si ngle  sou r ce two d e stin atio ns  multicast.      3. Maximize  the n e t w o r k thro ughp ut ba sed o n  maximal flo w   for sin g le sour c e   t w o   destin ations  multicast  Assu me s tha t  the maximal flow of de stination s   t 1  and  t 2  are  m  and  n , res p ec tively,  whe r m  is n o t less than  n . Firs tly,  m  link-disj o int p a ths a r sea r che d  for d e st ination no de  t 1 Then,  n  link-disjoi nt paths are sea r che d  for destinati on node  t 2 . Finally, paths in the above link- disjoi nt path s , whi c h  ma ke   n  linea r inde pend en ce eq uation s  with  n  unkn o wn variabl es for t he  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Maxim i zation Network Throughput  Based on Maxim a l  Flow for Si ngle-Source ....  (H uanlin Li u)  729 destin a tion n ode  t 2 , are de leted from th e above link-disjoi nt  paths. The pro c e s s of maximization   the netwo rk throug hput b a se d on ma ximal flow for sin g le sou r ce two  de stination s  multi c a s t   (MFSTM ) as f o llows.   Step  1: Loo for  m  link-disj oint paths for  destin a tion  t 1 , and co nstructing  G 1  grap h  by the   above  m  link-disjoi nt paths, where dotte d lines  ar e u s ed to rep r e s e n t the edge s i n  the gra ph  G 1   in Figure 5 (a ).  Step   2: Loo k for  n  li nk-di s j o int path s  fo destin a tion  t 2 , and  con s tru c t the graph   G by the  above  n  li nk-disjoi n t path s , where the  solid line s  a r e  use d  to represe n t the ed ges i n  the g r aph  G 2  but not co nne ct to the destinatio n no de in Figu re 5  (b).   Step  3: G r ap G 3  is con s tructed  by link  union of  G 1  a nd  G 2 , whi c is shown in F i gure  5   (c). If the line  is both in G 1  and in G 2 , the line in G 1  is  selec t ed to c o ns truc t the G 3 .   Step  4: Put t he solid lin e li nks of net wo rk  G into the  s e e , where  e ={ e 1 ,…, e k } e i  is the   i- th si de  solid  line of n e two r G 3  (i   [1,  k ]),  k  is the number of  soli d lines in  G 3 . Cho o se on e l i ne  of the  set  e  t o  be  del eted i n  net work  G 3 . Ch eck  wh eth e r th e maxim a l flow of d e stination  t 2  in  G 3   is  n . If  yes,  delete the se lected line in   G 3 , and update the network  G 3  an d set  e . Els e  if  t h maximal flo w  of de stinatio t 2  in  G 3  i s   not  n , th en  re s e r v e  th e se le c t ed  lin e in  n e t w o rk   G 3 , and   cha nge th e li ne with th e d o tted line in  G 3 , and up da te the network  G 3  an set   e . Until en of  each line in set  are checked.                     ( a G 1  gra p h                          ( b G 2  gra p h                                ( c G 3    gra p h                         ( d )  G 4  gr ap h   Figure 5.   Example process of MFSTM      Figure 5 sho w s a n  examp l e of impleme n tation pro c e ss of MFSTM ,  where n ode   s  is the  sou r ce n ode  and th e no des  8 a nd 9  are  de stinat ion no de s. Since th e max i mal flow  of  the   destin a tion n ode s 8 and 9  is 3 and 2, re spe c tively.   Step 1: Lo ok for 3 li nk-di s joint p a ths  to de stination  node  8  and  co nstruct  graph  G 1 s h ow n  in  F i gu r e  5  ( a );   Step 2: Loo k for 2 li nk-di s joint p a ths to de stination  node 9 an d co nst r u c t g r aph   G 2 s h ow n  in  F i gu r e  5  ( b );   Step 3: Const r uct net wo rk  G 3  by link uni on of  G 1  and  G 2 , shown in Figure 5 ( c );   Step 4: In Fig u re  5 (c),  set  e ={ (1, 4 ) , (2,  5)}. To  delet e  the line  (1, 4 )  in Fi gure 5  ( c ), we  find the maxi mal flow  of destination node 9 i s   st ill 2, so the line  (1, 4) i s  del eted in Fi gure  5 ( c ).   