Đánh giá các phương pháp điều khiển tắc nghẽn trong dịch vụ truyền tải đa đường

Nội dung text: Đánh giá các phương pháp điều khiển tắc nghẽn trong dịch vụ truyền tải đa đường

1. 9 ĐÁNH GIÁ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TẮC NGHẼN TRONG DỊCH VỤ TRUYỀN TẢI ĐA ĐƯỜNG Evaluating congestion control methods in Multipath TCP Khấu Văn Nhựt1 Tóm tắt Abstract Multipath TCP là giao thức mở rộng thêm các Multipath TCP is a set of extensions to regular đặc điểm từ giao thức TCP, cho phép một kết nối TCP that allows one TCP connection to be spread TCP phân chia thành nhiều luồng con và phân across multiple paths. Multipath TCP distributes bổ lưu lượng thông qua những luồng con riêng load through the creation of separate “subflows” biệt. Mục tiêu của giao thức này là sử dụng nhiều across potentially disjoint paths. Multipath TCP đường đồng thời giữa hai thiết bị đầu cuối nhằm is primarily concerned with utilizing multiple cải thiện đáng kể hiệu suất đường truyền. Để kiểm paths end-to-end to improve throughput. In terms soát nghẽn trong multipath TCP, đã có các đề xuất dùng giải thuật điều khiển nghẽn dựa vào tổn thất of congestion control, loss-based algorihms và cả các giải thuật điều khiển nghẽn dựa vào độ and delay-based algorithms can be applied to trễ. Tuy nhiên, loại giải thuật điều khiển nghẽn multipath TCP. However, it needs to be clarified nào là tốt hơn cho multipath TCP vẫn còn là điều which kind of them be better than other in cần làm rõ. Ngoài ra, hiệu quả của mỗi loại giải multipath TCP. Additionally, impacts of various thuật điều khiển nghẽn trên multipath TCP chịu traffic on perfomance of each ones in multipath ảnh hưởng của các loại lưu lượng khác nhau như TCP should be appraised, such as impacts of thế nào, chẳng hạn như ảnh hưởng giữa lưu lượng realtime traffic and non realtime traffic. These thời gian thực và phi thời gian thực. Tất cả những items arecleared upinthis paper. Base on results điều này sẽ được làm sáng tỏ trong bài báo này. of simulation with NS-2 tool, assessments Căn cứ vào các kết quả mô phỏng bằng công cụ andsuggestions are also given for improving NS-2, các đánh giá và đề xuất nhằm cải thiện chất performace of multipath TCP. lượng của multipath TCP cũng được trình bày. Key words: Congestion control, multipath TCP, Từ khóa: Điều khiển tắc nghẽn, truyền tải đa đường, ứng dụng thời gian thực, ứng dụng phi thời real-timeapplications, none-real-timeapplications, gian thực, dựa vào tổn thất, dựa vào độ trễ. loss-base, delay-base. 1. Mở đầu1 thiết bị đầu cuối đồng thời sử dụng nhiều giao diện kết nối thì kỹ thuật truyền tải đa đường (Multipath Ngày nay, nhu cầu sử dụng thông tin số ngày càng TCP) sẽ đáp ứng được nhu cầu mong muốn hiện nhiều và đa dạng, nhu cầu kết nối thông tin diễn ra nay. Hình 1, minh họa cho việc sử dụng giao thức mọi lúc, mọi nơi. Thiết bị ngày nay phát triển mạnh truyền tải đa đường cho thấy smartphone, tablet về công nghệ kết nối không dây như Smartphone, kết nối Internet với trung tâm dữ liệu đồng thời qua tablet, laptop hỗ trợ kết nối như: Wifi, 3G. Các ứng đường 