2012-07-1P32#P#应##用##中###一##种##多##层#2N0A1T2-穿07透-解13决##方##案##的#2设#01计2与-0实7-现13########刘泽阳1，徐武平2(1．青海大学计算机系，青海西宁810016;2．武汉大学计算机学院，武汉430072)(liuzeyang0001@126．com;whwp@tom．com)摘要:在说明多层NAT各种穿越模型结构的基础上，剖析了多层NAT打孔穿越中存在的问题，提出了根据网络环境适当选取节点作为超级节点，为需要通信的两个节点指定超级节点辅助它们通信的设计思想。然后介绍了具体方案:包括超级节点的动态选取规则，P2P拓扑结构图向拓扑结构表的转换，借助于节点拓扑结构表实现P2P系统任意层次的NAT穿越。最后通过实验验证了多层NAT穿透解决方案的可行性。关键词:网络地址翻译;点对点;打孔;穿透;超级节点:TP393文献标志码:ADesignandimplementationofasolutiontomultilayerNATtraversalinP2PapplicationsLIUZe-yang1，XUWu-ping2(1．DepartmentofComputer，QinghaiUniversity，XiningQinghai810016，China;2．SchoolofComputer，WuhanUniversity，WuhanHubei430072，China)Abstract:Inthispaper，allkindsofmultilayerNetworkAddressTranslation(NAT)penetratemodelswereanalyzed．TheproblemexistinginmultilayerNATtraversalwasdiscussed．Tosolvethisproblem，theideaofselectingasuitablenodeassupernodebasedonnetworkenvironmentanddesignatingappropriatesupernodeforthetwonodeswhichneedtocommunicateinordertohelpcommunicationbetweenthemwasputforward．Thedynamicselectionrulesofsupernodeweredesigned．TheconversionfromP2Ptopologicalstructuretotopologicaltablewascompleted．TheNATpenetratesofP2PsystemsarbitrarylevelswererealizedbynodetopologicaltableandtheexperimentverifiedthefeasibilityofthesolutiontomultilayerNATpenetrategiveninthispaper．Keywords:NetworkAddressTranslation(NAT);PeertoPeer(P2P);holepunching;traversal;supernodeUDP穿越多层NAT设备的可行解决方案。0引言Internet的迅速发展以及IPv4地址数量的限制使得网络11．1多层NAT穿越解决方案不同NAT环境下的节点通信在P2P网络中，需要通信的两个节点的物理位置和相对地址翻译(NetworkAddressTranslation，NAT)设备得到广泛应用，NAT设备允许处于同一NAT后的多台主机共享一个公网IP地址［1］，是一种将内部私有网络地址转换为合法的外部网络地址的技术［2］。NAT功能通常被集成到路由器、防火墙、ISDN路由器或者单独的NAT设备中。NAT有三种类型:静态NAT、动态地址NAT和网络地址端口转换(NetworkAddressPortTranslation，NAPT)［3］。其NAPT是人们比较熟悉的一种转换方式。近年来，随着像Napster［4］等P2P信息共享应用程序的流行，P2P技术受到人们的广泛关注。主要应用包括:信息资源共享、普及计算、协同工作、实时通信技术、信息检索技术、广域网络存储系统等［5］。随着P2P技术的发展，NAT设备也带来了不少的麻烦。一般来说，NAT设备允许私网内主机主动向公网内主机发送数据，但却禁止反方向的主动传递。由于很多P2P通信的会话双方处于不同的NAT设备后，因此必须解决NAT穿越问题才能建立UDP或TCP通信。对于UDP穿越NAT，现在已经有了一些比较标准而且有效的方法，如STUN［6－7］(NAT的UDP简单穿越)协议;TURN［8］(通过转发方式穿越NAT)协议等。但目前对于多层NAT穿越问题，还没有一个标准的解决方案。经过实验研究，本文提出一种位置不是固定的，图1显示了各种不同NAT环境下两个节点［9］进行通信的结构。图1不同NAT环境下节点通信结构图1(a)中节点A、B都处于公网下，它们可以直接相互2012-07收-稿1日3期:#20#11#－01#－#17;#修#回#日##期#:20#11#－0#2－#28#。2012-07----本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---通信;图1(b)中节点A处于公网，而节点B在NAT1下，这时B可以直接与A通信，但A要与B通信则必需通过公网上的服务器S，服务器S记录下NAT1映射到B的合法IP地址，并通知A，则A即可通过NAT1映射后的地址与B通信;图1(c)中，节点A、B分别处于不同的NAT设备下，这种情况A...