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1、精选优质文档-倾情为你奉上摘 要 随着我国移动通信网络规模的不断扩大和通信技术的不断成熟，我国的移动通信用户发展极为迅速，国内通信市场的竞争也越来越激烈。随着第三代数字通信（3G）时代的来临人们己经把需求从简单的话音业务逐步提升到了快速、多样、可视等多媒体业务。以现有时分复用（TDM）组网的移动通信技术己经不适应业务的飞速发展和市场需要，而基于互联网络协议(IP)承载的移动软交换技术以其在架构、业务和接入能力上的优势，逐步成为移动通信运营商新的网络建设目标。随着移动业务的不断扩展，用户规模在迅速增长,由于科技的不断发展，硬件集成度的不断提高，设备容量越来越大。随着3G承载与控制的分离，移动交换
2、子系统服务器（MSS Server）的作用越来越大，我们必须保障集中设置的移动交换中心服务器（MSC Server）的设备安全，预防移动交换中心（MSC）核心网服务器（Server）设备单点故障，而引起大面积网络瘫痪的情况发生。软交换网络中的容灾备份技术变得愈发重要。本文介绍了容灾技术在移动软交换核心网中的重要性，并结合目前2G/3G共同组网，TDM交换向IP交换演进的特殊时期，从技术角度对移动软交换容灾方案进行了详细的分析。最后结合某地移动软交换的现网情况，设计实现了软交换备份容灾方案。论文研究的内容主要包括:1.软交换容灾备份技术；2.软交换容灾备份方案在移动通信网络的应用分析。关键词：软
3、交换 容灾 备份Abstract With the continuous development of mobile telecom network and the progress of the mobile technology,the quantity of mobile phone users in our country has rised very rapidly, and the competition in the telecom market has becomed more and more intense. Along with 3G oncoming，offering
4、high一quality service for users and meeting their various kinds of need have becomed the important task of telecom companies.the elder Mobile telecom technology based on TDM existence hasnt met these requirements，and The softswitch technology which based on the IP loading become the new choice of Mob
5、ile telecom operator for its superiority in construetion、service and access Along with the mobile service unceasing expansion,the user scale isgrowing rapidly:As a result of the technical unceasing development，the hardware integration rate unceasing enhaneement,the plant capacity is more and more bi
6、g. At the same time,along with the 3G technology bearing and the control separation，the MSS SEVER function is more and more big,we must safeguard the centralism establishment the MSC Server equipment security,prevents MSC the core network Server equipment simple point breakdown,but causes the big ar
7、ea network parlaysis situation occurrence.In the soft exchange network allows the disaster backup technology to become increasingly important. This article introduced allows the disaster technology in to move in the softexchange core network the importance,and unifies the present 2G/3G common networ
