meshfec

Taktik mesh ağlar için kayba dayanıklı veri/video iletimi: UDP üzerinde ileri hata düzeltme (FEC, Reed-Solomon), kayıplı kanal simülasyonu ve ileride ad-hoc yönlendirme. C++17, harici bağımlılık yok.

Durum: geliştirme sürüyor. Proje, adım adım ve öğrenilerek yazılıyor. Her adım kendi testiyle birlikte ilerliyor. Güncel durum aşağıdaki tabloda ve YOL_HARITASI.md dosyasında.

Problem

Taktik mesh ağlarda düğümler birbirine doğrudan bağlanır ve bağlantılar kayıplıdır. Canlı video gibi zamanlı veride TCP uygun değildir: kayıp pakette yeniden gönderim yapar ve sırayı korumak için sonraki paketleri bekletir, gecikme artar. UDP hızlıdır ama paketin ulaşmasını garanti etmez.

Bir video karesi çoğu zaman onlarca pakete bölünür ve ancak tüm paketleri ulaşırsa çözülebilir. Bu yüzden küçük paket kayıpları bile kareleri büyük oranda öldürür:

Paket kaybı	25 paketlik karenin ulaşma oranı (formül)	Simülasyon (10000 kare)
%1	0.99^25 = %77.8	%78.4
%5	0.95^25 = %27.7	%27.8
%10	0.90^25 = %7.2	%7.2

Çözüm yaklaşımı: UDP'nin üstüne yedek paketler (FEC) ekleyip kaybolan paketleri yeniden istemeden, gecikme olmadan geri kurmak.

Mevcut durum

Adım	Konu	Durum
1	UDP soketi: receiver ve sender programları	Tamam
2	Kayıplı kanal simülasyonu, FEC'siz kare teslim ölçümü	Tamam
3	XOR paritesi (tek kaybı kurtarır) ve testi	Tamam
4	Galois alanı GF(256)	Sırada
5	Reed-Solomon (birden çok kaybı kurtarır)	Planlandı
6	Paket formatı ve CRC	Planlandı
7	Kare kodlayıcı ve birleştirici	Planlandı
8	Burst kayıp kanalı (Gilbert-Elliott), deney ve grafikler	Planlandı
9+	Çok düğümlü ağ ve yönlendirme (AODV)	Planlandı

Şu ana kadar yapılanlar

• apps/receiver.cpp, apps/sender.cpp: Linux soketleriyle UDP üzerinden haberleşen alıcı ve gönderici. Alıcı 9000 portuna bind eder, gelen paketin boyutunu ve gönderen portunu yazar.
• include/meshfec/channel.hpp: LossChannel, her paketi belirli bir olasılıkla düşüren, seed sayesinde tekrarlanabilir kayıp kanalı.
• apps/loss_demo.cpp: 25 paketlik karelerin FEC olmadan kayıp altında ne kadarının ulaştığını ölçer (yukarıdaki tablo).
• include/meshfec/xor_parity.hpp: XOR parite paketi üretimi (xor_parity) ve kaybolan bir paketin geri kurulması (xor_recover). Boş girdi ve farklı boyutlu paketler hata fırlatarak reddedilir.
• tests/test_xor_parity.cpp: Geri kurmayı ve hatalı girdilerin reddedilmesini doğrular.

Planlanan mimari

kare -> [paketlere böl] -> k veri paketi -> [FEC kodla] -> k+m paket
     -> [kayıplı kanal / UDP] -> alıcı -> [FEC çöz] -> kare

k veri paketine m yedek paket eklenir. Reed-Solomon ile alınan k+m paketin herhangi k tanesi kareyi geri kurmak için yeterlidir.

Derleme ve çalıştırma (Ubuntu)

sudo apt install build-essential cmake git
cmake -S . -B build
cmake --build build -j
ctest --test-dir build --output-on-failure

Programlar build/ içinde oluşur. Her apps/*.cpp ve tests/test_*.cpp dosyası ayrı bir program olur, boş dosyalar atlanır.

# Alıcı ve gönderici (iki ayrı terminal)
./build/receiver          # 9000 portunda bir paket bekler
./build/sender            # 127.0.0.1:9000 adresine "merhaba" yollar

# Kayıp simülasyonu
./build/loss_demo

Proje yapısı

apps/               çalıştırılabilir programlar (receiver, sender, loss_demo, ...)
include/meshfec/    header-only kütüphane (channel, xor_parity, ...)
tests/              testler (CTest ile çalışır)
YOL_HARITASI.md     adım adım yol haritası ve ilerleme

Notlar

Bu proje bir öğrenme projesidir: kod, her adımda kavram öğrenilerek elle yazılmaktadır. Hedef, ağ programlama, hata düzeltme kodları ve sistem yazılımı konularını gerçek bir uygulama üzerinde pekiştirmektir.