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【摘要】长延时信道传输TCP/IP数据受信道时延特性影响，分组传输速度由延时决定，而不取决于信道速率，造成信道速率越高传输效率越低下的问题。采用IP协议加速器可以有效提高卫星信道传输速率，进而提高卫星信道利用效率。但是，加密IP数据将传输层数据作为一个整体进行处理，传统的加速方法无法适用于这种数据的加速传输。将经过加密的传输层数据作为一个整体，重新封装成标准TCP或UDP格式，使用相应的加速策略，判断加速与否，采用相应加速方法，加速数据传输，从而解决加密IP数据的加速问题。
【关键词】TCP/IP长延时信道加密重新封装
一、引言
TCP是一种TCP/IP协议族中的面向连接的可靠传输协议，数据传输的可靠性是TCP数据段的检措编码和确认机制实现，而卫星通信具有通信距离远，延时大的固有缺点，通过卫星链路传输TCP数据，一次往返所需时间长，导致在高带宽的信道条件下，信道利用率随着信道速率的提高而迅速降低，从而出现各种TCP加速方法，如TCP Spliting、TCP spoofing、selective ACK、增大TCP滑动窗口值、改善TCP慢启动特性等[1][2]，改变原有TCP传输路径或原TCP传输过程，从而提高传输效率。各种加速方法各有侧重，有各自的优势也有各自的缺陷。尤其在处理加密IP数据时，因为IP数据加密隐藏了TCP数据段格式，并加入了防止数据篡改机制，所有依靠TCP数据段格式加速或依靠改变TCP内容加速的方法在面对加密IP数据时均显得无能为力[3][4]。
二、加密TCP/IP协议分析
加密TCP/IP协议比较成熟的是IPsec和TSL/SSL两种，常用IPsec。IPsec有两种工作模式：传输模式和隧道模式，每一种模式有两种封装：AH封装和ESP封装，最常用的隧道模式ESP封装如图1所示。
三、IP加速器简介
一种典型的IP加速器，也叫性能增强代理PEP，其工作原理的必要条件是：IP加速器是根据TCP报头进行加速的，因此必须要能看见IP报中的TCP报头才能加速；同时，A、B两端加速器要实现加速，必须改变TCP原有的确认机制，即必须要修改部分TCP内容。所以要实现加速不但要TCP结构即TCP报头可见，而且要具有可更改性。
四、解决方法
IPSec加密IP数据包隐藏了TCP特性参数，利用TCP特性参数进行加速的TCP加速方法无法使用。同时由于IPsec VPN的广泛性，研究IPsec VPN穿过加速器具有重要意义。
很多研究机构提出了不少的方法，有的采用一种特殊的3DES的VPN模式，部分改善了卫星信道传输加密IP报文和IP加速器矛盾的问题；也有机构提出一种SLE（Selective Layer Encryption）技术，也部分提高了两者兼容工作的性能；还有部分研究表明，合理调整加速和加密位置也可以在部分环境解决这一矛盾，先加速再加密的方法也得到部分应用；有研究指出，采用特殊的VPN技术，保留基本完整的IP报头和TCP报头；很多人建议通过卫星信道的业务传输，采用应用层VPN技术（如SSL等），可以较好地解决矛盾[5][6][7]。这些方法都具有一定的局限性，适合于特定的应用环境，在目前技术条件下，还没有找到一种完善的解决方法。
五、一种可供选择的方法
参考文献
[1]郭伟. Spoofing技术在卫星链路TCP传输运用研究煤炭技术[J].煤炭技术，2010.11：146-147
[2]张亚生，彭华，谷聚娟.卫星TCP加速技术研究[J].无线电通信技术. 2010. 5：29-31
[3]叶青娣.卫星链路中TCP传输性能改进与仿真[J].现代电子技术，2010.11：51-54
[4]王健，王海涛.卫星通信网中TCP加速技术研究[J].科学技术与工程. 2009. 11：3148-3152
[5]梅松.一种新的采用TCP封装的IPSec广域网加速通信研究[J].计算机工程与科学. 2010. 7：4-7
[6] Y.Zhang.A Multilayer IP Security Protocol for TCP Performance Enhancement in Wireless Network.IEEE Journal on Selected Areas in Communication.2004.VOL.22.PP：767-776.