3G và Wifi. dụng ngày nay đòi hỏi nhiều dung lượng lớn, cho nên yêu cầu băng thông cần được tăng lên. Thực trạng đường truyền kết nối hiện nay không thoả mãn cho nhu cầu hiện tại và tương lai. Vì thế, mong muốn hiện nay của người dùng là kết nối thông tin nhanh và liên tục. Các trung tâm dữ liệu như Amazon, Google hiện nay cũng đã kết nối với nhiều nhà cung cấp dịch vụ, xu hướng phát triển thiết bị di động đều trang bị nhiều đường kết nối như: wifi, 3G Nếu Hình 1. Minh họa sử dụng Multipath TCP 1 Thạc sĩ, Khoa Kỹ thuật và Công nghệ, Trường Đại học Trà Vinh Soá 16, thaùng 12/2014 9
2. 10 Đa số các thiết bị đầu cuối hiện nay được trang nó hoặc vượt quá khả năng vận tải của các đường bị nhiều công cụ kết nối bằng nhiều đường, nhưng truyền ra, điều đó dẫn đến việc thông lượng của thông tin liên lạc thường được giới hạn một con mạng bị giảm đi khi lưu lượng đến mạng tăng lên. đường duy nhất cho mỗi lần kết nối. Sử dụng tài Hiện tượng tắc nghẽn có thể xảy ra ở một hoặc một nguyên trong hệ thống sẽ hiệu quả hơn nếu được số nút mạng, hay trên toàn mạng. sử dụng đa đường kết nối đồng thời. Giao thức 2.1.2. Thuật toán điều khiển tắc nghẽn dựa vào tổn 2 truyền tải đa đường đã được IETF công nhận cho thất trong TCP việc nghiên cứu phát triển kỹ thuật truyền tải đa đường nhằm tăng hiệu suất cho nhu cầu truyền tải Để tránh hiện tượng tắc nghẽn, Jacobson và hiện nay. các cộng sự đã đề xuất các biện pháp để tránh tắc nghẽn. Giải pháp chính là kiểm soát tốc độ gửi dữ Nhằm tăng hiệu quả hơn nữa trong kỹ thuật liệu còn gọi là “cửa sổ tắc nghẽn” (cwnd), nhằm truyền tải đa đường, và trên cơ sở các tiêu chí hạn chế số lượng dữ liệu gửi để tránh tắc nghẽn. được đặt ra3, các thuật toán điều khiển tắc nghẽn Khi kích thước cwnd chưa vượt ngưỡng (Slow đa đường đã được đề xuất. Trong đó, một số tài Start threshold), kích thước cwnd sẽ tăng theo hàm liệu đã nói lên các thuật toán điều khiển tắc nghẽn mũ. Khi kích thước cwnd vượt ngưỡng, kích thước đa đường dựa vào tổn thất đạt hiệu quả trong việc cwnd sẽ tăng tuyến tính. Khi hết thời gian đợi truyền dữ liệu. Vậy đối với các ứng dụng theo thời (timeout), giá trị ngưỡng bằng một nửa giá trị kích gian thực thì sao? Tại sao không dùng điều khiển thước cwnd hiện thời và kích thước cwnd nhận giá nghẽn dựa vào tổn thất hay điều khiển nghẽn dựa trị 1. Nhằm đạt hiệu quả hơn trong việc điều khiển vào độ trễ? Để làm rõ những điều nói trên, bài tắc nghẽn cho giao thức truyền tải đơn đường dựa viết sẽ tập trung nghiên cứu đánh giá hai dạng điều vào tổn thất, một số thuật toán được đề xuất cải khiển tắc nghẽn dựa vào tổn thất và dựa vào độ tiến như: Reno, New Reno và SACK. trễ trong truyền tải đa đường. Qua đó xác định sự 2.1.3. Thuật toán điều khiển tắc nghẽn dựa vào độ phù hợp hay không, ở mức độ nào khi triển khai trễ trong TCP. các dạng ứng dụng sử dụng dịch vụ truyền tải đa đường theo từng phương pháp điều khiển nghẽn Các thuật toán điều khiển tắc nghẽn đơn đường nói trên. dựa vào độ trễ đã được đề xuất bởi Jain, Tri-S bởi Wang và Crowcroft, trong đó thuật toán Vegasdo 2. Nội dung Brakmo và cộng sự được phân tích kỹ lưỡng. 