SCTP编程

1. 简介
SCTP是为了在IP网上传输信令而由IETF的信令传输工作组(SIGTRAN)提出的传输层协议（RFC2960，RFC4960）。 和TCP，UDP相比， UDP是无连接的传输协议,它能满足低延迟的要求,但是它却无法保证可靠传输。TCP能保证数据可靠传输,但是它也不能完全符合信令传输的要求;TCP套接字不支持多宿性;TCP是面向比特流的,将数据传输当作是没有结构的字节序列。

2. SCTP的基本概念

• 多宿性(multi-homing)

    多宿是指一个SCTP 端点可以通过多个IP地址到达,这样两个SCTP端点在建立了关联后,数据可以通过不    同的物理通路进行传送。也就是说，当一条通路坏掉后，可以通过另一条通路到达对端。

• 多流性(multi-streaming)

    由于采用多个流进行传输而且各个流相互独立，这样当一个流中的数据包需要重传，其他流中的数据可以    继续传输， 解决了在TCP单流中容易出现的队头阻塞现象（head-of-line).

• 安去机制

    CTP采用“四次握手”的连接建立方式和COOKIE机制消除了SYN攻击的威胁, Cookie机制设立的主要用意    是将状态信息存储在客户端或者网络上,而非服务器内存中,它的使用将服务器资源预留的时间推迟到了
    Cookie带回完整的鉴别信息后。这是一种简单有效的防御DoS攻击的方法。

3. SCTP编程

Linux内核从2.6已经支持SCTP协议栈了，而且也提供了套接口(socket), SCTP的套接口两类：一对一(类似TCP)和一对多(类似UDP)。

• 一对一

    然后客户端可以用connect()连接服务器, write(), read()读写，close()关闭套接口
    服务器端用bind()绑定端口，listen()监听，accept()接受连接，write()/read()读写，
    close()  关闭，这和普通TCP程序是相同的。

• 一对多

    一对多方式的SCTP编程和UDP类似，打开的是SCTP的有序分组接口：
    socket(AF_INET, SOCK_SEQPACKET, IPPROTO_SCTP)
    用的socket(), bin(), listen(), close()等函数和原来一样，但发送接收数据是用
    sctp_sendto()，sctp_sendmsg()和sctp_recvmsg()这些SCTP专用函数。

4. 例子

   为了使用方便使用SCTP的套接口，如下的文件需要安装：

    rpm -ivh lksctp-tools-1.0.7-1.i386.rpm

    可以用wget在下面download.
  
    客户端源代码(sctpclnt.c)：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/sctp.h>
#include <arpa/inet.h>
#include "common.h"

int main()
{
  int connSock, in, i, ret, flags;
  struct sockaddr_in servaddr;
  struct sctp_status status;
  struct sctp_sndrcvinfo sndrcvinfo;
  struct sctp_event_subscribe events;
  struct sctp_initmsg initmsg;
  char buffer[MAX_BUFFER+1];

  /* Create an SCTP TCP-Style Socket */
  connSock = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_SCTP );

  /* Specify that a maximum of 5 streams will be available per socket */
  memset( &initmsg, 0, sizeof(initmsg) );
  initmsg.sinit_num_ostreams = 5;
  initmsg.sinit_max_instreams = 5;
  initmsg.sinit_max_attempts = 4;
  ret = setsockopt( connSock, IPPROTO_SCTP, SCTP_INITMSG,
                     &initmsg, sizeof(initmsg) );

  /* Specify the peer endpoint to which we'll connect */
  bzero( (void *)&servaddr, sizeof(servaddr) );
  servaddr.sin_family = AF_INET;
  servaddr.sin_port = htons(MY_PORT_NUM);
  servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr( "127.0.0.1" );

  /* Connect to the server */
  ret = connect( connSock, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr) );

  /* Enable receipt of SCTP Snd/Rcv Data via sctp_recvmsg */
  memset( (void *)&events, 0, sizeof(events) );
  events.sctp_data_io_event = 1;
  ret = setsockopt( connSock, SOL_SCTP, SCTP_EVENTS,
                     (const void *)&events, sizeof(events) );

