UPnP技术实现NAT穿越详解

"基于UPnP的穿越NAT的技术文档，作者唐善成，撰写于2005年9月7日，主要讨论了NAT的工作原理、穿越NAT的挑战及解决方案，特别关注了UPnP在NAT穿越中的应用。" NAT（Network Address Translation）是一种网络技术，用于在IP地址有限的环境中复用IP地址。它通过将内部网络的私有IP地址转换为外部网络的公共IP地址来实现这一目标。 1.1、概述 NAT分为不同的类型，包括： - 传统NAT：最基础的形式，将所有来自内部网络的数据包映射到一个或多个外部IP地址。 - 双向NAT：允许内部设备拥有可从外部网络访问的公共IP地址。 - 两次NAT：涉及两个NAT设备，数据包在穿越两个NAT时被两次转换。 - 多宿主NAT：支持一个设备有多个外部IP地址。 1.3、工作机理 NAT的工作方式主要有四种： - FullCone NAT：任何内部源可以与任何外部目的地通信，而不管之前是否有过通信。 - RestrictedCone NAT：只有之前已经发送到特定外部地址的内部源才能继续与之通信。 - PortRestrictedCone NAT：除了限制外部地址，还限制了外部端口。 - Symmetric NAT：每个内部源到外部目的地的连接都有一个唯一的外部映射，即使源端口和目的地址相同。 2、穿越NAT的障碍 主要挑战包括NAT的限制导致的通信复杂性，如地址和端口的不可预测性，以及不同类型的NAT对通信的影响。 3、现有穿越NAT的方法 各种方法如外网服务器法、协议扩展法、DNS-ALG（Application Layer Gateway）、隧道法、ALG（Application Layer Gateway）、MIDCOM（Middleware for Internet Device Configuration）、STUN（Simple Traversal of UDP Through Network Address Translators）、TURN（Traversal Using Relay NAT）、Full Proxy、UPnP和UDP封装法各有优缺点。 4、UPnP原理 UPnP（Universal Plug and Play）是一种使设备能够自动发现并相互通信的标准。它涉及四个主要步骤：寻址、发现、描述、控制和事件。 5、基于UPnP穿越NAT的技术 UPnP的Internet Gateway Device（IGD）技术允许内网设备自动发现并配置NAT设备，创建出一条通向外网的通道，解决了NAT对P2P和多媒体流媒体等应用的限制。 6、实现基于UPnP穿越NAT的技术 开发IGD是实现的关键，通过实现UPnP IGD规范，设备能自动获取其外部IP地址和端口映射，从而实现NAT穿透。 7至12部分详细介绍了实验目的、方案、平台、过程、结果分析和结论，展示了基于UPnP穿越NAT的实操过程和效果。 这份文档深入浅出地介绍了NAT原理、穿越NAT的挑战和解决方案，特别强调了UPnP技术在解决这个问题上的重要作用。对于理解NAT工作原理和解决NAT穿越问题的开发者和技术人员来说，是一份宝贵的参考资料。