实现流控制传输协议多归属特性的系统和方法

摘要

本发明涉及一种实现流控制传输协议SCTP多归属特性的系统和方法，该系统包括至少一集中转发组件和至少一SCTP组件，至少一所述SCTP组件通过所述集中转发组件实现对外通信。该方法包括以下步骤：A1.集中转发组件和SCTP组件分别建立转发表和分发表；A2.所述SCTP组件的分发引擎模块根据所述分发表将来自SCTP对外通信关联模块的数据通过转发接口发送到集中转发组件上的转发引擎模块；A3.转发引擎模块根据所述转发表将所述数据发送到对应的IP接口上实现对外通信。本发明提供了SCTP多归属特性，从而能与现有的第一类采用SCTP的系统实现可靠互通，提升了系统的组网能力；另外，本发明技术灵活，可扩展性强，系统版本升级方便，代价低。

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种实现流控制传输协议(StreamControl Transmission Protocol，SCTP)多归属特性的系统和方法。

背景技术

SCTP和TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)/UDP(UserDatagram Protocol，用户数据报协议)一样，同属于传输层协议，其结合了UDP报文传输(相对于TCP的字节流传输)和TCP可靠有序的传输特点，特别适用于电信领域，因为电信领域通常要求可靠的投递服务，又不希望上层为报文进行定界处理。

TCP/UDP通常使用一个四元组<Local Address(本地地址)，Local Port(本地端口)，Remote Address(目的地址)，Remote Port(目的端口)>来标识一个通信关联，而SCTP则将上述四元组中的Local Address和Remote Address延伸成Local Address List(本地地址列表)和Remote Address List(目的地址列表)，List中的地址通常对应不同的网络接口，从而也就可能对应不同的网络路由。缺省情况下，List中的某个地址被选为Primary Address(主地址)，协议栈通常使用Primary Address作为发送报文的目的地址，当Primary Address对应的路径不可用时(比如，对应的接口发生故障或者网络路由瘫痪)，List中的另一个地址将被选作为新的Primary Address，这个新的Primary Address将作为后续报文发送的目的地址。这就叫做SCTP多归属。

在实际应用中，采用SCTP的系统有以下两类。请参阅图1，为第一类系统的结构示意图，该系统包括一个或N个使用SCTP作为传输机制的组件(以下简称SCTP组件)，N为大于1的整数，每个SCTP组件拥有两个或者多个IP(InternetProtocol，网际协议)接口，提供IP组网能力，每个SCTP关联则可以利用这多个接口提供的多个IP来实现SCTP多归属的应用，以此来达到通信接口/路由备份的目的，从而提高了通信可靠性。

请参阅图2，为第二类系统的结构示意图，其与第一类系统的差异是每个SCTP组件只有单个IP接口，明显实现不了SCTP的多归属特性。第二类系统的设计一般对应两种情形：一种是多个SCTP组件之间是基于纯负荷分担的工作方式，单个SCTP组件的故障对系统影响不大，不采用主备设计；另一种是每个SCTP组件是基于主备关系，主备部件各提供一个IP接口，但任意时刻只有一个部件在提供服务(即只有一个IP接口可用)。

在实际应用过程中，上述现有的两类采用SCTP的系统无法很好地通过SCTP实现互通，如果第一类系统与第二类系统互通，则必然造成第一类系统的SCTP多归属特性不能使用，从而使其丧失了可靠性，在高可靠性应用(如电信)下是不允许的。比如，在3G(3rd Generation，第三代移动通信技术)分离架构下就有不同厂商的MGC(Media Gateway Controller，媒体网关控制器)和MGW(Media Gateway，媒体网关)是按这两种不同类型系统来实现的，结果导致承载H.248(即MGC和MGW之间的)协议的SCTP互通可靠性降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能与现有的第一类采用SCTP的系统可靠互通的实现SCTP多归属特性的系统和方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：提供一种实现流控制传输协议SCTP多归属特性的系统，该系统包括至少一集中转发组件和至少一SCTP组件，至少一所述SCTP组件通过所述集中转发组件实现对外通信。

所述集中转发组件进一步包括转发引擎模块和IP接口，该IP接口与所述SCTP组件之间的数据通过该转发引擎模块转发。

每个所述集中转发组件提供一个或者多个IP接口。

所述IP接口有一个或者多个IP地址。

所述SCTP组件进一步包括分发引擎模块和与其连接的转发接口，所述SCTP组件通过该转发接口与所述集中转发组件连接。

所述SCTP组件还包括与所述分发引擎模块连接的本地接口。

所述集中转发组件包括主用集中转发组件和备用集中转发组件。

所述SCTP组件是根据自身所管理的SCTP关联配置相关参数，所述集中转发组件是根据该配置来生成转发表。

所述转发引擎模块是根据集中转发组件生成的转发表来执行转发处理的。

所述SCTP关联相关参数的配置有以下方式：基于IP地址；基于传输层协议类型；基于传输层端口号；或基于IP地址、传输层协议类型和传输层端口号三者的组合。

当所述SCTP关联相关参数的配置是基于IP地址、传输层协议类型和传输层端口号三者的组合时，所述SCTP组件所用的IP地址、传输层协议类型、传输层端口号三元组存在差异。

