WebRTC 使用RFC 4960中定义的流控制传输协议（SCTP）。SCTP 是一种传输层协议，旨在替代 TCP 或 UDP。对于 WebRTC，我们将 SCTP 用作在 DTLS 连接上运行的应用层协议。
SCTP 为你提供流，并且每个流都可以独立配置。WebRTC 数据通道只是基于流的简单抽象。有关持久性和顺序的设置会被直接传递到 SCTP Agent 中。
流控传输协议（SCTP）
SCTP 是 WebRTC 数据通道背后的真正动力。它提供了数据通道的以下所有功能：
- 多路复用
- 使用类似 TCP 的重传机制进行可靠传递
- 部分可靠性选项
- 避免拥塞
- 流量控制
为了理解 SCTP，我们将分三个部分进行探讨。我们的目标是，在本章之后，你将拥有足够的知识来自行调试和学习 SCTP 的详细信息。
SCTP概念
SCTP 协议功能很多。本节仅涵盖 WebRTC 使用的 SCTP 部分。 SCTP 中，WebRTC 不使用的功能包括多宿主（multi-homing）和路径选择。
经过 20 多年的发展，SCTP 变得难以完全掌握。
关联（Association）
关联是用于 SCTP 会话的术语。这是两个 SCTP Agent 在通信时共享的状态。
流
一个流是用户数据的一个双向序列。创建数据通道时，实际上只是在创建一个 SCTP 流。每个 SCTP 关联都包含一个流列表。可以为每个流配置不同的可靠性类型。
WebRTC 只允许你在创建流时进行配置，而 SCTP 实际上允许随时更改配置。
基于数据报
SCTP 将数据构造为数据报，而不是字节流。发送和接收数据就像是使用 UDP 而不是 TCP。 你无需添加任何额外的代码即可通过一个流传输多个文件。
SCTP 消息没有像 UDP 这样的大小限制。单个 SCTP 消息的大小可以达到几个 GB。
块（Chunks）
SCTP 协议由块组成。有许多不同类型的块。这些块用于所有通信。 用户数据，连接初始化，拥塞控制等，全部通过块完成。
每个 SCTP 数据包都包含一个块列表。因此，在一个 UDP 数据包中，你可以有多个块承载来自不同流的消息。
传输序列号
传输序列号（TSN）是 DATA 块的全局唯一标识符。DATA 块承载用户希望发送的所有消息。TSN 很重要，因为它可以帮助接收方确定数据包是否丢失或乱序。
如果接收方注意到缺少 TSN，则在数据完整获取之前，它不应将数据提供给用户。
流标识符
每个流都有一个唯一的标识符。当你创建带有显式 ID 的数据通道时，实际上是将其作为流标识符直接传递到 SCTP 中。如果你没有传递 ID，则会为你自动选择流标识符。
有效负载协议标识符
每个 DATA 块还具有一个有效负载协议标识符（PPID）。这用于唯一地标识正在交换的数据类型。 SCTP 具有许多 PPID，但是 WebRTC 仅使用以下五种：
WebRTC DCEP(50) – DCEP 消息。WebRTC String(51) – Datachannel 字符串消息。WebRTC Binary(53) – Datachannel 二进制消息。WebRTC String Empty(56) – 长度为 0 的 Datachannel 字符串消息。WebRTC Binary Empty(57) – 长度为 0 的 Datachannel 二进制消息。
SCTP协议
以下是 SCTP 协议使用的一些块。这不是一个详尽的演示。只提供了足够的结构让状态机运作起来。
每个块均以 type 字段开头。在块列表之前，还有一个头字段。
DATA 块
0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Type = 0 | Reserved|U|B|E| Length |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| TSN |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Stream Identifier | Stream Sequence Number |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Payload Protocol Identifier |
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/ User Data /
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DATA 块是交换所有用户数据的方式。下面是对 DATA 块更详细的说明，数据就是这样通过数据通道被发送的。
如果是无序数据包，则将 U 位设置为 1。我们可以忽略流序列号（Stream Sequence Number）。
B 和 E 是开始位和结束位。如果要发送的消息对于单个 DATA 块而言太大，则需要将其分片成多个 DATA 块发送。 SCTP 使用 比特位 B 和 E 以及序列号（TSN）来描述消息分包。
B=1,E=0– 用户消息的第一个分片。B=0,E=0– 用户消息的中间的分片。B=0,E=1– 用户消息的最后一个分片。B=1,E=1– 未分片的用户消息。
