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信令流控制传送协议(SCTP)技术规范.doc
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1、-实施-发布中国移动通信集团公司 发布中国移动通信企业标准信令流控制传送协议SCTP技术规范Technical Specification of Stream Control Transmission Protocol(报批稿)目次1 范围12 规范性引用文件13 名词术语和缩略语13.1 定义23.2 缩略语24 SCTP的功能描述34.1 SCTP的结构34.2 SCTP的功能44.2.1 偶联的建立和释放44.2.2 流内消息的顺序递交44.2.3 用户数据分段54.2.4 证实和避免拥塞54.2.5 数据块捆绑54.2.6 分组的有效性验证54.2.7 通路管理65 SCTP原语定义6
2、5.1 高层协议(ULP)向SCTP发送的请求原语65.1.1 INITIALIZE原语75.1.2 ASSOCIATE原语75.1.3 SHUTDOWN原语85.1.4 ABORT原语85.1.5 SEND原语85.1.6 SET PRIMARY原语95.1.7 RECEIVE原语105.1.8 STATUS原语115.1.9 CHANGE HEARTBEAT 原语115.1.10 REQUEST HEARTBEAT原语125.1.11 GET SRTT REPORT原语125.1.12 SET FAILURE THRESHOLD原语125.1.13 SET PROTOCOL PARAMET
3、ERS原语135.1.14 RECEIVE UNSENT MESSAGE原语135.1.15 RECEIVE UNACKNOWLEDGED MESSAGE原语145.1.16 DESTROY 原语145.2 SCTP向高层协议发送的通知原语145.2.1 DATA ARRIVE通知145.2.2 SEND FAILURE 通知原语155.2.3 NETWORK STATUS CHANGE 通知原语155.2.4 COMMUNICATION UP通知原语155.2.5 COMMUNICATION LOST通知原语165.2.6 COMMUNICATION ERROR通知原语165.2.7 RES
4、TART通知原语175.2.8 SHUTDOWN COMPLETE通知原语176 SCTP分组的格式以及参数定义176.1 SCTP分组格式176.1.1 SCTP 公共分组头字段的格式186.1.2 数据块字段的格式196.1.3 任选/可变长参数的格式216.2 SCTP数据块的格式226.2.1 净荷数据(DATA)数据块的格式226.2.2 启动(INIT)数据块的格式236.2.3 启动证实(INIT ACK)数据块的格式276.2.4 选择证实(SACK)数据块的格式296.2.5 HeartBeat请求(HEARTBEAT)数据块的格式316.2.6 HeartBeat证实(HE
5、ARTBEAT ACK)数据块的格式316.2.7 中止(ABORT)数据块的格式326.2.8 关闭偶联(SHUTDOWN)数据块的格式336.2.9 关闭证实(SHUTDOWN ACK)数据块的格式336.2.10 操作差错(ERROR)数据块的格式336.2.11 状态COOKIE(COOKIE ECHO)数据块的格式386.2.12 COOKIE证实(COOKIE ACK)数据块的格式396.2.13 关闭完成(SHUTDOWN COMPLETE)数据块的格式397 SCTP端点的维护的参数和相关建议值407.1 对应每个SCTP实例所需的参数407.2 对应每个偶联SCTP端点所需的
6、参数407.3 对应每个传送地址所需的参数417.4 需要的通用参数427.5 SCTP参数的建议值428 SCTP的程序438.1 偶联的建立程序438.1.1 偶联的正常建立438.1.2 对重复的或不期望的INIT、INIT ACK、COOKIE ECHO和COOKIE ACK的处理488.1.3 其他偶联启动的问题518.2 数据的传递程序528.2.1 DATA数据块的传送538.2.2 对接收的DATA数据块的证实548.2.3 重发定时器的管理578.2.4 多归属的SCTP端点598.2.5 流标识符和流顺序号608.2.6 有序的和无序的递交618.2.7 报告收到的DATA
7、数据块的TSN间隔618.2.8 CRC-32 校验码的计算628.2.9 分段和重装628.2.10 捆绑机制638.3 拥塞控制程序648.3.1 SCTP与TCP拥塞控制的区别648.3.2 SCTP 的慢启动和避免拥塞658.3.3 发现通路 MTU688.4 故障管理程序698.4.1 端点故障的检出698.4.2 通路故障的检出698.4.3 通路的心跳708.4.4 对OOTB(Out of the blue)分组的处理728.4.5 验证标签738.5 偶联关闭程序748.5.1 偶联的中止748.5.2 偶联的关闭74附录A:77(资料性附录)77SCTP的状态转移图77附录
