[發明專利]便于對等應用通信的方法和設備

有效

• 申請號: 200910145424.6
• 申請日: 2001-09-04
• 公開（公告）號: CN101668051A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發明（設計）人: A·T·莫利特
• 申請（專利權）人: 阿爾開泰爾-盧森特美國股份有限公司
• 主分類號: H04L29/12
• 分類號: H04L29/12;H04L29/08;H04L29/06
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 顧嘉運

本申請是申請日：2001.09.04，申請號為01817520.1(國際申請號為PCT/US 01/27382)，名稱為“便于對等應用通信的方法、裝置和系統”的申請的分案 申請。

技術領域

本發明涉及用于處理在因特網上交換數據的應用之間通信的設備。更具體 地，本發明涉及網絡地址轉換(NAT)設備和使用這種NAT設備以便于在因特 網上對等數據通信的系統及方法。

背景技術

如圖1所示，傳統類型的網絡地址轉換(NAT)設備20通常放置在兩個不 同地址區域50和30之間的邊界上的因特網協議(IP)網絡中。一個區域50 可以是專用組織的內部網10，而另一個區域30可以是公用的全球因特網。由 這種傳統設備尋址的問題在于一個組織可能需要較大的內部網絡，該網絡具有 許多設備，每個設備需要唯一的IP地址。考慮到當前可用的唯一IP地址的可 用地址空間(2³²個可用地址)和現在地址定位方式，該組織也許不能通過指定 這種地址的管理機構分配足夠數目正式的IP地址給它。因此，該組織被迫有 效地對它自己的內部網絡作出內部有效的地址。這能使其內部網絡正確地運 作；在這種情況不需要使用正式分配的IP地址。當在較大的內部網絡中的設 備或應用(在特定設備中運行的程序)需要與全球因特網(我們是指使用正式 指定IP地址的任何公共或專用的IP網絡)通信時，就會引起困難。因為由該 組織內部指定的地址或者與屬于某些其他組織的正式指定的地址重疊，或者不 是正式指定的，全球的因特網不能使用這些地址將數據正確地發送到該組織的 內部網絡。為了發送數據到連網設備，例如，發送的應用必須具有目標應用的 地址，而且接收數據的網絡本身必須知道如何定位目標應用。僅當所有有關的 應用在關于哪個IP地址屬于哪個設備及應用方面達成一致，這些操作才能工 作。

對該組織的一個解決辦法是為它分配某組織正式的IP地址。這些是唯一 的地址。在全球因特網上發送數據到這些地址的任何應用可以依賴于到達該組 織的內部網絡的入口的數據。即，全球的因特網底層結構正確地提交數據到該 組織，而然后(用IP的這種正常情況)依賴該組織定位在組織中的正確的終 點應用，作最終的數據提交。

該組織然后能在不定的時間周期指定分配給單獨應用的每個正式IP地址， 使得有幸的幾個應用能作因特網訪問。允許更廣泛訪問的更好的解決方法是使 用一個設備，它實際上在任何給定時刻動態地將正式分配的IP地址指定給需 要訪問全球因特網的應用。不再使用地址的應用將地址返回，可用于再次分配。 此共享系統工作得很好，并且確實是傳統的網絡地址轉換器(NAT)通常使用 的最簡單的方式。(見RFC?2663“IP網絡地址轉換器(NAT)術語和考慮”， 由因特網工程任務組(IETF)發表。這是描述圍繞NAT設備的操作和問題的基 本IETF文檔)

通常，給一個組織都分配很少量的正式IP地址。可能少到31或255個這 樣的地址給予一個組織。對于在其內部網絡有數以千計的應用的組織，只能分 配正式IP地址的初級NAT是不夠的。比如說5000個應用(每個對應于單獨的 雇員)中若只有31個能同時使用全球因特網，就不能認為完全地解決問題。

為了有效地擴展正式分配的地址庫的有效規模，該組織的NAT通常有能力 對多個內部應用使用同一個正式的地址。到達特定正式IP地址，如X，的數據 可以進一步通過屬于若干數據流之一，如A，B和C，加以區分。NAT可指定地 址X，數據流A給一個應用的特定數據流，而地址A，數據流B和C屬于兩個 另外的其他應用。

數據流識別符稱為端口號。在IP網絡中的數據流由稱為“5-元組”識 別，它由5個單獨的數字量組成：

1)源IP地址

2)目標IP地址

3)源端口號

4)目標端口號

5)傳輸協議

IP網絡中的每個數據項(包)中具有這5個數字識別符。這兩個IP地址 (上述項1或項2)或多或少地能識別源和目標應用。協議識別使用哪個機制 保證可靠的數據傳輸。對現在的目標，協議被忽略，因為它與NAT沒有太多關 系。源和目標端口號(上述3和4項)分別是識別網絡中哪個應用發送和接收 此數據包。