确保信息在网络上的传输安全与提升网络的承载能力一直以来是通信网络研究的热点话题。除了通过数据加密确保传输安全的方法,利用动态多径传输来降低黑客获取全部信息或有效信息的可能性,可以从另一个维度进一步提升网络安全。尽管已有一些基于多径传输来确保网络安全的研究,但它们对路径严格分离的要求限制了多径路径的数目。若能够允许路径在源端或宿端存在少量的链路重叠,则可显著提升可用的路径数量。对允许近端重叠的多径路由的承载性能的研究,目前没有看到相关的工作。本文对上述问题进行研究,研究的主要内容如下:(1)通过分析分段路由,安全密钥系统与Flowlet流调度等技术的特性,并定义它们在本研究中的应用范围,设计了由多种模块构成的兼顾承载性与安全性要素的多径路由系统。通过分析现有的非重叠多径路由算法的局限性,提出了允许近端重叠的多径路由算法。这种改进算法为多径路由扩展出了更多可选路径,从全局角度提升了多径传输的安全性。(2)对多径传输的安全性能与承载性能的相关问题进行分析研究。分析了影响多径路由安全性能的各种因素。对基于密钥共享系统的多径传输系统,分析了确保最大安全性能时,分片在路径上的分配规则与系统参数的取值范围。由于本路由算法得到的路径可能存在近端重叠,这里相应的提出了评估信息泄露概率的修正公式。对本系统的承载性能,这里研究在限定承载容量下,降低多径传输的带宽代价积的优化问题。并给出了路径重叠时基于最大流规划的求解方法。(3)设计并实现提出的多径路由系统,并构建与其配套的实验网络。设置多组网络环境参数在多张不同类型网络拓扑上进行了一系列测试,包括多径路由过程模拟,安全传输实验和流量规划实验。实验结果证明本文提出的多径路由算法能够获得更多的路径,验证了其可行性与有效性;并验证了这些路径在安全性能与承载性能两方面带来的提升。