2.1. Điều khiển tắc nghẽn TCP đơn đường 2.1.1. Khái niệm Thuật toán Vegas thực hiện: Cơ chế điều khiển lưu lượng trong TCP gồm: cwnd ExpThroughtput = cơ chế truyền lại, cơ chế cửa sổ trượt, quản lý cửa BaseRTT sổ, điều khiển lỗi. (BaseRTT = min of all RTT) Cơ chế truyền lại: để đảm bảo kiểm tra việc cwnd truyền lại và khắc phục lỗi trong việc truyền dữ ActThroughtput = liệu, TCP có cơ chế đồng hồ kiểm tra truyền lại RTT (time-out) và cơ chế truyền lại (retransmmission). τ Thời gian khứ hồi (Round Trip Time) được xác (RTT = BaseRTT + ) định từ thời điểm bắt đầu truyền dữ liệu của bên gửi cho đến khi nhận được trả lời (ACKnowledgment) Diff = (ExpThroughtput − ActThroughtput)* BaseRTT của bên nhận là yếu tố quyết định giá trị đồng hồ - ExpThroughtput: thông lượng mong đợi khi truyền. kiểm tra truyền lại tout . Vậy tout ≥RTT. - ActThroughtput: thông lượng thực tế khi truyền. Hiện tượng nghẽn mạng: xảy ra khi số lượng - Diff: thông lượng khác nhau giữa thông lượng gói tin đến nút mạng vượt quá khả năng xử lý của mong đợi so với thông lượng thực tế. Thuật toán điều chỉnh kích thước cwnd theo: 2 A. Ford, C. Raiciu, M. Handley, S. Barre, J. Iyengar.2011. “Architectural Guidelines for Multipath TCP Development”. Internet cwnd = cwnd +1 Diff β 3 C. Raiciu, M. Handly, D. Wischik. 2011. “Coupled Congestion cwnd = cwnd α ≤ Diff ≤ β Control for Multipath Transport Protocols”. Internet Engineering Task Force (IETF), RFC 6356 Với α, và β là hằng số. Soá 16, thaùng 12/2014 10
3. 11 Nếu giá trị thấp nhất của RTT cho N gói tin quản lý đường truyền thì tạo ra các luồng con, thiết (minRTT) là luôn cao hơn BaseRTT: lập kết nối cho các luồng con. Lập kế hoạch gói để Cập nhật lại giá trị cho BaseRTT phân chia dữ liệu, đánh số thứ tự phân đoạn dữ liệu Kích thước cửa sổ tăng theo tương ứng. trước khi gửi qua các luồng con. Cuối cùng, các thuật toán điều khiển tắc nghẽn sẽ thực hiện điều Nói cách khác,Vegas tăng cwnd khi giá trị gói khiển các luồng dữ liệu. tin tại hàng đợi nhỏ hơn α, giảm cwnd khi giá trị gói tin tại hàng đợi lớn hơn β, ngược lại thì giữ Mục tiêu giao thức truyền tải đa đường: tăng nguyên cwnd. thông lượng, cạnh tranh công bằng đường truyền, 2.2. Điều khiển tắc nghẽn TCP đa đường cân bằng cho đường truyền tải. 2.2.1. Tổng quan về truyền tải đa đường 2.2.4. Các thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường dựa vào tổn thất IETF khởi tạo nhóm nghiên cứu về giao thức truyền tải đa đường (MPTCP), nhằm phát triển kỹ Thuật toán điều khiển tắc nghẽn đơn đường dựa thuật giao thức truyền tải đa đường cho các ứng vào tổn thất là trường hợp đặc biệt của thuật toán dụng trên cơ sở tận dụng lợi thế sử dụng nhiều điều khiển tắc nghẽn đa đường dựa vào tổn thất: đường đồng thời để truyền dữ liệu. Với mỗi thông báo xác nhận ACK trên luồng 2.2.2. Mô hình cơ bản Multipath TCP con thứ r, cửa sổ tắc nghẽn (wr) được tính: Kết nối giữa các thiết bị đầu cuối trong giao 1 ← + thức truyền tải đa đường được hình thành từ một wr wr wr hoặt nhiều luồng con. Các luồng con sẽ tạo ra các cặp địa chỉ khác nhau, và truyền dữ liệu cùng