Similarly, line (2, 5) shoul d be delete d .  Finally , the netwo rk, wh ich ma ke s e a ch d e stin ation  receive the m a ximal flow, is co nst r u c ted  in Figure 5 ( d ).   In  Figu re 5 ( d ), we  can  find  path s   s -1- t 1 s -2 -4 -6 - t 1  an s -3 -5 -7- t 1  f o de stination   t 1 , and  find the path s   s -2- 4 -6 - t 2  and  s -3- 5 -7 - t 2  for de stinatio t 2 . So, destination s  t 1  and  t 2  can re cei v information with their maximal flow res p ec tively.   In the foll owi ng description, we illustrat e   that the M F STM  can m a ke one-source t w o- destin a tion multica s t get  the m a ximal thro ugh pu t, which let s  ea ch  de stination  re ceiv informatio n a t  spee d of th eir maximal fl ow respe c tively. We a s su me the net work i s  a b st ra cted   as G, th e two de stination s  a r t 1  an d  t 2 , maximal flow of  de stinations  t 1  an t 2  are  m  an n r e spec tively, w h er m  is not less than  n , the source   node  is  S We a s sume th a t  the de stinati on  t 2  can  re ceiv n +  k  num ber of info rm ation tran smi tting from  so urce  node   S  usi ng  MFST Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 12, No. 3, September 20 14:  72 5 – 732   730 algorith m , wh ere  m-    1. Th e net work  codin g  o p e ration sh ou ld be  u s ed  a m ong th n  li nk- disjoi nt paths. The rea s on  is that only  n  link-di sjoi nt paths a r e se arched fo r de stination  t 2  using  MFSTM, and  the input lin k num ber of  destin a tion  t 2  is  n . So, the extra  inf o rmation should   sha r e the  n  e s tabli s he d lin k-di sjoi nt paths to tran smit  the informati on from  sou r ce no de  S . There   must exi s t th e case  sho w n in the  Fig.6.   m  link-di sjoi n t  paths fo r d e s tination  t 1  a r e den oted  as  a 1 …,   a m  res pec tively.  n  link-disjoi nt path s  are  den oted  as  b 1 , …,   b n   res p e c tiv e ly  in Figu re 6. F o destin a tion  t 2 , if des tination  t 2  re ceiv e s   n  +  k  info rmation from  sou r ce n ode   S , the net work  con s tru c ted  b y  MFSTM mu st exist  not le ss than   one   node,  su ch  a s  A, who s e i n put lin k is mo re  than 1  an d i n formatio carryin g by  e a ch  lin i s  e n co ded  at n ode A  by p e r formin g n e t w ork  codi ng. T he li nk  ( A, B ) tra n s mits the  en coding  informa t ion  a 1  a 2 . So, de stination s   t 2  re ceives 2  informatio n b y  one link  b 3 , whi c h are  a 1  and  a 2 . There  have  simil a r en codin g  lin ks a s  ab ove ( A B ). Acco rdin g to th e MF STM alg o rith m, the d o tted lin k lin es n o t belo n g  to  the  m  link-di sjoin t   paths. So, if  we delete the  dotted link line, the maximal flow of destinatio t 1  is  m  also and  the  maximum flow of destina tion  t 2  is stil n . It is conflicting with  the network coding g r a p h   con s tru c ted  b y  MFSTM al g o rithm,  whi c h  say if  we  del ete any  one  li nk i n  the  g r ap h, the m a ximal  flow of destin a tion nod t 1  or  t shoul d d e crea se. The r efore, the assumptio n  of  k  inform ation  received by d e stinatio t wa s rej e cte d  due to not de cre a se the m a ximal flow o f  destination  t 2 The num ber  of information  receive d  by destin a tion  t 2  is not more than  n .   