Análisis del rendimiento de técnicas multicamino y el protocolo MPTCP sobre redes inalámbricas multi-salto

Abstract

RESUMEN: En este documento se presenta un estudio sobre la influencia que las técnicas multicamino pueden ofrecer para mejorar el rendimiento, en términos de throughput. En concreto, se evaluará el protocolo MPTCP, surgido a raíz de la creación de un grupo de trabajo en el IETF. Estas técnicas permiten la división de una conexión TCP en multiples flujos simultáneos, mejorando el rendimiento e incrementando la robustez frente a posibles fallos en una de las rutas.

El gran crecimiento, en número de terminales inalámbricos, que además cuentan con múltiples interfaces pertenecientes a diferentes tecnologías de acceso radio (e.g IEEE 802.11, Bluetooth, redes de acceso celular UMTS/LTE, etc.), sugiere que, en un futuro cercano, la implementación de estas técnicas para dar uso de los diferentes interfaces de manera simultánea será habitual. Sin embargo, aunque existen numerosos estudios sobre la capacidad de mejorar el rendimiento, pocos se han centrado en el estudio de las posibilidades reales sobre redes inalámbricas. La mayor parte de las aportaciones conocidas se centran en la comparación del throughput conseguido con MPTCP frente a TCP sobre redes cableadas punto a punto, y la capacidad de distribuir el tráfico, también sobre este mismo tipo de redes.

Para poder conocer los beneficios y problemas que supone el uso de técnicas multipath, en este proyecto se ha hecho uso de la herramienta ns-3. Y, a través de una extensa campaña de simulaciones, se han observado mejoras, en términos del throughput, de hasta un 48 % en comparación con TCP.

ABSTRACT: In this work we present a study of the benefits brought about by the use of that multipath techniques. In particular we analyse the performance of the MPTCP protocol, which appeared as a result of a IETF working group. These techniques allow the transparent breakdown of a single TCP session into multiple simultaneous subflows, thus improving the performance and increasing the resilience against failures within any of the routes.

The high growth, in number of devices with wireless connectivity, including multiple interfaces belonging to different radio access technologies (Le IEEE 802.11, Bluetooth, celular intarfaces UMTS/LTE, etc.), might lead to a situation (in the short-term) in which all of these interfaces cooperate. However, although there are several studies assessing the capability to improve the performance of applying these techniques, a few have focused on wireless networks. Most of the existing works focus on the comparison of MPTCP with TCP over wired point to point networks, as well as the possibility to distribute the traffic between them.

We have used the ns-3 simulator, to analyze the advantages and the problems associated to the use of multi-path techniques. By means of the thorough simulation study, we have seen throughput improvements up to 48 %, as compared with the legacy TCP.