文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
基于SIP的MoIP网关中NAT穿越方案设计与实现
姓名:熊建强
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:谭运猛
20060508
摘要
随着网络技术和通信技术的不断发展, 在越来越多的领域获得应用,
MoIP(Multimedia over IP)就是其中一个典型的例子。MoIP即基于IP( Protocol)
网络的多媒体通信,也就是利用 IP 网络传送语音、视频、数据等多媒体信息。目
前 MoIP 的主要标准有 ,SIP(Session Initiation Protocol), 和 MGCP(Media
Gateway Control Protocol) 等。SIP 协议由于其简单、灵活和扩展性强的特点已经成
为 MoIP 通信中的热点技术。
用户的迅速增加,使得 IPv4 地址资源面临耗尽的境地。出于 IPv4 地址
缺乏的考虑,人们提出了 work Address Translator)技术。但是 NAT 后的 IP
语音和视频设备的 IP 地址是私有的,在公网上是不可路由的。而且目前 IP 网上用
于多媒体通信的协议如 SIP、 由于协议自身设计上的原因难以穿越 NAT,因
此研究 SIP 协议穿越 NAT 成为 MoIP 应用的一个重要课题,具有重要的现实意义。
本文从基于 SIP 协议的 MoIP 网关及其他 IP 多媒体应用系统难以穿越 NAT 的
问题出发,对国内外 SIP 穿越 NAT 的研究现状进行了深入的探讨。结合 MoIP 网关
穿越 NAT 的需求和特点,细致分析了 NAT 穿越涉及的关键技术。对目前主要的 NAT
穿越方案进行了详细的阐述和比较之后,设计并实现了一种基于 STUN(Simple
Traversal of UDP Through NAT)协议的 NAT 穿越方案,同时设计并实现了 STUN
客户端和 STUN 服务器。该方案可以穿越目前绝大多数类型的 NAT,不需要扩展相
关协议,不需要对 NAT 设备进行改造或升级,可以工作在多级 NAT 串联的环境下,
而且可以使外网用户主动呼叫内网用户建立连接。该方案目前已成功应用于基于嵌
入式 Linux 平台的 MoIP 网关中,并可推广到其它基于 SIP 协议的终端上,为 MoIP
业务的推广应用扫清了障碍。
关键词: 基于 IP 的多媒体; 会话初始化协议; 网络地址翻译; UDP 简单穿越 NAT
I
Abstract
With the rapid development work munication technologies, is
applied in more and more realms. The munication over Protocol
(MoIP) is a typical example among the applications. MoIP means transmitting voice,
video, data and other multimedia information over protocol (IP) network. At
present, the primary standards of MoIP include , Session Initiation Protocol (SIP),
and Media Gateway Control Protocol (MGCP). SIP has e more and more
popular in munication because of its simplicity, flexibility and extendability.
The IPv4 address resource is facing exhaustion with the rapid increase of users.
To e the lack of IPv4 addresses, work Address Translation (NAT)
technology was proposed. But the addresses of the IP based voice and video devices
behind NATs are private, and therefore they aren't routable in public . Furthermore,
SIP and used for munication over wor