Βελτιστοποίηση της λειτουργίας του TCP accelerator με χρήση του Mobile Edge Computing

Abstract

Στην παρούσα εργασία, παρουσιάζονται τα οφέλη που προσφέρει η αξιοποίηση της τεχνολογίας Mobile Edge Computing (MEC) και της μονάδας TCP accelerator. Η τεχνολογία MEC παρέχει υπολογιστικούς, αποθηκευτικούς και δικτυακούς πόρους στην παρυφή του δικτύου κινητών επικοινωνιών, με στόχο (i) τη βελτίωση της ποιότητας υπηρεσίας που λαμβάνουν οι τηλεπικοινωνιακοί χρήστες και (ii) την ανάπτυξη καινοτόμων εφαρμογών που απαιτούν χαμηλή καθυστέρηση (πχ διασυνδεδεμένα οχήματα). Η ύπαρξη τέτοιων δυνατοτήτων στο ασύρματο δίκτυο πρόσβασης μπορεί να βελτιώσει τη λειτουργία του TCP accelerator, δηλαδή της μονάδας που χρησιμοποιείται από τους παρόχους υπηρεσιών Διαδικτύου για τη διαχείριση των δεδομένων που διακινούνται μέσα από το δίκτυο κορμού. Αν και βελτιώνει σημαντικά τη λειτουργία του πρωτοκόλλου μεταφοράς TCP καθώς και των διαδικτυακών εφαρμογών (πχ μεταφόρτωση video), ο τρέχων τρόπος λειτουργίας του TCP accelerator δεν είναι προσανατολισμένος για χρήση στα δίκτυα κινητών επικοινωνιών. Λόγω της μεταβλητότητας των τηλεπικοινωνιακών τους πόρων και της τυχαιότητας που τα χαρακτηρίζουν, τα δίκτυα κινητών επικοινωνιών απαιτούν διαφορετική αντιμετώπιση σε σχέση με τα ενσύρματα δίκτυα που χαρακτηρίζονται από σταθερότητα συνθηκών λειτουργίας. Συνεπώς, η χρήση της τεχνολογίας MEC μπορεί να υποβοηθήσει τη λειτουργία του TCP accelerator στα δίκτυα κινητών επικοινωνιών, μέσω της παροχής πληροφοριών σε πραγματικό χρόνο σχετικά με τις συνθήκες που επικρατούν στο ασύρματο περιβάλλον όπου είναι συνδεδεμένος ο χρήστης. Στο πρώτο κεφάλαιο, γίνεται αναφορά στη διαχρονική αύξηση της χρήσης των κινητών συσκευών για την πρόσβαση στο Διαδίκτυο μέσω των ανεπτυγμένων συστημάτων κινητών επικοινωνιών. Επιπλέον, παρουσιάζεται η εκτεταμένη χρήση του πρωτοκόλλου TCP στο Διαδίκτυο και αναφέρεται η συμβολή του TCP accelerator και του MEC στη βελτίωση της ποιότητας υπηρεσίας των χρηστών. Το δεύτερο κεφάλαιο επικεντρώνεται στα πλεονεκτήματα, τα σενάρια υπηρεσιών και την αρχιτεκτονική της τεχνολογίας MEC. Το τρίτο κεφάλαιο εστιάζει στην περιγραφή των συστημάτων LTE. Συγκεκριμένα, αναλύεται η λειτουργία του δικτύου πρόσβασης και κορμού, καθώς και των πρωτοκόλλων και των σχημάτων μετάδοσης που χρησιμοποιούνται. Το τέταρτο κεφάλαιο είναι αφιερωμένο στο πρωτόκολλο μεταφοράς TCP καθώς και στους τρόπους με τους οποίους ο TCP accelerator βελτιώνει τη λειτουργία του. Παράλληλα, αναλύεται και η συνεισφορά του TCP accelerator στη βελτίωση των διαδικτυακών εφαρμογών. Στο πέμπτο κεφάλαιο, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των μετρήσεων που πραγματοποιήθηκαν σε υποδομή δικτύου που έχει εγκατεστημένο TCP accelerator. Επίσης, το κεφάλαιο αυτό περιλαμβάνει μια προτεινόμενη προσθήκη στη λειτουργία του TCP accelerator, ώστε να μπορεί να αξιοποιεί τις πληροφορίες του ασύρματου δικτύου πρόσβασης των χρηστών και, ως εκ τούτου, να επιτυγχάνεται βελτίωση της ποιότητας υπηρεσίας που λαμβάνουν. Τέλος, προτείνονται ιδέες για μελλοντική έρευνα.