MPTCP [1] là m t chuẩn ơ ản của giao thức truyền tải, nó cho phép m t phiên làm việc của TCP s dụng ồng thời nhiều ờng truyền sẵn có.. Các lợi ích của giao thức MPTCP là:.[r]
(1)ĐO LƢỜNG, PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ BĂNG THÔNG CỦA GIAO THỨC ĐA ĐƢỜNG TCP
Phạm Nguyễn Huy Phƣơng1, Đặng Lê Nam1, Từ Minh Mận2, Nguyễn Thị Mai Trang3 1Khoa CNTT – Tr ờng ĐH Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM 2Đại học quốc gia TP.Hồ Chí Minh 3Đại học Pierre and Marie Curie (Paris 6)
TÓM TẮT
Ng y n y mạng Internet trở th nh m t ph ơng tiện gi o tiếp tiện lợi ho ả ng ời dùng ố nh v không dây Y u ầu truyền liệu ũng nh ải thiện h t l ợng truyền tải ợ tăng l n C nhiều giải pháp ể giải v n ề truyền liệu l tăng tố ờng truyền mạng, tăng tố x l ủ CPU l u trữ M dù, hầu hết thiết th ờng ợ tr ng nh t h i rd mạng (ví dụ: ard ethernet card wifi, rd wifi v rd 3G v v…), nh ng hỉ m t rd mạng ợ họn v s dụng ể truyền liệu ho t t ả ứng dụng Nếu rd mạng n y thể s dụng ồng thời, tố ủ việ truyền tải ợ tăng l n C m t giải pháp m i ể tăng tố truyền tải nữ l : Multip th TCP (MPTCP) - m t huẩn mở r ng ủ Transmission Control Protocol (TCP) - ợ thiết lập ởi nh m nghi n ứu Internet Engineering T sk For e (IETF) ho mụ í h n y Trong i áo n y, h ng tơi o l ờng v phân tí h tổng hợp tính hi tiết ủ MPTCP
Từ khóa:Đa giao thức TCP tổng hợp băng thông thông lượng
MPTCP BANDWIDTH AGGREGATION EVALUATION AND ANALYSIS
ABSTRACT
Today, the Internet has become one of the most convenient means of communication for both fixed and mobile users The requirements of data transfer and transmission speed are increasing There are many solutions to solve this problem such as: increase the speed of network, increase speed of CPU's server Although most terminals are usually equipped with at least two interfaces (e.g Ethernet and Wi-Fi, Wi-Fi and 3G, etc.), only one interface is selected and used for data transmission of all applications If these interfaces could be used concurrently, the transmission speed would be increased Has a new solution to solve this problem, there is Multipath TCP (MPTCP), an extension of Transmission Control Protocol (TCP), has been defined by the Internet Engineering Task Force (IETF) for this purpose In this paper, we evaluate and analyze the bandwidth aggregation feature of MPTCP
Keywords: Multipath TCP, bandwidth aggregation, thoughput.
1 Giới thiệu
(2)Phần lại củ i áo ợc tổ nh s u: phần tổng hợp chi tiết c u trúc MPTCP x lý giao thức MPTCP, phần trình bày th nghiệm chúng tơi Trong phần 4, o l ờng throughput trạng thái ợc trình bày phân tích; cuối cùng, phần ánh giá kết ạt ợc báo
2. Giao thức đa đƣờng TCP
MPTCP [1] m t chuẩn ản giao thức truyền tải, cho phép m t phiên làm việc TCP s dụng ồng thời nhiều ờng truyền sẵn có Các lợi ích giao thức MPTCP là:
Để tăng khả phục hồi kết nối qua việ tr o ổi việc s dụng nhiều ờng Để tăng hiệu việc s dụng nguồn tài nguyên b ng h ồng thời s dụng nhiều ờng
Khả t ơng thí h kiểu backward v i TCP ứng dụng Internet kiểu legacy m t tính m i MPTCP, ta nên phân biệt giao thức v i giao thức multi-homing candidate MPTCP phần mở r ng giao thức TCP phải tn theo mơ hình d ch vụ TCP, l thứ tự(in order), tin cậy (reli le), v h ng ối t ợng theo dạng byte (byte-oriented delivery) Để t ơng thí h v i Internet ứng dụng kiểu legacy, MPTCP giữ nguyên giao diện lập trình ừng dụng (API-Application Programming Interfaces) nh TCP, qu ợc thiết b trung gian (middle boxes), làm việc v i IPv4 IPv6, trở dạng TCP nh ình th ờng có khơng t ơng thí h xảy m t ờng TCP MPTCP phải chia sẻ ăng thông v i m t ờng ơn TCP tr ởng hợp thắt nút cổ chai, khơng tiêu thụ nhiều ăng thơng so v i s dụng TCP ơn việc chia sẻ thắt nút cổ chai
