简介

之前我们讲到了SCTP流控制传输协议位于七层网络协议的传输层，和TCP、UDP同级。SCTP是以消息为导向的，所有的SCTP消息包都是为这个目标服务的。

具体而言，每个SCTP packet都有一个12bytes的package头和接下来的N个data chunks，如下所示：

本文将会深入带领大家了解SCTP packet中各个部分的含义和分类。

packet头

所有的SCTP packet都需要这个packet头。所以这个packet头也叫做Common header。

从上面的图中可以看到，common header有4个部分组成，分别是源端口号，目标端口号，验证tag，和校验位Checksum。

源和目标的端口号都很好理解了。

这里的验证tag其实一个唯一标记，它是一个32bits的随机值，通常在建立连接的时候创建，用来区分之前的packet。

checksum是一个校验位，SCTP中最开始使用的算法是Adler-32，但是在RFC 3309中，这个算法被修改为CRC32c。

Chunks

packet后面跟着就是Chunks，一个chunk表示一个数据块，每个chunk都有共同的结构，分别是Chunk type,Chunk flags,Chunk length和Chunk data组成。

其中Chunk type是由IETF定义的8 bits的值。Chunk flags也是8 bits，它的值是和chunk type相关联的。

Chunk length是一个16bits的无符号整数，表示整个chunk的长度信息。

Chunk data是真实的chunk数据，它跟Chunk type也是相关联的。

另外，Chunk length一定是4 bytes的倍数，如果不足的话，chunk需要用0补齐。

Chunk Data虽然从名字上看是data，但是根据chunk type的不同，chunk data里面还可以包含参数信息，这里的参数有两种类型，分别是固定参数和可选参数。

参数的结构如下所示：

SCTP中chunk的类型是由RFC 2960定义的。 因为Chunk type占8个bits，可以表示0-255总共256个值。下面是RFC 2960中的定义：

ID值	Chunk类型
0	Payload Data (DATA)
1	Initiation (INIT)
2	Initiation Acknowledgement (INIT ACK)
3	Selective Acknowledgement (SACK)
4	Heartbeat Request (HEARTBEAT)
5	Heartbeat Acknowledgement (HEARTBEAT ACK)
6	Abort (ABORT)
7	Shutdown (SHUTDOWN)
8	Shutdown Acknowledgement (SHUTDOWN ACK)
9	Operation Error (ERROR)
10	State Cookie (COOKIE ECHO)
11	Cookie Acknowledgement (COOKIE ACK)
12	Reserved for Explicit Congestion Notification Echo (ECNE)
13	Reserved for Congestion Window Reduced (CWR)
14	Shutdown Complete (SHUTDOWN COMPLETE)
15 to 62	available
63	reserved for IETF-defined Chunk Extensions
64 to 126	available
127	reserved for IETF-defined Chunk Extensions
128 to 190	available
191	reserved for IETF-defined Chunk Extensions
192 to 254	available
255	reserved for IETF-defined Chunk Extensions

因为数据类型比较多，接下来我们挑选一些比较有代表性的chunk类型进行讲解。

DATA chunk

DATA chunk应该是最为常用的chunk类型，它表示的是payload数据。

先来看下DATA chunk的数据结构：

对于DATA chunk来说，它的chunk type=0。

它的chunk flags有下面4个值：

I — 表示应该立刻返回SACK chunk。
U – 如果设置，表示这个数据是无序的，那么后面的流序列号是无效的。
B – 如果设置，表示的是beginning fragment。
E – 如果设置，表示的是end fragment。

TSN的全称是Transmission sequence number，是一个序列编号。当一个data数据特别大的时候，会将一个data拆分成为多个fragment,这些fragment是有一定顺序的，接收数据方可以按照sequence number将数据再进行组装起来。

Stream identifier表示的是这个DATA chunk所属的stream ID。

Stream sequence number表示的是这个消息在Stream中的sequence number。如果一个消息是被拆分成了多个fragment,那么这些fragment中的Stream sequence number是一样的。

