# 本科论文答辩 PPT 大纲

## 核心叙事

一句话主线：

> 本文发现跨域覆盖网络中公网链路并非整体不可用，而是具有“高峰时变差、分段差异明显”的特点；因此提出一种全公网覆盖网络中的分段链路质量修复方法，只在低质量链路片段上启用自适应 FEC，从而提升端到端吞吐并避免全链路冗余浪费。

答辩时不要把前几页叫“背景”，可以改成：

- 问题定义
- 关键观察
- 设计约束
- 方法动机

开场可以说：

> 由于答辩时间有限，我不展开介绍覆盖网络和 FEC 的通用背景，而是直接从本文的问题定义和实验观察开始。这些观察也是本文方法设计的依据。

## PPT 结构

### 1. 题目页

建议时间：30 秒

内容：

- 论文题目
- 姓名
- 导师

开场话术：

> 我的工作关注的是：在跨域覆盖网络中，能否少依赖高成本专线，而用公网链路提供尽可能稳定的传输质量。

### 2. 问题定义：跨域覆盖网络的核心矛盾

建议时间：45 秒

这一页不要叫“研究背景”，建议标题：

> 跨域覆盖网络的核心矛盾

内容：

- 专线质量稳定，但通常按峰值带宽或 95 分位带宽计费，成本高。
- 公网成本低，但跨域链路质量不稳定，容易出现丢包和延迟波动。
- 本文目标：在降低专线依赖的同时，维持较高的端到端吞吐和较低的丢包影响。

可用图：

- 覆盖网络示意图。

讲法重点：

> 这里的问题不是单纯追求最高性能，而是在跨域覆盖网络中同时考虑传输质量和链路成本。

### 3. 关键观察一：公网质量变差常发生在业务高峰

建议时间：1 分钟

建议标题：

> 观察 1：公网分流窗口与业务高峰错位

可用图：

- 用户流量高峰与公网链路质量下降重合图。

内容：

- 链路调度类方法通常希望在公网质量好时分担专线压力。
- 但测量显示，用户流量上升的时段往往也是公网丢包和延迟波动上升的时段。
- 因此公网最需要承担流量的时候，恰恰最不稳定。
- 结果是专线峰值流量仍然难以下降，成本优化空间有限。

讲法重点：

> 这一观察说明，仅仅“公网好就用公网，公网差就切回专线”的调度思路，在业务高峰期很难真正削减专线峰值成本。

### 4. 关键观察二：不同公网片段质量差异明显

建议时间：1 分钟

建议标题：

> 观察 2：低质量不是端到端整体属性，而是片段属性

可用图：

- 不同公网链路平均丢包率热力图。
- 或 A-B-C 分段链路示意图。

内容：

- 覆盖网络中的端到端路径由多个链路片段组成。
- 端到端连接只能看到最终丢包率，但覆盖网络内部可以观测每段链路的质量。
- 实际测量中，不同公网片段质量差异明显。
- 可能只有一段链路质量差，而其他片段质量良好。

讲法重点：

> 如果把整条路径都当作低质量链路来处理，就会在本来质量好的片段上也加入冗余，造成带宽浪费。

### 5. 现有方法局限：优化粒度不匹配

建议时间：1 分钟

建议标题：

> 现有思路的粒度不匹配

建议版式：

左右两栏对比。

左栏：链路调度类方法

- 只在公网质量好时分流。
- 高峰期公网质量下降时仍需依赖专线。
- 难以降低专线峰值带宽成本。

右栏：端到端修复方法

- 将整条路径视为一条整体链路。
- 无法区分具体哪个链路片段质量差。
- 容易在高质量片段上加入不必要冗余。

过渡句：

> 因此，本文的关键不是重新设计一种端到端编码，而是把修复粒度从“整条路径”改为“链路片段”。

### 6. 方案总览：全公网链路 + 分段修复

建议时间：1 分钟

建议标题：

> 方案总览：用公网链路承载，用分段 FEC 修复

内容：

- 避免使用专线链路，覆盖网络节点之间全部使用公网链路，以降低跨域传输成本。
- 对内部各个链路片段分别观测质量，有针对性地利用 FEC 对低质量链路进行修复。

两个挑战：

- 如何判断每个链路片段是否需要修复，并为不同链路选择合适的 FEC 冗余强度。
- 如何避免 FEC 解码带来的突发输出影响端到端传输节奏。

过渡句：

> 因此，本文的方案不是在整条端到端路径上统一加冗余，而是在覆盖网络内部识别低质量片段，并只在这些片段上进行修复。

### 7. 系统架构：控制器驱动的片段级修复

建议时间：1 分钟

建议标题：

> 系统架构：只修复低质量公网片段

可用图：

- 系统总体架构图。

内容：

- 覆盖网络节点之间全部使用公网链路。
- 控制器监控每个链路片段质量。
- 对低质量片段启用 FEC 编码与解码。
- 对高质量片段保持普通转发。
- 用户端不需要感知中间覆盖网络和 FEC 机制。

