NAT穿透：VoIP应用的挑战与解决方案

"该文档是‘NAT穿透解决方案’，由 Aaron Zhong 于2006年8月13日创建，属于菊风系统软件有限公司。这份公开的PDF文件探讨了NAT（网络地址转换）穿透的问题及其在VoIP应用中的挑战，提供了一系列可能的解决方案，包括Hole Punching、ALG、STUN、TURN、ICE、SBC、MIDCOM和UPnP等技术，并附带相关图表进行解释。" NAT（Network Address Translation）是一种网络技术，它允许一个或多个内部网络设备共享一个公共的外部IP地址与互联网通信，以解决IPv4地址枯竭的问题。然而，NAT的存在对P2P（点对点）通信，特别是VoIP（Voice over IP）应用带来了障碍，因为它可能导致两个位于不同NAT后的设备无法直接通信。 1. **背景知识及原理** - **NAT穿透问题的由来**：NAT会重写IP包头信息，导致内部网络中的设备无法被外部网络直接寻址，因此需要特殊的方法来穿透NAT进行通信。 - **NAT的种类**：有多种类型的NAT，如Full NAT、Port-restricted NAT和Symmetric NAT，它们的规则和行为不同，穿透难度各异。 - **解决问题的思路**：通常涉及让内网设备通过外网设备或者服务器进行中继，或者利用NAT自身的行为来建立通信通道。 2. **解决方案** - **Hole Punching**：包括UDP Hole Punching和TCP Hole Punching，通过在NAT上“打洞”，使得两台内网设备能够直接通信。 - **ALG（Application Layer Gateway）**：NAT设备上的协议层网关，有时可以帮助解决特定应用的穿越问题，但并非总是有效。 - **STUN（Simple Traversal of UDP through NATs）**：STUN服务器帮助内网设备发现自己的公网映射地址，从而实现通信。 - **TURN（Traversal Using Relays around NATs）**：当Hole Punching和STUN失败时，TURN服务器作为中继，确保通信可以完成。 - **ICE（Interactive Connectivity Establishment）**：结合STUN和TURN，动态选择最佳路径进行穿透。 - **SBC（Session Border Controller）**：在VoIP网络边界控制通信，用于NAT穿透和安全控制。 - **MIDCOM（Middleware for Internet Device Control）**：一种网络控制协议，可以用于管理NAT设置以实现穿透。 - **UPnP（Universal Plug and Play）**：自动配置网络设备，有时可用于自动打开NAT端口。 - **Tunnels**：通过隧道技术将数据封装在另一协议中，绕过NAT限制。 这份文件对于理解NAT穿透的技术细节和实施策略非常有用，特别是对VoIP开发人员来说，提供了多种选择来克服NAT带来的通信难题。每个解决方案都有其优缺点，实际应用时需根据网络环境和需求进行选择。