Thử nghiệm, đánh giá giao thức truyền đa đường trên các thiết bị điện thoại thông minh sử dụng hệ điều hành Android

Bài viết đề xuất một framework tự động hóa các hành động của người dùng trên các ứng dụng điện thoại thông minh Android để thực hiện các phép đo lưu lượng mạng, qua đó đưa ra những đánh giá về hiệu quả và lợi ích của giao thức truyền đa đường MPTCP.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thử nghiệm, đánh giá giao thức truyền đa đường trên các thiết bị điện thoại thông minh sử dụng hệ điều hành AndroidThông tin khoa học công nghệ THỬ NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ GIAO THỨC TRUYỀN ĐA ĐƯỜNG TRÊN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN THOẠI THÔNG MINH SỬ DỤNG HỆ ĐIỀU HÀNH ANDROID Ngô Hải Linh*, Nguyễn Hoàng Long Tóm tắt: Gần đây, giao thức truyền đa đường (Multipath TCP – MPTCP) đã nhận được rất nhiều sự chú ý khi nó được chọn bởi tập đoàn Apple để hỗ trợ ứng dụng nhận dạng giọng nói Siri. MPTCP hỗ trợ sự kết nối liên tục giữa mạng di động và mạng wifi. Trong bài báo này, tác giả đề xuất một framework tự động hóa các hành động của người dùng trên các ứng dụng điện thoại thông minh Android để thực hiện các phép đo lưu lượng mạng, qua đó đưa ra những đánh giá về hiệu quả và lợi ích của giao thức truyền đa đường MPTCP.Từ khóa: Giao thức TCP, Giao thức truyền đa đường. 1. MỞ ĐẦU Multipath TCP [3, 4] là một giao thức mở rộng các đặc điểm từ giao thức TCPcho phép một kết nối phân chia thành nhiều đường khác nhau và dữ liệu đượctruyền trên các đường đồng thời. Multipath TCP hoạt động giống như TCP và mởrộng thêm các API nhằm cung cấp thêm chức năng điều khiển cho các ứng dụngmultipath TCP. Việc truyền dữ liệu trên đa đường như thế sẽ cải thiện thông lượngtruyền, có thể cân bằng tắc nghẽn trong các đường và cung cấp khả năng chuyểnvùng tự nhiên trong mạng; Điều này rất hữu ích trong lĩnh vực an toàn thông tinkhi có thể đảm bảo sự truyền nhận dữ liệu là liên tục. Trên một điện thoại thôngminh, multipath TCP cho phép các ứng dụng đồng thời gửi và nhận dữ liệu qua cảWiFi và mạng di động bằng cách thiết lập một kết nối multipath TCP gồm nhiềusubflow [3] mà mỗi subflow điều khiển một đường (mạng di động và wifi) [7, 5, 1,2]; Sử dụng cửa sổ điều khiển tắc nghẽn để điều chỉnh tốc độ trên mỗi đường. 2. GIAO THỨC MULTIPATH TCP2.1. Những mục tiêu đặt ra khi thiết kế MP TCP2.1.1. Mục tiêu về chức năng Cải thiện thông lượng của hệ thống (throughput): MPTCP hoạt động trêncơ sở truyền trên nhiều đường truyền, tuy nhiên, một kết nối MPTCP sau khi đượcthiết lập phải có thông lượng lớn hơn thông lượng của một kết nối TCP đơn lẻ tốtnhất. Nói ngắn gọn, việc triển khai MPTCP phải có kết quả khả quan hơn là việclựa chọn ra đường đi tốt nhất và gửi theo đường đi đó.Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san An toàn Thông tin, 05 - 2017 157 Công nghệ thông tin Cải thiện khả năng phục hồi và chịu lỗi (resilience): MPTCP cho phép mọiđường dẫn phải có khả năng nhận và truyền gói tin như một kết nối TCP đơn lẻbình thường. Nhờ có cơ chế này mà MPTCP vẫn đảm bảo được hệ thống hoạtđộng thông suốt khi có sự cố xảy ra trên một trong những đường dẫn đó. Ngoài ra,khả năng phục hồi của một kết nối MPTCP phải nhanh hơn bất kỳ một kết nối TCPđơn lẻ nào. Cân bằng tải và điều khiển tắc nghẽn: Dễ dàng nhận thấy việc truyền dẫnbằng nhiều con đường khác nhau góp một phần không hề nhỏ vào việc tránh tắcnghẽn trên đường truyền. Đương nhiên, việc điều khiển tắc nghẽn không chỉ đơngiản như thế, còn cần phải giải quyết rất nhiều vấn đề phát sinh khác như kiểm soáttắc nghẽn trên từng luồng con, hoặc ngăn ngừa thắt cổ chai ở hai bên đầu kết nốiMPTCP… Muốn làm được điều đó, MPTCP phải sử dụng các thuật toán kiểm soáttắc nghẽn riêng.2.1.2. Mục tiêu về sự tương thích Ngoài các mục tiêu chức năng được liệt kê ở trên, giao thức TCP Multipathphải đáp ứng một số mục tiêu tương thích để hỗ trợ triển khai trên mạng Internetngày nay. Tương thích với ứng dụng: Khả năng tương thích ứng dụng là sự ảnh hưởngcủa MPTCP tới các ứng dụng thông thường vẫn chạy trên nền TCP. Để đạt đượcđiều này, đầu tiên MP TCP phải thiết kế theo cùng một mô hình dịch vụ như TCP :gửi theo thứ tự, tin cậy, theo byte. Hơn nữa, như đã đề cập, một kết nối MPTCPcung cấp cho các ứng dụng có thông lượng phải không thấp hơn một kết nối TCPđơn lẻ trên bất kỳ một trong đường nào có sẵn của nó. Tương thích với tầng mạng: Khái niệm tương thích với tầng mạng và tươngthích với các thiết bị hoạt động ở tầng mạng nghĩa là Multipath TCP phải tươngthích với mạng Internet ngày nay bao gồm khả năng truyền qua các middlebox sẵncó như: firewall, NAT, và các proxy nâng cao hiệu suất. Điều này yêu cầu phải xâydựng giao thức với các chức năng có thể dò và truyền qua các middlebox. Tương thích với những người dùng các giao thức mạng khác: Là hệ quả của sựtương thích về mạng và tương thích về ứng dụng, kiến trúc MPTCP phải cho phépviệc tồn tại song song giữa các luồng MPTCP mới và các luồng TCP thôngthường. Việc sử dụng nhiều đường truyền không có nghĩa là làm tổn hại đến nhữngluồng TCP thông thường tại những liên kết thắt cổ chai. Các luồng MPTCP trêncùng một nút cổ chai phải chia sẻ bă ...