SCTP在工業(yè)以太網(wǎng)通信技術中的應用研究
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(2)四次握手和采用Cookie的偶聯(lián)建立機制
偶聯(lián)的建立由SCTP用戶發(fā)起請求來啟動，啟動過程必須經(jīng)過init，init ack，cookie echo，cookie ack四次握手。其中的Cookie包含了創(chuàng)建偶聯(lián)時的所有狀態(tài)和參數(shù)信息，包括消息授權碼，Cookie創(chuàng)建的時間標記、狀態(tài)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(lián)中支持多數(shù)據(jù)流和避免擁塞
在一個SCTP的偶聯(lián)中可以包含若干用戶數(shù)據(jù)流，流的數(shù)量在偶聯(lián)建立時由SCTP用戶規(guī)定，不同的數(shù)據(jù)流在自己的流管道中傳輸，通過流號來區(qū)分。在接收端，SCTP把用戶數(shù)據(jù)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(fā)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?shù)膬?yōu)點，而克服了它們的缺點。
3 SCTP在工業(yè)以太網(wǎng)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(yè)以太網(wǎng)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(yè)以太網(wǎng)在這些領域發(fā)揮越來越重要的作用。自動控制的應用向高精尖發(fā)展，工業(yè)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(yè)以太網(wǎng)通信所處的環(huán)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(yè)以太網(wǎng)通信要求有足夠的高實時性、高可靠性、抗干擾、抗網(wǎng)絡故障、抗截取、抗偽造性能，保證高質(zhì)量的控制數(shù)據(jù)通信。
如前所述，現(xiàn)有的工業(yè)以太網(wǎng)方案還面臨著巨大的信息安全風險，下一代通用傳輸協(xié)議SCTP提供了一些UDP和TCP所不具備的新特性。用SCTP替換現(xiàn)有工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議中UDP和TCP，構建基于SCTP的工業(yè)以太網(wǎng)通信將更加有優(yōu)勢，表現(xiàn)在以下幾個方面：
(1)利用SCTP偶聯(lián)的多宿主特性，在工業(yè)以太網(wǎng)的端點建立網(wǎng)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(wǎng)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(shù)據(jù)能夠通過單獨的流通道來傳遞，其他非控制數(shù)據(jù)流走其他的多個流通道，這樣控制數(shù)據(jù)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(fā)現(xiàn)發(fā)生數(shù)據(jù)丟失時，通過SACK機制SCTP直接給發(fā)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(yè)以太網(wǎng)抵御synflood和匿名攻擊。
基于SCTP的工業(yè)以太網(wǎng)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(xié)議，而且更加先進。以太網(wǎng)解決方案SCTP協(xié)議已經(jīng)成為IETF的正式標準，已經(jīng)有部分計算機操作系統(tǒng)提供SCTP的支持，在電信行業(yè)，NGN中關鍵的Sigtran協(xié)議棧正是基于SCTP傳輸層協(xié)議的，這些足以證明SCTP協(xié)議本身的成熟性。
其次，具體到工業(yè)以太網(wǎng)而言，涉及到的端設備包括控制器的以太網(wǎng)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(xié)議和服務應用實現(xiàn)轉(zhuǎn)到基于SCTP上來即可。因為網(wǎng)絡的通信對于控制網(wǎng)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(zhì)量的提升，而對于控制業(yè)務本身沒有任何影響。
最后，由于基于SCTP的工業(yè)以太網(wǎng)只是對原有工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)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(xié)議，更能滿足工業(yè)以太網(wǎng)通信的需要。但是，還應該認識到將SCTP應用到工業(yè)以太網(wǎng)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(shù)據(jù)的機密性和完整性等，還需針對工業(yè)以太網(wǎng)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(yè)界的探索，SCTP一定會應用于工業(yè)以太網(wǎng)絡，更好地提升自動化的信息安全。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/156500.htm
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