Study of multipath TCP: experimental performance evaluation of simultaneous data transmission over multiple wireless interfaces

Abstract

It is known that there are more mobile devices than people in our world. Considering the number of wireless gadgets, like smartphones or tablets, and the huge amount of data we currently produce, telecommunication science is working to provide new solutions to make a better and more efficient user experience. Our proposal in this dissertation is to test and analyse the advantages and disadvantages of transmitting data over multiple wireless interfaces, more precisely the study of Multipath Transmission Control Protocol (MPTCP), a newly Transport Layer protocol that allows mobile devices to establish multiple connections simultaneously. This fact could provide the user with a robust and seamless connection while having redundancy, and a better load balancing in the network, spreading the data among various information flows. We set up a physical WLAN client-server connection -composed of two computers and multiple access points- and developed a Java Application to test simultaneous transmissions in different network scenarios, with the objective of emulate the performance of MPTCP in an offline controlled environment, for posterior study. The implementation of this technique in our nowadays networks could mean a step forward in the telecommunications world, as it would exploit wireless links and change our connection concept with the arrival of 5G in the following years.És un fet que hi ha més dispositius mòbils que persones al món. Tenint en compte el nombre d'aparells sense fil, com telèfons intel·ligents o tauletes, i l'enorme quantitat de dades que produïm actualment, la ciència de les telecomunicacions està treballant per oferir noves solucions per fer una millor i més eficient experiència d'usuari. La nostra proposta en aquesta tesi consisteix en provar i analitzar els avantatges i inconvenients de la transmissió de dades a través de múltiples interfícies sense fils, més precisament l'estudi de Multipath Transmission Control Protocol (MPTCP), un nou protocol de la Capa de Transport que permet als dispositius mòbils per establir múltiples connexions simultàniament. Aquest fet podria proporcionar a l'usuari una connexió robusta i sense interrupcions mentre que el dota de redundància; i un millor equilibri de càrrega a la xarxa, repartint les dades entre els diversos fluxos d'informació. Hem creat una xarxa WLAN amb model client-servidor -format per dos ordinadors i múltiples punts d’accés- i desenvolupat una aplicació Java per provar transmissions simultànies per diferents escenaris de la xarxa, amb l'objectiu de reproduir el rendiment de MPTCP en un ambient controlat fora de línia, per posterior estudi. L'aplicació d'aquesta tècnica en les xarxes d'avui en dia podria significar un pas endavant en el món de les telecomunicacions, ja que explotaria les capacitats dels enllaços sense fil i canviaria el nostre concepte de connexió amb l'arribada de 5G en els següents anys.