TSN 是 Transmission Sequence Number，一个 DATA chunk 的唯一标识符。它是一个递增的 32-bit 数，在达到最大值 4,294,967,295 之后，继续从 0 开始递增。
Stream Identifier（流标识符）是该数据所属流的唯一标识符。
Stream Sequence Number , 标识一个用户消息。它是一个递增的 16-bit 数，在 达到最大值 65535 之后，继续从 0 开始递增。 比特位 U 设置为 1 时，表示无序消息包，Stream Sequence Number 可以忽略。 比特位 U 设置为 0 时，表示有序消息包，该编号用于确定消息包的顺序。 与 TSN 类似，但是 Stream Sequence Number 以一个用户消息的粒度递增，TSN 以一个 Chunk 的粒度递增。
Payload Protocol Identifier（有效负载协议标识符）是流过此流的数据类型。对于 WebRTC 而言，它可能是 DCEP，String 或 Binary。
User Data（用户数据）就是你要发送的内容。通过 WebRTC Data Channel 发送的所有数据均通过 DATA 块传输。
INIT 块
0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Type = 1 | Chunk Flags | Chunk Length |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Initiate Tag |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Advertised Receiver Window Credit (a_rwnd) |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Number of Outbound Streams | Number of Inbound Streams |
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| Initial TSN |
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/ Optional/Variable-Length Parameters /
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INIT 块开始创建一个关联（association）的过程。
Initiate Tag（启动标签）用于生成 Cookie。Cookies 技术在中间人攻击和 DoS 保护中可能会被用到。在状态机章节中对它们进行了更详细的描述。
Advertised Receiver Window Credit（广播接收者窗口信用值）用于 SCTP 的拥塞控制。它传达了接收方已为此关联分配了多大的缓冲区。
Number of Outbound/Inbound Streams（出站 / 入站流的数量）通知该 Agent 支持多少个流。
Initial TSN（初始 TSN）是随机的 uint32，本地 TSN 以这个值开始计数。
Optional Parameters（可选参数）允许 SCTP 向协议引入新功能。
SACK 块
0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Type = 3 |Chunk Flags | Chunk Length |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Cumulative TSN Ack |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Advertised Receiver Window Credit (a_rwnd) |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Number of Gap Ack Blocks = N | Number of Duplicate TSNs = X |
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| Gap Ack Block #1 Start | Gap Ack Block #1 End |
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/ /
...
/ /
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Gap Ack Block #N Start | Gap Ack Block #N End |
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| Duplicate TSN 1 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
/ /
...
