Multipath TCP

Multipath TCP
Familie:	Internetprotokollfamilie
Einsatzgebiet:	Zuverlässiger bidirektionaler Datentransport
MPTCP im TCP/IP-Protokollstapel: Anwendung HTTP SMTP … Transport MPTCP Internet IP (IPv4, IPv6) Netzzugang Ethernet Token Bus Token Ring FDDI …
Standards:	RFC 6824 (2013) RFC 6356 (2011)

Multipath TCP (MPTCP) ist ein neuer vorgeschlagener Standard des Internet Engineering Task Force, welcher es erlauben soll, mehrere Pfade für erhöhte Redundanz und Durchsatz zusammenzuschließen.

Im Januar 2013 publizierte das IETF die Multipfad-Spezifikation als experimentellen Standard im RFC 6824.

Vorteile

Durch das logische Zusammenschließen von mehreren TCP-Verbindungen bietet MPTCP erhöhte Redundanz und Durchsatz. Der Durchsatz ist gleich der Summe der zur Verfügung stehenden Bandbreite auf den jeweiligen Netzwerk-Schnittstellen. Multipfad-TCP ist rückwärtskompatibel mit regulärem TCP.

Mobiles Szenario

MPTCP ist besonders nützlich in einer mobilen Umgebung wo mehrere Netzwerk-Technologien gleichzeitig genutzt werden, wie Mobilfunknetze und Wi-Fi-Netze. Ein Mobiltelefon kann z. B. ein Online-Video auf dem Wi-Fi-Netz starten und beim Verlassen der Reichweite ununterbrochen auf dem Mobilfunknetz fortsetzen. Für den Anwender reduzieren sich die Kosten und er kann transparent von Netz zu Netz wechseln.

Server-Szenario

Durch das Bündeln von mehreren Pfaden können auch Server mit Multihoming profitieren. Sie können mehrere Pfade gleichzeitig ausnutzen und fällt ein Pfad aus, bleibt die TCP-Verbindung bestehen.

Applikations-Schnittstelle

Benötigt eine Applikation eine TCP-Verbindung, wird diese transparent mit MPTCP aufgebaut, ohne dass die Anwendung davon etwas merkt. So kann MPTCP auf einem System eingeführt werden, ohne Änderungen an den bestehenden Anwendungen vornehmen zu müssen.

Implementationen

Im Juli 2013 berichtete die MPTCP Working Group über 5 unabhängige Implementationen von MPTCP. , inklusive der Referenzimplementation im Linux-Kernel.

Die publizierten Implementationen sind:

• Linux (Kernel) (Referenzimplementation) von Université Catholique de Louvain.
• FreeBSD (nur IPv4) von Swinburne University of Technology.
• f5 Networks BIG-IP LTM.
• Citrix Netscaler.
• Apple iOS 7, publiziert am 18. September 2013 und ist die erste große Verbreitung von MPTCP.

Paketaufbau

Der MPTCP-Paketaufbau ist detailliert beschrieben in RFC 6824.

MPTCP erweitert ein TCP-Paket im TCP-Optionen-Feld um ID 30 (RFC 6824, Abschnitt 8). Die TCP-Option 30 ist registriert bei der IANA.

Zusätzlich besitzen MPTCP-Pakete einen 4-Bit-Subtyp, der auch bei der IANA registriert ist. Die Subtypen sind im Subregister "MPTCP Option Subtypes" aufgeführt. Diese Subtypen haben folgende Bedeutung:

Wert	Symbol	Name
0x0	MP_CAPABLE	Multipath Capable
0x1	MP_JOIN	Join Connection
0x2	DSS	Data Sequence Signal (Data ACK and data sequence mapping)
0x3	ADD_ADDR	Add Address
0x4	REMOVE_ADDR	Remove Address
0x5	MP_PRIO	Change Subflow Priority
0x6	MP_FAIL	Fallback
0x7	MP_FASTCLOSE	Fast Close
0xf	(PRIVATE)	Private Use within controlled testbeds

Die Werte von 0x8 bis 0xe sind noch nicht zugewiesen.

Weblinks

• The Linux Kernel MultiPath TCP project
• Cross-platform Proxy based solution to achieve Multipath TCP like functionality
• A clear article explaining the MPTCP implementation

RFC

• RFC 6181 - Threat Analysis for TCP Extensions for Multipath Operation with Multiple Addresses
• RFC 6182 - Architectural Guidelines for Multipath TCP Development
• RFC 6356 - Coupled Congestion Control for Multipath Transport Protocols
• RFC 6824 - TCP Extensions for Multipath Operation with Multiple Addresses
• RFC 6897 - Multipath TCP (MPTCP) Application Interface Considerations