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第三四章提纲

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2026-05-18 00:52:17 +08:00
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\mainmatter \mainmatter
\input{data/chap01} \input{data/chap01}
\input{data/chap02} \input{data/chap02}
% \input{data/chap03} \input{data/chap03}
% \input{data/chap04} \input{data/chap04}
% 参考文献 % 参考文献
\bibliography{ref/refs} % 参考文献使用 BibTeX 编译 \bibliography{ref/refs} % 参考文献使用 BibTeX 编译

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data/chap01.tex
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@@ -7,10 +7,6 @@
% 最近，实时通信类应用在市场上的需求逐渐提升，实时通信类业务如在线会议，实时音视频通话以及云游戏、实时节目转播等应用场景迅速扩张。到2025年末，76\%的移动设备流量都是用于服务视频流量的\cite{ericsson_mobility_2025}。 % 最近，实时通信类应用在市场上的需求逐渐提升，实时通信类业务如在线会议，实时音视频通话以及云游戏、实时节目转播等应用场景迅速扩张。到2025年末，76\%的移动设备流量都是用于服务视频流量的\cite{ericsson_mobility_2025}。
% 在实时音视频通信的场景下，音视频信号的产生与接收端可能在地理上相隔较远，如果直接在用户之间通过公网建立连接点对点的连接传递数据，可能会由于链路整体距离长、跨国转发次数多而出现较长的延迟和严重的丢包，容易影响用户对实时音视频的观看体验。为了维持优秀的用户体验，保证音视频数据能低延迟、无丢失的传递至接收端，实时通讯服务的服务提供商通常选择部署云网络来为用户提供服务。云网络服务商在全球各地建立数据中心，允许实时通信服务商通过租用多个不同地区的计算与网络资源，构建跨区域互联的覆盖网络（Overlay Network），使音视频数据的产生者和接收者无需建立直接的点到点连接，而是就近从覆盖网络节点中发送和接收数据，经由覆盖网络将数据进行转发。
% （就近接入的图片）
云网络（Cloud Networking）是一种新型的网络部署与管理架构。云网络服务商通过预先在全球各地部署服务器与网络资源，其他软件服务的服务商可以通过租用这些计算和网络资源，并将他们进行互联，组建适用于自身业务需求的遍布全球的云网络。云网络是在物理网络及计算资源之上构建的逻辑网络，扩展或重新配置时只需要进行软件设置，而不需要对网络设备硬件进行更改。云网络易于配置、可靠性高、易于扩展等众多优点使得它被广泛应用于文件传输、实时音视频通话、企业资源管理等多种服务中。 云网络（Cloud Networking）是一种新型的网络部署与管理架构。云网络服务商通过预先在全球各地部署服务器与网络资源，其他软件服务的服务商可以通过租用这些计算和网络资源，并将他们进行互联，组建适用于自身业务需求的遍布全球的云网络。云网络是在物理网络及计算资源之上构建的逻辑网络，扩展或重新配置时只需要进行软件设置，而不需要对网络设备硬件进行更改。云网络易于配置、可靠性高、易于扩展等众多优点使得它被广泛应用于文件传输、实时音视频通话、企业资源管理等多种服务中。
对于跨区域的实时音视频通话业务，通话服务的服务商需要建立一条连接通话用户两端的双向连接。如图\ref{fig:云网络转发拓扑}，通常，通话服务商选择使用云网络为进行通话的用户建立连接。通话的用户各自选择距离自己最近云网络接入网关接入云网络，数据经由云网关进入云网络进行转发，再从接收端用户接入的云网关发至接收端用户。对于实时通信业务来说，传输的延迟以及传输视频的卡顿率极大地影响用户体验（Quality of Experience, QoE）\cite{kataria2024titan}，因此为了维持优秀的用户体验，云网络提供商必须确保云网络提供低延迟、低丢包率的转发链路。 对于跨区域的实时音视频通话业务，通话服务的服务商需要建立一条连接通话用户两端的双向连接。如图\ref{fig:云网络转发拓扑}，通常，通话服务商选择使用云网络为进行通话的用户建立连接。通话的用户各自选择距离自己最近云网络接入网关接入云网络，数据经由云网关进入云网络进行转发，再从接收端用户接入的云网关发至接收端用户。对于实时通信业务来说，传输的延迟以及传输视频的卡顿率极大地影响用户体验（Quality of Experience, QoE）\cite{kataria2024titan}，因此为了维持优秀的用户体验，云网络提供商必须确保云网络提供低延迟、低丢包率的转发链路。