lúc Thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường với trên các luồng con nhằm tăng thông lượng so với mỗi luồng con thực hiện điều khiển tắc nghẽn như giao thức truyền tải đơn đường (Hình 2). Ngoài là thuật toán điều khiển tắc nghẽn đơn đường cho ra, một cơ chế cho giao thức truyền tải đa đường luồng này, khi đó tổng thông lượng các luồng con là khả năng phục hồi: khi một luồng con mất kết sẽ tăng gấp đôi (giả sử lúc này thời gian khứ hồi nối thì nó có cơ chế chuyển dữ liệu sang luồng con của tất cả các đường là bằng nhau). Điều này dẫn khác (Hình 3). đến cạnh tranh không công bằng đối với giao thức truyền tải đơn đường tại đường tắc nghẽn. Hình 4 minh họa cho việc cạnh tranh không công bằngkhi hai luồng con của giao thức truyền tải đa đường cùng đi qua đường tắc nghẽn với đường truyền của giao thức truyền tải đơn đường. Hình 2. Minh họa kết nối Multipath TCP Hình 4. Minh họa cho thấy cạnh tranh không công bằng Một số thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường đã đề xuất để giải quyết việc cạnh tranh công bằng với đường single path của giao thức truyền tải đơn Hình 3. Minh họa khả năng phục hồi Multipath TCP đường hiện tại là thuật toán EWTCP; Couple 2.2.3. Chức năng giao thức truyền tải đa đường Thuật toán EWTCP: dựa trên TCP-New Reno Giao thức truyền tải đa đườngcó các chức năng: trên mỗi đường r và điều chỉnh wr Soá 16, thaùng 12/2014 11
4. 12 + Với mỗi thông báo xác nhận ACK trên luồng Bộ công cụ dùng để thực nghiệm mô phỏng là a con thứ r, wr tăng : NS-2 (Network Simulator -2), phiên bản 2.34 và wr Thuật toán Couple: thực hiện các bước chạy trên môi trường là hệ điều hành Ubuntu với khởi động chậm (slow start), truyền nhanh (fast phiên bản 10.04. Thực nghiệm mô phỏng cho thuật retransmit) và phục hồi nhanh(fastrecovery) như toán điều khiển tắc nghẽn đa đường dựa vào tổn thất thuật toán điều khiển tắc nghẽn đơn đường dựa trên cơ sở thuật toán Couple và thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường dựa độ trễ là thuật toán wVegas. vào tổn thất (TCP Reno). Với wtotal là tổng kích thước cửa sổ tắc nghẽn của các luồng con kết nối. 2.3.1. Kết quả truyền tải của thuật toán điều khiển Thuật toán điều chỉnh wr: tắc nghẽn đa đường so với thuật toán khiển tắc + Với mỗi thông báo xác nhận ACK trên luồng nghẽn đơn đường con thứ r, wr tăng : Nhằm làm rõ sự hiệu quả truyền tải của thuật w toán điều khiển tắc nghẽn đa đường dựa vào tổn w ← r r 2 thất và thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường dựa vào độ trễ đã được đề xuất. Trên cơ sở đó, Tóm lại: Các thuật toán điều khiển tắc nghẽn chúng tôi xây dựng mô hình mạng như Hình 5: đa đường dựa vào tổn thất đều có cơ chế cải tiến tăng kích thước cửa sổ tắc nghẽn (wr) trong trường hợp khi có thông báo xác nhận ACK trên luồng thứ r. Riêng trường hợp mất gói thì kích thước cửa sổ tắc nghẽn của các thuật toán giảm giống nhau w theo công thức: w ← r r 2 2.2.5. Thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường dựa vào độ trễ Được đề xuất trên cơ sở thuật toán điều khiển tắc nghẽn đơn đường dựa vào độ trễ Vegas4, có thể Hình 