SCTP - evaluating, improving and extending the protocol for broader deployment [Elektronische Ressource] / by Irene Rüngeler
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SCTP - evaluating, improving and extending the protocol for broader deployment [Elektronische Ressource] / by Irene Rüngeler

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Publié le 01 janvier 2009
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Langue English
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Exrait

SCTP
Evaluating, Improving and Extending the Protocol for Broader
Deployment
DISSERTATION
to obtain the academic grade
doctor rerum naturalium
(Dr. rer. nat.)
in Computer Science
Submitted to the
Faculty of Economics and Business Administration
Institute for Computer Science and Business Information Systems
University of Duisburg-Essen
by
Dipl.-Inform. Dipl.-Wirt.Inform. Irene Rung¨ eler
thborn on August 8 , 1955, in Kiel, Germany
Reviewers:
1. Prof. Dr.-Ing. Erwin P. Rathgeb
2. Prof. Dr. Bruno Mulle¨ r-Clostermann
stDate of Disputation: December 21 ,2009Abstract
The Stream Control Transmission Protocol (SCTP), originally designed for
the transport of signaling messages over IP based telephony signaling net-
works, is a general transport protocol with features suitable for a variety
of applications that can benefit from multihoming, multiple streams, or one
of SCTP’s numerous extensions. To date, SCTP has found its way into all
kernel implementations of UNIX derivatives and a Windows prototype, but
there are still flaws, which have to be identified and corrected.
In this thesis, first, a suite of tools consisting of an SCTP simulation and
testing environment is provided to lay the groundwork for further studies.
Starting from comparing and analyzing kernel implementations, several as-
pects of the protocol that lead to undesirable behavior are examined. Con-
gestion and flow control that are adopted from the Transmission Control
Protocol (TCP), although using the same mechanisms, need a special treat-
ment because of SCTP’s message orientation. The analysis of the SCTP
specific characteristics with the help of the simulation will finally result in
solutions that lead to a better performance.
The deployment of SCTP will be another concern that can be improved
by introducing a specific Network Address Translation (NAT) for SCTP.
Keywords:
SCTP, Simulation, Analysis, Deployment, NAT, Message orientation
iiiZusammenfassung
Das Stream Control Transmission Protocol (SCTP) wurde ursprung¨ lich fur¨
den Transport von Signalisierungsnachrichten ub¨ er IP basierte Netze kon-
zipiert. Inzwischen hat es sich jedoch zu einem allgemeinen Transport-
protokoll entwickelt, das einzigartige Eigenschaften besitzt. Daher ist es
besonders fur¨ Anwendungeninteressant, die von mehreren Netzwerkadressen
proVerbindung(Multihoming),mehrerenunabh¨angigenNachrichtenstro¨men
oder einer der zahlreichen Protokollerweiterungen profitieren k¨onnen. Mitt-
lerweilehatSCTPindieBetriebssystemkerneallerUNIX-Derivateundeines
Windows Prototyps Einzug gehalten, aber es gibt noch M¨angel, deren Ur-
sachen es zu entdecken und zu korrigieren gilt.
In dieser Dissertation wird zun¨achst eine Reihe von Werkzeugen bereit-
gestellt, um die Grundlage fur¨ weitere Untersuchungen zu schaffen. Aus-
gehend von der Analyse und dem Vergleich von Implementierungen im Sys-
temkernverschiedenerBetriebssystemewerdeneinigeAspektedesProtokolls
untersucht, die zu unerwuns¨ chtem Verhalten fuhr¨ en. Die Prinzipien der
¨Uberlast- und Flusskontrolle wurden vom stream-orientierten Transmission
Control Protocol (TCP) ub¨ ernommen und benutzen daher dieselben Mech-
anismen. SCTP als nachrichtenorientiertes Protokoll ben¨otigt jedoch eine
diesem Unterschied Rechnung tragende Implementierung der Algorithmen.
Die Analyse von SCTP-spezifischen Charakteristika mithilfe der Simulation
wird schließlich zu Lo¨sungen fuhr¨ en und zu einer Verbesserung des Durch-
satzes.
Ein weiteres Anliegen dieser Arbeit ist die Verbreitung von SCTP. Sie
kanndurchdieEinfuhr¨ ungeinerSCTP-spezifischenMethodezurUmsetzung
vonNetzwerkadressen(NetworkAddressTranslation(NAT))verbessertwer-
den.
Schlus¨ selw¨orter:
SCTP, Simulation, Analyse, Verbreitung, NAT, Nachrichtenorientierung
iiiIn Erinnerung an
Andreas,
meinen geliebten Mann.
vviAcknowledgment
This thesis is the result of my research work during my employment at the
DepartmentofElectricalEngineeringandComputerScienceatMuns¨ terUni-
versity of Applied Sciences. At this point, I want to express my acknowledg-
ment to everyone who has supported me during my research.
In particular, I want to thank Prof. Dr. Erwin P. Rathgeb for his will-
ingness to supervise this thesis and his invaluable comments on my written
works. My thanks also go to Prof. Dr. Bruno Mulle¨ r-Clostermann for the
review of this thesis.
I am very grateful to my advisor at Muns¨ ter University of Applied Sci-
ences, Prof. Dr. Michael Tux¨ en, for our long, interesting, and profitable
discussions. Through his expertise and his enthusiasm, he inspired me for
the topic.
Lastbutnotleast,IwanttothankProf.Dr.DorisDanziger,whobrought
up the idea to do a doctorate, and my family for their moral support.
viiviii