基于SIP的NAT穿越防火墻的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、近十幾年來，一種稱為VoIP（Voice over IP）的新興技術(shù)受到了世人廣泛的關(guān)注，它以其強(qiáng)大的功能、低廉的價(jià)格以及高度的靈活性對(duì)傳統(tǒng)的PSTN（Public Switched Telephone Network）電話提出了強(qiáng)大的挑戰(zhàn)，VoIP不但支持語音的傳輸，而且能夠提供圖像、數(shù)據(jù)以及傳真等多種服務(wù)。VoIP是新一代網(wǎng)絡(luò)時(shí)代發(fā)展起來的最具代表性和發(fā)展前途的應(yīng)用技術(shù)之一。
　　 VoIP發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一是信令技術(shù)。目前

2、最為廣泛應(yīng)用的兩種VoIP信令協(xié)議是H.323和SIP（Session Initiation Protocol）。H.323是目前VoIP信令的主流，但是SIP以其簡(jiǎn)單靈活的協(xié)議結(jié)構(gòu)、分布式的控制模式以及與Internet緊密結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)而更加符合VoIP和未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢(shì)，因此日益受到重視。
　　 為解決IP地址不足以及網(wǎng)絡(luò)安全問題而提出的網(wǎng)絡(luò)地址翻譯（Network Address Translator，NAT）技術(shù)和防火墻

3、技術(shù)卻導(dǎo)致了VoIP的端到端通信問題。如何有效解決信令、媒體流的NAT/防火墻穿透問題，將是VoIP業(yè)務(wù)能否廣泛推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。本文主要針對(duì)NAT/防火墻穿透展開深入研究，并給出一種具體解決方案的實(shí)現(xiàn)。
　　 首先，對(duì)不同類型的NAT處理經(jīng)過它的消息進(jìn)行系統(tǒng)研究。針對(duì)不同應(yīng)用環(huán)境，有多種穿透NAT/防火墻的方案：ALG方案、STUN方案、RSIP方案、TURN方案、MIDCOM方案以及隧道穿透方案等。STUN方案不能穿透對(duì)稱NA

4、T，ALG方案不適合大規(guī)模VoIP組網(wǎng)應(yīng)用，其它方案也存在各種不足。針對(duì)這些問題，本文引入一種完善解決方案，即采用會(huì)話邊緣控制（Session Border Control，SBC）方案解決NAT/防火墻穿透問題，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的端到端無障礙互通。
　　 然后，對(duì)VoIP安全保證和QoS保障進(jìn)行深入研究。在設(shè)計(jì)SBC方案時(shí)，對(duì)SBC的接入安全及QoS保障進(jìn)行了充分考慮。在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)采用區(qū)分服務(wù)和接入控制技術(shù)保證信令及媒體流的QoS，采

5、用摘要認(rèn)證技術(shù)及媒體通道動(dòng)態(tài)打開方式來保證SBC的接入安全。
　　 最后，對(duì)SBC通信模型、工作原理進(jìn)行了重點(diǎn)研究，并從信道層面及會(huì)話層面進(jìn)行了分析。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，把SIP消息按注冊(cè)消息與非注冊(cè)消息分類，設(shè)計(jì)兩個(gè)不同的模塊進(jìn)行處理，同時(shí)按層次化結(jié)構(gòu)進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)。由于NAT映射表的維護(hù)策略對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能具有重要影響，NAT映射表的維護(hù)也是保證信令及媒體流穿透的必要手段，本文對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行了重點(diǎn)研究，提出了三種方案，并進(jìn)行了比較分析