8、k，the TDM exchange to the IP exchange evolution special time，to moved the soft junetion plastie surgery disaster plan from the technical angle to carry on the detailed analysis.Finally unified some moves the soft exchange the present net situation,the design realizes the soft exchange backup to acco
9、mmodate the disaster plan.The contents are as following:1、Softswitch disaster recovery and backup technology; 2、Applied analysis of soft一 switch disaster recovery technology in mobile communication network. Keywords:Soft一Switch Disaster recovery Backup目录专心-专注-专业1 绪 论随着全球通信用户数和通信业务量的飞速增长，电信业务的种类也从传统单
10、一的语音业务发展到语音、数据、视频等多种业务。为了更好地适应未来通信和业务发展的需求，传统电信网向以软交换为核心的下一代网络(NGN)演进和转变势在必行。当前，移动通信技术正从2G向3G系统转型，并将逐渐形成以码分多址（CDMA）为主，全球移动通信系统（GSM）为辅的通信市场格局。在这个转型过程中，对TDM和IP承载均支持的软交换设备正在逐渐发挥越来越大的作用。由于软交换产品可以使现有的2G网平滑地过渡至3G，而且其可以使交换网建设和运维成本大幅度降低，所以软交换设备正在被越来越多的运营商所接受并使用。软交换是3G网络的控制核心设备，因此对其在网络上的可靠性要求很高。对于通用的传统交换网络来说
11、，由于多采用TDM传输，且承载与信令面都由交换侧来控制，其容灾主要是增加中继群以及中继电路，多个路由互为主备份或者负荷分担方式来进行容灾备份。从结构上看，控制和承载分离的软交换架构，将传统2G网络中的MSC分离成MSC Server和媒体网关(MGW)，其中 MSC Server负责信令处理、路由和业务；MGW负责媒体流处理。由于MSC Server和MGW之间只是IP上承载的信令，占用的带宽非常少，因此，两者之间可以经济地拉远放置。 MSC Server可集中设置在中心城市；MGW由于容量及处理能力的大幅提高，按照集中化原则，也可集中设置。这样，核心网的建设思路是“大容量，少局所”。一个 M
12、SC Server控制多个MGW，组成一个“大本地网”。图1-1是中国移动初期的软交换网络体系结构，图中SS是移动交换子系统；SG是信令网关；TMG是中继媒体网关。从容量上看，2G网中的MSC的容量通常为2040万，而在3G网络中的MSC Server、MGW的最大容量达2001000万甚至更大。从以上两个方面可以看出，我们必须保障集中设置的 MSC Server的设备安全，预防MSC核心网Server设备单点故障，而引起大面积网络瘫痪的情况发生。TMGSG软交换信令软交换信令SS软交换信令SS软交换信令软交换信令七号信令七号信令话路中继IPTDM交换机TDM交换机话路中继话路中继SGTMG图
13、1-1中国移动的软交换网络体系结构 2 容灾技术简介2.1 容灾的定义在给出容灾的概念之前，有必要先给出灾难的定义。从一个计算机系统的角度讲，一切引起系统非正常停机的事件都可以称为灾难。大致可以分成以下三个类型：自然灾害，包括地震、火灾、洪水、雷电等，这种灾难破坏性大，影响面广；设备故障，包括主机的CPU、硬盘等损坏，电源中断以及网络故障等，这类灾难影响范围比较小，破坏性小。人为操作破坏，包括误操作、人为蓄意破坏等等。容灾（Disaster Tolerance），就是在上述的灾难发生时，在保证生产系统的数据尽量少丢失的情况下，保持生存系统的业务不间断地运行。2.2 容灾的评价指标现在工业界都以
14、数据丢失量和系统恢复时间作为标准，对某个容灾系统进行评价，公认的评价标准是RPO和RTO。RPO（Recovery Point Objective）: 恢复点目标，以时间为单位，即在灾难发生时，系统和数据必须恢复到的时间点要求。RPO标志系统能够容忍的最大数据丢失量。系统容忍丢失的数据量越小，RPO的值越小。RTO（Recovery Time Objective）: 恢复时间目标，以时间为单位，即在灾难发生后，信息系统或业务功能从停止到必须恢复的时间要求。RTO标志系统能够容忍的服务停止的最长时间。系统服务的紧迫性要求越高，RTO的值越小。RPO针对的是数据丢失，RTO针对的是服务丢失，两者没
