摘　要：傳輸層的移動SCTP可支持無縫的移動切換，而不需要網絡路由器的支持，SCTP的移動切換性能主要是由在關聯中加入和改變IP主地址的觸發機制決定。本文針對具體的切換實現進行了分析研究，提出了預切換的可行性方案。 


　　移動業務的發展過程中，越來越多的移動終端都具有訪問IP網的功能，用戶也希望能夠隨時隨地訪問IP網。移動IP在網絡層解決了這個問題，但是他也存在著2大缺陷：性能受限并且增加了網絡結構的復雜性。為了克服其缺陷，并希望在傳輸層中實現IP移動性。隨之傳輸層的移動協議應運而生，同時由于流傳輸控制協議（SCTP）的多宿性和穩定性等優點，使其成為IEFT的提案之一。 

　　本文對移動SCTP的切換過程進行了詳細地闡述，分析了切換觸發時機的選擇，最后提出了基于移動SCTP快速切換的方案。 

1SCTP 協議特點 

　　2000年，IEFT的信令傳送工作組發布了流控制傳輸協議SCTP，命名為RFC2960，使得SCTP 正式成為國際標準。SCTP是一種應用層數據分組傳輸協議，可在UDP或IP層等不可靠數據分組的服務上提供可靠的服務。該傳輸協議針對IP網絡上TCP協議的缺陷進行了修改和補充，是對TCP協議的一種替代，但他同時也支持TCP協議及更高層次上的協議，能夠按照目前No 7信令網對可靠性和誤碼率等要求生成數據包，并且透明地傳輸。雖然SCTP是為了在IP網絡中的傳輸信令而設計的，但是他本身具有一些新的特性，如多宿性、多流性、選擇性確認、Cookie機制及動態增加和刪除地址等，能提供高性能的服務，而且他還繼承了TCP的一些擁塞控制和流量控制的機制，這些都能保證SCTP為上層提供可靠的傳輸服務。 

　　其中SCTP的多宿性與動態增加和刪除地址這2個特性，使得SCTP具有支持傳輸層的 切換功 能。多宿性是指SCTP端點可以有多個IP地址。SCTP選擇一個地址為“主”地址，所有數據在正常情況下都發送到這個目的地址，當“主”地址不可用后，從備用地址中選擇一個可用地址作為新的“主”地址，重新傳輸發送失敗的數據，這樣提高了關聯的可靠性，降低了時延。動態增加和刪除地址是指在關聯建立以后仍具有動態增刪地址的能力。這種能力不僅可以支持網卡的熱插拔，也可以支持網絡鏈路的動態增減。 

2基于移動SCTP無縫移動切換的分析

2.1移動SCTP的移動切換過程 





　　如圖1所示，假設移動主機MN已初始化與一個通信對端CN連接，由移動主機的IP地址2和對 端的IP地址1組成了SCTP關聯。當MN移動到一個新區域，從訪問路由器A區域移動到訪問路由器B區域，將進行如下的傳輸層的切換： 

　　(1)從一個新地址獲得IP地址假設MN從路由器A區域移動到路由器B區域。通過IP的地址獲得機制（比如IPv4中的動態地址配置機制和IPv6中的動態地址配置機制或無狀態地址配置），從路由器B區域中獲得一個新的IP地址。 

　　(2)在SCTP的關聯中動態加入新的IP地址MN將通過發送地址配置變化塊到通信對端CN，MN將使用新的IP地址。然后MN從CN收到包含地址配置變化響應塊以確認對端是否接受此通告。 

　　(3)改變主IP地址當MN再繼續向路由器B區域移動，其需要使用新的主I P地址。這時需要有一個專門的規則來觸發主IP地址的變化，滿足規則后，MN將發送一個設置主IP地址的通知包到通信對端。MN從CN收到包含通知響應塊以確認對端是否接受此通告。 

　　(4)從SCTP關聯中刪除原IP地址當MN向路由器B區域移動前進時，原IP地址失效，MN必須從其地址表項中刪除這個IP地址，MN將發送一個刪除IP地址的通知包到通信對端。MN從CN收到通知響應塊以確認對端是否接受此通告。 

2.2移動SCTP切換管理 

　　移動節點在進行網絡切換時，使已經建立的會話不發生中斷及盡量減少數據的丟失和延 遲是移動SCTP實現無縫切換的關鍵。移動SCTP的移動切換性能主要決定于在關聯中何時觸發 加入和改變IP主地址。

2.2.1在SCTP關聯中加入和刪除IP地址 

　　一個可利用的IP地址應盡早加入SCTP關聯中，因為加入或刪除終端IP地址的目的是為切換 工作做最佳的準備。新的訪問路由的信號強度超過能夠通信的信號強度閾值，就觸發執行加入IP地址操作。當原IP地址已失效，MN由下層網絡或鏈路層的信號觸發刪除此IP地址。

2.2.2在SCTP關聯中改變主地址 

　　在SCTP關聯中改變主地址有兩種主要方法： 

　　(1)在MN快速移動時，當檢測到新的IP地址時，MN從CN收到加入新地址的響應，即發送設立主“IP地址”的通知，CN收到此通知以確定切換成功。但如果MN是一個在兩個區域中往返移動的站點，就會產生乒乓效應。 

　　(2)用一個直接的下層或上層指示來確定何時觸發主路徑的變化。設置鏈路層的信號強度閾值，當某一接口的信號強度超過此閾值時改變主地址，或者當MN的SCTP配置有數據包丟失閾值，可利用上層的消息來觸發主地址的改變。 

3基于移動SCTP的快速切換的方案 

　　通過以上對移動SCTP切換性能的研究分析， 在此基礎上提出能快速切換的預切換機制。此機制的關鍵在于使可利用的IP地址能夠盡早加入SCTP關聯中，即MN在移往新的鏈路之前，先啟動一個切換規程，預先獲取新鏈路上的轉交地址，如圖2所示。具體實現步驟如下： 

　　(1)MN在移動過程中，檢測到鏈路的質量下降，MN向當前連接的原路由器發出代理服務請求。 

　　(2)原路由器把MN的接口標示地址及新的路由前綴編譯后，向MN發送新的轉交地址和新的路由IP地址和鏈路層的地址；同時向新路由器發出切換初始化信息，指示MN的轉交地址。 

　　(3)由新路由器確定這個新的轉交地址是否合法，若合法，就給原路由器一個切換初始化確認信息，并緩存鄰域。 

　　(4)一旦MN收到新的轉交地址，就通過原路由器發送地址加入請求到CN，使得加入新地址過程在二層鏈路切換前完成，減少切換時延。  





4結語 

　　本文在流傳輸控制協議SCTP的移動切換基礎上，提出了快速移動切換的方案，本著盡量降 低切換時延的目的，通過對移動SCTP的切換觸發機制的改造來實現。方案最關鍵的技術是在動態加入IP地址基礎上提出了預切換機制。 

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