Session Migration in Edge Cloud

Thumbnail Image

Files

master_Särkkä_Tapio_2020.pdf (12.78 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2020-08-17

Department

Major/Subject

Communications Engineering

Mcode

ELEC3029

Degree programme

CCIS - Master’s Programme in Computer, Communication and Information Sciences (TS2013)

Language

en

Pages

68 + 16

Series

Abstract

TCP protocol has been used for network communication for a long time, but due to increase of mobile networking in recent times, it is becoming harder to keep up to date with modern requirements. A modern network protocol named QUIC is being developed to be more suitable for modern networking, including improvements over TCP such as better security and support for mobile networks. QUIC is currently in Internet-Draft state being developed by IETF. The QUIC protocol and the new version of TLS (1.3) include a feature called Zero Round-Trip Time (0-RTT). 0-RTT is used to send payload in the first packet of a secure connection, thus saving a round-trip in connection establishment, and making secure connections faster. This can only be done with already known connections, so it can't be utilized in connections to new servers. In systems like Edge Cloud, clients often have to switch servers because they're moving. This thesis explores session migration using QUIC protocol to fully utilize the 0-RTT feature of QUIC. This thesis proposes the solution that shares user sessions between Edge Cloud servers so that they can be resumed with 0-RTT when the user switches servers. The solution is tested and analyzed in performance. The solution proves session migration in edge cloud plausible and explores its potential, confirming it has benefit in reducing delay and saving server resources.

TCP-protokollaa on käytetty tietoliikenneverkoissa pitkän aikaa, mutta mobiiliyhteyksien yleistymisen vuoksi sitä on koko ajan hankalampi ylläpitää vastaamaan nykyajan tarpeita. Uutta verkkoprotokollaa nimeltä QUIC kehitetään sopimaan paremmin nykyajan tietoliikenteeseen, sisältäen parannuksia kuten parempi turvallisuus ja yhteensopivuus mobiiliverkkojen kanssa. QUIC-protokolla on tällä hetkellä kehitteillä IETF:n toimesta. QUIC-protokolla ja TLS:n uusi versio (1.3) sisältävät tiedonvälityksen aloituksen ilman kaksisuuntaista edeltävää kättelyä (Zero Round-Trip Time, 0-RTT). Ominaisuutta käytetään lähettämään tietosisältöä suojatun yhteyden ensimmäisessä paketissa, menettely säästää yhden kaksisuuntaisen paketin välityksen yhteyden muodostamisessa, mikä tekee suojatuista yhteyksistä sujuvampia. Tämä on tehtävissä vain jo tunnettujen yhteyksien kanssa, joten tätä ei voi hyödyntää yhteyksissä uusille palvelimille. Systeemeissä kuten reunaverkko (Edge Cloud), asiakkaiden tarvitsee usein vaihtaa palvelimia liikkuessaan. Tämä opinnäytetyö tutkii istunnon siirtämistä QUIC-protokollaa hyödyntäen tätä 0-RTT ominaisuutta. Tämä opinnäytetyö ehdottaa ratkaisua, joka jakaa käyttäjien istuntoja reunaverkkopalvelimien välillä siten, että niitä on mahdollista jatkaa 0-RTT:n avulla, kun käyttäjä vaihtaa palvelinta. Tämän ratkaisun suorituskykyä tarkastellaan ja analysoidaan. Työ tutkii ratkaisun tuomia mahdollisuuksia ja näyttää, että istunnon siirtäminen reunaverkossa on mahdollista. Työ todentaa, että nopeasta istunnon siirrosta ilman edeltävää kättelyä on hyötyä, sillä se pienentää viivettä ja säästää palvelimen resursseja.

Description

Supervisor

Kantola, Raimo

Thesis advisor

Tallgren, Tapio

Keywords

session migration, edge cloud, QUIC, 0-RTT, TLS

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202008234952

Collections

[dipl] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC