Trong giao thức TCP thì các thách thức trong mạng MANET đều gặp phải ở tất cả các tầng bên dƣới tầng giao vận trong mô hình OSI [24]. Tại tầng vật lý, yếu tố nhiễu và ―mờ‖ (fading) là nguyên nhân chủ yếu gây ra các lỗi bit và mất gói tin. Giao thức TCP ban đầu đƣợc đƣợc thiết kế cho mạng có dây, kiến trúc tránh tắc nghẽn không xem xét các lỗi liên kết có thể là lỗi hoặc mất gói tin, thay vào đó nó sẽ coi là tắc nghẽn [23], điều này có thể làm giảm đáng kể hiệu năng của TCP trong mạng không dây khi TCP không cần thiết phải gọi cơ chế kiểm soát tắc nghẽn.
Trong mạng MANET tín hiệu của các nút sẽ đƣợc truyền đi theo tất cả mọi hƣớng và nó có thể bị nhiễu do các nút khác cùng truyền trong vùng phủ sóng của nó. Trong mô hình mạng đa bƣớc nói chung và mang MANET nói riêng giao thức tại IEEE 802.11 tại tầng MAC không thể ngăn chặn đƣợc hiện tƣợng nhiễu này [16], tƣợng tự các vấn đề nút ẩn, nút hiện cũng sẽ làm tăng độ trễ của đƣờng truyền trong mạng đa bƣớc. Độ trễ này đƣợc thể hiện bằng tổng số gói tin không đƣợc biên nhận giữa bên gửi và bên nhận bao gồm tất cả các gói tin trong hàng đợi và các gói tin đang trên đƣờng truyền [16].
Khi bắt đầu có hiện tƣợng mất dữ liệu hoặc hàng đợi bị đầy thì với TCP sẽ phản ứng lại bằng cách giảm tốc độ gửi dữ liệu đi. Hình bên dƣới sẽ mô tả các quá trình khi bắt đầu xảy ra xung đột trong mạng không dây áp dụng với giao thức TCP.
Hình 13: Quá trình xảy ra xung đột trong mạng không dây của giao thức TCP
Khi hàng đợi bị đầy và xảy ra tƣơng tranh ở tầng MAC (Bƣớc A và B) các gói tin bị mất sẽ đƣợc coi nhƣ là định tuyến lỗi (bƣớc C), ở đây sẽ có sự nhầm lẫn với định tuyến lỗi, các thực thể định tuyến sẽ thực hiện quá trình khắc phục bằng cách gửi đi các bản tin báo lỗi, cập nhật và thiết lập lại bảng định tuyến (bƣớc D) [16]. Quá trình khôi phục tạo ra thông lƣợng tại điểm tắc nghẽn (bƣớc E). Khi vấn đề tắc nghẽn chƣa đƣợc giải quyết, mất mát dữ liệu tại tầng MAC tiếp tục xảy ra (bƣớc B). Trong khi đang giải quyết vấn đề định tuyến lỗi thì kết nối TCP sẽ bị ngắt (bƣớc F) sau đó xảy ra timeout (bƣớc G). Do vậy sẽ không có một gói tin bên ngoài nào đƣợc đƣa vào mạng trong suốt quá trình này, hiện tƣợng quá tải mạng (network overload) sẽ đƣợc giảm, định tuyến và và chức năng của tầng MAC sẽ đƣợc khôi phục. Tuy nhiên, sau khoảng thời gian timeout TCP sẽ khởi động lại (trong bƣớc H) và hiện tƣợng quá tải mạng sẽ có thể tiếp tục xảy ra.
Từ hình trên chúng ta thấy rằng không có việc chia sẻ thông tin giữa tầng transport và các giao thức định tuyến bên dƣới. Thông thƣờng TCP sẽ cố gắng truyền với băng thông cao nhất có thể. Tầng MAC và các giao thức định tuyến sẽ bị mất các thông tin về tài nguyên mạng ở những thời điểm cần thiết nhất, hành vi ―tham lam‖ của TCP sẽ gây nên sự bất ổn nghiêm trọng trong toàn bộ mạng lƣới và kết quả là hiệu năng trong mạng
sẽ bị giảm theo. Trong hình trên chỉ tại bƣớc A và H là giao thức TCP có đƣợc chất lƣợng kết nối giữa điểm đầu và điểm cuối. Toàn bộ vòng lặp (Bƣớc B, C, D, E) là tự duy trì và nỗ lực phục hồi định tuyến bị gây ra do các liên kết bị lỗi. Với một mạng đầu - cuối (end- to-end) khi mà khoảng cách dài thì có thể có nhiều điểm liên kết bị lỗi và toàn bộ đƣờng truyền có thể sẽ không dễ dàng đƣợc khôi phục trong một khoảng thời gian nhất định. Khi mà các vòng lặp bên trong lặp lại, hệ thống mạng sẽ không đƣợc duy trì ổn định trừ khi có một hành động thích hợp đƣợc thực hiện.
Vòng lặp tại các bƣớc B, C, D, E có thể xảy ra do một số nguyên nhân và trong một khoảng thời gian ngắn, tuy nhiên sau mỗi khoảng thời gian timeout thì giao thức TCP sẽ khởi động lại và giảm thông lƣợng truyền đi theo cấp số mũ, việc giảm này sẽ làm sụt giảm thông lƣợng rất nhanh trong mạng. Trong nhiều trƣờng hợp việc giảm này là chƣa cần thiết.
Ngoài ra, đã có nhiều thí nghiệm chứng minh rằng hiệu năng của mạng MANET sẽ giảm khi số hop tăng lên [2][3] lý do của vấn đề này đó là quy tắc của truyền thông trong mạng không dây chỉ 2 nút có thể truyền dữ liệu tại một thời điểm. Trong mạng Wireless Ad hoc Network với mô hình kết nối chuỗi (chain) thì băng thông của toàn mạng sẽ nằm trong khoảng từ 1/7 đến 1/4 băng thông của kênh truyền[28].
Giao thức SCTP đƣợc thừa kế lại cơ chế điều kiển luồng và kiểm soát tắc nghẽn của TCP [18] do vậy, các vấn đề mà TCP đang gặp phải trong quá trình kiểm soát tắc nghẽn trong mạng không dây[22] thì SCTP cũng gặp phải tƣơng tự. Ngoài ra, quá trình điều kiển tắc nghẽn trong SCTP sẽ đƣợc áp dụng cho toàn bộ kết nối (Association) chứ không phải theo từng luồng (stream) và SCTP sẽ duy trì tham số cwnd cho mỗi địa chỉ đích trong ngữ cảnh Multi-homing [20].
Đã có khá nhiều công trình nghiên cứu để so sánh hiệu năng của TCP và SCTP trong mạng MANET đã chỉ ra rằng hiệu năng của TCP và SCTP là tƣơng đƣơng nhau, trong một số trƣờng hợp hiệu năng của TCP cao hơn SCTP trong mạng MANET [21]. Trong khi đó giao thức SCTP là ổn định và có hiệu năng cao hơn giao thức UDP khi chạy cùng một mô hình kết nối trong mạng MANET[15]. Với TCP và UDP đã có nhiều phƣơng phƣơng pháp tiếp cận để cải thiện hiệu năng của giao thức trong mang MANET[23], trong đó cách tiếp cận liên tầng (cross-layer) đang đƣợc sử dụng khá phổ biến và thu đƣợc các kết quả rất khả thi do vậy trong phần tiếp theo luận văn cũng sẽ sử
dụng cách tiếp cận này để áp dụng vào giao thức SCTP trong mạng MANET nhằm mục đích nâng cao hiệu năng của giao thức SCTP trong mạng MANET.