15、有必然的联系，并且两者的确定必须在进行风险分析和业务影响分析之后根据业务的需求来确定2.3 常见的几种容灾技术 传统的容灾技术通常指针对生产系统的灾难采用的远程备份系统技术。但是，随着对容灾系统要求的不断提高，现在的容灾技术包括了可能引起生产系统服务停止的所有防范和保护技术。一般来讲，一个容灾系统中实现数据容灾和应用容灾采取不同的实现技术，数据容灾的技术包括数据备份技术、数据复制技术和数据管理技术等，而应用容灾包括灾难检测技术、系统迁移技术和系统恢复技术等等。2.3.1数据备份技术数据备份就是把数据从生产系统备份到备份系统中的介质中的过程。主机备份这种备份就是传统意义上的基于主机（Host-b
16、ased）的备份。主机负责将数据备份到和主机直接相连的存储介质上（一般是磁带）。虽然这种备份的速度快，管理简单，但是仅能适应于单台服务器备份，并且在灾难恢复过程中，系统恢复的时间长。网络备份随着网络的发展，传统的主机备份渐渐地转向了网络备份，即系统中备份数据的传输以网络为基础。根据备份系统中备份服务器、介质服务器是否在同一个局域网（LAN）中，可以将网络备份分为基于局域网的备份和远程网络备份。基于局域网的备份特点是应用服务器、备份服务器和介质服务器共用一个局域网络，备份服务器统一管理备份的过程，多个应用服务器可以将各自的数据备份到介质服务器上。这种备份方式可以共享介质资源，实现集中的备份管理。
17、缺点是对网络带宽和备份时间的压力比较大，并且不具备远程的容灾能力。当然通过将介质（磁盘、磁带或光盘）运输到远程保存，可以具备一定的容灾能力。远程网络备份则是介质服务器与应用服务器不属于同一个局域网，备份服务器依然统一管理备份的过程，备份数据则是通过广域网（WAN），异步传输模式（ATM）或者英特网（Internet）等公共网络传送到远程的介质服务器上。这种备份方式基本上构成了一个异地的备份容灾方案。由于备份数据在公共网络上传输，备份的速度、备份数据的完整性和安全性等方面都需要考虑。专有存储网络备份当存储系统成为一个独立于备份系统的系统之后，特别是存储局域网（SAN）的发展，使得备份过程可以在存
18、储局域网中实现，根据备份过程中对应用服务器的影响，专有存储网络备份可以分为LAN-Free备份和Server-Free备份。LAN-Free备份，是在存储网络（Storage Network）之上建立的一种备份系统。在该备份系统中，生产系统的存储和介质服务器的存储直接通过专用存储网络进行连接，在备份过程中，庞大的备份数据不经过主机系统所在的网络，而是通过专用的存储网络传输到介质上。这种备份方式的优点是共享介质资源，实现集中管理，不会对主机系统网络有影响。缺点是实现比较复杂，成本相对较高。Server-Free备份，则是建立在存储区域网（SAN）的基础上，备份过程无需应用服务器参与数据传输的备份
19、系统。这种备份方式可以保证生产系统及其网络不受影响。目前这种备份技术还不太成熟，对硬件的性能和兼容性的要求都很高。专用存储网络备份更多关注的是存储系统的扩展性、可用性以及性能等方面的因素，可以讲存储局域网的发展将会在更大程度上提高系统的数据容灾能力。2.3.2数据复制技术和数据备份相比，数据复制技术则是通过不断将生产系统的数据复制到另外一个不同的备份系统中，以保证在灾难发生时，生产系统的数据丢失量最少。按照备份系统中数据是否与生产系统同步，数据复制可以分成同步数据复制和异步数据复制。同步数据复制就是将本地生产系统的数据以完全同步的方式复制到备份系统中。由于发生在生产系统的每一次输入/输出（I/
20、O）操作都需要等待远程复制完成才能返回，这种复制方式虽然可能做得数据的零丢失，但是对系统的性能有很大的影响。异步数据复制则是将本地生产系统中的数据在后台异步的复制到备份系统中。这种复制方式会有少量的数据丢失，但是对生产系统的性能影响较小。根据数据复制的层次，数据复制技术的实现可以分成以下四种：(1)存储系统数据复制：数据的复制过程通过本地的存储系统和远端的存储系统之间的通信完成。这种方式的复制对应用来讲时透明的，可以直接实现数据容灾功能，也可以提供很高的性能，可是，对存储系统的要求比较高。(2) 数据交换层数据复制：这种方式的复制技术是伴随着存储局域网的出现引入的，即在存储局域网的交换层上实现
21、数据复制。实现方式可以通过专有的复制服务器实现，也可以通过存储局域网（SAN）交换机，将数据同步的复制到远端存储系统中。(3) 操作系统层数据复制：主要通过操作系统或者数据卷管理器来实现对数据的远程复制。这种复制技术往往要求本地系统和远端系统是同构的，并且由于数据复制由主机系统完成，其效率和管理上也存在不少问题。 (4) 应用程序层数据复制：例如数据库的异地复制技术，通常采用日志复制功能，依靠本地和远程主机间的日志归档与传递来实现两端的数据一致。这种复制技术对系统的依赖性小，有很好的兼容性。缺点是本地应用程序向远端复制的是日志文件，这需要远端应用程序重新执行和应用才能生产可用的备份数据。另外，
