2. Транспортный протокол с управлением потоками

1. Основные функциональные возможности sctp

Протокол передачи с управлением потоками SCTP (Stream Control Transmission Protocol) специфицирован в документе RFC 2960 и является протоколом семейства IP за номером 132. Основа­нием для его разработки послужила уже обсуждавшаяся выше не­способность как UDP, так и TCP обеспечить скорость и надежность, необходимые для транспортировки сигнальных сообщений прото­колов верхнего уровня, называемых Upper-layer Protocol (UPL), ко­торые не требуют полного набора функциональных возможностей протокола TCP, но продолжают предпочитать ориентированный на соединение протокол транспортного уровня с сохранением дан­ных о состояниях. Эти задачи и призван решить SCTP. По смыслу протокол SCTP аналогичен TCP, но он усовершенствует операции переноса данных, сохранение данных о состояниях и обновление этих данных в отношении тех действий, которые необходимы для надежной и устойчивой транспортировки потоков сообщений UPL между портами. В связи с этим в предлагающемся на смену TCP протоколе SCTP реализуются следующие принципы:

• подтверждаемая, достоверная, свободная от ошибок и не дубли­руемая пересылка пользовательских данных в потоках сообще­ний (message streams), при которой устраняется необходимость в обеспечении строгого порядка следования сообщений, и сооб­щения пересылаются на вышележащий уровень, как только они получены;

• сегментация данных для адаптации к размеру максимального пересылаемого блока данных, что, впрочем, является обяза­тельным условием в мире IP и предусматривает сборку блоков данных в сообщения на дальнем конце;

• отсутствие обязательного мультиплексирования сообщений в SCTP-дейтаграммы;

• отказоустойчивость на сетевом уровне;

• исключение перегрузок и противодействие лавинам сообщений и нелегальным проникновениям в систему, вызывающим пере­грузки;

• функции эксплуатационного управления трактом передачи, поз­воляющие установить доступность адресата в режиме реального времени посредством периодических контрольных сообщений, и если обнаруживается, что текущий транспортный адрес полу­чателя недоступен, выбирается другой адрес из списка возмож­ных транспортных адресов этого получателя.

Несмотря на то, что протокол SCTP является ориентированным на соединение в том смысле, что порты терминалов устанавливают между собой соединение перед тем, как начать передачу данных, он, по сравнению с протоколом TCP, является в некоторых облас­тях применения более простым (причем не за счет надежности и устойчивости транспортного уровня), однако в других областях таковым не является. Он использует некоторые из алгоритмов, ко­торые были разработаны в последние годы, а также накопленный опыт оптимального использования пропускной способности для максимального повышения производительности протокола TCP в глобальных и в высокоскоростных локальных вычислительных се­тях. Рассмотрим основные термины протокола SCTP.

2. Множественная адресация

Оконечный пункт SCTP представляет собой логический пере­датчик или приемник пакетов SCTP и представляет собой комбина­цию одного или нескольких адресов и номера порта, причем SCTP позволяет оконечному пункту иметь несколько IP-адресов и быть, таким образом, multihomed - распределенным по нескольким фи­зическим платформам, - обеспечивая тем самым устойчивость к повреждениям. Даже имея несколько IP-адресов, оконечный пункт SCTP может использовать только один номер порта. Таким обра­зом, если у оконечного пункта несколько IP-адресов, к каждому из них применяется один и тот же номер порта SCTP.

Комбинация IP-адреса и номера порта называется транспорт­ным адресом получателя (Active Destination), используемым пере­дающим портом для пользовательских сообщений. Когда активный транспортный адрес недоступен, пробуются другие адреса удален­ного порта из списка возможных транспортных адресов. Заметим, что любой транспортный адрес может применяться только к одному оконечному пункту SCTP, хотя оконечный пункт может иметь не­сколько транспортных адресов.

SCTP работает путем установления связей между оконечными пунктами SCTP. Такую связь называют ассоциацией или, менее точно, но более привычно, - соединением, причем оно определяется учас­твующими в нем оконечными пунктами SCTP и текущим состоянием протокола. Т.о., SCTP-соединение (SCTP association) - это протоколь­ная связь между двумя SCTP-портами, содержащая протокольную информацию о состоянии, включая тэги верификации и активный

в данный момент набор порядковых номеров передачи ТSN. Два SСТР-порта в любой момент времени не должны иметь между собой более одного SСТР-соединения. Прежде чем приложения двух око­нечных пунктов смогут обмениваться информацией, необходимо ус­тановить соединение. Когда коммуникация закончена, соединение можно прекратить. Заметим, что протоколы верхнего уровня ISUР, SССР, ТСАР и др. не осведомлены о таких соединениях, более того, они не обнаруживают того факта, что сигнальные сообщения пере­носятся не стандартной МТР, а чем-то иным.

Множественная адресация позволяет устанавливать соедине­ние между двумя оконечными пунктами через несколько адресов iР и/или сетевых интерфейсов. Пример множественной адресации SСТР показан на рис. 7.3, где оба оконечных пункта А и В имеют два интерфейса для SСТР-соединений. Эти оконечные пункты имеют каналы двух типов: спутниковый в верхней части рисунка и АТМ в нижней части. Один из адресов определен как основной, а другой может использоваться в качестве резервного при отказе основного адреса или в случае, если приложение верхнего уровня требует ис­пользовать исключительно резервный адрес.