5. Mô hình mạng Multipath với Single path tóm tắt: Với mô hình mạng (Hình 5), chúng tôi thiết lập + Trên mỗi luồng r, thực hiện giống như thuật cấu hình giống nhau cho hai loại thuật toán điều khiển toán điều khiển tắc nghẽn đơn đường dựa vào độ trễ. tắc nghẽn “MPTCP-loss” và “MPTCP-delay”: + Tổng các giá trị của các luồng là cố định, Multipath TCP bên gửi tạo ra hai luồng con không phụ thuộc vào số lượng các luồng con. subflow 1, subflow 2 được thiết lập thông lượng + Thích ứng tham số điều chỉnh α, β do ảnh 40Mbps, thời gian trễ 0ms. Đường tắc nghẽn 1và hưởng đến tốc độ truyền tải của luồng con tương 2 được thiết lập thông lượng 20Mbps, thời gian trễ ứng với mục đích cân bằng mức độ tắc nghẽn mạng. 20ms. Luồng Single path_1 được thiết lập thông 2.3. Kết quả và thảo luận lượng 40Mbps, thời gian trễ 0ms và cùng đi qua đường tắc nghẽn 1 với luồng con subflow 1 của Ký hiệu trong phần mô phỏng này là: Multipath. Luồng Single path_2 được thiết lập - MPTCP-loss: thuật toán điều khiển tắc nghẽn thông lượng 40Mbps, thời gian trễ 0ms và cùng đa đường dựa vào tổn thất. đi qua đường tắc nghẽn 2 với luồng con subflow 2 - MPTCP-delay: thuật toán điều khiển tắc của Multipath. nghẽn đa đường dựa vào độ trễ. 2.3.1.1. Kết quả truyền tải của thuật toán điều - FTP: loại ứng dụng phi thời gian thực. khiển tắc nghẽn đa đường dựa vào tổn thất so với thuật toán điều khiển tắc nghẽn đơn đường dựa - CBR: loại ứng dụng thời gian thực. vào tổn thất 4 Yu Cao, Mingwei Xu, Xiaoming Fu. 2012. “Delay-based Congestion Với thời gian là 200s, chúng tôi có được kết Control for Multipath TCP”. 2012 20th IEEE International Conference on Network Protocols (ICNP). quả mô phỏng như Hình 6 Soá 16, thaùng 12/2014 12
5. 13 Hình 6. Thông lượng MPTCP-loss Hình 7. Thông lượng MPTCP-delay Từ kết quả Hình 6, xét thấy thông lượng truyền Với mục tiêu làm rõ thuật toán điều khiển tắc của luồng con 1 và luồng con 2 của Multipath nghẽn đa đường dựa vào tổn thất và thuật toán điều thấp hơn thông lượng truyền đường single path 1 khiển tắc nghẽn đa đường dựa vào độ trễ, loại nào và đường single path 2. Nhưng tổng thông lượng đạt hiệu quả hơn trong việc truyền tải cho các ứng của hai luồng con (MPTCP-loss Total=4.25 Mbps) dụng, chúng tôi tiến hành thực nghiệm mô phỏng cao hơn thông lượng đường single path 1 và qua 04 kịch bản với mô hình mạng như Hình 8. đường single path 2. (SingTCP_loss_1=SingTCP_ loss_2=3.29Mbps) Vậy, thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường dựa vào tổn thất đạt hiệu quả tăng thông lượng so với thuật toán điều khiển tắc nghẽn đơn đường dựa vào tổn thất. 2.3.1.2. Kết quả truyền tải của thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường dựa vào độ trễ so với thuật toán điều khiển tắc nghẽn đơn đường dựa Hình 8. Mô hình mạng Mutipath TCP vào độ trễ Với mô hình mạng Hình 8, chúng tôi thiết lập Với thời gian là 200s, chúng tôi có được kết cấu hình: quả mô phỏng như Hình 7. Multipath TCP bên gửi tạo ra hai luồng con Từ kết quả Hình 7, xét thấy thông lượng truyền subflow 1, subflow 2 được thiết lập thông lượng của luồng con 1 và luồng con 2 của Multipath 40Mbps, thời gian trễ 0ms. Tại nút mạng, thiết lập thấp hơn thông lượng truyền đường single path đường tắc nghẽn 1và 2 thông lượng 20Mbps, thời 1 và đường single path 2 (MPTCP_delay sub1 gian trễ 20ms. = 3.331Mbps; SingTCP_delay_1= 3.332 Mbps). 