8、B:81(资料性附录)81SCTP程序示例81B.1正常偶联建立的示例81B.2 偶联重启动的示例82B.3 延时证实的示例83B.4 使用SACK报告间隔的示例84B.5 延时证实的示例84附录C:85(资料性附录)85明确地拥塞通知85前言本技术规范是根据RFC 2960 2000 建议制定的它规定了信令流控制传送协议SCTP所使用的消息格式编码和程序SCTP 协议主要用于在IP 网中传送No.7 的信令消息,同时SCTP 协议还可以用于其他的信息在IP 网内传送。本技术规范主要适用于NO.7 信令与IP 网互通的信令网关SG 设备3G移动软交换设备的开发、生产、引进和购买。本标准的附录A
9、 和附录B 是提示的附录。本标准由中国移动通信集团公司技术部提出并归口。本标准由标准提出并归口部门负责解释。本标准起草单位:中国移动通信集团公司研发中心本标准主要起草人:魏冰、杜倩本标准解释单位:同提出单位。YD/T 1194-2002流控制传送协议(SCTP)技术规范(V1.0)1 范围 本规范规定了流控制传送协议(SCTP)所使用的消息格式编码和程序,SCTP协议主要用于在IP网中传送PSTN的信令消息,以及在IP网内传送。 本技术规范主要适用于完成NO.7信令与IP网互通的信令网关(SG)设备,以及IP网用于呼叫控制的软交换(Soft-Switch)交换机等设备的开发、生产、引进和购买。
10、2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过在本标准中引用而成为本标准的条款,凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可以适用这些文件的最小版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 RFC 793传送控制协议(TCP) RFC 1191发现通路MTU RFC 1123对INTERNET主机的要求应用和支持 RFC 1700分配的号码 RFC 1750出于安全目的的随机建议 RFC 1981用于IPV6的发现通路MTU RFC 1982串号的算法 RFC 2373IPV6的地址结构 RFC 2401I
11、NTERNET协议的安全结构 RFC 2460INTERNET协议,版本6 RCC 2481明确地拥塞通知 RFC 2581TCP拥塞控制 RFC 2960流传送控制协议(SCTP)3 名词术语和缩略语 13.1 定义SCTP偶联:SCTP偶联实际上是在两个SCTP端点间的一个对应关系,它包括了两个SCTP端点、以及包括验证标签和传送顺序号码等信息在内的协议状态信息,一个偶联可以由使用该偶联的SCTP端点用传送地址来唯一识别,在任何时候两个SCTP端点间都不会有多于一个的偶联。 SCTP端点:SCTP端点是SCTP分组中逻辑的接收方或发送方,在一个多归属的主机上,一个SCTP端点可以由对端主机
12、表示为SCTP分组可以发送到的一组合格的目的地传送地址,或者是可以收到SCTP分组的一组合格的起源传送地址。一个SCTP端点使用的所有传送地址必须使用相同的端口号,但可以使用多个IP地址。SCTP端点使用的传送地址必须是唯一的。流:流是从两个SCTP端点建立的一个单向逻辑通道,对于顺序递交业务,在这个通道中所有的用户消息都必须按照顺序进行递交。传送地址:传送地址是用网络层地址,传送层协议和传送层端口号定义的,当SCTP在IP上运行时,传送地址就是由IP地址和SCTP端口号的组合来定义的,这里SCTP就充当传送协议。3.2 缩略语 MAC消息鉴权码 MTU最大的传送单元 RTO重发超时 RTT双
13、向传播时间 RTTVAR双向传播时间变化 SCTP流控制传送协议 SRTT平滑的双向传输时间 TCB传送控制块 TCP传送控制协议 TLV类型-长度-取值的编码格式 TSN传送顺序号 ULP高层协议24 SCTP的功能描述 信令传送中应用的SCTP协议主要用来在无连接的网络上传送PSTN信令消息,该协议可以用来在IP网上提供可靠的数据传送协议。SCTP具有如下功能: 在确认方式下,无差错、无重复地传送用户数据; 根据通路的MTU的限制,进行用户数据的分段; 在多个流上保证用户消息的顺序递交; 将多个用户的消息复用到一个SCTP的数据块中; 利用SCTP偶联的机制(在偶联的一端或两端提供多归属的
14、机制)来提供网络级的保证; SCTP的设计中还包含了避免拥塞的功能和避免遭受泛播和匿名的攻击。4.1 SCTP的结构 SCTP位于SCTP用户应用和无连接网络业务层之间,这种无连接的网络可以是IP网络或者其他的网络。本标准规定的SCTP协议主要是运行在IP网络上的。SCTP协议通过在两个SCTP端点间的建立的偶联,来为两个SCTP用户之间提供可靠的消息传送业务。 SCTP实际上是一个面向连接的协议,但SCTP偶联的概念要比TCP的连接具有更广的概念,SCTP协议提供了在两个SCTP端点间的一组传送地址之间建立偶联的方法,通过这些建立好的偶联,SCTP端点可以发送SCTP 分组。一个SCTP偶联
