• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권10호
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• pp.4642-4660
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• 2016

One major concern of applying Multipath TCP (MPTCP) to data delivery in heterogeneous wireless networks is that the utilization of asymmetric paths with diverse networking-related parameters may cause severe packet reordering and receive buffer blocking (RB²LOC). Although many efforts are devoting to addressing MPTCP's packet reordering problems, their sender-controlled solutions do not consider balancing overhead between an MPTCP sender and receiver, and their fully MPTCP mode cannot make MPTCP achieve a desired performance. This paper proposes a novel receiver-centric buffer blocking-aware data scheduling strategy for MPTCP (dubbed MPTCP-rec) necessitating the following aims: (1) alleviating MPTCP's packet reordering and RB²LOC problems, (2) improving the MPTCP performance, and (3) balancing load between the MPTCP sender and receiver. Simulation results show that the proposed MPTCP-rec solution outperforms the existing MPTCP solutions in terms of data delivery performance in heterogeneous wireless networks.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.1127-1136
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• 2017

무선 네트워크에서 TCP는 비트 에러에 인한 패킷 손실을 혼잡상태에 의한 손실로 오인하여 잦은 혼잡제어가 일어나 성능 저하가 발생한다. 이러한 성능 저하는 기존 TCP를 확장한 프로토콜인 MPTCP (Multipath TCP) 에서도 발생하며, MPTCP의 경우 다중 경로의 전체 성능이 저하되는 문제점도 발생한다. 따라서 본 논문에서는 무선 환경에서 MPTCP 성능 저하를 해결하기 위해 MPTCP 각 경로상의 대역폭을 측정하고 패킷 손실이 발생할 때 측정된 대역폭 만큼 혼잡 윈도우 크기를 줄이는 혼잡제어를 제안하였다. 그리고 제안한 혼잡제어를 리눅스커널에 구현 설치하고 무선 환경의 특성을 적용한 테스트베드와 실제 무선 네트워크에서 기존 MPTCP와 비교분석하였다. 실험결과 제안한 혼잡제어가 기존 MPTCP 혼잡제어보다 무선 환경에서 좋은 처리량 성능을 보여주었다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.131-140
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• 2017

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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.1912-1918
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• 2016

MPTCP(Multipath Transmission Control Protocol)는 두 호스트의 연결설정 시, 다수의 TCP 경로를 구성하여 동시에 데이터를 송수신할 수 있다. 따라서 MPTCP는 경로를 추가하려는 호스트의 유효성을 확인하기 위한 인증과정이 필요하기 때문에 초기 연결 설정 시, 키를 교환하여 인증용 토큰을 만든다. 하지만 기존 MPTCP의 토큰은 공개적으로 전송된 키를 그대로 사용하여 생성되기 때문에 MITM(Man In The Middle) 공격에 취약하다. 본 연구에서는 기존 MPTCP 키 교환방식에 ECDH(Elliptic Curve Diffie-Hellman) 키 교환 알고리즘을 적용시켜 기존의 키를 ECDH 공개키로 대체하고, 두 호스트만이 알 수 있는 비밀키를 생성하여 토큰을 만들기 위한 키로 사용하도록 하였다. 또한, 비밀키를 사용하여 데이터의 암호 및 복호화까지 지원하는 방법을 설계하고 구현함으로써 기존 MPTCP에 기밀성을 추가하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.1508-1516
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• 2017

Multipath TCP (MPTCP)는 다중 경로를 지원하는 전송계층 프로토콜이다. MPTCP가 가진 다중 경로 중에서 한 경로에 지연시간이 급격히 증가하는 "bufferbloat"가 발생하게 된다면 경로 간의 패킷 도착시간 차이로 수신버퍼에서 HoL blocking이 발생하여 bufferbloat가 발생된 경로뿐만 아닌 다른 경로의 성능도 저하되는 문제가 있다. 본 논문에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위해 대역폭 측정 기반의 스케줄러를 제안한다. 대역폭 측정 기반 스케줄러는 각 서브플로우의 대역폭을 측정하여 이를 기반으로 패킷 스케줄링을 하도록 설계하였다. 제안한 스케줄러 검증을 위해 리눅스커널에 제안한 스케줄러를 구현하고 bufferbloat가 발생하는 테스트베드를 구성하여 기존 MPTCP와 비교분석 하였다. 실험결과 제안한 스케줄러가 bufferbloat 환경에서 기존 MPTCP보다 성능이 크게 개선됨을 보였다.

