SCTP

SCTP (англ. Stream Control Transmission Protocol — «протокол передачи с управлением потоком»), протокол транспортного уровня в компьютерных сетях, родившийся в 2000 году в IETF. RFC 4960 описывает этот протокол, а RFC 3286 содержит техническое вступление к нему.

Как и любой другой протокол передачи данных транспортного уровня, SCTP работает аналогично TCP или UDP^[1]. Но на самом деле SCTP имеет в арсенале широкий спектр приятных новшеств, таких как многопоточность, защита от SYN-flood атак, синхронное соединение между двумя хостами по двум и более независимым физическим каналам (multi-homing).

Многопоточность

TCP управляет последовательностью байт: данные, посланные приложением-отправителем, должны поступать приложению-получателю строго в том же порядке (в то время как протокол IP способен поменять последовательность пакетов; кроме того, пропавшие пакеты посылаются повторно и обычно прибывают к получателю с нарушением последовательности; для борьбы с этими явлениями данные накапливаются в буфере). SCTP может транспортировать данные между двумя точками одновременно по нескольким потокам сообщений. В противоположность к TCP, SCTP обрабатывает целые сообщения, а не обычные байты информации. Это означает, что если отправитель отсылает серверу сообщение, состоящее из 100 байт за первый шаг, а за ним ещё 50 байт, то получатель за первый шаг получит именно первые 100 байт в первом сообщении, а только затем и только 50 байт на второй операции чтения из сокета.

Термин "многопоточность" (англ. multi-streaming) обозначает способность SCTP параллельно передавать по нескольким независимым потокам сообщений. Например, мы передаем несколько фотографий через HTTP-приложение (например браузер). Можно использовать для этого связку из нескольких TCP-соединений, однако также допустимо SCTP-ассоциация (англ. SCTP-association), управляющее несколькими потоками сообщений для этой цели.

TCP достигает правильного порядка байт в потоке, абстрактно назначая порядковый номер каждой отосланной единице, а упорядочивая принятые байты, используя назначенные порядковые номера, по мере их прибывания. С другой стороны, SCTP присваивает различные порядковые номера сообщениям, посылаемым в конкретном потоке. Это разрешает независимое упорядочивание сообщений по разным потокам. Так или иначе, многопоточность является опцией в SCTP. В зависимости от желаний пользовательского приложения, сообщения могут быть обработаны не в порядке их отправления, а в порядке их поступления.

Достоинства

Достоинства использования SCTP включают в себя:

• Использование множественных интерфейсов (англ Multihoming)
  Допустим, у нас есть два хоста. И хотя бы один из них имеет несколько сетевых интерфейсов, и соответственно несколько IP-адресов. В TCP, понятие "соединение" означает обмен данными между двумя точками, в то время, как в SCTP имеет место концепция "ассоциации" (англ. association), обозначащая всё происходящее между двумя хостами
• Многопоточность
  Данные приходят в точку по независимым потокам. Это позволяет устранить феномен en:Head-of-line blocking, которым так страдает TCP
• Поиск пути с мониторингом
  Протоколом выбирается первичный маршрут передачи данных, а также производится проверка и мониторинг связности пути.
• Механизмы валидации и проверки подлинности
  Защита адресата от flood-атак (технология 4-way handshake), и уведомление о потерянных пакетах и нарушенных цепочках.
• Улучшенная система контроля ошибок, подходящая для jumbo-пакетов в Ethernet.

Часть достоинств вытекает из того факта, что изначально разработчики SCTP проектировали протокол под нужды передачи телефонии (SS7) по протоколу IP.

Причины появления

Протокол TCP предоставляет основные средства для передачи данных по сети Internet по надежному пути. Однако TCP накладывает некоторые ограничения на транспорт данных:

• TCP предоставляет надежную передачу данных в строгой последовательности. Тем не менее одни приложения требуют передачу без управления и контроля последовательности, а другие будут вполне удовлетворены частичной упорядоченностью данных. Оба этих случая страдают из-за ненужных задержек, связанных с восстановлением и упорядочиванием нарушенных последовательностей TCP.
• Природа TCP ориентирована на поток байт, что вызывает неудобства. Приложения вынуждены самостоятельно добавлять собственные маркеры в пакеты, чтобы распараллелить передачу собственных сообщений, а так же использовать дополнительные ухищрения, чтобы убедиться в том, что целое сообщение было доставлено за определенное время.
• Ограниченные рамки возможностей TCP-сокетов ещё более усложняют задачу предоставления возможности параллельной передачи информации к хостам по нескольким каналам связи (см. multi-homing выше).
• TCP относительно уязвим к атакам класса "Отказ доступа (Denial-of-Service)", таким как SYN-flood.

Все эти ограничения наносят ущерб производительности работы телефонных сетей через IP.

Сравнение возможностей протоколов транспортного уровня

Структура пакета

Этот раздел не завершён. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив его.

Реализации

SCTP реализован в

• Linux 2.4 и выше
• Sun Solaris 10
• Cisco IOS 12+
• DragonFly BSD начиная с версии 1.4
• QNX Neutrino,
• BSD UNIX (с внешним дополнением от проекта KAME)
• FreeBSD начиная с версии 7
• HP-UX
• AIX 5

Ссылки

• RFC 3286
• http://www.sigtran.org
• http://www.sctp.org
• http://www.openss7.org
• http://www.sctp.de
• SCTP for Beginners
• SeveNTest онлайн декодер сообщений TCP/IP

Это незавершённая статья о компьютерных сетях. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её.