面向路径感知网络中多路径传输路径选择策略的公理化分析
网络与互联网体系结构
2025-09-09 v1
摘要
路径感知网络架构如 SCION 提供了端主机对跨域路由的显式控制，而多路径传输协议如 MPTCP 和 MPQUIC 则支持并发使用多个路径。这种组合虽然承诺带来显著的性能提升和策略执行优势，但也构成了单个性能优化与整个网络稳定性之间的尖锐权衡。本文通过严格的公理化分析来量化这一权衡。我们评估了从贪心（Min-RTT）和合作（Round-Robin）到混合方法（Epsilon-Greedy）等多种算法，针对效率、损失规避、稳定性和公平性四大公理进行仿真测试。我们的仿真结果表明，纯粹的贪心策略在低争用情况下虽高效，但会引发恶性丢包，随着竞争代理数量增长，丢包率增加超过 18000%，由于羊群效应导致严重的网络不稳定。相比之下，合作策略确保了公平性和稳定性，但以高容量路径的 underutilization 为代价。关键在于，我们展示了混合策略能够解决这一冲突。例如，Epsilon-Greedy 算法在高争用场景下实现了所有测试策略中最高的效率，同时缓解了贪心方法固有的不稳定性。我们的公理化分析表明，具有可调性的混合算法对于设计面向下一代网络的稳健且高性能路径选择机制至关重要。
引用
@article{arxiv.2509.05938,
title = {An Axiomatic Analysis of Path Selection Strategies for Multipath Transport in Path-Aware Networks},
author = {Alissa Baumeister and Sina Keshvadi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.05938},
year = {2025}
}
备注
13 pages, submitted in the journal of Complex Networks