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现如今,越来越多的电子设备如智能手机、平板电脑、笔记本电脑等同时都配有多种接入网络的接口,如3G、4G、WiFi、IP网络。为了保证鲁棒性,计算机网络中许多网络设备都存在大量的冗余未被合理利用,造成一定的浪费。为了提高网络资源的利用率,多路径传输技术开始迅猛发展,其核心思想是以资源共享的方式,把数据流分发到多条链路上来提高网络利用率,降低网络接入设备的成本开销,使利用电子设备的多网络接口特性实现多路径并行传输成为可能。在多路径传输技术当中,Multipath TCP(MPTCP)协议在近年成为研究热门,MPTCP协议为TCP协议的扩展,允许在一个连接中创建多条子路径并行传输数据。许多多路径传输技术不兼容应用层的应用程序和网络中间体设备,商用成本高,但MPTCP协议兼容传统TCP协议、网络中间体,不需要修改应用程序,有很大的推广前景。但是,现有的MPTCP协议仍存在很多缺陷。本文从拥塞控制算法、包调度算法和安全性的角度改善基于MPTCP协议的多路径传输技术,将TCP拥塞控制算法CDG扩展到MPTCP协议上,得到MP-CDG算法,兼顾与TCP流共享瓶颈时的公平性,并仍能比经典的MPTCP拥塞控制算法LIA获得更高的吞吐量;提出两级队列-动态评分(Double Queue-Double Scoring,DQ-DS)包调度算法,为MPTCP发送缓冲区建立两级队列模型,保证子流的合理发送速率,动态评估子流当前的性能并给以评分,为数据包选择最佳路径进行传输,减少失序到达的包的数量,改善整体吞吐量;将MPTCP协议应用到互联网传输安全性改进中,提出基于MPTCP的安全传输框架。最后,在NS-3网络仿真平台上加入MPTCP功能,将上述MP-CDG算法和DQ-DS算法在NS-3上实现,与先前的算法进行对比,验证确实能取得一定有效性,提高传输的吞吐量。