[發明專利]一種P2P網絡中實現NAT穿越的方法和系統

無效

• 申請號: 200810241176.0
• 申請日: 2008-12-26
• 公開（公告）號: CN101442492A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: 馬晨光;楊平改;李軍;劉靖
• 申請（專利權）人: 中國科學院計算技術研究所
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L29/08;H04L29/06;H04L29/12
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司
• 代理人: 王 勇

1.一種P2P網絡中實現NAT穿越的方法，包括：

步驟10)、用戶節點通過向NAT服務器發送包括用戶節點信息的數據報文在NAT服務器上注冊，每個用戶節點通過確定能與對方節點建立TCP連接而與對方節點進行TCP連接通信；

步驟20)、用戶節點與NAT服務器交互，通過比較交互數據包中的地址信息，確定該用戶節點的網絡類型為公網中節點或者內網中節點；

步驟30)、如果用戶節點為公網中節點，通過讓對方節點進行反連來實現NAT穿越；如果用戶節點為內網中節點，通過內網內廣播確定對方節點與本用戶節點不在同一內網，使用UDP進行打洞并模擬TCP方式來實現NAT穿越。

2.權利要求1的方法，其中，步驟10)還包括：

步驟110)、用戶節點發送包括該用戶節點ID的數據報文給NAT服務器；

步驟120)、NAT服務器記錄所收到的用戶節點ID，提取并保存所接收的數據報文中的用戶節點IP地址和UDP端口號以及用戶節點ID；

步驟130)、NAT服務器保存完成后，向用戶節點發送注冊成功的消息。

3.權利要求1的方法，其中，步驟20)還包括：

步驟210)、NAT服務器收到用戶節點發送的一個空報文后構造包括空報文中的源IP地址和UDP端口號的一個數據包，發送到用戶節點；

步驟220)、用戶節點收到NAT服務器返回的數據包后，比較其中的IP地址和本用戶節點的IP地址，若相等，則用戶節點為公網用戶，否則為內網用戶。

4.權利要求1的方法，其中，步驟30)中，通過讓對方節點進行反連的步驟包括：

步驟310)、用戶節點給NAT服務器發送請求反連的消息，讓NAT服務器轉告通信對方節點；

步驟320)、NAT服務器根據用戶節點ID查找到對方節點的IP地址和端口號，然后給其發送反連消息，告知對方要反連的IP地址和端口號；

步驟330)、對方節點收到請求消息后，向所述用戶節點發起TCP連接，進行數據傳輸。

5.權利要求1的方法，其中，步驟30)還包括：用戶節點在內網中發送廣播消息，查詢與自己身處同一內網的其他用戶節點，直接與其建立TCP連接。

6.權利要求1的方法，其中，步驟30)中，使用UDP打洞的步驟包括：

步驟310’)、用戶節點給NAT服務器發送打洞請求報文A，請求通信對方節點進行UDP打洞，報文A的內容包括用戶節點ID和通信對方的節點ID；

步驟320’)、NAT服務器收到報文A后，查找用戶節點ID和通信對方的節點ID對應的IP地址和端口號，并給雙方節點均發送打洞命令報文B，其中包含對方的IP地址和端口號；

步驟330’)、用戶節點和通信對方節點收到報文B后，發送ping消息給NAT服務器所指定的報文B中的對方IP地址和端口號；

步驟340’)、若其中一方收到另一方發來的ping消息后，將進行ping回復，收到ping回復消息的節點確認打洞成功。

7.權利要求6的方法，其中，使用UDP模擬TCP方式的步驟包括：

步驟350’)、使用UDP模擬TCP通信，在應用層實現基于UDP報文的超時與重傳機制、慢啟動機制、擁塞避免機制、快速重傳與快速恢復機制。

8.一種P2P網絡中實現NAT穿越的系統，包括：

終端、NAT服務器和索引服務器；

其中，所述終端用于向NAT服務器進行注冊，請求通信對方節點進行反連或者使用UDP進行打洞并模擬TCP方式實現NAT穿越；

所述NAT服務器用于保存所述終端的注冊信息，轉發終端的打洞請求；

所述索引服務器用于為所述終端提供可連接的peer的列表信息；

其中，所述終端包括：

TCP反向連接模塊，用于終端處于公網而對方終端處于內網時建立TCP連接；

UDP打洞模塊，利用UDP打洞技術，使得當兩個終端節點處于不同NAT內的情況下建立UDP連接；

內網發現模塊，用于處于同一內網的終端建立TCP直連；

傳輸模塊，用于UDP模擬TCP進行數據傳輸。