架构介绍：

> 数据流仍沿覆盖网络转发，控制器根据各链路片段的近期丢包统计下发 FEC 参数。这样，FEC 的带宽开销被限制在低质量公网片段上，高质量片段仍保持普通转发。

贡献表述：

> 本文提出面向覆盖网络的分段链路质量修复思路，把冗余开销限制在真正发生丢包的链路片段上。

### 8. 核心设计一：交织 XOR FEC

建议时间：1 分钟

建议标题：

> 设计 1：适合通用转发的交织 XOR 编码

可用图：

- 交织编码矩阵图。

内容：

- 采用分组码，冗余包独立于用户数据包，适合可变包长的通用 IP 转发。
- 采用 XOR 编码，计算开销低，适合高吞吐转发场景。
- 采用交织技术，将连续丢包分散到不同恢复单元中，提高突发丢包恢复能力。

讲法重点：

> 这里的选择重点不是编码理论上最强，而是在通用转发场景中兼顾实现复杂度、吞吐开销和突发丢包恢复能力。

### 9. 核心设计二：基于丢包统计的自适应参数

建议时间：1 分钟

建议标题：

> 设计 2：根据链路状态动态选择冗余强度

内容：

- 解码端统计近期丢包情况。
- 控制器根据丢包统计估计三状态丢包模型。
- 模型区分正常状态、孤立丢包状态和连续丢包状态。
- 控制器在延迟约束和残余丢包率约束下选择交织深度 `d` 和保护包数 `k`。

讲法重点：

> 冗余太少修不住丢包，冗余太多会占用带宽。所以系统不是固定开启 FEC，而是根据每段链路的近期丢包统计动态调整参数。

### 10. 核心设计三：PI Pacer 平滑解码输出

建议时间：45 秒

建议标题：

> 设计 3：避免 FEC 恢复造成突发输出

可用图：

- Pacer 控制模型图。

内容：

- FEC 解码按组恢复，可能把多个数据包集中交付。
- 突发输出会造成 ACK 集中返回，影响上层拥塞控制的带宽估计。
- 本文在解码端加入基于 PI 控制器的输出速率控制。
- 控制器根据缓冲区深度调整释放速率，将突发输出平滑为较稳定的数据流。

讲法重点：

> 这部分说明本文不只是做了编码修复，也考虑了中间节点处理对端到端传输节奏的影响。

### 11. 原型实现与实验设置

建议时间：45 秒

建议标题：

> 原型实现与实验设置

内容：

- 使用 Rust 实现分布式转发与控制系统。
- 实现动态 FEC 编解码、丢包统计、参数自动计算等核心模块。
- 实验拓扑为 A-B-C 三节点路径。
- AB 为模拟低质量链路，存在丢包。
- BC 为模拟高质量链路，无丢包。
- 两段链路带宽均为 100 Mbps，往返时延均为 50 ms。
- 调整 AB 丢包率为 0 至 2%，使用 iperf3 测量 A 到 C 的端到端吞吐。
- 对比方案为直接转发。

实验验证目标：

> 实验主要验证两点：系统是否只在差链路上修复，以及这种修复是否提升端到端吞吐。

### 12. 实验结果

建议时间：1 至 1.5 分钟

建议标题：

> 结果：最高约 3.6 倍吞吐提升

可用图：

- 不同丢包率下端到端吞吐量图。
- 相对于基准方案的吞吐提升图。

关键数字：

- 无丢包时：直接转发 92.1 Mbps，本文方法 90.9 Mbps，额外开销约 1.3%。
- 0.2% 丢包时：直接转发 42.5 Mbps，本文方法 61.7 Mbps。
- 1% 丢包时：直接转发 18.9 Mbps，本文方法 54.8 Mbps。
- 2% 丢包时：直接转发 12.7 Mbps，本文方法 45.3 Mbps，约 3.6 倍提升。

结论：

> 结果说明，本文方法在无丢包时基本退化为普通转发，在存在丢包时能够通过片段级修复显著降低端到端感知到的质量下降。

进一步解释：

- 系统正确识别 AB 为低质量链路并启用 FEC。
- 系统在无丢包的 BC 链路上保持普通转发。
- 这验证了片段级质量修复的可行性。

### 13. 总结与展望

建议时间：45 秒

建议标题：

> 总结

总结三点：

- 本文通过测量观察到公网高峰劣化与分段质量差异，说明现有链路调度和端到端修复方法存在优化粒度不匹配的问题。
- 本文提出全公网覆盖网络中的分段链路质量修复方法，只在低质量链路片段上启用交织 XOR FEC，并根据丢包统计动态调整参数。
- 本文实现 Rust 原型系统，并在模拟跨域低质量链路的实验中验证了方法有效性，在 0 至 2% 丢包范围内最高获得约 3.6 倍吞吐提升。

展望：

- 更精细的 FEC 参数选择算法。
- FEC 结合链路级快速重传，进一步降低残余丢包。

## 时间分配

### 7 分钟版本

- 问题与观察：2 分钟
- 方法设计：3 分钟
- 实验与总结：2 分钟

### 10 分钟版本

- 问题与观察：3 分钟
- 方法设计：4 分钟
- 实验与总结：3 分钟

## 答辩表达策略

不要说：

- 背景介绍
- 研究背景
- 相关工作铺垫
- 先介绍一下覆盖网络

建议改成：

- 问题定义
- 关键观察
- 现有方法的粒度限制
- 本文设计依据

核心策略：

> 老师要求不讲背景时，不要真的省略听众理解所需的信息，而是把必要信息压缩成“本文问题为什么成立”和“本文方法为什么这样设计”。