2.3.2.1. Mục tiêu mô phỏng kịch bản 1 Nhưng tổng thông lượng trung bình của hai luồng Cùng một thuật toán MPTCP-delay truyền tải con (MPTCP-delay Total= 6.66 Mbps) cao hơn cho hai loại ứng dụng thời gian thực và phi thời thông lượng đường single path 1 và đường single gian thực. Vậy, loại ứng dụng thời gian thực có path 2. hiệu quả hay không so với ứng dụng phi thời gian Như vậy, thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa thực. Với mục tiêu chúng tôi mô phỏng cho mô đường dựa vào độ trễ đạt hiệu quả tăng thông hình mạng (Hình 8). lượng so với thuật toán điều khiển tắc nghẽn đơn Với thời gian là 200s, Hình 9 là kết quả mô đường dựa vào độ trễ. phỏng thuật toán MPTCP-delay cho ứng dụng thời Tóm lại, thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa gian thực, Hình 10 là kết quả mô phỏng MPTCP- đường truyền tải đạt hiệu quả hơn so với thuật toán delay cho ứng dụng phi thời gian thực. Hình 11 điều khiển tắc nghẽn đơn đường. thông lượng truyền khác nhau cho hai loại ứng 2.3.2. Kết quả truyền tải của thuật toán điều khiển tắc dụng thời gian thực và phi thời gian thực đối với nghẽn đa đường cho từng loại ứng dụng khác nhau thuật toán MPTCP-delay. Soá 16, thaùng 12/2014 13
6. 14 Hình 9. Thông lượng MPTCP-delay (CBR) Hình 10. Thông lượng MPTCP-delay (FTP) Hình 11. So sánh thông lượng MPTCP-delay total (CBR) và MPTCP-delay total (FTP) Kết quả Hình 11 cho thấy thông lượng truyền dụng phi thời gian thực thì thuật toán điều khiển của ứng dụng phi thời gian thực (MPTCP-delay tắc nghẽn đa đường dựa vào độ trễ hiệu quả trong total (FTP) là 8.3Mbps) cao hơn thông lượng truyền tải. Vậy đối với thuật toán điều khiển tắc truyền của ứng dụng thời gian thực (MPTCP-delay nghẽn đa đường dựa vào tổn thất thì loại ứng dụng total (CBR) là 4.3Mbps). nào đạt hiệu quả hơn. Trên mục tiêu đề ra, chúng tôi thực nghiệm mô phỏng cho mô hình mạng (Hình 4). Với mục tiêu của kịch bản 1 đề ra, có thể thấy Với thời gian mô phỏng 200s, có kết quả: rằng đối với loại ứng dụng phi thời gian thực thì thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường dựa vào Hình 12 là kết quả mô phỏng cho MPTCP-loss độ trễ hiệu quả hơn so với ứng dụng thời gian thực với loại ứng dụng thời gian thực và Hình 13 là kết về tăng thông lượng. quả mô phỏng MPTCP-loss cho ứng dụng phi thời gian thực. Hình 14 thông lượng truyền khác nhau 2.3.2.2. Mục tiêu mô phỏng kịch bản 2 cho hai loại ứng dụng thời gian thực và phi thời Qua kịch bản 1, chúng tôi nhận thấy với loại ứng gian thực đối với MPTCP-loss. Hình 12. Thông lượng MPTCP-loss (CBR) Hình 13. Thông lượng MPTCP-loss (FTP) Soá 16, thaùng 12/2014 14
