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 \section{研究现状}
 
-链路调度类的工作从覆盖网络管理者的角度出发，在对连接两端用户透明的前提下，利用覆盖网络中同一链路可由质量价格不同的多个链路抽象而来的特点，通过不断监控同一逻辑链路下的公网链路与专线链路的质量，并在公网质量优秀可以为用户提供优质服务的时段将部分流量经由公网链路发送，从而希望能以此降低在专线上发送的数据流量，从而降低使用专线的成本\cite{kataria2024titan,wu2023xron}。然而实际上，本研究的测量表明用户的高需求时段与公网链路质量下降时段基本重合，有大量流量需要提供服务时恰逢公网链路质量下降不能满足用户体验需求，公网链路的分流效果有限，大量流量仍旧通过专线转发，不能有效削减专线峰值流量，，而专线链路恰恰通过峰值流量计费，实际成本下降效果有限。
+现有的研究方案主要从两类视角审视覆盖网络传输，并对其进行优化。一些工作从覆盖网络的角度对覆盖网络的调度、链路选择等进行优化；另外一些工作从端到端的角度进行优化，对发送速率、发送内容等进行调控和编码。
 
-冗余编码类的工作从端到端用户的角度出发，在对转发覆盖网络透明的前提下，通过在发送端设计特殊的网络编码，通过前向纠错编码等编码应对传输过程中可能的丢包，从而降低上层应用感知到的丢包，提升了用户感知到的链路质量\cite{bolot1999adaptivefec,huang2010skypefec,holmer2013webrtcfec}。这些工作将传输链路看作一个不可变的黑盒，为了充分应对可能发生的丢包只能尽可能多地加入冗余信息，导致在一些链路质量良好的片段上也需要发送冗余包，产生了对优质链路带宽的浪费。
+链路调度类的工作从覆盖网络管理者的角度出发，通过网络路径选择等手段，利用低成本链路质量较好的时间窗口分担流量。这些工作在对连接两端用户透明的前提下，利用覆盖网络中同一链路可由质量价格不同的多个链路抽象而来的特点，通过不断监控同一逻辑链路下的公网链路与专线链路的质量，并在公网质量优秀可以为用户提供优质服务的时段将部分流量经由公网链路发送。这些工作利用公网上分担部分流量，降低了在专线上发送的数据流量，从而降低使用专线的成本\cite{kataria2024titan,wu2023xron}。
 
-% 现有方法分别从覆盖网络链路调度和端到端冗余编码两个角度缓解公网链路质量不足的问题，但仍存在一定局限：前者依赖公网链路在部分时段具备足够好的传输质量，在公网质量下降且业务流量高峰同时出现时难以充分降低专线成本；后者将整条端到端路径视为不可区分的黑盒，往往需要为所有流量加入冗余，带来较高的额外带宽开销。针对上述问题，本文希望结合对链路的质量的实时感知和网络编码对低质量链路的性能提升，以低成本公网链路实现高网络服务质量。
+% 然而实际上，本研究的测量表明用户的高需求时段与公网链路质量下降时段基本重合，有大量流量需要提供服务时恰逢公网链路质量下降不能满足用户体验需求，公网链路的分流效果有限，大量流量仍旧通过专线转发，不能有效削减专线峰值流量，而专线链路恰恰通过峰值流量计费，实际成本下降效果有限。
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+冗余编码类的工作从端到端用户的角度出发，在对转发覆盖网络透明的前提下，将发送端的发送策略随网络进行调整，以提升传输性能。一些工作通过主动探测网络状态调整发送速率，以充分利用网络带宽\cite{ha2008cubiccca,cardwell2016bbrcca,arun2018copacca}。另外一些工作通过在发送端设计特殊的网络编码以应对传输过程中可能的丢包。这些工作大多应用前向纠错编码等编码，通过发送额外的冗余信息，使接收端从冗余信息恢复丢失包，从而降低上层应用感知到的丢包，提升了用户感知到的链路质量\cite{bolot1999adaptivefec,huang2010skypefec,holmer2013webrtcfec}。
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+% 这些工作将传输链路看作一个不可变的黑盒，为了充分应对可能发生的丢包只能尽可能多地加入冗余信息，导致在一些链路质量良好的片段上也需要发送冗余包，产生了对优质链路带宽的浪费。
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+然而，这两类方法在跨域公网链路场景下仍存在局限。链路调度类工作希望在公网链路质量较好时利用其分担部分流量，但这种方法依赖低成本链路在业务高峰时段仍能提供足够稳定的服务质量；而在实际网络中，用户需求较高的时段往往也伴随着公网链路拥塞和质量下降，导致公网链路难以承载大量高质量传输，专线峰值流量仍然难以有效降低。端到端优化类工作则将整条传输路径视为不可区分的整体，只能根据端到端观测结果调整发送速率或加入冗余信息，难以判断性能瓶颈究竟来自路径中的哪一段链路。为了应对可能发生的丢包，这类方法通常需要对整条路径上的流量统一加入冗余，即使部分链路片段质量良好也会产生额外带宽开销；同时，单纯降低发送速率虽然可以缓解拥塞，却无法直接修复低质量链路上的丢包问题。上述局限表明，现有方法要么从覆盖网络层面规避低质量公网链路，要么从端到端层面被动适应路径质量变化，尚未充分利用覆盖网络中路径可拆分、链路可感知和节点可控的特点。
 
