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基于NAT穿透的P2P即时通信系统的设计与实现

作　者: 张静颐
导　师: 姜建国；禄乐滨
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 计算机技术
关键词: 即时通信 点对点(P2P) 网络地址转换 NAT穿透 UDP Hole Punching
分类号: TP393.09
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 75次
引　用: 1次
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内容摘要


即时通信系统目前已被广泛使用,且逐渐应用于企事业单位中,本系统来自校园网的实际建设项目。点对点(P2P)技术应用于即时通信系统后,改善了原有客户端/服务器(C/S)架构存在的很多问题,很大程度上实现了对等点之间的通信,从某种程度上解放了服务器,提高了传输速率。然而P2P系统在网络地址转换(NAT)环境下存在受到阻碍而无法正常建立连接的典型问题,因此,有必要对此问题进行深入研究。针对以上情况,本文在完成即时通信系统的基本功能外,重点解决了NAT穿透的问题。以下是本文的主要工作：1、进行了系统需求分析,调研了现有即时通信系统的功能架构,并对系统相关技术(P2P技术以及NAT技术)进行了全面研究和分析,掌握了技术的基本原理；2、系统分析了调研结果,综合比较当今各种NAT穿透技术,采用了以UDP Hole Punching为主Relaying方式为辅的穿透解决方案；3、对系统进行了总体设计和详细设计,并根据设计结果实现了系统的各个功能模块,包括不同类型NAT对应的穿透子模块；4、对系统NAT穿透模块和UDP可靠传输机制进行了性能测试,并根据测试结果调整个别参数,进一步改善了系统的运行状况。目前系统处于试运行阶段,解决了由于NAT影响通信受阻的问题,改善了校园网中的不足,满足了用户需求。系统运行良好、性能稳定,基本达到了预期目标。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-13
  1.1 研究背景与意义  7-9
    1.1.1 课题来源  7-8
    1.1.2 本课题的意义  8-9
    1.1.3 即时通信  9
  1.2 本课题的现状  9-11
  1.3 本文工作及论文结构  11-13
    1.3.1 本文工作  11-12
    1.3.2 论文结构  12-13
第二章 相关技术及方案的选择  13-33
  2.1 P2P概述  13-18
    2.1.1 P2P的基本概念  13-14
    2.1.2 P2P模式与C/S模式的比较  14-15
    2.1.3 P2P的形式  15-16
    2.1.4 P2P技术的应用及代表产品  16-17
    2.1.5 P2P即时通信系统  17-18
    2.1.6 P2P小结  18
  2.2 NAT及其穿透技术  18-30
    2.2.1 NAT原理  18-20
    2.2.2 NAT的分类  20-23
    2.2.3 NAT穿透技术的研究  23-30
  2.3 关键技术方案的选择  30-31
    2.3.1 NAT穿透技术性能比较  30-31
    2.3.2 穿透方案的选择  31
  2.4 小结  31-33
第三章 系统总体设计  33-47
  3.1 系统概述  33-34
  3.2 系统需求分析  34-35
  3.3 系统物理架构  35-36
  3.4 功能结构设计  36-38
  3.5 系统端口设计  38-39
  3.6 体系结构设计  39-40
  3.7 NAT穿透模块设计  40-42
    3.7.1 功能模块设计  40-41
    3.7.2 流程设计  41-42
  3.8 系统基本流程图  42-43
  3.9 数据库设计  43-46
  3.10 小结  46-47
第四章 系统详细设计与实现  47-71
  4.1 服务器端设计  47-49
    4.1.1 服务器端主要特点  47
    4.1.2 服务器端详细设计  47-49
    4.1.3 运行环境及开发工具的选择  49
  4.2 客户端概述  49-50
    4.2.1 IETF即时通信软件体系结构  49-50
    4.2.2 运行环境及开发工具的选择  50
  4.3 用户登录及状态管理模块  50-58
    4.3.1 用户登录  51-53
    4.3.2 NAT类型探测子模块  53-55
    4.3.3 用户退出  55-56
    4.3.4 用户状态管理  56-58
  4.4 联系人管理模块  58
  4.5 文件传输模块  58-67
    4.5.1 NAT穿透模块的设计与实现  60-64
    4.5.2 UDP可靠通信  64-67
  4.6 功能群组模块  67-70
    4.6.1 群组的建立  67-68
    4.6.2 加入群组  68
    4.6.3 群组内通信  68-69
    4.6.4 成员退出群组  69
    4.6.5 撤销群组  69-70
  4.7 小结  70-71
第五章 系统测试  71-75
  5.1 测试软件及测试环境  71
  5.2 NAT穿透测试  71-73
  5.3 UDP可靠传输测试  73-74
  5.4 压力测试  74
  5.5 小结  74-75
第六章 结束语  75-77
  6.1 总结  75
  6.2 展望  75-77
致谢  77-79
参考文献  79-80

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 计算机网络应用程序
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