基于流传输控制协议的移动切换研究

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1、基于流传输控制协议的移动切换研究移动业务的发展过程中，越来越多的移动终端都具有访问IP网的功能，用户也希望能够随时随地访问IP网。移动IP在网络层解决了这个问题，但是他也存在着2大缺陷：性能受限并且增加了网络结构的复杂性。为了克服其缺陷，并希望在传输层中实现IP移动性。随之传输层的移动协议应运而生，同时由于流传输控制协议（SCTP）的多宿性和稳定性等优点，使其成为IEFT的提案之一。　　本文对移动SCTP的切换过程进行了详细地阐述，分析了切换触发时机的选择，最后提出了基于移动SCTP快速切换的方案。1SCTP协议特点　

2、　2000年，IEFT的信令传送工作组发布了流控制传输协议SCTP，命名为RFC2960，使得SCTP正式成为国际标准。SCTP是一种应用层数据分组传输协议，可在UDP或IP层等不可靠数据分组的服务上提供可靠的服务。该传输协议针对IP网络上TCP协议的缺陷进行了修改和补充，是对TCP协议的一种替代，但他同时也支持TCP协议及更高层次上的协议，能够按照目前No7信令网对可靠性和误码率等要求生成数据包，并且透明地传输。虽然SCTP是为了在IP网络中的传输信令而设计的，但是他本身具有一些新的特性，如多宿性、多流性、选择性确认

3、、Cookie机制及动态增加和删除地址等，能提供高性能的服务，而且他还继承了TCP的一些拥塞控制和流量控制的机制，这些都能保证SCTP为上层提供可靠的传输服务。　　其中SCTP的多宿性与动态增加和删除地址这2个特性，使得SCTP具有支持传输层的切换功能。多宿性是指SCTP端点可以有多个IP地址。SCTP选择一个地址为“主”地址，所有数据在正常情况下都发送到这个目的地址，当“主”地址不可用后，从备用地址中选择一个可用地址作为新的“主”地址，重新传输发送失败的数据，这样提高了关联的可靠性，降低了时延。动态增加和删除地址是指

4、在关联建立以后仍具有动态增删地址的能力。这种能力不仅可以支持网卡的热插拔，也可以支持网络链路的动态增减。2基于移动SCTP无缝移动切换的分析2.1移动SCTP的移动切换过程　　如图1所示，假设移动主机MN已初始化与一个通信对端CN连接，由移动主机的IP地址2和对端的IP地址1组成了SCTP关联。当MN移动到一个新区域，从访问路由器A区域移动到访问路由器B区域，将进行如下的传输层的切换：　　(1)从一个新地址获得IP地址假设MN从路由器A区域移动到路由器B区域。通过IP的地址获得机制（比如IPv4中的动态地址配置机制和I

5、Pv6中的动态地址配置机制或无状态地址配置），从路由器B区域中获得一个新的IP地址。　　(2)在SCTP的关联中动态加入新的IP地址MN将通过发送地址配置变化块到通信对端CN，MN将使用新的IP地址。然后MN从CN收到包含地址配置变化响应块以确认对端是否接受此通告。　　(3)改变主IP地址当MN再继续向路由器B区域移动，其需要使用新的主IP地址。这时需要有一个专门的规则来触发主IP地址的变化，满足规则后，MN将发送一个设置主IP地址的通知包到通信对端。MN从CN收到包含通知响应块以确认对端是否接受此通告。　　(4)从S

6、CTP关联中删除原IP地址当MN向路由器B区域移动前进时，原IP地址失效，MN必须从其地址表项中删除这个IP地址，MN将发送一个删除IP地址的通知包到通信对端。MN从CN收到通知响应块以确认对端是否接受此通告。2.2移动SCTP切换管理　　移动节点在进行网络切换时，使已经建立的会话不发生中断及尽量减少数据的丢失和延迟是移动SCTP实现无缝切换的关键。移动SCTP的移动切换性能主要决定于在关联中何时触发加入和改变IP主地址。2.2.1在SCTP关联中加入和删除IP地址　　一个可利用的IP地址应尽早加入SCTP关联中，因为

7、加入或删除终端IP地址的目的是为切换工作做最佳的准备。新的访问路由的信号强度超过能够通信的信号强度阈值，就触发执行加入IP地址操作。当原IP地址已失效，MN由下层网络或链路层的信号触发删除此IP地址。2.2.2在SCTP关联中改变主地址　　在SCTP关联中改变主地址有两种主要方法：　　(1)在MN快速移动时，当检测到新的IP地址时，MN从CN收到加入新地址的响应，即发送设立主“IP地址”的通知，CN收到此通知以确定切换成功。但如果MN是一个在两个区域中往返移动的站点，就会产生乒乓效应。　　(2)用一个直接的下层或上层指

8、示来确定何时触发主路径的变化。设置链路层的信号强度阈值，当某一接口的信号强度超过此阈值时改变主地址，或者当MN的SCTP配置有数据包丢失阈值，可利用上层的消息来触发主地址的改变。3基于移动SCTP的快速切换的方案　　通过以上对移动SCTP切换性能的研究分析，在此基础上提出能快速切换的预切换机制。此机制的关键在于使可利用的IP地址能