[发明专利]一种基于多路径传输系统的鲁棒性分析模型测评方法

说明书

本发明公开了一种基于多路径传输系统的鲁棒性分析模型测评方法，涉及通讯数据传输技术领域，方法包括：将MPTCP多路径传输系统抽象为含有n个节点和m条边的无权网络图G；以自然连通度为指标，建立适合MPTCP多路径传输系统的结构鲁棒性评价指标；以效率函数E(G)为指标，建立适合流媒体多路径传输性能鲁棒性的评价指标；计算MPTCP多路径传输系统中节点的入样概率，删除相应的节点以模拟MPTCP多路径传输系统中的选择性攻击行为，分别分析结构鲁棒性评价指标和性能鲁棒性评价指标的变化情况。本发明通过对自然连通度和效率函数E(G)的数学计算，能够较好地反应在数据传输过程中，多路径传输系统对网络链路随机失效和网络攻击等行为导致连通性和传输效率下降的抵抗能力。

技术领域

本发明涉及通讯数据传输技术领域，特别是涉及一种基于多路径的鲁棒性传输测评方法。

背景技术

随着多种无线接入技术(如Bluetooth、Wi-Fi、GPRS、4G等)的大规模应用，越来越多的终端设备将配置多种不同标准的网络接口(即多宿主)且具备接入多个网络的能力。如何有机地融合多种无线接入技术，合理地利用异构无线网络资源，从而提高应用数据的传输服务质量，成为当前国内外学术界研究的热点。近年来，国际互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force，IETF)先后提出了支持多宿主连接的流控制传输协议(Stream Control Transmission Protocol,SCTP)和多径TCP协议(Multipath TCP,MPTCP)，其目的在于使得多宿终端能够同时接入多个网络，拟合多条链路带宽实现多路径数据传输，以此提高数据传输速率和最大化网络资源利用率。为使得多路径传输技术在未来互联网中得到大规模应用和部署，IETF还制定了一系列支持多宿主连接的网络地址动态分配和映射、网络选择优化等异构网络配置标准。可以预测，多路径传输协议将成为未来互联网的核心传输协议。

多路径传输协议的部署为流媒体等实时性、交互性和个性化互联网应用的发展提供了机遇，同时也带来了新的挑战。一方面，采用多路径传输技术进行数据通信，能够拟合异构网络带宽资源，极大地满足流媒体等实时性网络应用的高带宽需求；另一方面，受限于传统数据传输控制协议的原创模式，现有多路径传输机制存在一些缺陷与不足，主要体现在现有多路径传输技术难以满足未来互联网数据传输稳定可靠需要。

多路径传输技术能够将应用层的业务数据流分发到多条路径并行传输，从而实现异构网络带宽聚合和链路负载均衡。然而，现有多路径传输技术的带宽拟合算法和路径管理机制过于简单。标准多路径传输协议只是简单地拟合一切可用网络带宽资源进行数据多路传输。这种基于简单带宽拟合算法的多路径传输技术难以满足未来互联网数据传输安全稳定需要，原因在于：1)在异构互联网环境中，各链路的传输质量存在差异性，拟合一切可用路径(包括具有高动态和不可靠传输等特性的路径)的带宽资源进行数据多路径并行传输，可能会导致数据失序、传输不稳定等问题；2)随着物联网、云计算等新兴信息技术的大规模部署和应用，各类网络攻击也呈现明显增长的态势。这些网络攻击可能导致多路径传输鲁棒性下降等问题，影响流媒体等实时网络应用的传输质量。因此，研究能够满足未来互联网数据传输稳定可靠需要的多路径传输机制具有紧迫性和挑战性。

发明内容