SCPS-TP与TCP的区别

最近在研究天基移动通信网络，进而了解到各国对空间信息网发展的态势各有不同，其中最领先的依旧是美国，这也是最先提出天地一体化网络的国家。空间网络与地面网络在很多方面存在差异。例如，空间网络相比地面网络存在很高的误码率，而且由于距离增加的原因使得传输存在高延迟。同时，卫星与地面的信息传输、星间信息传输存在间歇性，而连路中断会产生丢包的问题。由于在地面的带宽和空间的带宽不一致，因此在传输时存在上下带宽不一致的问题。其次，卫星上的计算能力和cpu处理能力有限，无法与地面的计算能力相比。

中国近些年对其也有一些研究，但并不深入，特别是各国所研究的空间通信网络所有的协议各有不同，目前最具有权威的当属于空间数据系统咨询委员会(CCSDS)于1999 年提出的一套空间通信协议——SCPS协议，也是目前主流的空间信息协议标准，它是以TCP/IP四层架构为基础。2006年CCSDS以蓝皮书的形式发布了SCPS协议栈的协议规范，包括有空间通信协议规范-网络协议(SCPS-NP)；空间通信协议规范-安全协议(SCPS-SP)；空间通信协议规范-传输协议(SCPS-TP)；空间通信协议规范-文件协议(SCPS-FP)。空间数据咨询委员会(CCSDS)借鉴了开放系统互联模型OSI/RM的分层设计思想，同时又借鉴TCP/IP协议体系结构简洁高效的优点。本文着重描述SCPS-TP与TCP/IP协议之间的区别。

TCP/IP协议使用了四种技术机制来实现端到端的可靠传输：窗口、序列号、重传定时器和确认(ACK)。传输的三个功能：流量控制、差错控制、拥塞控制。

在网络传输中，经常出现的问题主要有三种：间歇性连接、链路拥塞和恶化等问题导致丢包、高误码率、链路不对称、长延时。

一、丢包
--TCP是可靠传输，依靠三次握手建立联系，且TCP协议本身是保证传输的数据完整性不会丢数据的。如果通信中发现缺少数据或者丢包，那么，最大的可能在于程序发送的过程或者接收的过程出现问题。面对丢包问题（或者超时）问题，TCP中的重传是一个很重要的机制。
--在空间移动网络中，SCPS-TP要克服误码率高、延时大、噪声干扰以及信道不对称的问题。而造成丢包的现象主流的有三种情况：网络拥塞、链路恶化、链路中断。SCPS-TP 有两种机制用来确定数据分组丢失的原因：一是在协议中设置一个参数，它的值由网络管理信息数据库或基于路径的应用程序来设定；二是协议层间信令的传递。
针对网络拥塞，
二、高误码率
相比于TCP传输，SCPS-TP传输由于空间环境的影响，存在高误码率。现阶段处理告误码率的办法有两种：SNACK和压缩包头。
三、链路不对称
在空间网络中，上下链路的带宽不一致，从10:1到1000:1不等。为克服这一问题，人们对SCPS-TP协议进行了如下改进：速率控制、ACK传输频率减少、压缩包头。
四、长延时
为满足用户的各种使用目的，SCPS-TP协议中设置了可选择的可靠选项，如SNACK，以便用户高效完成任务。下面就聊一下SNACK。

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SCPS-TP协议就是根据TCP/IP协议进行的改进，随着对天基移动网络的深入了解，许多学者都对SCPS—TP做出了许多方面的改进，这些改进大体分为三种：

1.链路层差错控制减少卫星链路传输错误对TP的影响。如前向纠正FEC和自动重传请求ARQ,或两种方式的结合机制。

2.基于分割连接的解决方法，欺骗法和分裂法。（分裂法：TCP——TP——TCP）

3.端到端机制的增强和改进。如优化参数和加入一些可选的增强机制(针对大时延windows scale option)改善网络性能。

（待更新）