一、概述

流量控制傳輸協(xié)議（SCTP，Stream Control Transmission Protocol）主要用于在IP網(wǎng)中傳送公用交換電話網(wǎng)（PSTN）的信令消息和IP網(wǎng)內(nèi)的信令消息。是互聯(lián)網(wǎng)（Internet）上一個(gè)非常重要的傳輸協(xié)議。

1、SCTP協(xié)議的由來

我們知道，在互聯(lián)網(wǎng)的傳輸協(xié)議中，最早使用的是傳輸控制協(xié)議（TCP，Transmission Control Protocol），稱之為TCP/IP協(xié)議。TCP （最早于1980年1月由IETF發(fā)布的RFC 761規(guī)定）作為IP網(wǎng)絡(luò)中可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾侄危呀?jīng)完成了大量的服務(wù)。然而，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)TCP限制太大（可參見下表1-1-1的描述），并在UDP（RFC 768）之上合并了自己的可靠數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。 因此需要開發(fā)一種新的傳輸協(xié)議來繞過這些限制，這就導(dǎo)致了流量控制傳輸協(xié)議（SCTP）的出現(xiàn)。在SCTP成為標(biāo)準(zhǔn)之后，IETF致力于把它作為一種通用的協(xié)議推廣。

表 1-1-1：TCP的限制因素

欲具體了解TCP協(xié)議介紹的請(qǐng)進(jìn)入。

在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸PSTN信令是TCP所有這些限制都相關(guān)的應(yīng)用。雖然這個(gè)應(yīng)用直接推動(dòng)了SCTP的開發(fā)，但其他應(yīng)用可能會(huì)發(fā)現(xiàn)SCTP很好地滿足了它們的需求。

由此，在互聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議中，SCTP、TCP、UDP是IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜N傳輸協(xié)議。它們處于同一層次，使用下層網(wǎng)絡(luò)層的無連接包轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，并向上層應(yīng)用層提供端到端的傳輸服務(wù)。傳輸控制協(xié)議（TCP，Transmission Control Protocol）用于對(duì)數(shù)據(jù)的可靠傳輸，但是其局限問題限制了數(shù)據(jù)的遞交；用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP，User Datagram Protocol）提供非可靠數(shù)據(jù)傳輸，對(duì)TCP不友好，容易造成網(wǎng)絡(luò)擁塞；流量控制傳輸協(xié)議（SCTP，Stream Control Transmission Protocol）的功能特點(diǎn)規(guī)定了它的適用性：適于無序和有序消息的可靠傳輸，同時(shí)通過對(duì)多穴主機(jī)的支持實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)級(jí)的容錯(cuò)。下表1-1-2給出了SCTP、TCP、UDP這3種傳輸協(xié)議的特點(diǎn)比較；下表1-1-3進(jìn)一步給出了SCTP與TCP間的特性簡(jiǎn)單對(duì)比。

表1-1-2：SCTP、TCP、UDP這3種協(xié)議的特點(diǎn)比較

表 1-1-3：SCTP與TCP間的特性對(duì)比

2、SCTP協(xié)議的版本情況

于是，互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）在2000年10月發(fā)布了RFC 2960《Stream Control Transmission Protocol》標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)用于在IP網(wǎng)絡(luò)傳輸PSTN信令消息，但也能夠有更廣泛地應(yīng)用，例如Web RTC。目前，RFC 2960在2002年9月被RFC 3309進(jìn)行了部分更新；RFC 2960在2007年9月被RFC 4960進(jìn)行了替代更新；而后RFC 4960在2022年6月又被RFC 9260進(jìn)行了第二次替代更新。RFC 9260取代了RFC 4960. 并結(jié)合了RFC 6096中塊標(biāo)志注冊(cè)表的規(guī)范和RFC 7053中I比特DATA塊的規(guī)范。上述SCTP各版本的內(nèi)容變化情況匯總于下表1-2中。

表 1-2：SCTP協(xié)議版本的內(nèi)容變化情況

欲更多了解IETF的RFC文檔情況介紹的請(qǐng)進(jìn)入。

二、SCTP協(xié)議

1、簡(jiǎn)述

SCTP最先用于傳送信令，其多流特性對(duì)電話信令的傳輸尤其適合，因?yàn)椴皇撬械男帕钕⒍夹枰獓?yán)格有序。只有那些與相同資源相關(guān)的信令（如同一呼叫，同一信道）才需要有序，而且由于其網(wǎng)絡(luò)級(jí)容錯(cuò)特點(diǎn)（類似于提供迂回路由），可以保證信令傳輸?shù)母呖煽啃浴Ｒ驗(yàn)?/span>SCTP能實(shí)現(xiàn)TCP及其各種主流改進(jìn)版本的所有功能，并且彌補(bǔ)了TCP、UDP的一些不足，同時(shí)還具備一些更適宜數(shù)據(jù)健壯傳輸?shù)男绿攸c(diǎn)，所以獲得了泛的應(yīng)用。同時(shí)，SCTP協(xié)議本身也在不斷完善和擴(kuò)充，其作為一種通用傳輸協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)正在越來越多地顯現(xiàn)出來。