• 정보와 통신
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• 제31권9호
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• pp.9-16
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• 2014

인터넷의 핵심 프로토콜인 TCP의 성능을 획기적으로 개선시키기 위해 다수의 경로/인터페이스를 동시에 사용하는 Multipath TCP (MPTCP) 가 표준화되었다. 본고에서는 MPTCP에 대한 최신 표준화 동향과 연구개발 동향을 살펴보고 이를 통해 MPTCP와 관련된 향후 연구 이슈를 파악해 보도록 한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.448-450
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• 2019

Multipath TCP (MPTCP)는 다수의 인터페이스를 동시에 사용하여 유한한 네트워크 자원을 최대한 활용하고자 표준화된 전송 계층 프로토콜이다. 각 경로의 특성이 같을 경우 기존 단일 TCP보다 안정성과 대역폭활용 측면에서 장점이 있지만 경로 특성이 상이할 경우 단일 TCP보다 성능이 낮아지는 현상을 볼 수 있다. 이는 여러 가지 복합적인 이유가 있지만 가장 큰 영향을 미치는 문제는 지연시간을 급격히 증가시키는 버퍼블로트를 예로 들 수 있다. 본 논문에서는 지연시간을 급격히 증가 시키는 버퍼블로트로 인한 MPTCP 성능 저하를 개선한 알고리즘을 리눅스 기반의 테스트베드에 구현하고 기존 MPTCP 스케쥴러와 성능 비교를 진행하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37B권11호
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• pp.975-983
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• 2012

하나의 단말이 WiFi, 3G, LTE 등 다양한 통신 인터페이스들을 가지고 있는 것이 점점 일반화 되면서, 단말간의 통신에서 다수의 네트워크 경로를 동시에 이용하여 전숑 효율을 높이고자 하는 연구들이 진행되고 있다. MPTCP는 IETF에서 표준화가 진행되고 있는 transport layer protocol로서 서로 다른 IP 주소를 가지고 있는 여러 통신 인터페이스를 동시에 사용한 데이터 전송을 가능하게 한다. 하지만 현재의 MPTCP는 서로 다른 성질의 네트워크의 인터페이스를 동시에 사용하면 reordering 문제로 오히려 하나의 네트워크를 사용하는 것보다 성능이 저하되는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 논문은 MPTCP에서 통신 인터페이스의 네트워크 상태에 따른 패킷 스케줄링 방법과 수신단 기반의 패킷 손실 복구 방법을 제안함으로써 MPTCP에서 reordering 문제로 발생하는 성능 저하를 감소시켰다. 또한 제안된 방법은 기존의 방법보다 더 나은 throughput과 더 빠른 재전송을 수행 할 수 있음을 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권2호
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• pp.28-37
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• 2017

Multipath TCP (MPTCP)는 다중 경로를 동시에 사용하여 전송효율과 안정성을 얻을 수 있는 4계층 프로토콜로 현재 IETF를 통해 표준화되어 사용되고 있다. MPTCP는 비슷한 특성의 다중 경로를 망에서 사용하는 경우 단일 TCP보다 좋은 성능을 얻을 수 있지만 특성이 다른 망에서 사용하는 경우 다중 경로 간 지연시간의 차이로 인해 다중경로간의 패킷 도착시간의 차이가 발생하여 수신버퍼에서 패킷을 reordering하는 문제가 발생한다. 이러한 패킷 reordering 문제로 인해 이종 망에서의 MPTCP는 단일 TCP를 사용하는 것보다 성능이 저하되는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 MPTCP 각 경로상의 지연시간을 측정하여 지연시간이 크게 증가하는 경로를 차단하여 수신버퍼의 패킷 reordering을 줄이고, 차단한 경로에 작은 크기의 복제 패킷을 보내어 지속적인 지연시간측정을 하여 해당 경로의 네트워크의 혼잡이 줄어들면 차단을 해제하는 지연경보 경로차단 스케줄링을 제안하였다. 제안한 스케줄링의 성능분석을 위해 리눅스커널에 제안한 스케줄링을 구현 설치하고 테스트베드를 구성하여 실험을 통해 제안 스케줄링이 이종 망에서 MPTCP의 성능저하를 감소시키는 것을 확인하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.259-269
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• 2018

Multipath TCP (MPTCP)는 다중 경로를 통해 데이터를 전송하므로 향상된 네트워크 성능을 기대할 수 있으나, 예고 없이 전송 경로에서 발생되는 Bufferbloat은 해당 경로의 성능뿐만 아니라 다른 경로의 성능 역시 저하시켜 단일 TCP 보다 오히려 좋지 않은 성능이 발생한다. 이와 같은 Bufferbloat 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 송신단에서 MPTCP 레벨의 전송 상태 모니터링 방법과 HoL 패킷 재전송 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 송신단 독자적으로 Bufferbloat 감지를 가능하게 하며, 전송 상태 모니터링 버퍼에서 HoL 패킷을 식별하여 정상 경로로 재전송함으로 HoL Blocking문제를 해결할 수 있도록 하였다. NS-3기반 시뮬레이션 결과 제안한 알고리즘은 기존 MPTCP 대비 전송 성능은 최대 22.8%까지 향상되었고, 송신 버퍼 및 수신 버퍼에 대기하는 평균 패킷 수는 기존 대비 각각 44.3%와 9.2% 수준으로 감소되었음을 확인하였다.