22、由于各个应用程序采取的复制技术不同，无法以一种技术实现多种应用的数据复制。2.3.3 灾难检测技术对于一个容灾系统来讲，在灾难发生时，尽早地发现生产系统端的灾难，尽快地恢复生产系统的正常运行或者尽快地将业务迁移到备用系统上，都可以将灾难造成的损失降低到最低。除了依靠人力来对灾难进行确定之外，对于系统意外停机等灾难还需要容灾系统能够自动地检测灾难的发生，目前容灾系统的检测技术一般采用心跳技术。心跳技术，其中一个实现是：生产系统在空闲时每隔一段时间向外广播一下自身的状态。检测系统在收到这些“心跳信号”之后，便认为生产系统是正常的，否则，在给定的一段时间内没有收到“心跳信号”，检测系统便认为生产系统
23、出现了非正常的灾难。心跳技术的另外一个实现是：每隔一段时间，检测系统就对生产系统进行一次检测，如果在给定的时间内，被检测的系统没有响应，则认为被检测的系统出现了非正常的灾难。心跳技术中的关键点是心跳检测的时间和时间间隔周期。如果间隔周期短，会对系统带来很大的开销。如果间隔周期长，则无法及时地发现故障。2.3.4系统迁移技术灾难发生后，为了保持生产系统地业务连续性，需要实现系统的透明性迁移，利用备用系统透明地代替生产系统进行运作。一般对实时性要求不高的容灾系统，例如Web服务，邮件服务器等，可以通过修改域名服务器（DNS）或者IP来实现，对实时性要求高的容灾系统，则需要将生产系统的应用透明地迁移
24、到备用系统上。目前基于本地机群的进程迁移的算法可以应用在远程容灾系统中，但是需要对迁移算法进行改进，使之适应复杂的网络环境。3 软交换容灾中的关键问题3.1 主备软交换系统的数据同步问题主备软交换系统之间必须要保证字冠、路由、信令、媒体网关等数据相同，或备用软交换系统必须有主用系统上的数据，当主用发生故障时，切换至备用，保证用户能在备用系统上登记并正常使用。实现软交换系统的数据的同步可采用以下三种方式：方式一，备用软交换系统静态配置主用软交换系统的数据，并且通过主备用软交换系统之间的“心跳”来实现数据的同步。当主用软交换系统发生故障时，主用软交换系统下的网关设备直接向备用软交换系统注册。方式二
25、，由网管系统定时将主备用软交换系统中的数据同步，网管系统的数据库中不存放软交换系统的用户数据和路由数据。当主用软交换系统发生故障时，备用软交换系统激活备份的数据。方式三，由用户集中数据库统一存放主备用软交换系统的用户数据和路由数据，并定时更新主备用软交换系统中的数据，达到数据同步。当某一个软交换系统发生故障后，另一个软交换系统将备份的数据激活。此种方式可以将用户集中数据库和网管综合放置，并有利于向软交换容灾的N+l方式过渡。3.2 异地容灾软交换系统间的切换机制异地容灾软交换系统间的检测主要采用“心跳”方法，裁决的方法有两种：方式一，由网管主动发起检测，并由网管系统裁决主备软交换系统的好坏，并
26、发出切换命令;方式二，SS和网关间的“心跳”也可与SS间的“心跳”配合使用来决定切换机制。为了保障检测的可靠性，对于“心跳”的链路要采用专用双重物理通道，即“双链路”。3.3 切换和切回过程双归属方案实际上有两种动作：当故障发生时，发生故障软交换下的用户需要注册到归属软交换机，此过程称为切换过程；当发生故障的软交换恢复正常时，其所属用户需要切回到本软交换，此过程称为切回过程。软交换目前支持的切换方式包括自动切换、人工切换、全切换、策略切回、人工切回、策略全切回等方式。软交换应支持切换的策略控制和配置，如软交换可以配置策略，在容灾软交换之介小自跳检测正常的情况下，选择不允许或允许媒体网关设备的切
27、换。业务切换机制包括以下两种方式：1)自动切换实现方式：媒体网关自动检测到当前注册的软交换出现故障，自动向软交换列表中的下一个软交换注册。2)人工切换方式：根据需要，通过人机命令方式，由软交换主动向媒体网关发送 Service Change命令，强制其向另一个软交换注册。业务切回机制：包括人工切回和自动切回两种方式。异地的软交换恢复正常后，可以在备用软交换采取人工命令或者定时启动的方法命令其所属媒体网关等设备切回，在此之前先判断软交换之间的心跳是否正常，其中：1)人工切回方式：通过人机命令方式，向在本地注册的异地媒体网关发送向另一个软交换注册的命令。2)自动切回方式：可以设定定时方式或在某个时
28、刻，系统向在本地注册的异地媒体网关发送向另一个软交换注册的命令。3.4 信令点和移动交换中心身份识别号码（MSCID）的选择为了不改变现网计费习惯和计费中心格式，建议 MSC Server配置单个信令点多个MSC号。虚拟多个MSC号码的方法，实现物理实体只有一个但是逻辑实体为多个，对外来说为多个真实不同的MSC，但是信令点目的信令点编码（DPC）只有一个。这个方案需要占用多个移动交换中心/拜访用户位置寄存器（MSC/VLR）号码资源，好处是计费中心不需做任何修改。3.5 媒体网关的容灾对于媒体网关来说，一般都是采用“双归属”的方式来实现容灾。在正常情况下，媒体网关仅接受主归属软交换系统的控制，
