随着目前网络的不断发展,传统的单路径传输协议逐渐难以满足用户的需求。同时各种无线接入技术相继出现,终端设备往往配备多个接口并且能够使用不同路径进行数据传输,因此多路径传输逐渐被提出和应用,以满足用户对于高带宽,传输稳定性以及移动性的需求。其中多路径TCP（Multipath TCP,MPTCP）以其对现有网络良好的兼容性以及高效的传输性能而被广泛关注。MPTCP能够使用多个接口从多个路径同时传输数据,聚合带宽以及提升传输鲁棒性。然而,在复杂的异构网络环境中,路径状况以及网络环境之间差异巨大,往往对传输性能造成很大的影响;同时,不同的场景中传输性能的需求不同,同样也对传输协议的设计带来了巨大的挑战。针对这些问题,本文聚焦于异构网络中非对称路径环境、无线移动场景和数据中心网络中MPTCP的性能问题以及提升方案,对MPTCP的传输问题进行针对性的研究。本文中针对三种不同的网络环境和应用场景展开了研究:首先,异构非对称网络环境中,不同路径的时延、带宽等参数存在显著差异,MPTCP使用多个子流在非对称路径上发送数据往往导致接收端头阻塞以及资源分配不均衡,显著降低传输性能。其次,无线移动网络中具有链路丢包率较高,以及链路动态变化较为频繁的特征,传统拥塞控制算法在无线移动网络中无法达到带宽的充分利用,同时在移动场景中往往由于单个子流的状态变化导致整体的传输性能下降。最后,数据中心网络由于具有更加丰富的链路资源,大大增加了其路径多样性,然而当MPTCP的多条路径之间发生冲突时,会使整体网络的资源利用效率下降,因此MPTCP在数据中心网络面临多路径选择和负载均衡的困难。为解决上述问题,本文主要提出如下几种方案:（一）针对非对称路径场景中的乱序问题以及头阻塞问题,本文提出一个基于接收窗口预分割的MPTCP流量控制算法,通过估计子流接收缓冲区占用情况划分接收窗口,实现自适应流量控制,提高MPTCP的吞吐量性能和资源利用效率。该流量控制算法将连接级别接收窗口划分为子流接收窗口和公共接收窗口两部分,并根据实时路径状况调整窗口划分方式,在实际网络中提供了更好的灵活性。通过对每条子流进行单独的流量控制,该方案能够合理均衡子流之间的资源分配,同时能够减轻各子流由于路径参数不对称导致的接收端乱序问题,提升传输吞吐量。仿真实验表明,在非对称链路环境中,该方案能够根据实时路径状态动态调整子流上的资源分配,提升整体吞吐量以及降低头阻塞问题带来的性能损失。（二）本文提出了无线移动环境中的Coupled BBR耦合拥塞控制算法和AR＆P自适应调度算法,提高无线有损网络中的传输速率,同时在动态网络环境中以及非对称链路时提供更好的传输稳定性。Coupled BBR利用主动带宽检测调整MPTCP连接内发送速率,能够提供较高的丢包容忍度以及带宽利用率,同时也实现了 MPTCP子流之间的负载均衡。为了进一步提高性能,AR＆P在拥塞控制的基础上实现了自适应冗余调度以及基于到达时间预测的细粒度数据包调度功能,提高MPTCP在无线移动环境中的传输鲁棒性,并在高度动态以及非对称的网络环境中保持有序数据包交付。通过实际网络的测试表明,在无线移动网络中,本方案大幅度提升了整体吞吐量,保证了更加稳定的传输性能。（三）本文中从效用最大化的角度来研究MPTCP在数据中心网络中的性能优化问题,同时考虑吞吐量和时延性能对MPTCP传输问题进行建模和分析,并提出数据中心中基于ECN反馈的MPTCP拥塞控制以及基于交换机逐跳反馈的路径选择方案。其中,拥塞控制算法利用ECN反馈网络内部拥塞信息,调整子流的传输速率,实现网络整体的负载均衡,降低网络的排队时延以及提高整体吞吐量性能;路径选择算法采用分布式反馈和路由机制,利用交换机逐跳反馈网络拥塞和路径延迟信息,以分布式方式选择最优路径,提高网络带宽利用率以及均衡网络整体负载。通过仿真实验表明,所提出的方案既能有效地利用网络资源,同时能提高整个数据中心网络的整体吞吐量和延迟性能。