/ /
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| Duplicate TSN X |
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SACK（选择性确认）块是接收方通知发送方它已收到数据包信息的方式。在发送方获得针对 TSN 的 SACK 之前，它将重新发送有问题的 DATA 块。然而，SACK 的作用不只是更新 TSN 信息。
Cumulative TSN ACK（累积 TSN ACK）是已收到的最高 TSN。
Advertised Receiver Window Credit（广播接收者窗口信用值）是接收方的缓冲区大小。如果可用内存增加，接收方可以在会话期间更改此设置。
在 Cumulative TSN ACK（累积 TSN ACK）后面，是 Ack Blocks 的 TSN。 这个方法用来解决传送的数据包中有缺口的问题。假设我们收到了带有 TSN100,102,103 和 104 的 DATA 块。Cumulative TSN ACK 应该是 100，但可以使用 Ack Blocks 来告诉发送方不需要重新发送 102,103 或 104。
Duplicate TSN（重复 TSN）会通知发送方，它已经不止一次的接收了哪些 DATA 数据块。
HEARTBEAT 块
0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Type = 4 | Chunk Flags | Heartbeat Length |
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/ Heartbeat Information TLV (Variable-Length) /
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HEARTBEAT 块用于断言远端仍能响应。 当你不发送任何 DATA 数据块，且需要保持 NAT 映射打开时，这很有用。
ABORT 块
0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Type = 6 |Reserved |T| Length |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
/ /
Zero or more Error Causes
/ /
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
ABORT 块用于关联的突然关闭。当一侧进入错误状态时使用。正常结束连接使用 SHUTDOWN 块。
SHUTDOWN 块
0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Type = 7 | Chunk Flags | Length = 8 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Cumulative TSN Ack |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
SHUTDOWN 块将正常关闭 SCTP 关联。 每个 Agent 将其发送的最后一个 TSN 通知给远端。这样可以确保不会丢失任何数据包。（如果有资源仍在使用中的话，）WebRTC 不能正常关闭 SCTP 关联。你需要自行关闭所有数据通道。
Cumulative TSN ACK（累积 TSN ACK）是发送的最后一个 TSN。双方都知道在接收到此 TSN 对应的 DATA 块之前不要终止。
ERROR 块
0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Type = 9 | Chunk Flags | Length |
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/ One or more Error Causes /
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ERROR 块用于通知远端 SCTP Agent：本端发生了非致命错误。
FORWARD TSN 块
0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Type = 192 | Flags = 0x00 | Length = Variable |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| New Cumulative TSN |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Stream-1 | Stream Sequence-1 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
/
/
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Stream-N | Stream Sequence-N |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
FORWARD TSN 块将全局 TSN 向前移动。SCTP 这样做是为了允许跳过一些你不再关心的数据包。假设你发送了 10 11 12 13 14 15，这些数据包只有在它们全部到达后才有意义。而这些数据又对实时性很敏感，在这种情况下，如果数据收晚了，它们就没有用了。
如果你丢失了 12 和 13，则不需要再发送 14 和 15！ SCTP 使用 FORWARD TSN 块来实现这一点。它告诉接收方，14 和 15 将不再传递。
New Cumulative TSN（新的累积 TSN），是连接的新 TSN。此 TSN 之前的任何数据包都不会被保留。
Stream（流）和 Stream Sequence（流序列）用于将 Stream Sequence Number 的编号向前跳转。请参阅前面的 DATA 块以了解该字段的重要性。
状态机
这里是 SCTP 状态机中一些有趣的部分。WebRTC 并未使用 SCTP 状态机的所有功能，因此我们将没有用到的部分排除在外。我们还简化了一些组件，使它们更易于理解。
连接建立流程
INIT 和 INIT ACK 块用于交换 peer 的能力和配置。SCTP 在握手期间使用 cookie 来验证与之通信的 peer。 这是为了确保握手不会被拦截并防止 DoS 攻击。
INIT ACK 块包含 cookie。然后，使用 COOKIE ECHO 将 cookie 返回给其创建者。如果 cookie 验证成功，则发送 COOKIE ACK，并且准备交换 DATA 块。
连接关闭流程
SCTP 使用 SHUTDOWN 块。当 Agent 收到 SHUTDOWN 块时，它将等待直到收到请求的 Cumulative TSN ACK。这样，即使连接有损，用户也可以确保传送了所有数据。
Keep-Alive（保持活动）机制
SCTP 使用 HEARTBEAT REQUEST 和 HEARTBEAT ACK 块使连接保持活动状态。它们以固定间隔发送，间隔时间可配置。如果数据包尚未到达，SCTP 还会将指数回退。
HEARTBEAT 块还包含一个时间值。两个关联可以用此来计算两个 Agent 之间的数据传递时间。
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