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\label{fig:云网络转发拓扑} \label{fig:云网络转发拓扑}
\end{figure} \end{figure}
% 在云网络中，同一条逻辑链路的连接可以由多条物理链路抽象而成，即单个逻辑链路可以聚合多个链路的带宽，提升性能。进一步地，同一逻辑链路内的多个物理链路可以互相作为冗余备份，即使部分物理链路故障，云网络逻辑链路也能通过软件调度，依靠其它仍旧物理链路维持逻辑链路的联通，因而极大地提升了网络的可靠性。
% 为什么这个问题是难的？ % 为什么这个问题是难的？
% 我们提出了一个方法，实现这个方法有什么难的？ % 我们提出了一个方法，实现这个方法有什么难的？
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\item 不同的公网链路的质量差距大。部分公网链路质量高，延迟稳定且丢包少，质量与专线几乎相同；还有一些公网链路的质量低，延迟不稳定，且易出现较为严重的丢包现象。这些低质量的公网链路通常是跨国链路。对于一条跨域的云网络连接，它通常在云网络内部也分为多段接力转发（见图\ref{fig:云网络转发拓扑}），而丢包通常只集中发生在跨域的一段链路中，使得端到端测量得到的丢包率较高； \item 不同的公网链路的质量差距大。部分公网链路质量高，延迟稳定且丢包少，质量与专线几乎相同；还有一些公网链路的质量低，延迟不稳定，且易出现较为严重的丢包现象。这些低质量的公网链路通常是跨国链路。对于一条跨域的云网络连接，它通常在云网络内部也分为多段接力转发（见图\ref{fig:云网络转发拓扑}），而丢包通常只集中发生在跨域的一段链路中，使得端到端测量得到的丢包率较高；
\item 在丢包率较高的链路中，连续丢包的情况较为常见。一般的冗余算法直接在一段数据包发送之后立刻附上与之相匹配的冗余包，在公网链路上因连续丢包而导致同时丢失了数据包和冗余包而导致最终无法恢复丢失的数据。 \item 在丢包率较高的链路中，连续丢包的情况较为常见。一般的冗余算法直接在一段数据包发送之后立刻附上与之相匹配的冗余包，在公网链路上因连续丢包而导致同时丢失了数据包和冗余包而导致最终无法恢复丢失的数据。
\end{enumerate} \end{enumerate}
基于这两点观察，本文设计了一套新的基于交织前向纠错编码（Interleaved Forward Error Correction, Interleaved FEC）的跨国公网链路优化方法。本文提出的方法使用公网实现云网络中所有节点的互联，但只在低质量的链路片段上应用FEC冗余编码进行链路质量修复。本方法不需要使用专线连接，极大地降低了链路的使用成本，有选择性地在低质量链路上使用冗余编码，避免了在高质量链路上添加额外带宽。另外，应用交织编码技术，将冗余包与数据包间隔其它数据包发送，极大地降低了链路连续丢包对丢包恢复的影响。 基于这两点观察，本文设计了一套新的基于交织前向纠错编码（Interleaved Forward Error Correction, Interleaved FEC）的跨国公网链路优化方法。本文提出的方法使用公网实现云网络中所有节点的互联，但只在低质量的链路片段上应用FEC冗余编码进行链路质量修复。本方法不需要使用专线连接，极大地降低了链路的使用成本，同时又有选择性地在低质量链路上使用冗余编码，避免了在高质量链路上添加额外带宽。另外，应用交织编码技术，将冗余包与数据包间隔其它数据包发送，极大地降低了链路连续丢包对丢包恢复的影响。
本文作者使用Rust语言实现了基于本方法的分布式云网络转发与针对低质量链路的冗余包计算及丢包恢复算法。经过对真实网络的模拟实验，本文提出的方法将端到端带宽提升了xxx，流完成时间减少了xxx。 本文作者使用Rust语言实现了基于本方法的分布式云网络转发与针对低质量链路的冗余包计算及丢包恢复算法。经过对真实网络的模拟实验，本文提出的方法将端到端带宽提升了xxx，流完成时间减少了xxx。
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\end{itemize} \end{itemize}
\section{论文内容} \section{论文内容}
（To be filled）

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% !TEX root = ../bachelor-thesis.tex
\chapter{跨域云网络传输性能提升研究}
\section{设计总览}
\section{转发机制设计}
\section{FEC编码选择及恢复机制设计}
\subsection{编码选择}
\subsection{编码参数估计}
\subsection{包输出速率控制设计}

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% !TEX root = ../bachelor-thesis.tex
\chapter{实验验证与分析}