[發明專利]探測NAT設備上地址轉換條目存活時間的方法和裝置

有效

• 申請號: 201010155216.7
• 申請日: 2010-04-26
• 公開（公告）號: CN101800683A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 張勛牛
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L29/06;H04L29/12
• 代理公司: 信息產業部電子專利中心 11010
• 代理人: 梁軍

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種探測NAT(Network?Address Translation，網絡地址轉換)設備上地址轉換條目存活時間的方法和裝置。

背景技術

IP多媒體子系統(IMS，IP?Multimedia?Subsystem)是下一代通信網絡的發 展方向，旨在實現固定和移動通信網絡的融合，為固定及移動用戶提供豐富的 數據及多媒體業務。

IMS采用SIP(Session?Initiation?Protocol)協議作為其多媒體會話控制協議， 來完成IMS網絡中多媒會話的建立、修改及終止等會話控制功能。

IMS以IP網絡作為承載網，在IP網絡中，由于各種各樣的原因，如：IPV4 地址數量的日趨枯竭，網絡安全等，NAT設備被大量地部署在IP網絡中，用來 進行公私網地址的轉換；在IMS環境中，IMS客戶端經常需要通過NAT設備接 入到IMS核心網。

通常情況下，NAT設備具有單向性，如圖1所示，來自NAT設備一側(設 定為A側)的IP數據包先在NAT設備上打通一條IP通道，NAT會根據數據包 的地址、端口等信息，創建一條IP地址轉換條目，這樣另一側(設定為B側)的 數據包才可以通過。其中，建立的IP通道有一個超時失效時間，如果在規定時 間內沒有數據包通過，通道就會被刪除，網絡就會斷開，來自NAT設備B側的 數據包就會被丟棄。

在存在NAT設備的環境中，為了保證IMS客戶端和核心網之間的IP通道 的正常雙向互通，IMS客戶端和核心網之間必須定期發送數據包，來刷新NAT 設備上的IP通道，一般是由核心網接入設備(P-CSCF(Proxy?Call?Session?Control Function，代理呼叫控制功能實體)或SBC(Session?Border?Controller，會話邊 緣控制器))向客戶端定期發送SIP協議的OPTIONS請求消息。下面結合圖2 簡要介紹其基本工作原理：

步驟S201、客戶端向NAT發送注冊請求消息。

步驟S202、NAT為該客戶端分配IP通道條目。

步驟S203、NAT向P-CSCF(SBC)發送客戶端注冊請求消息。

步驟S204、P-CSCF(SBC)向S-CSCF(Service?Call?Session?Control?Function， 服務呼叫控制功能實體)發送客戶端注冊請求消息。

步驟S205、S-CSCF向P-CSCF(SBC)返回200OK。

步驟S206、P-CSCF(SBC)向NAT返回200OK。

步驟S207、NAT接收到200OK消息后，刷新原來創建的IP通道1，并向 客戶端返回200OK。

步驟S208、在客戶端注冊成功后，為了保證客戶端在NAT設備上的IP通 道不因超時而失效，核心網接入設備(P-CSCF或SBC)根據配置的時間間隔，定 期向客戶端發送OPTIONS請求消息來刷新NAT上的IP通道。

步驟S209、P-CSCF(SBC)向NAT發送OPTIONS請求消息。

步驟S210、NAT刷新IP通道并轉發OPTIONS請求給客戶端。

步驟S211、客戶端返回200OK響應給NAT。

步驟S212、NAT向P-CSCF(SBC)返回200OK。

這樣就完成了一次NAT?IP通道的刷新。通過這種定期地發送OPTIONS請 求消息，就可以保持相應的IP連接的雙向互通性。

上述傳統方法的工作原理能夠在一定程度范圍內工作，但是有較大的缺陷：

接入IP網絡中有許多NAT設備，不同的NAT設備，其地址轉換條目的超 時時間各不相同，有的較大，有的較小，該參數通過人工方式一般較難獲取， 因此IMS核心網接入設備上配置的NAT?IP通道刷新時間一般都是估計出來的， 只能滿足部分NAT設備。

刷新機制單一，由于無法動態探測出各個NAT設備的IP通道超時時間，故 只能配置一個很小的時間來定期刷新所有的NAT設備，不能針對不同的NAT， 采用不同的刷新時間。

最終的配置時間必須要小于最小的NAT設備IP通道超時時間，當用戶量較 大時，刷新消息處理會嚴重消耗核心網接入設備的CPU處理，導致設備性能下 降。