NAT穿越技术研究与实现

发布时间：2023-03-19 16:26

　　NAT设备的出现有效的缓解了IPv4地址不足的问题，但同时限制了很多端对端通信应用的使用。目前由于NAT设备的复杂性以及最新STUN协议的出现，造成了很多早期穿越方案不再适用，而且只要NAT的类型没有标准化，就很难有通用的NAT穿越技术。因此，如何更有效地穿越现有的NAT设备是一个具有重要实用意义的课题。 论文首先阐述NAT穿越的研究现状，并概述了TCP的NAT穿越相关关键技术。在此基础上，基于最新的STUN协议，采用TCP打洞技术，提出了新的NAT类型分类下适应不同场景的TCP的NAT穿越技术及解决方案。针对端点相关映射可预测的NAT，论文提出了基于端口预测的TCP穿越技术，可避免使用效率较低的TURN技术；针对不可预测的NAT类型，论文提出了一种端口猜想方法解决其TCP的穿越。论文还针对通信双方位于同一NAT后的场景，提出了自动检测感知的私网地址直接通信方法，避免了通常NAT采用的环回穿接（hairpin）的方法，提高了网络连接效率，同时支持无环回穿接功能的NAT设备的应用。 论文进一步研究SIP协议的NAT穿越问题，从SIP信令流和媒体流两个层面分别进行研究，提出了可适应新的NA...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 课题背景
    1.2 课题现状
    1.3 论文主要内容和本人所做的工作
第二章 NAT 技术
    2.1 NAT 技术概述
    2.2 NAT 类型分类
        2.2.1 功能分类
        2.2.2 实现分类
    2.3 NAT 对端到端通信的影响
    2.4 本章小结
第三章 TCP 的 NAT 穿越
    3.1 NAT 场景
    3.2 传统型的 TCP 的 NAT 穿越方案
        3.2.1 场景一：一方有 NAT
        3.2.2 场景二：两方均有 NAT
        3.2.3 场景三：两方位于同一个 NAT 后
    3.3 NAT 新类型检测及端口预测技术
        3.3.1 STUN 协议
        3.3.2 最新 NAT 类型分类
        3.3.3 最新类型检测方法
        3.3.4 端口预测技术
    3.4 改进的 TCP 穿越方案及实现技术
        3.4.1 改进的 TCP 穿越方案
        3.4.2 TCP 穿越实现模型
    3.5 本章小结
第四章 SIP 的 NAT 穿越技术
    4.1 SIP 技术概述
    4.2 NAT 对 SIP 协议的影响
        4.2.1 信令影响
        4.2.2 媒体流影响
    4.3 传统型的 SIP NAT 穿越方案
        4.3.1 SIP 信令穿越
        4.3.2 媒体流穿越
    4.4 改进的 SIP NAT 穿越方案
        4.4.1 SIP 协议的扩展
        4.4.2 SIP 信令的 NAT 穿越
        4.4.3 媒体流穿越
    4.5 本章小结
第五章 TCP 的 NAT 技术仿真
    5.1 服务器设计与实现
        5.1.1 模块结构
        5.1.2 主要数据结构类型
        5.1.3 服务器监听模块调用关系
        5.1.4 消息处理模块调用关系
        5.1.5 服务器程序流程
    5.2 客户端设计与实现
        5.2.1 模块结构
        5.2.2 客户端连接建立模块调用关系
        5.2.3 消息处理模块调用关系
        5.2.4 客户端程序流程
    5.3 仿真结果
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
附录 1 攻读硕士学位期间撰写的论文
附录 2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
致谢



本文编号：3765572