MPTCP(Multipath TCP)는 최근 IETF에 의해 표준화가 완료된 기술이다. MPTCP는 기존 TCP 기반으로 설계되었고, 그 성능은 단일 TCP 중에서 가장 좋은 패스만큼 성능이 나오도록 설계되었다. 하지만 MPTCP는 기존 TCP를 기반으로 확장한 프로토콜이기 때문에 TCP가 갖는 문제를 그대로 가지고 있다. 특히 TCP는 무선환경과 같은 신뢰성이 부족한 네트워크에서 빈번한 ...
MPTCP(Multipath TCP)는 최근 IETF에 의해 표준화가 완료된 기술이다. MPTCP는 기존 TCP 기반으로 설계되었고, 그 성능은 단일 TCP 중에서 가장 좋은 패스만큼 성능이 나오도록 설계되었다. 하지만 MPTCP는 기존 TCP를 기반으로 확장한 프로토콜이기 때문에 TCP가 갖는 문제를 그대로 가지고 있다. 특히 TCP는 무선환경과 같은 신뢰성이 부족한 네트워크에서 빈번한 혼잡 제어로 그 성능이 떨어진다고 증명된 바 있다. 또한 MPTCP는 처음 들어온 패킷이 먼저 스케줄링 되는 FIFS(First In First Scheduling)방식의 패킷스케줄링을 사용하기 때문에 패스간 성능차이가 발생할 경우 수신 측에서 패킷 순서 문제가 발생하게 된다. 본 논문에서는 무선 환경에서 스트리밍 전송을 위한 멀티패스 TCP 기법을 제안한다. 멀티패스 TCP 기법은 크게 혼잡제어와 패킷 스케줄링 기법으로 나뉘어 독립적으로 동작하게 된다. 혼잡제어에서는 기존 TCP가 스트리밍 전송에 적합하지 않다는 것을 개선하기 위해 TCP Westwood와 SQRT TCP를 이용한다. 그러나 이들 혼잡제어 기법은 단일패스에서 동작하는 프로토콜이므로 멀티패스 전송 시 다른 프로토콜과의 공평성 문제나 부하를 적절히 분산할 수 없다는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 TCP Westwood와 SQRT TCP의 혼잡 제어 기법을 개선하여 멀티패스 전송이 가능한 기법을 제안한다. 그리고 패킷 스케줄링에서는 FIFS방식의 문제점을 개선하기 위해 패킷을 선택적으로 스케줄링 하는 인덱싱(Indexing) 기법을 제안한다. 인덱싱 기법은 각 패스의 평가된 RTT(Round Trip Time)와 전송 간격으로부터 패킷의 도착 시간을 계산함으로 멀티패스로부터 전송된 패킷이 수신 버퍼에 순서에 맞게 도착할 수 있도록 한다. 시뮬레이션 결과는 제안된 기법이 TCP Westwood, SQRT TCP와 비교하여 그 성능이 뛰어남을 보였으며, 또한 MPTCP에서 요구하는 세 가지(향상된 처리율, 공평성, 부하 분산) 목표를 달성하고 있음을 보여주었다. 그리고 패킷 스케줄링 기법에서는 기존 FIFS방식의 패킷 순서 문제점을 전체적으로 개선하고 있음을 보여주었고, 또한 대역폭 기반의 패킷 스케줄링 기법과 비교하여 그 성능을 입증하였다.
MPTCP(Multipath TCP)는 최근 IETF에 의해 표준화가 완료된 기술이다. MPTCP는 기존 TCP 기반으로 설계되었고, 그 성능은 단일 TCP 중에서 가장 좋은 패스만큼 성능이 나오도록 설계되었다. 하지만 MPTCP는 기존 TCP를 기반으로 확장한 프로토콜이기 때문에 TCP가 갖는 문제를 그대로 가지고 있다. 특히 TCP는 무선환경과 같은 신뢰성이 부족한 네트워크에서 빈번한 혼잡 제어로 그 성능이 떨어진다고 증명된 바 있다. 또한 MPTCP는 처음 들어온 패킷이 먼저 스케줄링 되는 FIFS(First In First Scheduling)방식의 패킷스케줄링을 사용하기 때문에 패스간 성능차이가 발생할 경우 수신 측에서 패킷 순서 문제가 발생하게 된다. 본 논문에서는 무선 환경에서 스트리밍 전송을 위한 멀티패스 TCP 기법을 제안한다. 멀티패스 TCP 기법은 크게 혼잡제어와 패킷 스케줄링 기법으로 나뉘어 독립적으로 동작하게 된다. 혼잡제어에서는 기존 TCP가 스트리밍 전송에 적합하지 않다는 것을 개선하기 위해 TCP Westwood와 SQRT TCP를 이용한다. 그러나 이들 혼잡제어 기법은 단일패스에서 동작하는 프로토콜이므로 멀티패스 전송 시 다른 프로토콜과의 공평성 문제나 부하를 적절히 분산할 수 없다는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 TCP Westwood와 SQRT TCP의 혼잡 제어 기법을 개선하여 멀티패스 전송이 가능한 기법을 제안한다. 그리고 패킷 스케줄링에서는 FIFS방식의 문제점을 개선하기 위해 패킷을 선택적으로 스케줄링 하는 인덱싱(Indexing) 기법을 제안한다. 인덱싱 기법은 각 패스의 평가된 RTT(Round Trip Time)와 전송 간격으로부터 패킷의 도착 시간을 계산함으로 멀티패스로부터 전송된 패킷이 수신 버퍼에 순서에 맞게 도착할 수 있도록 한다. 시뮬레이션 결과는 제안된 기법이 TCP Westwood, SQRT TCP와 비교하여 그 성능이 뛰어남을 보였으며, 또한 MPTCP에서 요구하는 세 가지(향상된 처리율, 공평성, 부하 분산) 목표를 달성하고 있음을 보여주었다. 그리고 패킷 스케줄링 기법에서는 기존 FIFS방식의 패킷 순서 문제점을 전체적으로 개선하고 있음을 보여주었고, 또한 대역폭 기반의 패킷 스케줄링 기법과 비교하여 그 성능을 입증하였다.