Simultaneo usly, in the net work  co ding  grap h, which  inclu d e s  the   n  lin k-disjoi n t  paths  sea r ched by  MFSTM algo rithm, the maximal flow of d e stinatio t 2  is  n . If we allo w the en codi ng   link exi s t in th e network  co ding g r ap h, such  as  a 1  a 2  on lin a 1  a 2 , the numb e r of info rmat ion   received by d e stinatio t 2  i s  not less  than  n .   From the ab o v e two ca se s, we kn ow, th e num be r of informatio n re ceived by de stination   t 2  just equals  to  n  by MFSTM algorithm.           Figure 6. Simplified network co ns t r u c ted  by link-di sjoi nt paths      4. Simulation and Discu ssion   In order to  make  the  si mulation  net work topolo g y  clo s e r  to  reality network, we ta ke   Salama mo d e l to produ ce  rand om n e tworks,  whi c h a r similar to reality netwo rk. The num be r of  netwo rk  nod e s  is 2 0 , 25, 3 0 , 35 and 4 0  with tw o de stinations  whe n  100 rand o m  netwo rks a r prod uced i n  t he  simulatio n ,  re spe c tively. The  avera g e  net work through put o b tai ned  by MFST is  compared  with the maxi mal multi c ast  stream  al gorit hm ba se d o n   netwo rk codi ng  (NC) an d t he  maximal flow  theory. Table  1 sho w s the simulation results of NC a n d  MFSTM.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Maxim i zation Network Throughput  Based on Maxim a l  Flow for Si ngle-Source ....  (H uanlin Li u)  731 Table 1. Average net work throu ghp ut   Number of   node NC   MFSTM   Maximal flow the o r y   20 4.05  6.48  6.48  25 3.89  5.98  5.98  30 3.57  5.08  5.08  35 3.51  4.83  4.83  40 3.45  4.74  4.74      Table  1  sh ows that  the  net work  average  thro ugh put o f  MFSTM i s   g r eate r  tha n   of NC i n   the 5 types of networks. A nd t he netwo rk ave r ag e throug hput of MFSTM algo rithm is equ al  to  the network t h rou ghp ut ca lculate d  by m a ximal  flow t heory. Th e result  sho w s t hat the MFS T can gu arante e  the two destinatio ns receivin the information  at the speed  of their node’ maximal flow.     2 0 25 30 3 5 40 0. 0 0. 2 0. 4 0. 6 0. 8 1. 0 Probabilit y of  r eachi ng m a ximal t h roughput Number  fo Net w or k  nod es  NC algo rit h m  M F S T M  algo rit h m   Figure 7. Probability of maximal thr oughput for NC and MFSTM algorithm       Figure 7  sh ows that th e  av era ge  ne twork th rou g hput of  NC  algorith m  onl y about  60%~7 0% of  maximal net work th rou g h put whi c h i s  calcul ated  by maximal  flow theory,  whil e the   MFSTM can  get the 100% of maximal throu ghp ut. So, the MFSTM can get the  network max i mal  throug hput, which e qual s to the value of maximal flow theory.      5. Conclusio n   Multicast makes it is much difficult to  get the network m a ximal throug hput. T he pap er  studie s  a h e u risti c  alg o rit h m, MFSTM  algorith m to make th e mu lticast of  sing le-sou rce two - destin a tion s to get the ma ximal netwo rk thro ugh put. The net work codin g  g r ap h is buil d  by the   link-disj oint  p a ths of  ea ch  destin a tion wi th  re sp ect to   destin a tion’ maximal flo w . The  process of  netwo rk  co di ng graph  co n s tru c tion i s  to  guarantee  e a ch   de stinati on at the  sp e ed of de stinat ion’s  maximal flow usin g heu ri stic pri n ci ple.  