基于异构移动互联接入标准的多路径传输性能改进技术研究

The Next Generation Internet(NGI) is evolving toward highly heterogeneous network direction, combination of WLAN,3G/4G (MBB--Mobile Broadband) mobile communications as well as wired network can greatly improve the convenience of Internet access. Growing applications like big data, cloud computing, and key emergency services need this combination to support multi-path concurrent transport.Mobile concurrent multi-path transport is the support technology for the NGI.The two multi-homed transport protocols of NGI– namely MPTCP and CMT-SCTP – are just new technologies and can support the concurrent multi-path transfer over cellular networks and WLAN. Both protocols are also hot topics of standardization discussion within the Internet Engineering Task Force (IETF).However the multi-path transport research based on mobile Internet access is still blank in China. This project is therefore an important topic of continued research after multipath transport research based on the wired Internet testbed (Hainan University–NorNet Core). This project intends to settle three scientific issues：.1) Studying heterogeneous characteristics of multi-path concurrent transmission of mobile Internet access, and putting forward effective performance evaluation metrics; .2) Exploring multipath scheduling algorithm strategies in the mobile Internet environments; .3) Investigating the robustness and resilience of the MPTCP Protocol in mobile environments. .The results of the research will effectively improve the performance of multi-path transport based on heterogeneous mobile Internet Access Standards, and have a significant impact for pushing forward the commercialization process of mobile multi-path transport.This project could also set up an example for other applications based on mobile Internet access as well.

下一代互联网正向着高度异构化的趋势发展，如WLAN，3G/4G与有线网络的互联极大地提高了网络接入的便利性,而日益增长的大数据、云计算及关键应急服务等迫切需要多种接入标准多路径并发传输的支持。基于移动互联接入标准的多路径传输则是实现移动互联并发传输的支撑技术，MPTCP与CMT-SCTP就是该支撑技术的协议实现，也是IETF关注的热点。基于移动互联标准的多路径传输研究在我国仍属空白，本项目是继固网国际测试床多路径传输研究后一个拓展的关键性课题，拟解决移动互联接入多路径传输中存在的三个科学问题:.1)研究移动互联多路径并发传输的异构特征，提出有效的性能评价指标；.2)移动互联下的多路径调度新算法策略；.3)移动互联下的MPTCP协议的鲁棒性及复原能力。.其研究成果将有效提高基于异构移动互联接入标准的多路径传输性能，对推进移动互联多路径传输商业化进程产生重要意义，为其他接入标准树立一个范例。

下一代互联网正向着多网融合、高度异构化的趋势发展，如WLAN，4G/5G与有线网络的互联极大地提高了网络接入的便利性,而日益增长的大数据、云计算及关键应急服务等迫切需要多种接入标准多路径并发传输的支持。本项目主要从4个大方面开展了研究:.1）从“IPv6/IPv4+MPTCP+应用层”融合工作的角度，研究了MPTCP协议的鲁棒性、负载均衡及快速复原.头两年，项目组租用移动、电信无线网卡、利用WiFi及联通、教育网有线接入标准进行各种测试，并以视频播放为例对多个ISP、多种接入方式融合通信及故障时进行无缝切换的鲁棒性、快速复原能力及以低成本实现负载均衡的能力及融合性多方面开展了实验研究，最终开发了一个多路径传输直播平台。其意义重大：IPv6可为形形色色的万物分配独立的IP地址，再通过MPTCP将这些万物互联互通，并与应用层协议有好兼容，以达到以低成本方式为物联网应用提供良好的支撑平台。.2）提出了多路径传输缓存耗量回归分析建模法 BSMRAM.首次将回归建模分析法引入多路径传输缓存耗量性能的研究中，取得了重要的突破，与传统缓存耗量模型相比，优化了缓存耗量。.3）提出了多路径传输路径管理的优化算法 PCDC.该算法根据当前运行场景中各子流的路径影响因子及传输的载荷确定那些子流可以参与多路径的并发传输，提出了吞吐量，降低了小数据传输的完成时间。在该研究中定义了一个重要的指标“影响因子”，意义重大，可非常好的反映多网融合异构传输网络各子路径的差异与贡献率。.4）提出了多路径传输移动通信拥塞控制改进算法 D-OLIA.与固网相比，移动通信中随机丢包现象更严重，该算法可区分移动通信中的随机丢包与拥塞丢包，从而可改进盲目降低拥塞窗口进行流量控制，提升MPTCP协议的传输性能。.此外，还进行了两方面的拓展性研究：.1）提出了多参数综合优化算法 MPCOA；.2）正在开展多参数自适应优化与参数配置的研究。