7. 15 Hình 14. So sánh thông lượng MPTCP-loss total (CBR) và MPTCP-loss total (FTP) Từ kết quả Hình 14, thông lượng truyền tải của truyền tải với thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường dựa vào đường dựa tổn thất đạt hiệu quả như thế nào so với tổn thất với loại ứng dụng thời gian thực (dao động thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường dựa vào 0.895Mbps-0.897Mbps) thấp hơn so với thông độ trễ. Với mục tiêu đề ra, chúng tôi thực nghiệm lượng truyền tải của thuật toán điều khiển tắc mô phỏng cho mô hình mạng (Hình 8) với thời nghẽn đa đường dựa vào tổn thất với loại ứng dụng gian mô phỏng 200s, có kết quả: phi thời gian thực (dao động 2.9Mbps-12.4Mbps). Cùng truyền tải loại ứng dụng phi thời gian Với mục tiêu của kịch bản 2 đề ra, có thể thấy thực. Hình 15 là kết quả mô phỏng thuật toán điều rằng đối với loại ứng dụng phi thời gian thực thì khiển tắc nghẽn đa đường dựa vào tổn thất, Hình thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường dựa vào 16 là kết quả mô phỏng thuật toán điều khiển tắc tổn thất truyền tải hiệu quả hơn so với ứng dụng nghẽn đa đường dựa vào độ trễ. Hình 17 thông thời gian thực. lượng truyền của thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường dựa vào tổn thất so với thuật toán điều 2.3.2.3. Mục tiêu mô phỏng kịch bản 3 khiển tắc nghẽn đa đường dựa độ trễ cho một loại Cùng một loại ứng dụng phi thời gian thực, khi ứng dụng phi thời gian thực. Hình 15. Thông lượng MPTCP-loss (FTP) Hình 16. Thông lượng MPTCP-delay (FTP) Hình 17. So sánh thông lượng MPTCP-loss total (FTP) và MPTCP-delay total (FTP) Soá 16, thaùng 12/2014 15
8. 16 Hình 17 cho thấy, thông lượng truyền tải của 2.3.2.4. Mục tiêu mô phỏng kịch bản 4 thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường dựa Đối với loại ứng dụng thời gian thực thì loại vào tổn thất cao hơn so với thuật toán điều khiển thuật toán nào đạt hiệu quả hơn. Trên mục tiêu đề ra, tắc nghẽn đa đường dựa vào độ trễ. Nhưng thông chúng tôi thực nghiệm mô phỏng cho mô hình mạng lượng trung bình của thuật toán điều khiển tắc (Hình 8), với thời gian mô phỏng 200s, có kết quả: nghẽn đa đường dựa vào độ trễ (MPTCP-delay Cùng truyền tải loại ứng dụng thời gian thực, là 6.66Mbps) cao hơn thông lượng trung bình của Hình 18 là kết quả mô phỏng thuật toán điều khiển thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường dựa tổn tắc nghẽn đa đường dựa vào tổn thất, Hình 19 là kết thất (MPTCP-loss là 4.25Mbps) quả mô phỏng thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa Từ đó thấy rằng thuật toán điều khiển tắc nghẽn đường dựa vào độ trễ. Hình 20 thông lượng truyền đa đường dựa độ trễ đạt hiệu quả hơn về tăng thông của thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường dựa lượng so với thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa vào tổn thất so với thuật toán điều khiển tắc nghẽn đường dựa vào tổn thất khi truyền tải với loại ứng đa đường dựa vào độ trễ cho một loại ứng dụng dụng phi thời gian thực. thời gian thực. Hình 18. Thông lượng MPTCP-loss (CBR) Hình 19. Thông lượng MPTCP-delay (CBR) Hình 20. So sánh thông lượng MPTCP-delay total (CBR) và MPTCP-loss total (CBR) Kết quả Hình 20 cho thấy thông lượng truyền thông lượng so với thuật toán điều khiển tắc nghẽn của thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường đa đường dựa vào tổn thất khi truyền tải với loại dựa vào độ trễ (dao động 4.2Mbps-4.6Mbps) cao ứng dụng thời gian thực. hơn so với thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường dựa vào tổn thất (dao động 0.895Mbps - 3. Kết luận và đề xuất 0.897Mbps). Qua nghiên cứu cơ sở lý thuyết, sau đó tiến Từ đó thấy rằng thuật toán điều khiển tắc nghẽn hành thực nghiệm mô phỏng thuật toán điều khiển đa đường dựa vào độ trễ hiệu quả hơn về tăng tắc nghẽn đa đường so với thuật toán khiển tắc Soá 16, thaùng 12/2014 16
9. 17 nghẽn đơn đường hiện tại và mô phỏng hai loại về tiêu chí tăng thông lượng so với loại ứng dụng thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường cho từng thời gian thực. loại ứng dụng khác nhau, từ mô phỏng chúng tôi - Thứ ba: đối với loại ứng dụng thời gian thực nhận xét các kết quả như sau: thì thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường dựa Với kết quả mô phỏng, chứng tỏ rằng: vào độ trễ đạt hiệu quả hơn về tăng thông lượng so với thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường dựa - Thứ nhất: cả hai thuật toán điều khiển tắc vào tổn thất. nghẽn đa đường dựa vào tổn thất và thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường dựa vào độ trễ đều Với kết quả đạt được, kiến nghị đề xuất: đạt hiệu quả tăng thông lượng so với thuật toán - Nghiên cứu phát triển và cải tiến các thuật toán điều khiển tắc nghẽn đơn đường. điều khiển tắc nghẽn đa đường vì sự hiệu quả của nó so với thuật toán điều khiển tắc nghẽn đơn đường. - Thứ hai: thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường dựa vào tổn thất và thuật toán điều khiển - Cần nghiên cứu cải thiện thuật toán điều khiển tắc nghẽn đa đường dựa vào độ trễ đạt hiệu quả tắc nghẽn đa đường dựa vào độ trễ do đạt hiệu quả khi truyền tải với loại ứng dụng phi thời gian thực khi truyền tải cho loại ứng dụng thời gian thực. Tài liệu tham khảo A. Ford, C. Raiciu, M. Handley, and O. Bonaventure. 2013. “TCP Extensions for Multipath Operation with Multiple Addresse”. Internet Engineering Task Force (IETF), RFC6824. A.Ford, C.Raiciu, M.Handley. L.S Brakmo, and L.L. Peterson. 1995. “TCP Vegas: End to end congestion avoidance on a global Internet”. Selected Areas in Communications, IEEE Journal on 13.8 (1995): 1465-1480. C. Raiciu, M. Handley, D. Wischik. 2011. “Coupled Congestion Control for Multipath Transport Protocols”. Internet Engineering Task Force (IETF), RFC 6356. Damon Wischik, Costin Raiciu, Adam Greenhalgh, Mark Handley. 2011. “Design, implementation and evaluation of congestion control”. Usenix NSDI. Qiuyu Peng, Anwar Walid, Steven H. Low. 2013. “Multipath TCP Algorithms: Theory and Design”. SIGMETRICS’13, June 17-21, 2013. Jain Raj.1989.“A Delay-Based Approach for Congestion Avoidance in Interconnected Heterogeneous Computer Networks”. ACM Computer Communication Review, 19(5):56–71, Oct. 1989. Cao Yu, Xu Mingwei, Fu Xiaoming. 2012. “Delay-based Congestion Control for Multipath TCP”. 2012 20th IEEE International Conference on Network Protocols (ICNP). Soá 16, thaùng 12/2014 17