Comp ared  wi th the traditio nal maximal  multica s t stre am  algorith m  ba sed  on  network codin g  (NC) al gor ith m , the p r op o s ed  MFSTM  ca n get  net wo rk  maximal thro ughp ut of maximal flow theory.      Ackn o w l e dg ements     This resea r ch wa s fund e d  by the national natu r scien c e fou n d a tion of Chi n a (NSF 6127 5077,  6 1371 096, 5 1 1755 35),  by the 97 3 n a tion al  program o n  key ba sic rese arch  proj e c t of  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 12, No. 3, September 20 14:  72 5 – 732   732 Chin a (2 012 CB315 803 ),  and by the b a si c an d fron tier  re se arch prog ram of  Chong qing (CSTC  2013j cyjA400 52).       Referen ces   [1]  Dinh DL, Miklos  M, Jerom e  P.  An i m prov ed  mu lticast r outin g a l g o rith in s parse  s p littin g  W D netw o rks . Proceed ings  of IEEE ComManT el. Vietnam. 20 13 : 99-104.   [2]  Hua ng S, W a n g  Y, Liu HL, Qi n L.   Multi-sour ce multi-cor e  routin al gorith m  based  on n e t w ork c odi ng   in  optica l  m u lti c ast net w o rk.  Journ a l of  C h ong qin g  Univ e r sity  of  Posts  and   T e l e co mmu n ic ations 201 1; 26(2): 14 3-14 9.  [3]  Xi on g N X , Ji XH, Y a n g  LT , et al. A  distrib u ted  e fficient fl o w  co ntrol sc h e me for m u ltir ate multic ast   net w o rks.  IEEE Transactions  on Parallel   and Distributed S ystem s,  20 10; 21(9): 12 54- 12 66.   [4]  R Ahls w e d e N Ca i, SYR. L i . Net w ork inf o rmation flo w .   I EEE Transacti ons  on Infor m ation  theory 200 0; 46(4): 12 04-1 216.   [5]  Li SYR, Y e u n g  RW , Nin g C a i. Li ne ar n e tw o r k co din g IEEE Transactions on Infor m ation Theory 200 3; 49(2): 37 1-38 1.  [6]  Koetter R, M edar d M. An  alg ebra i c a ppr oach to  net w o rk cod i ng.  IE EE/ACM T r an sactions  on  Netw orking . 20 03; 11(5): 7 82- 795.   [7]  Jin T ,  W ang Y, Z hao F .   Random l i ne ar netw o rk codin g  w i th  cooper ating i n  w i reless sens or netw o rk Procee din g s o f  W i reless Co mmunicati ons,  Net w or ki ng  a nd Mo bil e  Co mputin g (W iC OM). W uhan.   201 1: 1-4.   [8]  Nistor M,  Luca n i D E . On th e  de la distrib u t i on  of ra nd om  lin ear  net w o rk  cod i ng.  IEEE  Journ a l on  Selecte d  Areas  in Co mmu n ica t ions . 201 1; 29 (5): 1084- 10 93 [9]  Yazdi SMS, S a vari SA, Kram er G. Net w ork c odi ng  in  nod e- constrai ned  li n e  an d star  net w o rks.  IEEE   T r ansactio n s o n  Information T heory . 20 11; 5 7 (7): 445 2-4 4 6 8 [10]  Liu H L , Xi e YH , Li, Z ,  et al. Stud y on mi nimiz e  net w o rk c odi ng li nks bas ed  on immun e  al gorithm f o r   optica l  multic a s t net w o rk.  Jo urna l of Ch on g q in g Un iversity  of Posts and  T e leco mmunic a tions . 20 11 23(4): 38 4-3 8 8 .   [11]  Qu Z ,  Liu X, Hua ng J.  Genetic local se ar ch algor ith m  for net w o rk codin g  resourc e s  mini mi z a ti on Procee din g s of IEEE  Confer ence on Com puter Scienc e  and  Automati on Engi ne erin g (CSAE),   Z hang jia jie. 2 0 12: 782- 78 6.  [12]  Luo  L, Qin  T F , Luo JZ , et al.   A  routing a l go rith m for net w o rk codi ng m u l t icast base d  o n  shar eab le   links.  T e lec o mmu n ic ation En gin eeri n g . 20 1 1 ; 51(3): 79-83.   [13]  Liu GQ. Approximate const r uc tion of max i mum decodable line ar  net w ork coding for single  source.  Co mpu t er Engin eeri n g .  2010; 36 (9):  94-9 6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.