4种利用turn穿越对称型nat方案的设计与实现

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1、华中科技大学硕士学位论文一种利用TURN穿越对称型NAT方案的设计与实现姓名：闵江申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：杜旭20080528华中科技大学硕士学位论文摘要为了在IPv6广泛投入使用之前缓解IPv4地址空间短缺的问题，NAT技术被提出。一些标准的应用协议和通用标准协议，同NAT配合工作得很好。然而有些服务依赖于端到端的数据包，例如SIP消息体中包含后继的RTP媒体流互通所需要的IP以及端口信息，这样就会使得使用SIP作为信令传输的网络应用程序在经过NAT后无法正常工作。因此，对于NAT的穿越

2、是迫切需要解决的问题。而现有的几种穿越方式都有其局限性。如ALG方式要求现有的NAT设备需升级支持相应协议，STUN则无法穿越对称型NAT。关于对称型NAT的穿越，业界既无标准协议可循也没有成熟的技术可供参考，这使得对对称型NAT的穿越，成为当今的一个难点。本文针对在IP上承载语音和视频的协议的控制通道/媒体通道无法穿越对称NAT与公网进行互通的问题，设计并完成对称NAT的一种穿越方式，主要使用TURN技术。利用TURN服务器的中转，TURN客户端穿越对称NAT，与外部主机进行正常通信。另外，本文更提出了一种将S

3、TUN方式与TURN方式相结合的NAT穿越方案，既解决了所有类型NAT（包括对称型NAT）的穿越问题，又降低了TURN服务器的负荷，同时也无需NAT的任何修改。与传统穿越技术相比，其最大的特点是不仅可以穿越一般类型的NAT，而且可以穿越安全系数很高的对称性的NAT。该方案已成功应用于基于嵌入式Linux平台的VoIP网关中。关键词：网络地址转换;对称型NAT;TURN;基于IP的语音;会话初始协议I华中科技大学硕士学位论文AbstractInordertoresolvetheproblemoftheshortag

4、eofIPv4addressesbeforeIPv6widelyused,NATtechnologyhasbeenproposed.SomestandardapplicationprotocolsworkwellwithNAT.However,someend-to-endservicesrelyondatapackets,suchasSIPinwhichthemessagebodycontainstheIPandportinformationneededbythefollowingRTPmediastream.T

5、hiswillcausethenetworkapplicationprogramsusingSIPasthesignalingnottoworkproperly.Therefore,theNATtraversingproblemistheonewhichneedstobesolvedurgently.ThereexistsseveralNATtraversingmethods,buteachhasitslimitation.Forexample,ALGrequiresthattheexistingNATequip

6、mentsmustsupportthecorrespondingsoftwareupdate.TheSTUNmethodcannottraversesymmetricNAT.ForthetraversingofsymmetricNAT,thereareneitherstandardprotocolsnormaturetechnologies.ThismakesthetraversingofsymmetricNATtobeadifficulttoday.Thecontrol/mediachannelcarrying

7、voice/videoprotocolsbasedonIPfacesthechallengeintraversingsymmetricNAT.Thisissuedealswiththisproblem,andintroducesaTURNbasedsolution.TheTURNclienttraversesthroughtheNATtocommunicatewithexternalhostbytheforwardingofTURNserver.WiththecombinationofSTUN,thisschem

8、ecannotonlytraversealltypesofNAT,butalsoreducetheloadofTURNserver.Besides,itdosenotneedanymodificationoftheNATs.Comparedwiththetraditionaltraversingmethods,itsgreatestfeatureisthatitcanno