和TCP類似，SCTP是面向連接、端到端、全雙工、帶有流量和擁塞控制的可靠傳輸協(xié)議。SCTP的連接稱為關(guān)聯(lián)。SCTP的關(guān)聯(lián)通過4次握手建立。相對(duì)于TCP的3次握手建立連接，SCTP的關(guān)聯(lián)能夠抵御拒絕服務(wù)（DoS）攻擊，從而提高了安全性。數(shù)據(jù)只有在關(guān)聯(lián)建立之后與關(guān)聯(lián)關(guān)閉之前才可發(fā)送。SCTP的關(guān)聯(lián)通過3次握手關(guān)閉，不支持類似TCP的半關(guān)閉連接。也就是在任何一方關(guān)閉關(guān)聯(lián)后，對(duì)方即不再發(fā)送數(shù)據(jù)。

SCTP是一種面向消息的傳輸協(xié)議，從上層應(yīng)用傳遞下來的數(shù)據(jù)以消息的形式傳輸。SCTP提供消息的定界功能。在接收端，數(shù)據(jù)以消息的形式遞交。為便于傳輸，SCTP提供消息的拆分和組裝，以及消息的捆綁傳輸功能。SCTP的一個(gè)主要特點(diǎn)是支持多穴主機(jī)。SCTP關(guān)聯(lián)的每個(gè)端點(diǎn)都可以擁有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)層地址。SCTP的另一主要特點(diǎn)是多流。SCTP消息在不同的流內(nèi)發(fā)送，這也是流傳輸控制協(xié)議名稱的由來。從發(fā)送端到接收端可以有多個(gè)流，在同一流內(nèi)發(fā)送的消息有序，而不同流之間的消息無序，因此不同流之間的消息傳輸是相對(duì)獨(dú)立的。在某一個(gè)流內(nèi)由于數(shù)據(jù)傳輸失敗而引起的阻塞不會(huì)影響其他流的消息遞交。SCTP仍然采用類似TCP的流量控制和擁塞控制機(jī)制，但又有所增強(qiáng)。整個(gè)傳輸分為慢啟動(dòng)階段和擁塞避免階段。

2、關(guān)于SCTP的偶聯(lián)機(jī)制

偶聯(lián)機(jī)制是SCTP的一大突出功能。SCTP 偶聯(lián)實(shí)際上是在兩個(gè) SCTP 端點(diǎn)間的一個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系，它包括了兩個(gè) SCTP 端點(diǎn)、以及包括驗(yàn)證標(biāo)簽和傳送順序號(hào)碼等信息在內(nèi)的協(xié)議狀態(tài)信息，一個(gè)偶聯(lián)可以由使用該偶聯(lián)的 SCTP 端點(diǎn)用傳送地址來惟一識(shí)別，在任何時(shí)候兩個(gè) SCTP 端點(diǎn)間都不會(huì)有多于一個(gè)的偶聯(lián)。利用 SCTP偶聯(lián)的機(jī)制（在偶聯(lián)的一端或兩端提供多歸屬的機(jī)制）來提供網(wǎng)絡(luò)級(jí)的保證。

SCTP 實(shí)際上是一個(gè)面向連接的協(xié)議，但 SCTP 偶聯(lián)的概念要比 TCP 的連接具有更廣的概念，SCTP 協(xié)議提供了在兩個(gè) SCTP 端點(diǎn)間的一組傳送地址之間建立偶聯(lián)的方法，通過這些建立好的偶聯(lián)，SCTP 端點(diǎn)可以發(fā)送 SCTP 分組。一個(gè) SCTP偶聯(lián)可以包含用多個(gè)可能的起源/目的地地址的組合，這些組合包含在每個(gè)端點(diǎn)的傳送地址列表中。下圖 2-2 給出了 SCTP 偶聯(lián)在 IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的示意。

圖 2-2：SCTP 偶聯(lián)在 IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的示意

3、SCTP協(xié)議內(nèi)容

SCTP的一些主要功能詳見下表2-3。若要詳細(xì)了解RFC 9260標(biāo)準(zhǔn)具體內(nèi)容的請(qǐng)查詢下附件2。

表 2-3：SCTP的主要功能

附件 2：RFC 9260（06/2022）《Stream Control Transmission Protocol》

三、SCTP協(xié)議的國內(nèi)轉(zhuǎn)化情況

我國在2002年6月參照RFC 2960標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)，即YD/T 1194-2002《流控制傳送協(xié)議（SCTP）》，它規(guī)定了流控制傳送協(xié)議（SCTP）所使用的消息格式、編碼和程序。該協(xié)議主要用于在IP網(wǎng)中傳送PSTN的信令消息和IP網(wǎng)內(nèi)的信令消息；主要適用于完成No.7信令與IP網(wǎng)互通的信令網(wǎng)關(guān)（SG）設(shè)備，以及IP網(wǎng)用于呼叫控制的軟交換（Soft-Switch）交換機(jī)等設(shè)備的開發(fā)、生產(chǎn)、引進(jìn)和購買。YD/T 1194-2002目前沒有進(jìn)一步的更新，但仍然有效。若要詳細(xì)了解該通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)具體內(nèi)容的可查詢下附件3。

附件 4：YD/T 1194-2002《流控制傳送協(xié)議（SCTP）》

欲進(jìn)一步了解因特網(wǎng)協(xié)議介紹的請(qǐng)進(jìn)入。