 \section{研究思路与贡献}
 
-本文的核心观察是覆盖网络中的不同公网链路片段的性质差异大，部分跨域链路由于竞争激烈、延迟高，导致性能低下，而部分域内链路性能优秀，与专线质量接近，已有的工作没有考虑到覆盖网络中这种分段的特性，而本文提出应该站在链路层级上，对不同质量的链路分别进行传输优化。为实现对网络中不同链路的针对性质量提升，本文需要解决以下三个挑战：
+本文的核心观察是覆盖网络中的不同公网链路片段的性质差异大，应分段进行优化。覆盖网络中，部分跨域链路由于竞争激烈、延迟高，导致性能低下，而部分域内链路性能优秀，与专线质量接近，已有的工作没有考虑到覆盖网络中不同链路片段的性质差异，导致优化效果不佳。本文提出应该站在链路层级上，对不同质量的链路分别进行针对性的传输优化。为实现对网络中不同链路的针对性质量提升，本文需要解决以下两个挑战：
 \begin{enumerate}
-    \item \textbf{如何在通用覆盖网络中加入链路片段级冗余编码。} 覆盖网络承载的上层流量类型多样，用户数据包大小并不固定，部分数据包可能已经接近最大传输单元。因此，冗余机制不能依赖修改用户报文或在用户包内部预留空间，而需要以对应用透明的方式插入覆盖网络转发路径，并能够在单个低质量链路片段上完成编码与恢复。
-    \item \textbf{如何根据链路质量变化选择合适的冗余强度。} 公网链路的丢包率和连续丢包模式会随时间变化，若长期对所有链路使用固定冗余，会带来不必要的带宽开销；若冗余不足，又无法有效修复低质量链路。因此，系统需要根据实时链路状态判断是否启用冗余，并动态选择合适的编码参数。
-    \item \textbf{如何避免冗余解码过程影响端到端传输控制。} FEC解码通常以编码组为单位恢复数据包，可能造成数据包在解码端集中输出。这种突发式交付会影响接收端的包到达节奏，并进一步干扰拥塞控制、速率估计和实时应用的播放稳定性。因此，系统还需要在完成丢包恢复的同时保持平滑的数据交付节奏。
+    \item \textbf{如何应对各个链路片段频繁且不可预测的链路质量变化。} 公网链路的丢包率和连续丢包模式会随时间变化，若长期对所有链路使用固定冗余，会带来不必要的带宽开销；若冗余不足，又无法有效修复低质量链路。因此，系统需要根据实时链路状态判断是否启用冗余，并动态选择合适的编码参数。
+    \item \textbf{如何在对传输两端透明的前提下提升部分链路的传输质量。} 覆盖网络承载的上层业务类型多样，传输两端通常并不知道中间覆盖网络的转发细节，也难以配合覆盖网络内部的链路优化。因此，优化机制不能依赖修改应用报文、改变端到端协议语义或要求发送端与接收端协同，而需要能够在覆盖网络内部的单个低质量链路片段上独立完成质量修复。同时，链路片段级修复还必须保持端到端数据包的正常传输节奏，避免因中间节点处理造成突发交付、乱序或额外时延，从而干扰上层拥塞控制和实时应用体验。
+    % FEC解码通常以编码组为单位恢复数据包，可能造成数据包在解码端集中输出。这种突发式交付会影响接收端的包到达节奏，并进一步干扰拥塞控制、速率估计和实时应用的播放稳定性。因此，系统还需要在完成丢包恢复的同时保持平滑的数据交付节奏。
 \end{enumerate}
 
-基于此，本文设计了一套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覆盖网络中所有节点的互联，对覆盖网络中的每一段链路，通过监控链路上的丢包情况，利用马尔科夫链建模网络丢包模型，对低质量的链路动态选择FEC编码参数，并利用交织XOR编码进行编码和丢包恢复，并在解码时对输出速率利用比例-积分控制器进行动态平滑处理。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。
+基于此，本文设计了一套基于交织前向纠错编码（Interleaved Forward Error Correction, Interleaved FEC）的跨域公网链路优化方法。本文提出的方法使用公网实现覆盖网络中所有节点的互联，对覆盖网络中的每一段链路，通过监控链路上的丢包情况，利用马尔科夫链建模网络丢包模型，对低质量的链路动态选择FEC编码参数，并利用交织XOR编码进行编码和丢包恢复，并在解码时对输出速率利用比例-积分控制器进行动态平滑处理。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。
 
 \nomenclature{FEC}{前向纠错编码（Forward Error Correction）}
 
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 \begin{itemize}
     \item 通过对公网链路的真实测量，指出了长距离跨域公网链路质量差的核心在于不同公网链路质量差距大、部分跨域链路片段存在链路质量差的特性；
     \item 提出了通过针对性地对低质量链路片段加入冗余，以最低的额外带宽开销实现对链路整体质量的提升；
-    \item 实现并测量了本文提出的链路优化方法在跨国公网链路场景下对端到端性能的提升。
+    \item 实现并测量了本文提出的链路优化方法在跨域公网链路场景下对端到端性能的提升。
 \end{itemize}
 
 \section{论文内容}