29、备用软交换系统通过数据同步也会存放该媒体网关的相关数据。一旦主归属软交换系统出现故障，媒体网关就根据预先配置好的地址信息向从归属软交换系统注册，备用归属软交换系统就接替主用归属软交换系统进行控制，从而保证系统工作不中断。只有主用软交换系统本身发生故障，它才允许其下的设备注册到备用的软交换系统上。也就是说，当软交换系统间的“心跳”出现故障时，网关和软交换系统间的“心跳”也同时出现故障才允许切换。只有网关和软交换系统之间链路发生故障时，备用软交换系统并不接受该网关的注册消息，针对这种情况，必须在网关和主用软交换系统之间同时采用“双链路”的方式。3.6 信令网关的容灾对于SS来说，信令网关是服务器端
30、，因此它与媒体网关的容灾方式不同。信令网关上的一个应用服务器（AS）有多个应用程序服务（ASP），相当于信令网关与每个软交换系统之间建立耦联，而这些ASP正常的工作方式有主备、负荷分担等多种方式。如果与信令网关相联的一个软交换系统出现问题，信令网关内的AS可以激活(主备)与另外一个软交换系统的耦联或将所有的信令集中到工作正常的耦联上(负荷分担方式)。3.7 CE容灾及技术原理CE为软交换设备介入IP承载网的路由设备，如果还设备宕机，将造成软交换MSS与MGW的通信全阻，业务将全部阻断，从而引起大面积网络瘫痪的情况。因此CE容灾也是软交换网络中冗灾的重要组成部分。IP网上传输七号信令使用的是用户
31、数据包协议（UDP）、传输控制协议（TCP）。UDP是一种无连接的传输协议，无法满足七号信令对传输质量的要求。TCP协议是一种有连接的传输协议，可以信令的可靠传输。因此，互联网工程任务组（IETF)制定了面向连接的基于分组的可靠传输协议简单控制传输协议（SCTP协议）。SCTP对TCP的缺陷进行了完善，使得信令传输具有更高的可靠性，SCTP的设计包括适当的拥塞控制、防止泛滥和伪装攻击、更优的实时性能和多归属性支持，因此，SCTP成为信令传输协议（SIGTRAN协议）族中的传输协议。1.SCTP的定义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、
32、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
33、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。2.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：一在确认方式下，无差错、无重复地传送用户数据；一根据通路的最大传输单元（MTU）的限制，进行用户数据的分段；一在多个流上保证用户消息的顺序递交；一将多个用户的消息复用到一个SCTP的数据块中；一利用SCTP偶联的机制(在偶联的一端或两端
34、提供多归属的机制)来提供网络级的保证；一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。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偶联可以
35、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。下图为SCTP偶联在1P网络协议中的示意。图3-1 SCTP偶联在IP网络协议中的示意SCTP层IP层SCTP端点ASCTP用户 应 用SCTP层IP层SCTP端点BSCTP用户 应 用一个或多个IP地址网络传送 SCTP的功能SCTP传送业务可以分解成如图所示成如下几个功能块，各功能块的用途如下所述： 图3-2 CTP应用分解SCTP用户应用流内消息的顺序递交用户数据分段分组有效性验证通路管理证实和避免拥塞数据块捆绑偶联的建立和释放偶联的建立和释放偶联的建立是由控制传输协议（CTP）用户发起请求来启动的。SCTP
36、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。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
37、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。一条SCTP偶联所能支持的流的数量不得低于17个。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
38、。 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。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
39、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。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
40、据差错。接收方对包含无效校验码的SCTP分组予以丢弃。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
