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SCPS协议

一、背景资料

北京时间2013年12月2日凌晨2点17分，我国“长征三号乙”

运载火箭在西昌卫星发射中心发射成功，将中国探月工程二期的嫦娥

三号月球探测器成功送入太空。嫦娥三号成功发射开启我国航天事业

新篇章。经过几十年的努力，我们国家在航天事业的发展方面取得了

令国人骄傲、世界瞩目的成就，建成了比较完整的航天科技工业体系。

通信卫星、导航卫星、遥感卫星、北斗导航系统在海洋、气象、资源、

环境等监测上发挥越来越重要的作用。初步建成了覆盖行星际的深空

探测通信网。

空间探索的深入发展迫切要求与之适应的空间通信网络的构建，

天地一体化网络成为未来网络发展的重要趋势。与传统的地面

Internet网络不同，空间通信网络是涵盖卫星、航天器、空间站以

及各类探测传感器等通信载体与地面网络融合的复杂的一体化异构

型网络。空间通信网络由于空间环境的限制，存在着传播延时长、误

码率高、带宽不对称、连接不能持续性、网络拓扑结构动态变化等特

点。

二、SCPS协议分析

SCPS协议簇包含网络协议(SCPS-NP)、安全协议(SCPS-SP)传输

协议(SCPS-TP)以及文件协议(SCPS-FP)。SCPS是以TCP/IP协议为模

型的。

(一)SCPS-NP

SCPS-NP(SCPSNetworkProtocol)提供非常简洁灵活的终端地址

与组地址表示方法,提供数据报的优先级操作机制和每包路由控制

机制。与IPv4的20字节报头相比,SCPS-NP的报头仅仅包含数据

报提供服务所需要的域,最小报头只有4个字节,大大节省了比特开

销,降低了资源需求。此外,SCPS-NP提供了可选择的路由方案与灵活

的路由表维护方案，对空间网络动态拓扑的特点具有良好的适应性。

SCPS-NP主要的不足在于不支持与IPv4或者IPv6的互操作。若要将

网络层基于SCPS-NP的网络与基于IPv4或者IPv6的网络互联,需要

将SCPS-NP头转换为IPv4或者IPv6。然而这种转换必然会损失

SCPS-NP的部分功能。

SCPS-NP与IP的不同之处还包含:

➢SCPS-NP支持最大的数据报长度为8196字节,却不允许分

段;

➢SCPS-NP支持16个独立与服务类型(TOS)的优

先级;

➢SCPS-NP支持最多16种传输协议;

➢SCPS-NP的ICMP版本SCMP除了继承ICMP路由选择、传送差

错报告和控制信息功能之外，还支持连接中断、拥塞或者误

码信息相关信令，前提是这些信息可以从链路层获取到。

(二)SCPS-SP

SCPS-SP(SCPSSecurityProtocol)为空间网络数据传输提供了

可选的端到端保护。SCSP-S是SCSP协议簇中唯一涉及安全保障的协

议,提供数据完整性检查、机密性机制、身份认证和接入控制服务，

以防止数据受到攻击。

SCPS-SP与IPSec主要不同之处在于:

➢SCPS-SP只引入2字节开销,而IPSec需要10字节;

➢SCPS-SP对每一对通信地址只允许各自有一个激活的安全关

联，而IPSec允许多个同时存在的安全关联;

➢SCSP-SP不提供抗重传攻击的保护措施,而是由上层的S

CPS-TP的序列号提供;

➢处于网络层的SCPS-SP是空间通信协议中唯一提供安全服务

的协议，而Internet在不同层具有不同的安全协议。

(三)SCPS-TP

SCPS-TP为空间通信网络提供端到端的数据传输。SCPS-TP根据

可靠性要求,将传输服务区分为3类:完全可靠,针对上行指令、

程序重注和下行压缩数据的传输；最大可靠，针对下型遥测和图像数

据传输；最小可靠，支持组。SCSP-TP支持基于优先级的处理，支持

无连接多播，支持面向数据包的应用。

SCPS-TP通过将扩展选项的形式置于带有SYN字段的TCP报头可