SCTP协议关键技术研究及其实现

论文摘要

SCTP协议是SIGTRAN协议的信令传输层协议,SCTP协议基于灵活、开放的IP协议,具有支持多归属主机、多流传输、流量控制和拥塞避免、错误检验和数据块捆绑发送等特性。SCTP协议可以用来在IP网络上承载传统信令传输,对其的研究是传输层协议研究的一个方向。Tomix电信平台是阿尔卡特公司的一个通用电信平台,在Tomix平台上实现SCTP协议,是该产品在中国市场满足IP承载功能的必要条件。本文根据电信网络的复杂性和高可靠性要求,重点研究了SCTP协议的三个关键技术:1. SCTP多归属特性,通过研究寻找主路径以及替换可用路径的多归属路径选择方法来实现多归属的路径管理,提高SCTP偶联的可靠性。2. SCTP的出错检验算法,该算法用于判断SCTP端点不可及或SCTP路径不可用,通过心跳机制和消息重传阀值的判别来决定路径是否可用,并且计算失败切换时间。3. SCTP流量控制和拥塞避免,通过对拥塞窗口参数的慢启动模式和拥塞避免模式的研究,得到SCTP协议的流量控制算法,保证SCTP偶联的高可用性。在对SCTP协议关键技术研究的基础上,本文进一步阐述了在阿尔卡特Tomix平台上实现SCTP协议的方法,设计了SCTP的软件模块,描述了各层次之间的接口、原语和相关场景流程。最后,通过模拟现实网络环境搭建实验室测试环境,进行大量的应用案例测试,验证了SCTP的实现以及路径选择和出错检验的正确性,为Tomix平台的商用奠定了有效的基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究的目标及其主要的内容
• 1.4 本文的组织结构及其章节编排
• 第二章 SCTP 功能基本描述和 Tomix 软硬件架构
• 2.1 SIGTRAN 协议模型
• 2.2 流控制传输协议SCTP
• 2.2.1 SCTP 和TCP/UDP 的比较
• 2.2.2 SCTP 的主要特点
• 2.2.3 SCTP 结构
• 2.2.4 SCTP 的功能
• 2.2.5 SCTP 的分组格式及数据块类型
• 2.2.6 一个SCTP 典型的流程
• 2.3 Tomix 平台的总体软硬件架构
• 2.3.1 Tomix 平台总体硬件架构
• 2.3.2 Tomix 平台软件架构
• 2.4 本章小结
• 第三章 SCTP 实现中关键问题的研究
• 3.1 多归属的路径选择
• 3.1.1 偶联建立阶段的地址管理
• 3.1.2 路径选择方法
• 3.2 出错检验机制
• 3.2.1 路径和对端监测方法
• 3.2.2 路径失败监测
• 3.2.3 地址不可及监测算法
• 3.2.4 RTO 计算方法
• 3.2.5 RTT 测量频率
• 3.2.6 补充规则
• 3.2.7 失败切换时间算法
• 3.2.8 端点失败的监测
• 3.3 流量控制和拥塞避免
• 3.3.1 拥塞窗口cwnd 的增长
• 3.3.2 拥塞窗口cwnd 的减少
• 3.4 本章小结
• 第四章 SCTP 协议的实现
• 4.1 SCTP 功能模块描述
• 4.2 SCTP 架构模型和子模块描述
• 4.2.1 Tri-SCTP 软件模块
• 4.2.2 SCT 接口
• 4.2.3 底层软件HIT 接口
• 4.2.4 系统服务接口（SSI 接口）
• 4.2.5 Layer Manager 和LM 接口
• 4.2 SCTP 内部流程实现
• 4.2.1 SCTP 初始化和配置流程
• 4.2.2 SCTP 偶联流程
• 4.3 SCTP 实验室测试
• 4.3.1 SCTP 测试信令网络连接图
• 4.3.2 IP 网络设置
• 4.3.3 SCTP 具体测试项
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本文工作回顾
• 5.2 成果及意义
• 5.3 存在的问题及进一步的工作
• 参考文献
• 附录 SCTP 实验室测试
• 作者攻读学位期间发表的论文