15、可以包含用多个可能的起源/目的地地址的组合,这些组合包含在每个端点的传送地址列表中。 图1给出了SCTP偶联在IP网络协议中的示意。SCTP用户应用SCTP层IP层SCTP用户应用SCTP层IP层一个或多个IP地址SCTP 端点ASCTP 端点B网络传送图1:SCTP偶联的示意4.2 SCTP的功能 SCTP传送业务可以分解成如图2所示成如下几个功能块,各功能块的用途如下节所述:SCTP用户应用流内消息的顺序递交用户数据分段数据块捆绑偶联的建立和释放证实和避免拥塞分组有效性验证通路管理图2:SCTP传送业务的功能图4.2.1 偶联的建立和释放 偶联的建立是由SCTP用户发起请求来启动的,出于安
16、全性考虑,为了避免遭受恶意的攻击,在偶联的启动过程中采用了COOKIE机制。 SCTP提供了对激活偶联的正常的关闭程序,它必须根据SCTP用户的请求来执行,当然SCTP也提供一种非正常的关闭程序(即:中止程序),中止程序的执行既可以根据用户的请求来启动,也可以由SCTP协议检出差错来中止。 SCTP不支持半打开状态(类似TCP),即一端可以在另一端结束后继续发送数据。无论是哪个端点执行了关闭程序后,偶联的两端都应停止接受从用户发来的新数据,并且只传送队列中的数据。4.2.2 流内消息的顺序递交 SCTP中的流用来指示需要按顺序递交到高层协议的用户消息的序列,在同一个流中的消息需要按照其顺序进行
17、递交。 SCTP用户可以在偶联建立时规定在一个偶联中所支持的流的数量,这个数量是可以进行协商的,用户消息通过流号来进行关联。在SCTP内部,每个通过SCTP的SCTP用户消息都分配一个流顺序号码。在接收端,SCTP保证在给定的流中,消息可以按照顺序递交给SCTP用户。但当某个流由于等待下一个连续的用户消息造成闭塞时,其他流上的顺序递交不应受影响。 SCTP也提供非顺序递交的业务,接收到用户消息可以使用这种方式立即递交到SCTP用户,而不需要保证其发送时的顺序。4.2.3 用户数据分段 在需要的时候,SCTP在发送用户消息时可以对消息进行分段,以确保发送到低层的SCTP分组长度符合通路MTU的要
18、求。在接收方,需要把各分段重组成完整的消息后,再把消息递交给SCTP用户。4.2.4 证实和避免拥塞 SCTP为每个用户数据分段或未分段的消息都分配一个传送顺序号码(TSN),TSN的分配是独立于流一级分配的流顺序号码。接收方对所有收到的TSN进行证实,尽管此时在接收序列中可能存在接收到的TSN不连续。采用这种方式,可以使可靠的递交功能可以与流的顺序递交相分离。 证实和拥塞避免功能可以在规定时间内没有收到证实的时候负责对分组的重发。分组的重发功能可以通过与TCP协议类似的拥塞避免程序来调节的。4.2.5 数据块捆绑 SCTP分组在发送到低层时要包含一个公共的分组头,其后跟着一个或多个数据块。每
19、个数据块中既可以包含用户数据,也可以包含SCTP控制信息。SCTP用户具有一个选项,可以请求是否把多于一个的用户消息捆绑在一个SCTP分组中进行发送。SCTP的这种数据块捆绑的功能可以在发送端生成一个完整的SCTP分组,在接收端负责分解该SCTP分组。 当拥塞出现的时候,尽管用户可能请求SCTP不必进行捆绑,但SCTP的实施仍旧可以执行捆绑功能。用户禁止进行捆绑只会影响到SCTP实施,即在传送SCTP分组之前产生一个较小的时延。4.2.6 分组的有效性验证 每个SCTP公共分组头中都包含一个必备的验证标签字段和一个32比特长的校验字段。验证标签的值由偶联的端点在偶联启动时选择,如果收到的分组中
20、未包含期望的验证标签值,则舍弃该分组。校验码则由SCTP分组的发送方设置,以提供附加的保护,用来避免由网络造成的数据差错。接收方对包含无效校验码的SCTP分组予以丢弃。4.2.7 通路管理 发送方的SCTP用户能够使用一组传送地址作为SCTP分组的目的地。SCTP通路管理功能可以根据SCTP用户的指令和当前合格的目的地集合的可达性状态,为每个发送的SCTP分组选择一个目的地传送地址。当用分组业务量不能完全表明可达性时,通路管理功能可以通过心跳消息来监视到某个目的地地址的可达性,并当任何远端传送地址的可达性发生变化时向SCTP用户提供指示。通路管理功能也用来在偶联建立时,向远端报告合格的本地传送
21、地址集合,并且把从远端返回的传送地址报告给本地的SCTP用户。 在偶联建立后,需要为每个SCTP端点都定义一个首选通路,用来在正常情况下发送SCTP分组。 在接收端,通路管理功能在处理SCTP分组前,用来验证入局的SCTP分组属于的偶联的是否存在。5 SCTP原语定义 SCTP通过接收高层协议(SCTP用户)发送的原语请求,为SCTP的用户提供服务,并且应当可以根据不同事件由SCTP向SCTP用户发送通知。 本节章描述的原语和通知可以作为实施SCTP协议的一个参考,以下描述的高层协议接口原语功能只是一个说明性的内容,并不要求完全按照以下的说明来实现SCTP协议。不同的SCTP实施可以具有不同的
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