[7] Peter j Brown.VPN Over Satellite：More Than Viable[J].ViaSatellite.2007.3
[8] H.Fereidooni，A.Parichehreh，H，Taheri and etc.ML-IPSec+：An End to End Accelerated VPN for Satellite Links [J].IJCSNS International Journal of Computer Science and Network Security.2009.VOL.9 NO.1
【关键词】TCP/IP长延时信道加密重新封装
一、引言
TCP是一种TCP/IP协议族中的面向连接的可靠传输协议，数据传输的可靠性是TCP数据段的检措编码和确认机制实现，而卫星通信具有通信距离远，延时大的固有缺点，通过卫星链路传输TCP数据，一次往返所需时间长，导致在高带宽的信道条件下，信道利用率随着信道速率的提高而迅速降低，从而出现各种TCP加速方法，如TCP Spliting、TCP spoofing、selective ACK、增大TCP滑动窗口值、改善TCP慢启动特性等[1][2]，改变原有TCP传输路径或原TCP传输过程，从而提高传输效率。各种加速方法各有侧重，有各自的优势也有各自的缺陷。尤其在处理加密IP数据时，因为IP数据加密隐藏了TCP数据段格式，并加入了防止数据篡改机制，所有依靠TCP数据段格式加速或依靠改变TCP内容加速的方法在面对加密IP数据时均显得无能为力[3][4]。
二、加密TCP/IP协议分析
加密TCP/IP协议比较成熟的是IPsec和TSL/SSL两种，常用IPsec。IPsec有两种工作模式：传输模式和隧道模式，每一种模式有两种封装：AH封装和ESP封装，最常用的隧道模式ESP封装如图1所示。
三、IP加速器简介
一种典型的IP加速器，也叫性能增强代理PEP，其工作原理的必要条件是：IP加速器是根据TCP报头进行加速的，因此必须要能看见IP报中的TCP报头才能加速；同时，A、B两端加速器要实现加速，必须改变TCP原有的确认机制，即必须要修改部分TCP内容。所以要实现加速不但要TCP结构即TCP报头可见，而且要具有可更改性。
四、解决方法
IPSec加密IP数据包隐藏了TCP特性参数，利用TCP特性参数进行加速的TCP加速方法无法使用。同时由于IPsec VPN的广泛性，研究IPsec VPN穿过加速器具有重要意义。
很多研究机构提出了不少的方法，有的采用一种特殊的3DES的VPN模式，部分改善了卫星信道传输加密IP报文和IP加速器矛盾的问题；也有机构提出一种SLE（Selective Layer Encryption）技术，也部分提高了两者兼容工作的性能；还有部分研究表明，合理调整加速和加密位置也可以在部分环境解决这一矛盾，先加速再加密的方法也得到部分应用；有研究指出，采用特殊的VPN技术，保留基本完整的IP报头和TCP报头；很多人建议通过卫星信道的业务传输，采用应用层VPN技术（如SSL等），可以较好地解决矛盾[5][6][7]。这些方法都具有一定的局限性，适合于特定的应用环境，在目前技术条件下，还没有找到一种完善的解决方法。
五、一种可供选择的方法
参考文献
[1]郭伟. Spoofing技术在卫星链路TCP传输运用研究煤炭技术[J].煤炭技术，2010.11：146-147
[2]张亚生，彭华，谷聚娟.卫星TCP加速技术研究[J].无线电通信技术. 2010. 5：29-31
[3]叶青娣.卫星链路中TCP传输性能改进与仿真[J].现代电子技术，2010.11：51-54
[4]王健，王海涛.卫星通信网中TCP加速技术研究[J].科学技术与工程. 2009. 11：3148-3152
[5]梅松.一种新的采用TCP封装的IPSec广域网加速通信研究[J].计算机工程与科学. 2010. 7：4-7
[6] Y.Zhang.A Multilayer IP Security Protocol for TCP Performance Enhancement in Wireless Network.IEEE Journal on Selected Areas in Communication.2004.VOL.22.PP：767-776.
[7] Peter j Brown.VPN Over Satellite：More Than Viable[J].ViaSatellite.2007.3
[8] H.Fereidooni，A.Parichehreh，H，Taheri and etc.ML-IPSec+：An End to End Accelerated VPN for Satellite Links [J].IJCSNS International Journal of Computer Science and Network Security.2009.VOL.9 NO.1