Performance Evaluation of Multipath TCP Using Multiple LTE Internet Service Provider Networks

인터넷 상에서 이용되는 콘텐츠들이 다양해지고 품질이 높아지면서 요구되는 네트워크 대역폭이 급증하였다. IETF에서는 전송계층 표준 프로토콜인 MPTCP (Multipath TCP)를 제안하며, 다중 인터페이스 기반의 여러 서브플로우를 하나로 aggregation하여 높은 대역폭의 서비스를 지원하고 있다. 따라서 MPTCP 기능을 가지고 있는 장비를 활용하여 WiFi/LTE와 같은 이기종 네트워크 또는 여러 사업자의 LTE 망을 aggregation하면 사용자에게 더 높은 품질의 서비스를 제공할 수 있다. 하지만, 인터넷에 존재하는 모든 장비에 MPTCP 기능을 추가하는데 어려움이 있어 전송 경로 상의 MPTCP 프록시를 활용한 다중 경로 aggregation 기술들이 연구되고 있다. 본 논문에서는 네트워크 처리량을 높이기 위해 MPTCP라우터 및 MPTCP프록시를 활용하여 KT와 SKT의 LTE 사업자 망을 aggregation하였고 실제 환경에서 성능개선을 위한 테스트를 수행하였다. 또한 기존에 제안된 MPTCP 스케줄러 및 혼잡제어 알고리즘을 LTE 환경에 적용하고 단일 LTE 사업자 망과 다중 LTE 사업자 망에서의 성능을 비교 분석하였다. As the contents used on the Internet are diversified and the quality has increased, the required network bandwidth has increased rapidly. The IETF proposed MPTCP (Multipath TCP), a transport layer standard protocol, to support high bandwidth services by aggregating multiple subflows on various interfaces. Therefore, higher quality service can be provided to users by aggregating heterogeneous networks such as WiFi/LTE or LTE networks of multiple operators using equipment with MPTCP function. However, since it is difficult to add the MPTCP function to all devices on the Internet, multipath aggregation techniques using an MPTCP proxy on the transmission path are being researched. In this paper, KT and SKT LTE networks were aggregated using an MPTCP router and MPTCP proxy to increase network throughput, and a test for performance improvement was performed in a real environment. In addition, the previously proposed MPTCP scheduler and congestion control algorithm was applied to the LTE environment, and the performance of the single LTE operator network and the multi-LTE operator network were compared and analyzed.