รู้จักกับ MPTCP

รู้จักกับ Multipath TCP

by Panuwong, Chaiyaporn and Tanan

PDF available

   ปกติการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตแบบไร้สายสำหรับอุปกรณ์ต่างๆนั้นจะเป็นไปในลักษณะการเลือกเชื่อมต่อเพียงช่องทางเดียวเช่นการเลือกเชื่อมต่อผ่านทาง WiFi หรือ 3G/4G หรือ LTE อย่างใดอย่างหนึ่ง ไม่มีการเชื่อมต่อพร้อมกันหลายช่องทาง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการตัดสินใจหรือความสะดวกของผู้ใช้งานได้แก่ ค่าใช้จ่ายหรือการใช้งานต่อเนื่อง โดยช่องทางการเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ตแบบไร้สายเป็นที่นิยมที่มีในปัจจุบันคือโครงข่าย  LTE จะมีบริเวณที่ให้บริการ (coverage area)  ค่อนข้างกว้าง ในขณะที่โครงข่าย WiFi จะมีเฉพาะบางพื้นที่ให้บริการโดยเฉพาะภายในอาคาร โดยปกติแล้วตัวโทรศัพท์เคลื่อนที่จะเลือกการเชื่อมต่อผ่านทาง WiFi ก่อนถ้าผู้ใช้งานเปิด WiFi ไว้   เครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่จะเปลี่ยนการเชื่อมต่อไปยังโครงข่าย LTE ถ้าสัญญาณ WiFi หลุด ทำให้เกิดความไม่ต่อเนื่อง (เกิดอาการกระตุก) ของการใช้งาน เนื่องจากผู้ใช้งานได้เชื่อมต่อกับเครื่องเซิร์ฟเวอร์แบบ TCP ทำให้เมื่อมีการเปลี่ยนช่องทางการเชื่อมต่อจาก WiFi ไป LTE หรือกลับกัน เส้นทางข้อมูลจะถต้องถูกสร้างใหม่เสมอ ดังแสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1 เปรียบเทียบการเชื่อมต่อระหว่างโพรโทคอล TCP ปกติกับ MPTCP

โพรโทคอล MPTCP (MultiPath Transmission Control Protocol) ได้ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานโดยสามารถรับส่งข้อมูลได้พร้อมกันมากกว่า 1 ช่องทาง และช่วยเพิ่มความเร็วในการเชื่อมต่อขณะใช้งานจากจำนวนช่องทางที่เพิ่มขึ้นหรือเลือกสร้างเป็นเส้นทางสำรองในขณะใช้งานได้ โดยไม่จำเป็นต้องสร้างเส้นทางใหม่ในขณะที่การเชื่อมต่อระหว่าง WiFi กับ LTE มีการเปลี่ยนแปลง โดย MPTCP จะสร้างช่องทางย่อยที่เรียกว่า subflow ดังแสดงในรูปที่ 2 ซึ่งจะเห็นว่า subfow ประกอบด้วยช่องทางจากช่องทางต่างๆได้มากกว่า 1 ช่องทาง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับกายภาพของอุปกรณ์ ทำให้ช่วยเพิ่มความเร็วในการเชื่อมต่อ และทำให้การเชื่อมต่อไม่ขาดหาย

รูปที่ 2 การสร้าง Subflow ของโพรโทคอล MPTCP

   การรับส่งข้อมูลของโพรโทรคอล MPTCP แสดงรูปแบบการส่งข้อมูลดังรูปต่อไปนี้ ซึ่งจะมีการแบ่งข้อมูลให้สามารถวิ่งได้ทั้ง 2 ช่องทางดังแสดงในรูปที่ 3 ส่งผลให้การรับส่งข้อมูลโดยรวมมีความเร็วเพิ่มมากขึ้น  อย่างไรก็ตามหากมีเหตุสุดวิสัยเกิดขึ้นทำให้ไม่สามารถรับส่งข้อมูลผ่านทางช่องทางใดช่องทางหนึ่งได้ จะมีกระบวนการส่งข้อมูลใหม่ในอีกช่องทางหนึ่งโดยอัตโนมัติ

รูปที่ 3 การรับส่งข้อมูลของโพรโทคอล MPTCP

   จากที่กล่าวไปเบื้องต้นพบว่าโพรโทคอล MPTCP ให้ประโยชน์อย่างมากต่อการใช้งานโดยเฉพาะกับอุปกรณ์พกพาเช่น โทรศัพท์มือถือ หรือแทปเล็ต เป็นต้น ซึ่งต้องมีการใช้งานขณะเคลื่อนที่และมีช่องสัญญาณเปลี่ยนแปลงตลอด ทำให้การรับส่งข้อมูลเป็นไปอย่างต่อเนื่องไม่จำเป็นต้องมีการทำ 3-ways handshake กรณีมีการเปลี่ยนแปลงการเชื่อมต่อเช่นที่ทำในโพรโทคอล TCP และช่วยเพิ่มความเร็วในการรับส่งข้อมูลได้เพิ่มมากขึ้นจากช่องทางการเชื่อมต่อที่มากกว่า