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基于STUNT协议的TCP NAT穿越设计与实现

作　者: 林海斌
导　师: 秦华标；贾东耀
学　校: 华南理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 网络地址转换 点对点 可靠传输 RTSP协议 STUNT协议
分类号: TP393.04
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


网络地址转换(NAT,Network Address Translation)技术通过将局域网上的主机地址映射为互联网上的外网地址,从而实现了网络地址的复用。但是,许多互联网协议和网络应用要求是端对端网络通信,并且随着通信要求的提高,这些通信要求用TCP连接方式。NAT设备阻碍了对等网络端对端的通信。本文在现有NAT穿越协议上根据实际应用设计了一种端对端TCP双向连接和穿越方案。本文的主要工作如下:1、研究现有TCP连接穿越NAT方案,分析各自的优缺点,重点分析其存在的缺点和可行性。分析比较了NAT设备拦截模式和监视模式对TCP连接的影响,并总结出TCP连接穿越NAT存在的问题。2、结合已有TCP连接穿越NAT设备方案的特点,设计TCP双向连接的穿越方式。实验数据结果表明,该方案的穿透率可以提高10%,同时有效地防止连接穿越双方中有一端NAT设备为对称型而导致穿越失败的情况。在这个基础上,增加在穿越过程中循环发送TCP同步包的机制,有效减少由网络延时引起TCP同步包出错而导致穿越失败的情况。3、在方案中针对不可预见的复杂网络环境设计了穿越NAT设备的补充方案,即利用流媒体服务器中转数据。由于该补充方案是一种C/S模式下的通信,可以解决客户端穿越多层虚拟网络的问题,从而使整体方案可行性更高。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章 绪论  9-17
  1.1 课题背景  9-11
  1.2 课题研究现状  11-16
    1.2.1 NATTrav TCP 穿越NAT 方案  11-13
    1.2.2 Super-Peer 对等网络TCP 的NAT 穿越方案  13-15
    1.2.3 本文主要工作和组织结构  15-16
  本章小结  16-17
第二章 嵌入式视频技术RTSP 协议  17-23
  2.1 嵌入式系统  17-19
  2.2 RTSP 协议  19-22
    2.2.1 RTSP 协议介绍  19-21
    2.2.2 RTSP 协议实现的视频播放方式  21-22
  本章小结  22-23
第三章 穿越NAT 方式和问题分析  23-28
  3.1 NAT 技术  23-24
  3.2 穿越NAT 方式  24
  3.3 TCP 连接NAT 特性  24-26
  3.4 穿越NAT 中存在问题与分析  26-27
  本章小结  27-28
第四章 基于STUNT 协议穿越方案  28-49
  4.1 STUN 协议介绍  28-31
  4.2 STUNT 协议介绍  31-32
  4.3 穿越方案  32-36
  4.4 方案网络架构  36-37
  4.5 穿越服务器与程序设计  37-41
    4.5.1 概括介绍  37-38
    4.5.2 主服务器程序设计  38-39
    4.5.3 探测服务器程序设计  39-40
    4.5.4 信息交互服务器程序设计  40-41
  4.6 穿越客户端与程序设计  41-48
    4.6.1 与服务器通信数据结构  42-43
    4.6.2 客户端ID 注册  43-44
    4.6.3 NAT 设备端口分配规律与端口预测  44-46
    4.6.4 穿越接收者建立监听程序  46
    4.6.5 穿越邀请者发起TCP 连接  46-48
  本章小结  48-49
第五章 实验结果与分析  49-55
  5.1 实验环境  49-52
    5.1.1 软件工具  49
    5.1.2 实验基本网络环境  49-50
    5.1.3 实验内容  50
    5.1.4 实验资源  50
    5.1.5 实验示例  50-52
  5.2 实验数据统计  52-53
  5.3 实验结果分析  53
  本章小结  53-55
第六章 关键问题及解决方案  55-60
  6.1 基于视频流媒体服务器的中转方案  55-57
    6.1.1 媒体中转服务器流程无缝接入  55-56
    6.1.2 传输协议  56-57
  6.2 内网侦测  57-59
  本章小结  59-60
结束语  60-61
参考文献  61-64
致谢  64-65
附录  65

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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 > 通信规程、通信协议
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