udp和tcp穿越对称型nat的新方法_早稻田大学论文

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1、UDP和TCP穿越对称型NAT的新方法_早稻田大学论文作者：YuanWei,DaisukeYamada,SuguruYoshida,ShigekiGotoABSTRACTThispaperproposesanewmethodforNetworkAddressTranslator(NAT)TraversalinUDP.SeveraltechniqueshavebeenproposedfortraversingNATorfirewallboxesinUDP.ThesetechniquescanestablishUDPcommunicat

2、ionbetweenhostsbehindNATs.However,existingNATtraversalmethods,includingUniversalPlugandPlay(UPnP),SimpleTraversalofUDPoverNATs(STUN)andTeredo,cannottraversesymmetricNATboxes.Ourmethodusesanewportprediction.ItcancontrolportstotraversesymmetricNATboxesaswellasotherkindso

3、fNATs.Inaddition,ournewmethodisbasedonanewUDPholepunchingtechnique.WehavetestednineworkingNATproductsinourlaboratory.TheresultsshowthatourmethodcanbepracticallyimplementedforsuccessfulNATtraversalforrealuse.KeywordsNATtraversal,SymmetricNAT,UDP,P2P,StatefulPacketInspec

4、tion,TCP概述本论文提出了一个UDP穿越NAT的新方法。目前已有几种UDP穿越NAT或者防火墙的方法，这些方法可以让两个在NAT后面的主机建立UDP通信，但是现有的穿越方法，包括通用即插即用（UPnP），UDP在NAT的简单穿越（STUN）和Teredo，都不能穿越对称型NAT。我们提出的方法使用了新的端口预测法。它通过预测NAT的端口来控制穿越包括对称型在内的几种NAT。这种方法基于一种新的UDP打洞技术。关键字NAT穿越，对称型NAT，DUP,P2P,状态包检查，TCP1.介绍一个网路地址转换器（NAT）就是一个广知的能在

5、Internet里重用IP地址的多功能工具。使用NAT，我们可以将私有IP地址转为公有IP地址。但是如果一个应用协议把一个IP地址作为IP包的一个载荷（payload）那可能会发生致命的问题，因为NAT只转换IP包头的IP，它不转换载荷里面的IP。包括VoIP在内基于IP的多媒体应用比如SIP[1]，H.323[2]和在线游戏都是其中的受害例子。有很多为解决这个问题而提出的提议。一些实时多媒体应用，在线游戏和其他一些应用使用标准技术实现了穿越了NAT，比如很多厂商采用的通用即插即用（UPnP）[3]，另一个常用的协议是UDP简单穿越

6、（STUN）[4]，它采用了单边自我地址固定（UNSAF）[5]。Teredo使用IPv6隧道在UDP/IPv4上实现了UNSAF机制[6]。但是这些提议不能完全解决问题因为它们都不能成功地应用在所有类型的NAT上。本论文提出了一个穿越NAT的新方法，可以应用在包括对称型NAT在内的所有类型的NAT上。对称型NAT一般应用在要求高通信安全的场合。比如，一个日本制造厂商在市面上有九款路由，其中最贵的就是带有对称型功能的NAT。对称型NAT一般作为路由安装在企业和作为高端路由安装在家居中。我们提出的新方法基于端口预测。它通过操作端口号来

7、成功穿越对称型NAT。我们进行了几个实验来评估我们新方法的性能。实验结果显示我们的方法是切实可行的，成功穿越了对称型NAT。并且，新方法可以加以扩展，开发出新的方法应用到TCP在NAT的穿越。第2部分描述了NAT的多种类型，第3部分调查了现有的NAT穿越法。我们的新方法在第4部分。第5部分显示了我们的试验结果，第6部分总结了该篇论文。2.NAT的种类STUN协议的研究里[4]，用全锥，限制锥，端口限制锥和对称型这些术语来描述不同的NAT类型。讨论这些NAT是指UDP应用，我们只在第4.4部分简单地提一下TCP应用。2.1全锥型NAT

8、全锥型NAT也叫一对一型NAT。一旦一个内部IP地址和端口号被分别地映射为某个外部IP地址和端口号，所有从这个内部IP地址和端口发出的包都会被映射为固定的外部IP地址和端口。并且任何外部主机都可以通过这个映射的外部地址发包给内部主机。