所述SCTP组件是根据自身所管理的SCTP关联配置相关参数来生成分发表。

所述分发引擎模块是根据所述分发表来执行分发处理。

为解决上述另一技术问题，本发明所采用的技术方案是：提供一种实现SCTP多归属特性的方法，该方法包括以下步骤：

A1、集中转发组件和SCTP组件分别建立转发表和分发表；

A2、所述SCTP组件的分发引擎模块根据所述分发表将来自SCTP对外通信关联模块的数据通过转发接口发送到集中转发组件上的转发引擎模块；

A3、转发引擎模块根据所述转发表将所述数据发送到对应的IP接口上实现对外通信。

步骤A1所述的转发表和分发表是分别根据SCTP组件自身所管理的SCTP关联配置的相关参数来建立的。

所述SCTP关联相关参数的配置有以下方式：基于IP地址；基于传输层协议类型；基于传输层端口号；或基于IP地址、传输层协议类型和传输层端口号三者的组合。

当所述SCTP关联相关参数的配置是基于IP地址、传输层协议类型和传输层端口号三者的组合时，所述SCTP组件所用的IP地址、传输层协议类型、传输层端口号三元组存在差异。

为解决上述另一技术问题，本发明所采用的另一技术方案是：提供一种实现SCTP多归属特性的方法，该方法包括以下步骤：

B1、集中转发组件和SCTP组件分别建立转发表和分发表；

B2、所述集中转发组件的转发引擎模块根据所述转发表将来自对应的IP接口上的数据发送到转发接口；

B3、所述分发引擎模块根据所述分发表将来自转发接口的数据发送到相应的SCTP对外通信关联模块。

步骤B1所述的转发表和分发表是分别根据SCTP组件自身所管理的SCTP关联配置的相关参数来建立的。

所述SCTP关联相关参数的配置有以下方式：基于IP地址；基于传输层协议类型；基于传输层端口号；或基于IP地址、传输层协议类型和传输层端口号三者的组合。

当所述SCTP关联相关参数的配置是基于IP地址、传输层协议类型和传输层端口号三者的组合时，所述SCTP组件所用的IP地址、传输层协议类型、传输层端口号三元组存在差异。

本发明的有益效果是：由于本发明实现SCTP多归属特性的系统包括集中转发组件，因此提供了SCTP多归属特性，从而能与现有的第一类采用SCTP的系统实现可靠互通，提升了系统的组网能力；另外，本发明技术灵活，可扩展性强，系统版本升级方便，代价低。

附图说明

图1是现有的第一类系统的结构示意图。

图2是现有的第二类系统的结构示意图。

图3是本发明实现SCTP多归属特性的系统的结构示意图。

图4是本发明集中转发组件关联示意图。

图5是本发明实现SCTP多归属特性的系统关联的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图3，本发明实现SCTP多归属特性的系统是在现有的第二类系统中增加一对或者多对集中转发组件，提供IP组网下的集中转发功能(每个集中转发组件可以提供一个或者多个IP接口)，内部其它组件通过这些集中转发组件来实现对外通信，而SCTP组件既可选择通过集中转发组件实现对外通信，也可通过本地接口实现对外通信，甚至同时基于集中转发组件和本地接口实现对外通信。通常这种架构下的集中转发组件处理的流量都比较大，一般故障对系统影响比较大，所以采用主备关系的设计，即集中转发组件包括主用集中转发组件和备用集中转发组件(集中转发组件本身为主备关系，但实际上其接口可以工作在负荷分担模式下，而且接口之间的备份可以与组件本身的备份互相独立)，可以实现互为冗余的双平面组网，可靠性很高。

本发明的集中转发思路是基于IP地址、传输层协议类型(TCP/UDP/SCTP，等等)和传输层端口号的方式，可以基于IP地址(此时被转发组件(即需要通过集中转发组件实现对外通信的SCTP组件)要使用不同的IP地址范围)，可以基于传输层协议类型(此时被转发组件要使用不同的传输层协议类型)，也可以基于传输层端口号(此时被转发组件要使用不同的端口号范围)，最灵活的方式是同时基于IP地址、传输层协议类型和传输层端口号三者的组合(此时只要各被转发组件所用的<IP地址、传输层协议类型、传输层端口号>三元组存在差异即可)。请参阅图4，是本发明同时基于IP地址、传输层协议类型和传输层端口号为例的实现SCTP多归属特性的系统。具体描述如下：

集中转发组件对外提供1个或者多个IP接口，为IP接口1到IP接口N(N为大于1的整数)，每个IP接口上配置对应的IP地址，本发明所举的例子是每个IP接口上配置1个IP地址，其分别对应为IP1到IPN(实际上可以每个IP接口有一个或者多个IP地址)。

