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基于SIP协议的VoIP系统中NAT穿越方案的研究与实现

作　者: 贾姗姗
导　师: 裘晓峰
学　校: 北京邮电大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 会话初始协议网络地址翻译 STUN TURN 穿越
分类号: TN916
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 169次
引　用: 2次
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内容摘要

近年来,随着互联网的蓬勃发展和社会信息化水平的日益提高,数据及多媒体业务的重要性越来越突出,实现网络与业务融合的需求也越来越迫切,但目前的网络无论是PSTN还是互联网都难以满足人们对话音、数据与多媒体融合业务的渴望,难以实现人们任何时间、任何地点能够以任何方式通信的美好愿望。在这一背景下以软交换和VoIP技术为基础的下一代网络技术应运而生。在VoIP逐步从实验走向商用的过程中,许多实际问题是不容忽视的。由于IP地址紧缺以及出于安全等各种原因,大量的企业网和驻地网都采用了NAT技术通过共用一个或少量有效IP地址的方式连接到Internet中。但是目前绝大多数的NAT仅支持HTTP/FTP等少量数据类应用协议的穿越却无法支持会话业务控制流报文与媒体流报文的穿越。SIP作为VoIP中的一个重要协议,目前受到广泛的关注。本文的焦点是针对SIP和NAT的特点,研究SIP协议穿越NAT的方案与实现。本文在介绍SIP及其相关协议的基础上,对NAT的工作机制进行了分析,深入研究SIP穿越NAT的过程,在此基础上分析和比较了多种NAT穿越的解决方案:ALG方案、MIDCOM方案、服务器端RTP中继方案、STUN方案、TURN方案、ICE方案。通过比较各自的优缺点,本文决定使用STUN协议来解决SIP穿越NAT的问题。并在此基础上提出了一种STUN和TURN相结合的P2P模型穿越NAT方案。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第一章绪论  8-12
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 问题所在  9-10
  1.3 本文研究内容及章节安排  10-12
第二章 SIP协议与NAT穿越技术  12-33
  2.1 SIP技术简介  12-21
    2.1.1 SIP的提出  12-13
    2.1.2 SIP体系结构  13-14
    2.1.3 SIP的特点和相关概念  14-15
    2.1.4 SIP实体  15
    2.1.5 SIP协议的消息格式  15-17
    2.1.6 SIP消息体中的主要头域  17-19
    2.1.7 SIP的呼叫流程  19-21
  2.2 NAT技术及 NAT环境对 SIP会话的影响  21-27
    2.2.1 NAT技术简介  21
    2.2.2 常见NAT分类  21-24
    2.2.3 正常情况下的 SIP会话流程  24-26
    2.2.4 NAT情况下会话出现的问题  26-27
  2.3 现有 SIP穿越 NAT方案研究  27-31
  2.4 本章小结  31-33
第三章 STUN协议的分析和实现  33-54
  3.1 STUN协议介绍  33-34
  3.2 STUN消息介绍  34-39
    3.2.1 STUN消息首部  35
    3.2.2 STUN属性  35-39
  3.3 STUN工作流程  39-41
  3.4 STUN穿越NAT的方案的实现  41-53
    3.4.1 VOIP系统中穿越NAT方案总体设计  42-48
    3.4.2 穿越NAT模块实现  48-53
  3.5 本章小结  53-54
第四章基于P2P结构的NAT穿越方案的设计  54-77
  4.1 现有基于P2P结构的NAT穿越方案的分析  54-67
    4.1.1 SKYPE的NAT穿越方案  54-57
    4.1.2 P2P-SIP中ICE的解决方案  57-63
    4.1.3 一种P2P网络NAT穿越方案: VIP-ATT  63-67
  4.2 基于P2P结构的NAT穿越方案  67-76
    4.2.1 方案的实现原理  67-68
    4.2.2 拓扑结构  68
    4.2.3 具体实现  68-76
  4.3 本章小结  76-77
第五章总结与展望  77-79
  5.1 全文总结  77
  5.2 展望  77-79
缩略语  79-80
参考文献  80-84
致谢  84-85
攻读硕士学位期间已发表学术论文  85

基于SIP协议的VoIP系统中NAT穿越方案的研究与实现

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