刘健 周仲文 刘洋

四川广播电视大学 四川 610107

0 引言

Internet飞速发展，IPv4地址日益不足，不得不使用NAT技术来提高地址使用率，从逻辑意义上扩展地址空间。P2P技术的出现也是 Internet发展的结果，其优点在于任意两节点间可以随意通信，摆脱了客户端对服务器的依赖。

NAT背后的私有地址对公网地址节点不可见，虽然内网主机可以主动访问外部网络，但公网主机不能主动访问内网主机。同时，内网主机间不能相互识别，进而导致不能直接向对方提供服务。这类问题与P2P技术的初衷——“对等”相违背，阻碍了P2P的发展。在目前NAT技术大面积应用的状态下，急需一种简单有效的办法解决这个问题，同时还要满足“不需要改变现有网络结构”的要求。

1 NAT类型

根据端口映射方式不同，NAT主要分为两大类：ConeNAT(克隆式 NAT)和 SymmetricNAT(对称式 NAT)。ConeNAT把来自于同一个内网地址 A:B的请求都映射到一个公网地址X:Y上。SymmetricNAT把来自于同一内网地址A:B，去往同一个外网地址C:D的请求映射成同一个公网地址X:Y1，去往另外一个外网地址E:F的请求映射成同一个公网地址，但端口不同X:Y2。

研究表明，现存的NAT有88.1%是属于第一种类型，只有2.3%左右的NAT属于第二种。因此，针对ConeNAT的穿透研究更具有实际应用价值。

2 穿透NAT

最新的STUN已经规定其自身只是一种应用于NAT的工具，不再是一整套解决方案。结合TCP建立连接的特点，即要经过三次握手，此过程需要第三方的服务器协助才能穿透NAT，具体步骤见图1。

图1 TCP穿透NAT流程

（1）用户A与公网上的服务器S建立TCP连接。S判断A所连接的NAT A类型，并记录下A的私有地址(172.16.1.2: 4001)以及经过转换后的公网地址(211.0.0.2:5001)(第1步)。……