对于每个SCTP组件，针对其自身所管理的SCTP关联配置相关参数，本发明只关注本端IP地址和端口号(其它参数和不采用本发明的实现无差别)。假设：SCTP组件1配置了两个SCTP关联，分别为SCTP关联1和SCTP关联2，所使用的本地IP地址和端口号分别为<IP1，PORT1>和<IP1，PORT2>；SCTP组件2配置了一个SCTP关联，为SCTP关联1，所使用的本地IP地址和端口号为<IP1，PORT3>，…，SCTP组件L配置了一个SCTP关联，为SCTP关联1，所使用的本地IP地址和端口号为<IPK，PORTM>。

假设上述所有SCTP关联都被配置来利用集中转发组件i进行对外通信，则集中转发组件i会在内部生成转发表，其内容如下：来自SCTP组件1且源IP地址、传输层协议类型和端口号为<IP1，SCTP，PORT1>的数据转发到IP接口1，来自IP接口1且目的IP地址、传输层协议类型和端口号为<IP1，SCTP，PORT1>的数据转发到SCTP组件1；…；来自SCTP组件L且源IP地址、传输层协议类型和端口号为<IPK，SCTP，PORTM>的数据转发到IP接口K，来自IP接口K且目的IP地址、传输层协议类型和端口号为<IPK，SCTP，PORTM>的数据转发到SCTP组件L。集中转发组件上增加的转发引擎模块是实际的转发处理执行者，其完全根据上述生成的转发表来执行相关动作。

完成上述内容后，每个SCTP组件根据配置内容将相关的SCTP关联的出数据发送到集中转发组件上的转发引擎模块，并且正确识别映射来自转发引擎模块的数据到相关的SCTP关联。

请参阅图5对本发明作进一步修改的详细描述如下：

图5的集中转发组件与图4的集中转发组件内容一致：集中转发组件对外提供1个或者多个IP接口，为IP接口1到IP接口N(N为大于1的整数)，分别对应IP地址为IP1到IPN；被转发组件假设有本地接口(不是必须的)，其本地接口对应的IP地址为IPX(可以有多个本地接口，每个接口也不限制于1个IP地址)。

被转发组件为每个SCTP对外通信关联配置相关数据，本发明相关的数据如下：SCTP关联1使用的本地IP地址和端口号为<IP1，PORT1>；SCTP关联2使用的本地IP地址和端口号为<IP1，PORT2>；SCTP关联3使用的本地IP地址和端口号为<IPX，PORT3>，…，还可以有一些其它的SCTP对外通信关联，此例子中忽略。

根据上述的配置内容，被转发组件在内部生成一个分发表，其内容如下：本地IP地址、传输层协议类型和端口号为<IP1，SCTP，PORT1>的数据经过转发接口路由；本地IP地址、传输层协议类型和端口号为<IP1，SCTP，PORT2>的数据经过转发接口路由；本地IP地址、传输层协议类型和端口号为<IPX，SCTP，PORT3>的数据经过本地接口路由。

被转发组件增加一个分发引擎模块，处于转发接口、本地接口和每个SCTP对外通信关联模块之间。每个SCTP对外通信关联模块经由分发引擎模块分发数据。分发引擎模块将来自SCTP对外通信关联模块的数据根据分发表分发到相应的转发接口或本地接口，而将来自转发接口或本地接口的数据根据分发表分发到相应SCTP对外通信关联模块上。

被转发组件上新增转发接口，其负责与集中转发组件接口，具体的通信格式可以根据系统的实际进行自行设定——不影响本发明的技术实施，比如，可直接采用GE(G比特以太网)帧的格式。

SCTP组件主要包括两部分内容：一是SCTP协议栈本身，一是上层应用(即SCTP协议栈的用户)。对于SCTP协议栈，一般以独立的通用模块的方式加以实现，多归属相关的状态机制已经内置，不需要再做任何的附加工作(如果没有，则需要对协议栈进行修改，按标准SCTP协议要求实现即可，对本发明的技术实施不存在影响)。对于上层应用，在SCTP多归属特性所要调整的内容，主要是原来对每个关联，只需要管理单个IP地址，现在需要维护多个IP地址，即为每个SCTP关联配置多个本地地址(对端地址是配置多个还是通过建立过程协商出多个，此处不做具体要求，不影响本发明的技术实施)，并通过上层应用和协议栈之间的接口(此接口也可根据实际需要灵活制定，不影响本发明的技术实施)提供给协议栈进行链路操作。这些地址可以全部位于本地接口，也可以全部位于转发接口，也可以是两者接口的任意组合。通常，不同的IP地址选择位于不同的接口，在物理冗余方面会具有更好的表现，但本发明不做此限制，此时系统整体对外仍能表现出SCTP多归属的特性。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。