洲际测量下的MPTCP与CMT-SCTP性能对比研究

随着近年来接入设备拥有多个网络接口的数量急剧增加，利用所有可用接口同时提高数据传输速率的需求变得日益迫切。为了应对这一挑战，互联网工程任务组（IETF）正聚焦于两种主要的多路径传输协议扩展：Multipath TCP (MPTCP) 用于TCP协议，以及Concurrent Multipath Transfer for SCTP (CMT-SCTP) 用于SCTP协议。本文旨在对这两种负载均衡协议的实施进行深入评估和比较。 首先，MPTCP是为TCP设计的一种创新，它允许一个连接在多个路径上并发地传输数据，通过分段并行传输和负载均衡策略来提高带宽利用率。MPTCP的设计目标是保持TCP的传统可靠性和有序性，同时引入多路径的优点，如更高的吞吐量和更好的网络冗余。然而，MPTCP的实现需要解决跨路径同步、拥塞控制和错误恢复等问题，这些都可能影响其性能表现。 另一方面，CMT-SCTP是由SCTP发展而来的，SCTP本身就是一个设计用于提供多路径、多流服务的传输协议。CMT-SCTP通过将数据包分配到不同的流并在不同路径上传输，实现了高效的负载共享和路径选择。与MPTCP相比，CMT-SCTP的优势在于它能够利用SCTP的多路复用特性，提供了更强的实时性和低延迟能力。然而，CMT-SCTP的复杂性可能体现在它的路由管理和多路径协调上。 本文基于洲际的测量数据，对比了这两种协议的实际性能，包括但不限于以下几个方面： 1. **吞吐量**：研究了MPTCP和CMT-SCTP在不同网络条件下的数据传输速率，分析它们如何优化带宽利用，尤其是在多路径环境下的性能提升。 2. **延迟和时延抖动**：评估了两个协议在面对不同路径质量和延迟变化时的稳定性，这对于实时应用至关重要。 3. **拥塞控制**：分析了MPTCP和CMT-SCTP如何处理和适应网络拥塞，以及各自在复杂网络状况下的效果。 4. **协议效率**：考察了这两种协议的开销，包括控制信息、数据包头大小和同步机制，对于资源消耗的考量也是衡量其实用性的关键。 5. **可靠性**：研究了多路径情况下，MPTCP和CMT-SCTP如何保证数据的一致性和完整性，尤其是在面对网络中断或故障时的恢复能力。 通过详尽的实验和分析，本文为选择合适的多路径传输协议提供了实际依据，有助于网络运营商、开发者和标准制定者了解这两种技术的优缺点，以便做出更为明智的决策。此外，对于未来的研究和标准化工作，这篇论文也揭示了潜在的改进方向，比如优化的多路径同步算法或更有效的拥塞控制策略。