41、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。3.SCTP分组的格式SCTP分组由公共的分组头和若干数据块组成，每个数据块中既可以包含控制信息，也可以包含用户数据。除了个别数据块外，其他类型的多个数据块可以捆绑在一个SCTP分组中，当然必须要满足偶联对MTU的要求。当然这些数据块也可以不与其它数据块捆绑在一个分组中。如果一个用户消息不能放在一个SCTP分组中，则这个消息可以被分成若干个数据块。SCTP分组的格式如图所示：图4一3 SCTP分组的格式 图3-3 SCTP分组的格式0 1 2 30 1 2 3 4 5 6 7 8
42、 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1公共的分组头数据块#1.数据块#11 图3-4 SCTP公共分组头字段的格式0 1 2 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 起源端口号 目的地端口号分组有效性端口号校验码SCTP公共分组头字段的格式如图所示：SCTP公共分组头的各字段含义如下所述：起源端口号(16比特的无符号整数)：该端口号用来识别SCTP发送方的端口号码，接收方使用起源端口号和起源IP地址，以及目的地端口号和可能的目的地IP地址来识别属于某个
43、偶联的分组。目的端口号(16比特的无符号整数)：该SCTP端口号用来确定分组的去向。接收方主机将利用该端口号把SCTP分组解复用到正确的接收端点或应用。验证标签(32比特的无符号整数):接收到分组的接收方使用验证标签来判别发送方的这个SCTP分组的有效性。在发送方该验证标签需要设置为在偶联启动阶段中从对端点收到的启动标签中的值。4.SCTP的程序SCTP的程序括一些各节描述的内容:偶联的建立、数据的传递、拥塞控制、故障管理偶联关闭等5个部分的内容。此外在SCTP的程序中规定了一些安全性的内容。偶联的建立程序为了简化程序描述，对于以下偶联的建立程序，使用SCTP端点A和SCTP端点Z来进行描述，
44、其中假定SCTP端点A试图与SCTP端点Z建立偶联。从SCTP端点A向SCTP端点Z能传送第一个用户数据块之前，两个端点必须完成启动程序，以建立它们之间的SCTP偶联。端点的SCTP用户应使用连接(ASSOCIATE)原语来请求来启动到另一个SCTP端点的偶联。从SCTP用户的观点来看，可以在没有发起的ASSOCIATE原语的情况下，SCTP偶联可以隐含地打开，通过启动端点发送第一个用户数据到目的地端点的方式来实现。启动SCTP将使用初始确认字符（INIT ACK）中所有必备和任选参数的缺省值。一旦偶联建立起来，在两端就打开了用于数据传送的单向流。偶联的正常建立启动程序包括以下步骤(假定SCT
45、P端点A试图与SCTP端点Z建立偶联，且Z接受了新的偶联)：1)“A”首先向“Z”发送一个初始（INIT）数据块。在INIT数据块中，“A”必须在启动标签字段里提供它的验证标签(Tag_A)。Tag_A应当是1到的中的一个随机数。A在发送了INIT后，启动Tl一init定时器并进入识别等待（COOKIE一WAIT）状态。2)“Z”在收到INIT数据块后应立即用初始确认字符（ INITACK）数据块响应。 INITACK数据块中的目的地IP地址必须设置成 INITACK数据块响应的那个INIT数据块的起源IP地址。在这个响应数据块中，除了填写其它参数外，“Z”必须将验证标签字段置成Tag_A，将
46、它自己的启动标签字段置成Tag_Z。注：在发出带有状态鉴定（COOKIE）参数的INIT ACK后，Z不分配任何资源，也不为新偶联保持任何状态。3)根据从“Z”收到的 INIT ACK，“A”需要停止T1一init定时器并离开COOKIE一WAIT状态。然后“A”会把从 INIT ACK数据块收到的状态COOKIE在识别回应（COOKIE ECHOED）数据块中发送，A启动T1一COOKIE定时器并进入COOKIE一ECHOED状态。注：COOKIE ECHO数据块能够被与任何出局未决的数据（DATA）数据块捆绑在一个分组中，但 COOKIE ECHO必须是分组里的第一个数据块。除非收到返回
47、COOKIE ACK，否则发送者不能给对端发送其它分组。4)根据收到的 COOKIE ECHO数据块，端点“Z”创建任务控制程序段（TCB）后，转移至确立（ESTABLISH）状态，然后用一个 COOKIEACK数据块响应。一个 COOKIE ACK数据块可以与任何未决的DATA数据块(和/或SACK数据块)捆绑在一起，但是 COOKIE ACK数据块必须是分组中的第一个数据块。在接收到的有效 COOKIE ECHO数据块，“Z”可以向SCTP用户发送开始通讯（COMMUNICATION UP）通知。5)根据收到的 COOKIEACK，端点“A”会从COOKIE一ECHOED状态转移至ESTABLISHED状态，并停止Tl一Cookie定时器。“A”也可以用 COMMUNICATION UP通知ULP偶联建立成功。INIT