有关多路径TCP的一点总结.pptx

有关MPTCP的一点点总结 姓名 刘红岗 导师 葛老师 MPTCP的定义 所谓MPTCP 即MultipaTHTCP 多路径TCP 是指与传统单路径TCP相比 在传输数据时使用多条链接路径去传输数据 以此来提高最大化资源利用率和增加冗余度 MPTCP是IETF 因特网工程项目组 正在标准化的一个工作 它作为传统TCP的一个扩展 是由IETF在2013年1月发布的一个规范 具体可以参考rfc6824 MPtcp的优势 1 明显提高了吞吐量 与传统TCP相比 由于mPtcp可以在两个端点之间同步的发送数据 因此明显提高了吞吐量 2 明显提高了网络垂直切换的速度 对于移动用户来说 由于用户可能移入或移出Wi fi以及移动网络 而mPtcp保持多种连接 因此可以再多个网络中快速垂直切换 3 在数据中心环境下 mPtcp也带来了效益 与传统Ethernet相比 它可以通过多个接口来平衡一个单tcp 4 mPtcp是一个传输层协议 与sctp 流控制传输协议 相比 SCTp需要应用程序支持 并且在一些实事事件中 可能会被中间件阻塞 相反 mpTCP是一个传输层协议 不需要应用层修改 而且使用的传统TCP数据包 现在大量的中间件都可以友好的支持 5 失败连接时 更快速的反应 MPTCP存在的问题 1 MPTCP比传统TCP耗能 这对移动用户来说至关重要 2 ISPs 互联网服务提供商 还没有对终端用户提供多播服务 3 协议部署上海存在许多挑战 4 MPTCp是一种贪婪式传播 这种贪婪方式对用户来说 可能会带来更大的消费 5 mpTCP因为没有考虑网络延迟与网络拥塞 可能不能充分利用带宽 并且不能保证按序到达 可能导致需要提高接收缓冲区 6 MPTCp的拥塞控制 仍需改进 7 多播仍不能保证负载平衡 Mptcp中的关键词 1 路径 发送者与接受者之间的一个连接序列2 子流 一个独自的TCp连接 这些连接构成一个MPTCp连接 子流的开始与终止与一个常规的TCp连接相同 3 mptcp 一个或者多个子流集合 通过它 两个主机可以通讯 4 令牌 一个主机中的一个路径中的一个独一无二的局部标示符 实际上 就是一个连接ID MPTCP协议栈结构 图1MpTCp协议栈 问题1的一个解决方案 图2使用LTE与Wifi的MPTCP通讯 MPTCp虽然与传统TCP相比有许多优势 然而却比较耗能 基于此 论文提出了一种eMTCp算法 这种算法是在MPTCP上层的 因此无需修改基本MPTCP 实验通过LTE和wifi来研究的 实验结果 与单纯使用MPTCP 减少了14 的能耗 与传统TCP相比 增加了66 的吞吐量 问题1的一个解决方案 图3移动手机中的emtcp的体系结构 1 子流状态检测器 SISD 不断检测wifi与LTE的状态 状态有两种 接收状态与空闲状态 2 卸载控制器 准备从LTE卸载到Wifi的流量 卸载量是根据LTE子流的拥塞窗口值和SISD的状态决定的 问题1的一个解决方案 算法描述1 在LTE子流中检测TBX2 如果检测到 且stWiFi为空闲 则判断SWiFiW是否大于0 是的话就从LTE子流中卸载一部分数据到WiFi中3 如果stWiFi不是空闲 则判断SLTEW是否大于0 是的话 通过LTE发送数据4 否则 执行拥塞算法 参数含义 SB 传输端缓冲区中没被发出的数据SWiFiW WiFi的拥塞窗口大小SLTEW LTE拥塞窗口大小S 从TCP接收缓冲区获得的数据大小stWiFi 当前WiFi状态Tbx 当LTE接口打算接收数据时的固定时间戳 问题1的一个解决方案 伪代码 S 0 whiletrueifTRXisdetectedinLTEsub flowifSTWiFi idleifSWiFiW 0S min SB SWiFiW OffloadSamountofdatatoWiFisub flow elseifSLTEW 0S min SB SLTEW SendSamountofdataviaLTEsub flow elsePerformcongestioncontrol 问题1的一个解决方案 实验结果图 图4通过改变卸载的流量去改变能源效率 图54个实验的能源消耗率比较 问题1的一个解决方案 图6MPTCP与eMTCPU能源效率比较 图7四中实验的平均吞吐量 问题5的一个解决方案 图8基本的MPTCp通讯机制 基本的mptcp是简单的把数据分成多个快 然后随机的选择路径进行数据传输 然而这种机制不能充分的利用带宽 原因是 1 传输数据时没有考虑网络拥塞 例如 如果path1存在拥塞 则就算2 4已经到达 接受者依然需要等待1 3 5的到来 这一定程度上降低了网络的吞吐量 如果path2足够通常 这反而降低了吞吐量 2 而且不能保证数据的按序到达 排序问题也成为了接收缓冲区的一个瓶颈问题3 假如发送者数据足够大 导致接收buffer满 然而前面的数据块还是没有到达 这就要不得不扩大接收缓冲区 问题5的一个解决方案 图9ATLB数据分发 基于以上分析 ImprovedDataDistributionforMultipathTCPCommunication 提出了一种ATLB方案 方案的核心思想是这样的 在每个数据块分发之前 通过评估队列延迟与网络路径延迟 来选择数据分发的路径 由于每次都选择最好的路径分发数据 因此可以保证数据到达时基本有序 计算公式如下 Score是路径i的评估分数 q是发送者的传送缓冲区的数据长度 srtt是平滑后的rtt g是平滑后的吞吐量 0 1 是一个常量 TPUTj是TCP的吞吐量 它是每 毫秒不断测量的 在ATLB中 与 的决定是由最近的每个路径的吞吐量决定的 从长期来看 如果吞吐量是稳定的 应该选择一个大一点的 要不然应该小一点 应该为两倍的RTT 以防快重传的发生 问题5的一个解决方案 图4 模拟实验的拓扑结构 环境设置 GW1与GW2是代理服务器 并且可以使用提出的ATLB方法通讯 并且使用最短队列长度通讯 MinQue 问题5的一个解决方案 图10显示出ATLB可以充分利用带宽 图11显示出ATLB可以降低丢