基于SCTP协议的并行多路径传输研究.pdf

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1、基于SCTP协议的并行多路径传输张钟凯万俊林艳芬(重庆邮电大学软件技术中心，重庆40065)[摘要]SCTP协议是IEFT信令组提出的一种面向多媒体通信的流控制传榆协议。新兴的传输层协议。它的诸多新特性具有很广泛的研究价值，其中的多宿主特性开辟了并SCTP协议的多宿主特性以及并行多路径传输(CMT)关键技术和目前存在的问题。[关键词]SCTP；多宿主；CMT；多路径；并行1．弓l言随着网络接入技术的多样化以及接入设备成本的降低，在通信终端上实现多接口已经成为可能，人们对网络带宽的要求也越来越高，为了提高网络传输数据的效率，在通信终端之间实现并行多路径传输(Concurre

2、ntMultipathTransmission，CMT)逐渐成为研究的热点。流控制传输协议(StreamControlTransmissionProtocol，SCllPl继承了TCP、UDP以及各种主流改进版本的所有功能并弥补了它们的一些不足，同时还具备一些更适宜数据健壮传输的新特点，其多宿主特性就是主要特点之一，这一特性为实现在同一个关联的多条端到端的路径上同时传输数据提供了可能，成为实现CMT这一领域的研究重点。多宿主特性是指具有多网络接口的通信终端，可以有多IP地址进行标记。多宿主主机通过多种接入技术进行互联，多个端到端的路径提高了数据传输的可靠性，进而实现了端到

3、端之间的多维通信。例如：一个移动终端用户在使用802．1lb无线局域网络连接互联网的同时，还可以使用WCDMA连接到无线广域网络。目前的传输层协议TCP和UDP并不支持多路径，TCP只允许连接的一段绑定到一个口地址上。在过去设计TCP协议的时候，网络接口是比较昂贵的硬件，因此在设计的时候没有考虑多路径的情况。另外，虽然并行多路径传输可以在其它层来实现，但若在传输层实现，评估端到端的多路径特性更具有优势。本文重点分析了SCTP协议的多宿主特性，并对并行多路径传输的关键技术进行研究，快速重传技术、拥寒控制技术、接收缓存阻塞减轻技术以及重传时路径选择技术，最后对CMT目前的存在

4、的问题进行简要分析。2．SCTP的多宿主特性2。lSCTP简介SCTP协议与2000年10月成为IETF的标准(即RFC2960)，最先用于传送信令，由于其作为一种通用传输协议的优点日益突出的显现出来，现在正受到越来越多的关注和广泛深入的研究。目前，厂商都已经完成了各自的协议和互通测试，但大规模应用的仿真工作仍在进行，SCllP在无线互联网下的应用及性能评估也在进一步研究中。和TCP类似，SCTP是面向连接的、端到端、全双工、带有流量和拥塞控制的可靠传输协议。SCTP的连接称之为关联。SCTP的关联通过带有密码学签名的4次握手建立。相对于TCP的3次握手建立连接，SCTP

5、的关联能够抵御拒绝服务(DOS)攻击，从而提高了安伞性。SCTP是一种面向消息的传输协议，从上层应用传递下来的数据以消息的形式传输。SCTP提供消息的定界功能。在接收端，数据以消息的形式递交。为了便十传输，SCTP提供消息的拆分和组装以及消息的捆绑传输功能。SCTP的一个主要特点就是支持多宿主特性。SCTP关联的每个端点都可以拥有多个网络层地址。SCTP仍采用类似TCP的流量控制和拥塞控制，但又有所增强。整个传输分为慢启动阶段和拥塞避免阶段。2．2多宿主特性SCTP协议的多宿主特性支持通信终端双方可以利用多个口地址进行通信，如图l所示，通信终端在发送数据之前先建立一个关联

6、，终端高层协议可以在多个传输路径之间进行选择和平滑切换，提高网络的容错能力。主◇抓◇图1多宿主终端并行多路径传输示意图作者简介：张钟凯，男，河北沦州人，硕士研究生，研究方向：通信协议与软件。基金项目：重庆市科学技术委员会基金资助项目“多维应急通信系统关援技术研究与实现”，项目编号：CSTC，2009AB2245；重庆市教委科技计划基金资助项舄，项目绫号：KJ090516。一33—是双要为传利容中数够源3．多路径并行传输关键技术3．1快速重传技术接收端和发送端之间的多条路径处在不同的网络中，具有不同的传输时延和网络带宽，这样就会造成接收端收到很多不连续的TSN序列数据，进而

7、发送大量带有gap的SACK，当接收端接收到4次同一TSN号的SACK时，就会触发快速重传机制。当数据块被第四次标记缺失时，接收端将会采取以F操作：(1)标记缺失数据块需要快速重传；(2)将ssthresh设置为当前拥塞窗口的一半值，然后再设置拥塞窗口为ssthresh值；(3)设定单个报文中将包含多少个需要快速重传的数据块，然后重传该报文；(4)收到相应的SACK报告，重启快速重传定时器。由上面可知，多路径传输会引起频繁的快速重传，快速重传引起拥塞控制窗口的变化，从而严重影响了数据传输效率。在多路径并行传输的情况下，由于接收