Multipath TCP (MPTCP) has just been completed the standardization by IETF. MPTCP is designed to be backward compatible with regular TCP, and its performance is equivalent to that of a regular TCP flow on the best path for it. However, MPTCP has performance degradation similar to that of the regular ...
Multipath TCP (MPTCP) has just been completed the standardization by IETF. MPTCP is designed to be backward compatible with regular TCP, and its performance is equivalent to that of a regular TCP flow on the best path for it. However, MPTCP has performance degradation similar to that of the regular TCP does, because MPTCP is extended based on the regular TCP. Especially, the performance of TCP decreases in unreliable wireless network environment. And also, if the performance of paths varies with each other, an out-of-order packet problem occurs in the receive buffer. Because MPTCP uses FIFS (First In First Scheduling) packet scheduling. In this paper, we propose the multipath TCP scheme for streaming packet transmission in wireless network, where the multipath scheme is further divided into a congestion control and a packet scheduling sub-parts, operating independently. In case of the congestion control scheme, we have used TCP Westwood and SQRT TCP, since the regular TCP congestion control is not suitable for streaming transmission. However, there are some problems in using the TCP Westwood and SQRT TCP. Note that the TCP Westwood and SQRT TCP cannot fairly use the resources and also cannot properly distribute the load to multipath, since these schemes are designed for single-path transmission. Therefore, in this paper, we propose a multipath transmission scheme that improves the performance in comparison to TCP Westwood and SQRT TCP congestion control algorithms. Moreover, in order to schedule the packet, we propose an indexing scheme that selectively schedules the packets, thereby solve the problem of FIFS scheduling. The proposed indexing scheme enables packet transmission through the multi-paths and allow in order packet arrival at the receiver buffer by calculating the packet arrival time (i.e., derived from estimated RTT(Round Trip Time) and transmission interval of the packet). Finally, the proposed scheme demonstrates that its performance is equivalent to that of a regular TCP flow on the best path for it, and is a well-suited method to solve the above mentioned problems of the existing schemes. The simulation results show that the proposed congestion control outperforms the existing TCP Westwood and SQRT TCP, and also achieves the goals of MPTCP (i.e., improved throughput, fairness, load balancing). Furthermore, the results for the proposed packet scheduling proof that our scheme solves the problems of FIFS packet scheduling and outperforms the packet scheduling technique that considers estimated bandwidth.
Multipath TCP (MPTCP) has just been completed the standardization by IETF. MPTCP is designed to be backward compatible with regular TCP, and its performance is equivalent to that of a regular TCP flow on the best path for it. However, MPTCP has performance degradation similar to that of the regular TCP does, because MPTCP is extended based on the regular TCP. Especially, the performance of TCP decreases in unreliable wireless network environment. And also, if the performance of paths varies with each other, an out-of-order packet problem occurs in the receive buffer. Because MPTCP uses FIFS (First In First Scheduling) packet scheduling. In this paper, we propose the multipath TCP scheme for streaming packet transmission in wireless network, where the multipath scheme is further divided into a congestion control and a packet scheduling sub-parts, operating independently. In case of the congestion control scheme, we have used TCP Westwood and SQRT TCP, since the regular TCP congestion control is not suitable for streaming transmission. However, there are some problems in using the TCP Westwood and SQRT TCP. Note that the TCP Westwood and SQRT TCP cannot fairly use the resources and also cannot properly distribute the load to multipath, since these schemes are designed for single-path transmission. Therefore, in this paper, we propose a multipath transmission scheme that improves the performance in comparison to TCP Westwood and SQRT TCP congestion control algorithms. Moreover, in order to schedule the packet, we propose an indexing scheme that selectively schedules the packets, thereby solve the problem of FIFS scheduling. The proposed indexing scheme enables packet transmission through the multi-paths and allow in order packet arrival at the receiver buffer by calculating the packet arrival time (i.e., derived from estimated RTT(Round Trip Time) and transmission interval of the packet). Finally, the proposed scheme demonstrates that its performance is equivalent to that of a regular TCP flow on the best path for it, and is a well-suited method to solve the above mentioned problems of the existing schemes. The simulation results show that the proposed congestion control outperforms the existing TCP Westwood and SQRT TCP, and also achieves the goals of MPTCP (i.e., improved throughput, fairness, load balancing). Furthermore, the results for the proposed packet scheduling proof that our scheme solves the problems of FIFS packet scheduling and outperforms the packet scheduling technique that considers estimated bandwidth.
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