Journal of Satellite, Information and Communications (한국위성정보통신학회논문지)

Korea Society of Satellite Technology (한국위성정보통신학회)
권호 표지

Multipath TCP performance improvement using AQM in heterogeneous networks with bufferbloat

버퍼블로트를 가지는 이종 망에서 AQM을 이용한 Multipath TCP 성능 개선

  • 현동민 (충남대학교 전파정보통신공학과 데이터통신연구실) ;
  • 장정훈 (충남대학교 전파정보통신공학과 데이터통신연구실) ;
  • 김민섭 (충남대학교 전파정보통신공학과 데이터통신연구실) ;
  • 한기문 (충남대학교 전파정보통신공학과 데이터통신연구실) ;
  • 이재용 (충남대학교 전파정보통신공학과 데이터통신연구실) ;
  • 김병철 (충남대학교 전파정보통신공학과)
  • Received : 2017.12.08
  • Accepted : 2017.12.18
  • Published : 2017.12.31
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Abstract

Multipath TCP (MPTCP) is a transport layer protocol that simultaneously transmits data using multiple interfaces. MPTCP is superior to existing TCP in network environment with homogeneous subflows, but it shows worse performance compared to existing TCP in network environment with bufferbloat. If a bufferbloat occurs in one of the MPTCP multipaths, the packet will not arrive at the MPTCP receive buffer due to a sudden increase in delay time, resulting in a HoL blocking phenomenon. It makes the receive window of the other path to be zero. In this paper, we apply Adaptive Random Early Detection (ARED), Controlled Delay (CoDel) and Proportional Integral Controller Enhanced (PIE) among the proposed Active Queue Management (AQM) to limit the delay of bufferbloat path. Experiments were conducted to improve the performance of MPTCP in heterogeneous networks. In order to carry out the experiment, we constructed a Linux-based testbed and compared the MPTCP performance with that of the existing droptail.

Multipath TCP(MPTCP)는 다중 인터페이스를 이용하여 데이터를 동시에 전송하는 전송계층의 프로토콜이다. MPTCP는 비슷한 특성의 망을 사용하는 네트워크 환경에서는 기존 TCP에 비해 우월한 성능을 보이지만 이종 망을 사용하는 MPTCP의 다중경로 중 특정 경로에서 버퍼블로트 현상이 일어나게 되면 급격한 지연시간의 증가로 인해 느린 경로로 전송 된 패킷이 MPTCP 수신버퍼에 도착하지 않게 되어 다른 경로로 수신한 패킷이 수신버퍼에서 대기하는 Head-of-Line(HoL) blocking 현상을 초래하여 기존 TCP 대비 더욱 악화된 성능을 보이기도 한다. 따라서 본 논문에서는 이러한 버퍼블로트 문제를 해결하기 위해 Active Queue Management(AQM) 기법 중 Adaptive Random Early Detection(ARED), Controlled Delay(CoDel), Proportional Integral Controller Enhanced(PIE)를 네트워크에 적용하여 이종 망에서 MPTCP 성능 개선을 목표로 실험을 진행하였다. 성능 향상을 살펴보기 위해 Linux 기반의 유선 테스트베드를 구축하고 기존 드롭 테일과 AQM을 비교분석하여 AQM 기반의 TCP가 bufferbloat가 있는 다중경로 MPTCP의 성능을 향상시키는 것을 살펴보았다.

Keywords

References

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