Multipath TCP

Le détail des spécifications du protocole est fourni dans la RFC 6824. Plusieurs articles peuvent fournir une introduction au protocole[21] - [22].

Différence entre TCP et MPTCP

L'idée de base de multipath TCP est de définir une façon d'établir un lien entre les deux hôtes et pas entre deux interfaces (comme en TCP standard).

Par exemple, Alice a un smartphone avec des interfaces 3G et WiFi (avec les adresses IP 10.11.12.13 et 10.11.12.14) tandis que Bob a un ordinateur avec une interface ethernet (avec adresse IP 20.21.22.23).

Dans une application TCP standard, la connexion doit être établie entre deux adresses IP (TCP définit la source et la destination comme des tuples adresse IP, port). Il n'est donc possible d'utiliser qu'un seul lien. Une application multipath TCP peut tirer profit de l'utilisation des chemins différents (un chemin, aussi appelé sub-flow est une connexion TCP standard entre deux interfaces) pour parler d'Alice à Bob.

Le but des différentes opérations du protocole (définies dans la RFC 6824) sont (parmi autres) :

• pouvoir gérer quand et comment ajouter/supprimer des chemins (par exemple s'il y a une connexion perdue ou fortement congestionnée) ;
• être compatible avec les anciens matériels supportant le TCP classique (tels que certains pare-feu qui peuvent rejeter automatiquement les connexions TCP si les numéros de séquence ne sont pas successifs) ;
• définir un juste contrôle de congestion entre les différents liens et les différents hôtes (surtout  ceux qui ne supportent pas MPTCP par rapport à ceux qui le supportent) ;

Illustration d'une session MPTCP complète

Ceci est fait en ajoutant de nouveaux mécanismes aux transmissions TCP :

• le système de sub-flow est utilisé pour rassembler de multiples connexions TCP standard (qui sont entre deux interfaces). Au cours de la connexion TCP, nous identifions les sous-flux. Lors de la transmission, une application peut ajouter ou de supprimer certains sous-flux (grâce aux sous-type  0x3 et 0x4 défini précédemment) ;
• l'ajout de numéros de séquences et d'acquittement pour les données, dans le  champ d'option pour restituer les données à partir de plusieurs sous-flux dans le bon ordre et sans corruption (sous-type 0x2) ;
• un nouveau système de retransmission est utilisé pour mettre en œuvre le nouveau système de contrôle de congestion tout en rendant le protocole fiable et rapide. 

Stream Control Transmission Protocol (SCTP) est un protocole de transport fiable initialement prévu pour les télécommunications de signalisation. Il prend en charge l'utilisation simultanée de plusieurs liens d'accès et permet à une application d'influencer la sélection des interfaces d'accès à un flux de base. Il prend également en charge de la mobilité via la renégociation d'accès. Par conséquent, SCTP est une autre solution sur la couche de transport au problème de mobilité. Il offre une granularité de type 3 avec concurrence mais avec plus de contrôle du flux que multipath TCP. Il supporte aussi la mobilité d'une manière similaire à Multipath TCP[25].

Bien que cette alternative puisse paraître très avantageuse, elle se base sur une technologie relativement peu déployée (par rapport à TCP) pour des applications non spécialisées[26].

Dans l'architecture du "IP multimedia subsystem (IMS), le Protocole d'initiation de session (SIP) peut prendre en charge l'utilisation simultanée de plusieurs adresses IP de contact pour l'enregistrement d'un ou plusieurs agents utilisateurs IMS. Cela permet la création de plusieurs chemins de signalisation IMS. Sur ces chemins, des messages de signalisation portant un message Session Description Protocol (SDP) peuvent négocier les flux de données. SDP permet de (re-)négocier des flux d'une session de média sur plusieurs chemins. Cela permet donc d'activer un transport à plusieurs chemins cette fois-ci au niveau de la couche transport (avec granularité des flux et accès concurrents). Une extension à plusieurs chemins du Real-time Transport Protocol (RTP) est actuellement en cours de discussion au sein de l'IETF. Multipath RTP peut offrir de la granularité de flux avec des accès concurrents et de la mobilité (via IMS, la signalisation SDP ou le protocole de contrôle RTP). [25]

Cependant, son déploiement à grande échelle pour une utilisation sur tous types de terminaux nécessiterait de grand changements de l'architecture réseau.

Au niveau de la couche session, le « Mobile Access Router » est un projet expérimenté en 2003 proposant l'agrégation de plusieurs accès sans fil avec des technologies hétérogènes en respectant un équilibrage du trafic transparent vis-à-vis de la performance de chaque technologie[27].

Les schémas d'accès parallèles[25] utilisés pour accélérer les transferts en profitant du service d'octet afin d'établir des connexions entre de multiples serveurs qui disposent du même contenu répliqué ne sont pas équivalents à Multipath TCP car ils impliquent une utilisation de la couche application et car ils sont limités à des contenus de taille connue.