Mơ hình tham chiếu củ MPTCP ợc trình bày Hình
Hình So sánh giao thức TCP chuẩn giao thức MPTCP
(3)thí h Khi ờng thiết l p kết nối ờng on n y ầu phải hỗ trợ MPTCP, th m v o gi o thức MPCTP kết nối khia báo thêm tùy chọn MP_JOINT TCP
L p MPTCP chia ứng dụng nhận ợc vào nhiều segment theo dạng byte l p l ch truyền tải chúng ờng on Để chia sẻ tài nguyên v i cân b ng v i ờng TCP khác có thắt nút cổ chai xảy ra, MPTCP s dụng couple congestion control [4] ể ảm bảo r ng tổng số ăng thông l không ổi
3. Các đánh giá MPTCP
Để o l ờng phân tích chi tiết tổng hợp ăng thông MPTCP, xây dựng m t trình ánh giá v i PC, laptop v i hai công nghệ truy cập mạng Ethernet WiFi Cả hai kết nối trực tiếp v i (ho c kết nối qu ess point) v mơi tr ờng mạng LAN Mụ í h việ ánh giá l hiểu ợc thành phần MPTCP thông qua chia sẻ tổng hợp ăng thông Ch ng s dụng thiết l p MPTCP Linux kernel ợc phát triển nhóm nghiên cứu củ tr ờng Đại học Catholique de Louvain [3], phiên 0.5 T t máy s dụng Ubuntu 9.10 v i kernel Linux phiên 2.6.36 Iperf [5] ợc s dụng ể truyền tải l u l ợng tổng hợp ăng thông Chi tiết biểu throuhput-thông l ợng- ợc tổng hợp b ng h ơng trình Wireshark [6] Việ ánh giá tắc nghẽn (congestion windows) round-trip times (RTT) ợc tổng hợp b ng h ơng trình Tcptrace [7] phổ biến
Dựa mơ hình mạng thực tế, h ng tơi ề xu t ba ngữ cảnh ợ kh i áo ể phân tích v ánh giá ăng thông tổng hợp khác củ môi tr ờng MPTCP
A Ngữ cảnh
192.168.2.0
192.168.3.0
Server Client
Hình Ngữ cảnh kết nối máy tính mạng Ethernet
Trong ngữ cảnh này, có PC kết nối trực tiếp v i thông qua cáp ethernet V i interface Ethernet có thu c tính v i nhau, chúng tơi mong chờ MPTCP có throuhput g p so v i giao thức TCP
B Ngữ cảnh
192.168.2.0
Server 192.168.1.0 Client
AP
192.168.1.0
Hình Ngữ cảnh kết nối với thiết bị không dây
(4)nh u tr n h i ờng nh u ể tổng throughput không tệ so v i throughput ạt ợc g i liệu v i ờng TCP thông qu ờng Ethernet tốt nh t
C Ngữ cảnh
Switch
10.20.21.0
AP
Server
Client 10.20.21.0
10.20.26.0 10.20.26.0
Hình Ngữ cảnh mô mạng Ethernet LAN Wi-Fi LAN
Trong ngữ cảnh này, card giao tiếp mạng Ethernet WiFi l ptop ợc kết nối v i thông qua mạng cục b mạng WiFi củ T nh iều h nh Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh (Viet Nam National University) Việ ánh giá hiệu su t ợc thực thời iểm nh u ng y ể th y ợc MPTCP s dụng nhiều ờng nh u iều kiện khác mạng n i b
4 Phân tích hiệu suất làm việc 4.1.Ngữ cảnh
Trong ngữ cảnh này, s dụng Iperf ể g i 100 MB liệu tr n ờng ơn TCP MPTCP v i cáp Ethernet 100 Mbps Thực lần test - xem biểu hình Throughput MPCTP b ng g p throughput ủ ờng ơn TCP Throughput ờng hầu nh l giống v i throughput thu ợc từ ờng ơn TCP, tải trọng ợc chia sẻ ều giữ h i ờng thời gian truyền ợc giảm m t n a
(5)Hình Tải trọng chia sẻ thời gian truyền ngữ cảnh
Chi tiết họa throughput ờng lần ánh giá ầu ti n ợc thể hình
(6)Hình Sơ đồ throughput đường thứ hai
Chúng ta th y r ng tổng throughput o ợc ngữ cảnh g p ôi so v i ờng ơn TCP ờng Ethernet có tốt v ùng dài dây d n ũng nh ùng thu c tính Bởi khơng có cách trực tiếp ể xá nh tắc nghẽn việc truyền tải TCP,dữ liệu không ợc thừa nhận ợc s dụng ể c tínhtắc nghẽn[7] Số liệu thống kêtắc nghẽn n c tínhcho th ycác tắc nghẽncủahai ờng conl nh u(hình 9).Số liệu thống k tr nRTT otr nh i ờngcon cho th yh i on ờng gần nh ùng m tRTTl không kể (~0ms)
Hình Tắc nghẽn đường (ngữ cảnh 1)
4.2.Ngữ cảnh
(7)Hình 10 Trạng thái throughput ngữ cảnh
Hình 11 Chia tải vàsố liệu thống kêthời gian truyền ngữ cảnh
Chi tiết sơ throughput củ ờng on ợc thể hình 12 13