  /* Read and emit the status of the Socket (optional step) */
  in = sizeof(status);
  ret = getsockopt( connSock, SOL_SCTP, SCTP_STATUS,
                     (void *)&status, (socklen_t *)&in );

  printf("assoc id = %d\n", status.sstat_assoc_id );
  printf("state = %d\n", status.sstat_state );
  printf("instrms = %d\n", status.sstat_instrms );
  printf("outstrms = %d\n", status.sstat_outstrms );

  /* Expect two messages from the peer */

  for (i = 0 ; i < 2 ; i++) {

    in = sctp_recvmsg( connSock, (void *)buffer, sizeof(buffer),
                        (struct sockaddr *)NULL, 0, &sndrcvinfo, &flags );

    if (in > 0) {
      buffer[in] = 0;
      if (sndrcvinfo.sinfo_stream == LOCALTIME_STREAM) {
        printf("(Local) %s\n", buffer);
      } else if (sndrcvinfo.sinfo_stream == GMT_STREAM) {
        printf("(GMT ) %s\n", buffer);
      }
    }

  }

  /* Close our socket and exit */
  close(connSock);

  return 0;
}



服务器端源代码(sctpsrvr.c)：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/sctp.h>
#include "common.h"

int main()
{
  int listenSock, connSock, ret;
  struct sockaddr_in servaddr;
  struct sctp_initmsg initmsg;
  char buffer[MAX_BUFFER+1];
  time_t currentTime;

  /* Create SCTP TCP-Style Socket */
  listenSock = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_SCTP );

  /* Accept connections from any interface */
  bzero( (void *)&servaddr, sizeof(servaddr) );
  servaddr.sin_family = AF_INET;
  servaddr.sin_addr.s_addr = htonl( INADDR_ANY );
  servaddr.sin_port = htons(MY_PORT_NUM);

  ret = bind( listenSock, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr) );

  /* Specify that a maximum of 5 streams will be available per socket */
  memset( &initmsg, 0, sizeof(initmsg) );
  initmsg.sinit_num_ostreams = 5;
  initmsg.sinit_max_instreams = 5;
  initmsg.sinit_max_attempts = 4;
  ret = setsockopt( listenSock, IPPROTO_SCTP, SCTP_INITMSG,
                     &initmsg, sizeof(initmsg) );

  /* Place the server socket into the listening state */
  listen( listenSock, 5 );

  /* Server loop... */
  while( 1 ) {

    /* Await a new client connection */
    printf("Awaiting a new connection\n");
    connSock = accept( listenSock, (struct sockaddr *)NULL, (int *)NULL );

    /* New client socket has connected */

    /* Grab the current time */
    currentTime = time(NULL);

    /* Send local time on stream 0 (local time stream) */
    snprintf( buffer, MAX_BUFFER, "%s\n", ctime(&currentTime) );
    ret = sctp_sendmsg( connSock, (void *)buffer, (size_t)strlen(buffer),
                         NULL, 0, 0, 0, LOCALTIME_STREAM, 0, 0 );

    /* Send GMT on stream 1 (GMT stream) */
    snprintf( buffer, MAX_BUFFER, "%s\n", asctime( gmtime( &currentTime ) ) );
    ret = sctp_sendmsg( connSock, (void *)buffer, (size_t)strlen(buffer),
                         NULL, 0, 0, 0, GMT_STREAM, 0, 0 );

    /* Close the client connection */
    close( connSock );

  }

  return 0;
}


分别编译sctpclnt.c, sctpsrvr.c:

gcc -Wall -o sctpclnt sctpclnt.c -lsctp
gcc -Wall -o sctpsrvr sctpsrvr.c -lsctp

分别运行sctpsrvr和sctpclnt, 使用ethereal(wireshark)或者tcpdump来抓包。附件就是我抓的IP数据包。

文件:	example.pkt.gz
大小:	0KB
下载:	下载