SCTP的新特性具體介紹 - SCTP在工業以太網通信技術中的應用
(1)支持多宿主連接和通路管理
在建立SCTP連接時,連接的雙方都可以聲明多個IP地址。SCTP通路管理功能可以根據SCTP用戶的指令和當前合格的目的地集合的可達性狀態為每個發送的SCTP分組選擇一個目的地傳輸地址,通路管理功能可以通過心跳消息來監視到某個目的地地址的可達性。當端點發起連接請求時,通路管理功能可以向遠端和本地報告對方的傳輸地址。建立的SCTP偶聯可以包含多個可能的起源/目的地址的組合,如圖2所示,這些組合記錄在每個SCTP端點的傳輸地址列表中。這樣,若當前地址連接失效時,應用程序的偶聯可以切換到其他地址上,有效地避免了單一鏈路的失敗。
?
(2)四次握手和采用Cookie的偶聯建立機制
偶聯的建立由SCTP用戶發起請求來啟動,啟動過程必須經過init,init ack,cookie echo,cookie ack四次握手。其中的Cookie包含了創建偶聯時的所有狀態和參數信息,包括消息授權碼,Cookie創建的時間標記、狀態Cookie的壽命、傳輸控制塊TCB、用來計算MAC的密鑰等,這些建立機制有效地增強了安全性,四次握手也有效地避免了TCP中的三次握手導致的TCP SYN攻擊。
(3)偶聯中支持多數據流和避免擁塞
在一個SCTP的偶聯中可以包含若干用戶數據流,流的數量在偶聯建立時由SCTP用戶規定,不同的數據流在自己的流管道中傳輸,通過流號來區分。在接收端,SCTP把用戶數據流報文按照順序遞交給SCTP用戶。當某個流管道因為等待下一報文而發生阻塞時,其他流管道上的順序遞交不受影響。這實際上是吸收了UDP傳輸和TCP傳輸的優點,而克服了它們的缺點。
3 SCTP在工業以太網通信技術中的應用
隨著自動化領域的信息化不斷加深,工業以太網應用的廣度和深度不斷擴展。社會對關鍵基礎設施的依賴不斷加強,工業以太網在這些領域發揮越來越重要的作用。自動控制的應用向高精尖發展,工業控制方面的要求越來越高,在某些高危領域的應用甚至是極端苛刻的。而另一方面,工業以太網通信所處的環境將越來越多樣化、復雜化,受干擾和入侵攻擊的概率加大。因此,工業以太網通信要求有足夠的高實時性、高可靠性、抗干擾、抗網絡故障、抗截取、抗偽造性能,保證高質量的控制數據通信。
如前所述,現有的工業以太網方案還面臨著巨大的信息安全風險,下一代通用傳輸協議SCTP提供了一些UDP和TCP所不具備的新特性。用SCTP替換現有工業以太網協議中UDP和TCP,構建基于SCTP的工業以太網通信將更加有優勢,表現在以下幾個方面:
(1)利用SCTP偶聯的多宿主特性,在工業以太網的端點建立網絡級冗余方案,還可以采取不同的媒體通信手段,大幅度提高網絡的可靠性。
(2)多流控制能有效地減少通信延遲,這樣控制數據能夠通過單獨的流通道來傳遞,其他非控制數據流走其他的多個流通道,這樣控制數據不會被其他通信阻塞,從而獲得更好的實時性能。另外,接收端發現發生數據丟失時,通過SACK機制SCTP直接給發送端反饋要求重傳的消息序號,并且支持無序遞交,有利于快速重傳。
(3)增加的安全機制有助于工業以太網抵御synflood和匿名攻擊。
基于SCTP的工業以太網通信是可行性的,因為:
首先,SCTP和TCP,UDP一樣是基于IP的通用傳輸層協議,而且更加先進。以太網解決方案SCTP協議已經成為IETF的正式標準,已經有部分計算機操作系統提供SCTP的支持,在電信行業,NGN中關鍵的Sigtran協議棧正是基于SCTP傳輸層協議的,這些足以證明SCTP協議本身的成熟性。
其次,具體到工業以太網而言,涉及到的端設備包括控制器的以太網模塊、工控機板卡、OPC軟件、HMI軟件等,只需要對它們進行改造,將原本基于UDP和TCP的通信協議和服務應用實現轉到基于SCTP上來即可。因為網絡的通信對于控制網絡的應用而言是透明的,因此,這種升級和改變帶來了通信服務質量的提升,而對于控制業務本身沒有任何影響。
最后,由于基于SCTP的工業以太網只是對原有工業以太網協議的變化,因此,不會帶來巨大成本壓力。
4 結語
綜上所述,SCTP作為新一代基于IP層的通用傳輸協議,更能滿足工業以太網通信的需要。但是,還應該認識到將SCTP應用到工業以太網通信中并不能解決目前面臨的所有信息安全問題,其他的一些針對SCTP的建議,諸如在SCTP通信中應用ESP,IPSEC等技術手段保證通信數據的機密性和完整性等,還需針對工業以太網的實際情況做進一步的分析和研究工作。盡管如此,隨著研究的深入和業界的探索,SCTP一定會應用于工業以太網絡,更好地提升自動化的信息安全。
- 第 1 頁:SCTP在工業以太網通信技術中的應用
- 第 2 頁:SCTP的新特性具體介紹
本文導航
非常好我支持^.^
(0) 0%
不好我反對
(0) 0%
相關閱讀:
- [移動通信] 5G 3GPP全球頻譜介紹 2023-10-24
- [電子說] 華為辟謠將發射萬枚低軌衛星 難道要華為去學馬斯克搞星鏈? 2023-10-24
- [電子說] 6g需要衛星嗎?6g需要多少衛星? 2023-10-24
- [電子說] STM32速成筆記(14)—CAN通信 2023-10-24
- [電子說] 以技術創新推動產業進步丨納特通信參加2023杭州電磁技術及產業創新大會 2023-10-24
- [電子說] 遠程IO模塊物聯網應用提高工業自動化生產效率 2023-10-24
- [通信網絡] 移遠通信5G RedCap模組拿下首個中國移動5G物聯網開放實驗室5G及輕量化產品能力 2023-10-24
- [電子說] 移遠通信5G RedCap模組拿下首個中國移動5G物聯網開放實驗室5G及輕量化產品能力 2023-10-24
( 發表人:Spring )