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ＳＯＩＥＮＯＥ＆ＴＥＯＨＮＯＬＯＯＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ 利用Ｕ Ｐ ｎ Ｐ进行Ｎ Ａ Ｔ穿越 闫薇杨展胡宝霞 （哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院 黑龙江哈尔滨 １ ｂｏｏａｅ 摘要：本文简要介绍了网络穿越ＮＡＴ技术，详细介绍了ＵＰｎＰ技术，包括Ｕ ＰｎＰ的工作过程以及网络组成，ＵＰｎＰ的协议栈。 详细分析了ＳＴＵＮ网络穿越技术和ＵＰＮＰ网络穿越技术的区别，最后以ＳＩＰ协议为实例，把ＵＰｎＰ穿遮ＮＡＴ实例化。 关键词：ＮＡＴ穿越 ＵＰｎＰ ＳＴＵＮ 中图分类号：ＴＰ ３ ７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２．３ １９ｉ［２００６）１０（ｂ）０ｊ ４ ０ｌ １引言 随着人们对多媒体通信需求的增长，ＮＡＴ 成了阻碍多媒体通信普及的一大障碍，由于我 国不可能在短时间内普及ＩＰＶ６技术，企事业 单位通过ＮＡＴ设备接入公共因特网的状况还 ＵＰｎＰ的方式来穿越ＮＡＴ。ＵＰｉｌＰ穿越ＮＡＴ 前面提到的这三个问题，第二个问题和第三个 的主要原理和方法是不同的。Ｕ Ｐ ｎ Ｐ穿越 问题我们都可以用前面介绍的方法来解决。 ＮＡＴ的方式，主要是添加端口映射，在端口映 但是对于第一个问题，我们都知道，内网的服务 射中会反映出口端口的消息。我们下面简要 器通常个数不定，而且，每个服务器都希望使用 介绍ＵＰｎＰ穿越ＮＡＴ的１二作原理，ＵＰｎＰ穿越 ８０端ＩＺｌ来接受公网主机的请求。因此，无法 需持续一段时间，有鉴于此，必须解决多媒体通 ＮＡＴ主要要解决以下３个问题： 信穿越ＮＡＴ设备的问题，而通用即插即用技 公网发起的请求如何到达内网主机；应 术ＵＰｎＰ（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｐｌｕｇ ａｎｄ ｐｌａｙ）提供＿『一 用报文内部如何避免使用内网地址；使用动态 种解决方法。 端日的报文如何进入内网。 第一个问题我们可以通过用ｕｐｎｐ网关中 ２简述ＵＰｎＰ技术 建立静态端口映射的方法来解决，如下图所 ２．１ ＵＰｎＰ技术 不： 即插即用技术（ＰｎＰ）的出现使得计算机的 这个图的含义就是：任何通过ＴＣＰ到达 配置工作变得非常力便和简单Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ把这 网关８ ０端口的报文都将被转发到内网主机 种概念扩大到ｒ网络中，通过自动配置、自动 １９２．１６８．０．２的８０端口（图中映射中的‘｝’ 发现等机制，来实现联网设备之间服务的发布 表示公网任意主机），这样就实现了外部主机 和信息的交换，被称为通用即插即用。 对内网资源的访问。对于第二个问题，在 ２．２ ＵＰｎＰ的网络组成 ＵＰｎＰ中，发起多媒体呼叫的主机可以作为控 ＵＰｎＰ网络由设备、服务和控制点份种 制点，通过向网关发送获取外部ＩＰ地址操作 逻辑构件组成。设备是一个逻辑概念，它可 以包含多个服务和嵌入设备。服务是Ｕ ＰｎＰ 内两 网络的最小的控制单元。控制点是ＵＰｎＰ网 … 络中的拧制者，它发现设备和服务并对其进行 ＆ ‘‘● Ｉ、【ｌ—Ｉ●ｔＩ ２ …ｌｈ 拧制的能力。发现了设备后，控制点可以获 图１ 公网请求到达内网主机 取受控设备和服务的描述，通过发起适当的操 （ＧｅｔＥｘｔｅｍａｌＩＰＡｄｄｒｅｓｓ）来获取网关的外部地 作来对服务进行控制。 址，得到该地址后就将它封装在呼叫控制报文 ２ ３ ＵＰｎＰ的工作过程及ＩＰ／ＰＰＰ服务 中发送给对端主机。这样，经过ＮＡＴ设备后， ＵＰｎＦ’设备体系结构定义了ＵＰｎＰ的工作 ＩＰ报文的源地址与呼叫控制报文中的本机地 过程：定址、发现、描述、控制、事件 展现。 址就一致了，都是网关的外部ｌＰ地址，可以在 ＵＰｎＰ的ＩＰ／ＰＰＰ广域连接服务包垒端口 因特网上路由。对于第三个问题，也是用增 映射列表，专门为端口映射定义了状态变量。 加端口映射的方式来解决，如果在进行多媒体 湍譬眵射表项是＜ＰｏｒｔＭａｐｐｉｎｇＥｎａｂ！