1.1.3 多路徑數(shù)據(jù)傳輸

多路徑數(shù)據(jù)傳輸通過尋找多條路由而不是單一最佳路由來承擔(dān)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。多路徑數(shù)據(jù)傳輸可用于補償網(wǎng)絡(luò)節(jié)點處理能力不足與降低鏈路性能動態(tài)變化帶來的網(wǎng)絡(luò)單一路徑傳輸?shù)牟豢深A(yù)測性，在有限網(wǎng)絡(luò)帶寬及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點處理能力受限的情況下實現(xiàn)了流傳輸在路徑分布上的動態(tài)調(diào)整。

基于多路徑路由實現(xiàn)的融合加密方法可以在充分利用網(wǎng)絡(luò)資源的情況下，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳遞的安全性與可靠性的提升。新的方法包括多路徑路由選擇、集成的加密/解密融合方案及流量分布的優(yōu)化，從而提供數(shù)據(jù)認證、數(shù)據(jù)完整性，達到提高遠程醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性的目的。

目前，多路徑路由已被廣泛應(yīng)用于寬帶城域網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、無線自組網(wǎng)及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等。在實踐應(yīng)用中，多路徑路由的功能主要體現(xiàn)在以下幾方面。

1）負載均衡

多路徑路由可以提升網(wǎng)絡(luò)避免擁塞的能力。當(dāng)某些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和鏈路被過度使用并導(dǎo)致?lián)砣麜r，多路徑路由可以將流量從擁塞路徑分散到負載較輕的路徑上，以平衡整個網(wǎng)絡(luò)中路徑上的鏈路與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的負載。在遠程醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)中，負載均衡問題也是多路徑路由應(yīng)用的焦點問題。

由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的處理能力和通信能力是有限的，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點處理需求超過其能力時將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中運行應(yīng)用系統(tǒng)性能下降，甚至造成應(yīng)用不可使用。因此，保證網(wǎng)絡(luò)中運行應(yīng)用系統(tǒng)的最大可運作時間是網(wǎng)絡(luò)管理與運維的關(guān)注點之一。在遠程醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)中，一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點必須能夠處理多個應(yīng)用所產(chǎn)生的流量，并提供可靠、安全的傳輸。為了保證網(wǎng)絡(luò)路由的穩(wěn)定性，路由方案總是傾向于同一數(shù)據(jù)流選擇相同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點來組成通信路徑，提供數(shù)據(jù)分組的傳輸服務(wù)。這種路徑的選擇在流傳遞的初始時刻可能是一條最優(yōu)的路由，但整個網(wǎng)絡(luò)中流處于動態(tài)變化中。流的變化可能造成網(wǎng)絡(luò)中一些節(jié)點的使用遠比另一些節(jié)點的繁重，從而造成網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點承擔(dān)負載的不均衡。已經(jīng)觀察到，面對網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)負載不均衡的情況，網(wǎng)絡(luò)需要協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)中運行的不同應(yīng)用系統(tǒng)的路由，通過統(tǒng)一動態(tài)調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)流在不同路由上傳遞，從而使整個網(wǎng)絡(luò)負載分配在多個路徑上，達到負載均衡，使網(wǎng)絡(luò)可用性顯著增強。

2）抗毀

在多路徑路由應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)在檢測到路徑故障時，可以通過使用替代路徑傳遞服務(wù)流的數(shù)據(jù)分組到目的地，從而提高網(wǎng)絡(luò)通信的容錯度。這增加了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點開銷，但有助于降低在鏈路失敗時通信中斷和數(shù)據(jù)丟失的可能性。為了提高可靠性，人們已經(jīng)開發(fā)出了多種路徑恢復(fù)算法。

3）帶寬聚合

通過將同一目的地的數(shù)據(jù)拆分為多個子流，每個子流通過不同的路徑傳輸，可使可用網(wǎng)絡(luò)帶寬得以聚合。當(dāng)一個流存在多條可用低帶寬連接路徑時，這種策略尤其有效。

4）減少延遲

在運行單路徑按需路由協(xié)議的遠程醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)中，只有在路由發(fā)生故障時才觸發(fā)路徑發(fā)現(xiàn)進程，發(fā)現(xiàn)新路由路徑。這種被動路徑發(fā)現(xiàn)策略導(dǎo)致當(dāng)流傳遞所用路徑發(fā)生故障時，新的路由路徑發(fā)現(xiàn)延遲。在多路徑路由中，備份路由可以被立即確認，從而減少由路徑發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致的數(shù)據(jù)傳輸延遲。此外，在多路徑路由中，針對發(fā)現(xiàn)選擇的多條路徑，可以保持對多條路徑服務(wù)質(zhì)量特征的觀測，當(dāng)觀測到一條路由路徑的服務(wù)參數(shù)更好時，可以將網(wǎng)絡(luò)服務(wù)承諾更好的質(zhì)量應(yīng)用的負載動態(tài)切換到這條路由路徑。

目前，網(wǎng)絡(luò)的多路徑路由的重點往往是負載均衡或抗毀，而不是帶寬聚合。多路徑路由協(xié)議的目標(biāo)通常是最大限度地延長網(wǎng)絡(luò)的可操作時間和完成其承載系統(tǒng)的傳輸任務(wù)。提出多路徑路由的概念是為了在兩個或多個路由之間靈活調(diào)度流量負載。負載均衡是為了避免網(wǎng)絡(luò)中的擁塞問題，提高數(shù)據(jù)吞吐率。提出的動態(tài)多路徑路由技術(shù)選擇同時使用多條路徑傳輸，目的是提供端到端的可靠、安全傳輸，并選擇數(shù)據(jù)吞吐率最大的路徑為最佳路徑。