Payload protocol identifier是特定于应用程序的协议标识符。这个标识符对于SCTP并没有用。 但是，使用协议的节点或者设备有可能会使用它。0表示未指定有效的协议标识。

最后就是真正的数据了。

当chunk flags设置为I的时候，表示是需要立即返回SACK chunk。那么什么是SACK chunk呢？

SACK chunk

SACK的全称是selective acknowledgment,也就是选择性确认消息。

先看下SACK chunk数据包的定义：

对于SACK来说,chunk type的值=3, 这个类型并没有Chunk flags,所以是空的。

Cumulative TSN ACK: 这个标记是和DATA chunk中的TSN相对应的。表示的是目前为止ack过的sequence numbers。如果DATA chunk中的sequence number大于这个值，则表示这个DATA chunk还没有被ack过。

为什么叫做Cumulative呢？这是因为SACK可以ack多个DATA chunk。

因为SACK可以ack多个TSN,不同的TSN可能ack了不同的位置，所以对于每个ack的TSN来说，都有一个Ack的start block和end block，也就是上面的Gap ACK block #N start和Gap ACK block #N end。

最后，SACK可能接收多个TSN,所以这里有个重复TSN的概念，这里叫做Duplicate TSN #X。

上面讲了DATA chunk和与他相对应的SACK chunk。

接下来我们讲一下初始化的INIT chunk和与他对应的INIT ACK chunk。

INIT chunk

INIT chunk是初始化请求的chunk,它的chunk type=1，我来看下他的具体格式定义：

这里我们主要看下INIT中的参数类型，以下是INIT chunk中的参数类型：

Parameter type = 5: 发送端所有的IPv4地址。

Parameter type = 6: 发送端所有的IPv6地址。

Parameter type = 9: 这是一个生命周期增量，接收者需要将它添加到默认cookie的生命周期中（以毫秒为单位）。

Parameter type = 11: 这个参数是在RFC 1123中定义的主机名。这个主机名并不是在SCTP中进行解析的。

Parameter type = 12: 这个参数列出了发送端支持的地址类型，比如(IPv4 = 5, IPv6 = 6, hostname = 11)

Parameter type = 32768: 这是一个保留的参数，后续使用。

INIT ACK chunk

INIT ACK chunk是对INIT ACK的回复，INIT ACK chunk比较简单，它的chunk type=2，并且只包含一个必须的参数:

Parameter type = 7 : 它的值是一个cookie,里面包含了重新创建传输控制块的最少信息，并使用发送者的私钥进行签名。

ERROR chunk

ERROR chunk非常重要，它表示的是请求异常信息。先来看下ERROR chunk的定义：

ERROR chunk支持很多个参数类型，不同的参数类型代表不同的错误。我们看下都有那些错误类型：

Parameter type = 1: 这参数表示发送者收到了不合法的stream-identifier。

Parameter type = 2: 这个参数表示发送者收到了一个缺失必要参数的INIT或者 INIT ACK。

Parameter type = 3: 表示收到一个有效的cookie，但是这个cookie已经过期了。

Parameter type = 4: 表示发送者的资源不足，通常和ABORT chunk一起使用。

Parameter type = 5: 表示发送者不能解析地址信息，通常是因为收到了不支持的address type, 一般和ABORT chunk一起使用。

Parameter type = 6: 表示收到了一个未知的chunk。

Parameter type = 7: 表示一个INIT 或者 INIT ACK中的必须参数中收到了非法值。

Parameter type = 8: 表示收到非法参数。

Parameter type = 9: 表示DATA chunk中不包含任何用户数据，通常和ABORT chunk一起使用。

Parameter type = 10: 表示发送者收到了COOKIE ECHO。

总结

以上我们只是介绍了SCTP中常用的packet的格式，当然SCTP中packet的格式远不止这些，如果大家在实际使用中用到了，可以查阅具体的资料。

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