ｅｄ 通信时呼叫双方已通过控制协议商定好ＲＴＰ ＰｍｔＭａｐｐｉｎｇＬｅａｓｅＤｕｒａｔｉＯｉｌ，ＲｅｍｏｔｅＨｏｓｔ， 连接的参数，那么建立映射如下图所示： Ｅ Ｘｔ ｅ ｒ ｒｌ ａｌＰ Ｏ ｒｔ，Ｉ１３ｔ ｅ ｒ ｒｌ ａ１ Ｐ Ｏ ｒ ｃ， 这个图的含义就是：所有通过ＵＤＰ到达 ＰｏｒｔＭａｐｐｉｎｇＰｒｏｔｏｃｏｌ，ＩｎｔｅｒｎａｌＣｌｉｅｎｔ， 网关３０００端Ｅｌ的报文都将被转发到内网主机 ＰｏｔＭａｐｐｉｎｇＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ＞的八元组。其中 ｌ９２．１６８．０．２的２０００端口。在第二个问题解 ＰｏｒｔＭａｐｐｉｎｇＬｅａｓｅＤｕｒａｔｉｏｎ指的是该映别的生 决之后，私网内的主机使用网关的外部ＩＰ地址 命期，０表示是静态映射；而ＰｏｒｔＭａｐｐｉｎｇＰｒｏ 与对方进行协商。对力将ＲＴＰ报文发送到网 ｔｏｃｏｌ指映射的协议是ＴＣＰ或ＵＤＰ。端口映 关的外部ＩＰ地址的３０００端ＩＺＩ，网关将其转发到 射表作用于进入内网的报文。连接服务提供了 ｌ０．１１９２．１６８．０．２的２０００端口，从而实现了 增加端口映射（ＡｄｄＰｏｒｔＭａｐｐｉｎｇ）、删除端口 Ｎ Ａ Ｔ的穿越。 映射（ＤｅｌｅｔｅＰｏｒｔＭａｐｐｉｎｇ）和获取端口映射 （ＧｅｔＧ ｅｎｅ ｒｉ ｃＰＯ ｒｔＭａＰｐｉｎｇＥｎｔ ｒＹ或 ＧｅｔＳｐｅｃｉｆｉｃＰｏｒｔＭａｐｐｉｎｇＥｎｔｒＹ）。几个操作控 ， －－２０￣Ｐｄ 》 ．．． 制 可以根据需要获取、增加和删除网关中 一一 《 ｉＰ／ＰＰＰ连接服务的端口映射。 图２ 动态报文进入『人】网 ３引用ｕｐｎｐ穿越原理 在ＳＴＵＮ方式中，把ＮＡＴ分为４种 ４ ＳＩＰ协议在ＵＰｎＰ穿越ＮＡＴ的应用 型，分别是Ｆ Ｃｏｎｅ型，Ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ Ｃｏｎｅ型 ＳＩＰ是基于 特网的多媒体通信呼叫控制 Ｐｏｒｔ Ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ型和Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ型 这 协议，它在主被叫之间建立呼叫联系，协商双方 ４种ＮＡＴ’中，ＳＴＵＮ方式可以较好地实现 媒体传输使用的端口号和编码类型等信息。 前３种类型ＮＡＴ的穿越，但是无法实珊对第 媒体信息依靠ＲＴＰ／ＲＴＣＰ协议在主被叫之间 ４种类型ＮＡＴ的穿越。因此 我＿，『．］可 署职 传送。在穿越ＮＡＴ设备时，ｓＩＰ也同样遇到 ４ 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ ＦＯＮＮＯ！ＯＯ＂／！ＮＦ－ＯＲＭＡＴＩＯＮ 在网关处添加端ＩＺｌ映射，因为在８０端ＩＺｌ这里会 出现矛盾。ｓＩＰ也面临着同样的问题，因为 ＳＩＰ也有多个ＳＩＰ的终端。要解决ＳＩＰ的这个 问题，我们可以充分应用ＳＩＰ的体系结构，ＳＩＰ 中的代理服务器是负责对进人和发出的ＳＩＰ消 息进行转发。ＳＩＰ服务器可以放在内网中，也 可以架设在公网中。如下图所示： 如果ＳＩＰ服务器放置在内网中只需控制网 关添加一条内容为＜ｌ，０，｝，５０６０，５０６０， ＴＣＰ，／ＵＤＩ ，１９２．１６８．０．２，”ＳＩＰ”＞的静态映 别表项目口可。所有端口为５０６０的ＳＩＰ消息都 会被转发到内网中的ＳＩＰ代理服务器ｌ ９２． １６８．０．２。如果ＳＩＰ服务器在公网上，就只能 为私网中的每个ＳＩＰ用户代理建立一个端口映 射，这些映射的外部端口绝对不能相同，在图 中，我们需要增加两个映射：＜ｌ，０， ，２００ｌ， ５０６０．．ＴＣＰ／ＵＤＰ，ｌ０．１．１．１，”ＳＩＰ”＞和＜ｌ ． ｍ 一 ～～～ 、 、嚣 黑 ｔ￣ ．１．Ｌ ｉ Ｉ ￣，”ｌｌ１ 图３ ＳＩＰ服务器及ＳＩＰ代理 ０，％，２００２，５０６０，ＴＣＰ／ＵＤＰ，１０ ｌ ｌ ２， ”ＳＩＰ”＞。当ＳＩＰ服务器收到代理Ｂｌ的请求时 就将消息转发到２００ｌ端口；网关再根据映射 表将消息、转发到ＳＩＰ代理Ｂｌ的５０６０端口。（代 理Ｂ２同理）这样就使ＳＩＰ Ｊｉ￣，ｌＪ应用在网络中。 ５结语 在多媒体通信中，ＮＡＴ穿越是一个比较 重要的问题之一。本文阐述丁一种比较新的 穿越方法 ＵＰｎＰ技术，并且分析了ＵＰｎＰ穿 越ＮＡＴ的原理，最后以ＳＩＰ应用为实例，使这 种技术更加深入，但ＮＡＴ穿越也不可避免地 将在网络安全上出现隐患，这将是下一步要解 决的问题。 参考文献 【ｌ】杨志明．基于ＵｐｎＰ技术的媒体服务器的设 计和实：观．计算机应用于软件．２００５年第 ２２卷第６期．１２６－ｌ２７ｐｐ．