1.1.3 多路径数据传输

多路径数据传输通过寻找多条路由而不是单一最佳路由来承担数据传输服务。多路径数据传输可用于补偿网络节点处理能力不足与降低链路性能动态变化带来的网络单一路径传输的不可预测性，在有限网络带宽及网络节点处理能力受限的情况下实现了流传输在路径分布上的动态调整。

基于多路径路由实现的融合加密方法可以在充分利用网络资源的情况下，实现网络数据传递的安全性与可靠性的提升。新的方法包括多路径路由选择、集成的加密/解密融合方案及流量分布的优化，从而提供数据认证、数据完整性，达到提高远程医疗网络的可靠性和安全性的目的。

目前，多路径路由已被广泛应用于宽带城域网、无线局域网、无线自组网及无线传感器网络等。在实践应用中，多路径路由的功能主要体现在以下几方面。

1）负载均衡

多路径路由可以提升网络避免拥塞的能力。当某些网络节点和链路被过度使用并导致拥塞时，多路径路由可以将流量从拥塞路径分散到负载较轻的路径上，以平衡整个网络中路径上的链路与网络节点的负载。在远程医疗网络中，负载均衡问题也是多路径路由应用的焦点问题。

由于网络节点的处理能力和通信能力是有限的，当网络节点处理需求超过其能力时将导致网络中运行应用系统性能下降，甚至造成应用不可使用。因此，保证网络中运行应用系统的最大可运作时间是网络管理与运维的关注点之一。在远程医疗网络中，一个网络节点必须能够处理多个应用所产生的流量，并提供可靠、安全的传输。为了保证网络路由的稳定性，路由方案总是倾向于同一数据流选择相同的网络节点来组成通信路径，提供数据分组的传输服务。这种路径的选择在流传递的初始时刻可能是一条最优的路由，但整个网络中流处于动态变化中。流的变化可能造成网络中一些节点的使用远比另一些节点的繁重，从而造成网络中各节点承担负载的不均衡。已经观察到，面对网络出现负载不均衡的情况，网络需要协调网络中运行的不同应用系统的路由，通过统一动态调整应用系统流在不同路由上传递，从而使整个网络负载分配在多个路径上，达到负载均衡，使网络可用性显著增强。

2）抗毁

在多路径路由应用中，网络在检测到路径故障时，可以通过使用替代路径传递服务流的数据分组到目的地，从而提高网络通信的容错度。这增加了网络节点开销，但有助于降低在链路失败时通信中断和数据丢失的可能性。为了提高可靠性，人们已经开发出了多种路径恢复算法。

3）带宽聚合

通过将同一目的地的数据拆分为多个子流，每个子流通过不同的路径传输，可使可用网络带宽得以聚合。当一个流存在多条可用低带宽连接路径时，这种策略尤其有效。

4）减少延迟

在运行单路径按需路由协议的远程医疗网络中，只有在路由发生故障时才触发路径发现进程，发现新路由路径。这种被动路径发现策略导致当流传递所用路径发生故障时，新的路由路径发现延迟。在多路径路由中，备份路由可以被立即确认，从而减少由路径发现导致的数据传输延迟。此外，在多路径路由中，针对发现选择的多条路径，可以保持对多条路径服务质量特征的观测，当观测到一条路由路径的服务参数更好时，可以将网络服务承诺更好的质量应用的负载动态切换到这条路由路径。

目前，网络的多路径路由的重点往往是负载均衡或抗毁，而不是带宽聚合。多路径路由协议的目标通常是最大限度地延长网络的可操作时间和完成其承载系统的传输任务。提出多路径路由的概念是为了在两个或多个路由之间灵活调度流量负载。负载均衡是为了避免网络中的拥塞问题，提高数据吞吐率。提出的动态多路径路由技术选择同时使用多条路径传输，目的是提供端到端的可靠、安全传输，并选择数据吞吐率最大的路径为最佳路径。