[發明專利]非對稱NAT環境下進行TCP通信的方法、終端、NPS和系統

有效

• 申請號: 201410340431.2
• 申請日: 2014-07-17
• 公開（公告）號: CN105282264B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 王愛俊;孫瓊;解沖鋒
• 申請（專利權）人: 中國電信股份有限公司
• 主分類號: H04L29/12
• 分類號: H04L29/12;H04L29/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 姜雍

本發明公開了非對稱NAT環境下進行TCP通信的方法、終端、NPS和系統。該方法包括：通信雙方的服務端和客戶端分別向NPS進行注冊；NPS形成NAT映射后的通信雙方的地址和端口的對應關系，并將NAT映射后的地址和端口發送給通信對方；通信雙方中的服務端啟用新端口通知所述NPS其要與通信雙方中的客戶端建立連接，NPS向通信雙方中的客戶端發送通信雙方中的服務端映射后的地址和新端口，并通知客戶端回連所述服務端；客戶端向服務端映射后的地址和新端口發起TCP連接，服務端偵聽到TCP連接，建立與客戶端的TCP通信。本發明實現了非對稱NAT環境下的TCP可靠通信。

技術領域

本發明屬于IP領域，尤其涉及非對稱NAT環境下進行TCP通信的方法、終端、NPS和系統。

背景技術

在公有IPv4地址逐漸耗盡的情況下，運營商只能通過給用戶分配私有IPv4地址，或者IPv6地址來完成用戶的網絡接入。另外，考慮到目前絕大部分的互聯網內容還都是基于IPv4，在給用戶分配這樣的地址后，運營商還需要考慮如何通過部署NAT設備來實現私有IPv4地址或者IPv6地址到公有IPv4地址的轉換，一般情況下，運營商在城域網出口新增這樣的設備(CGN，Carrier Grade NAT)。

運營商在網絡中部署NAT設備后，原有可獲得公有地址并可與其它有公有地址的設備間的直接通信就難以實現，必須借助網絡中的NAT穿越輔助設備。目前業界針對非對稱NAT環境下的穿越技術主要是基于UDP協議的，這主要是因為UDP是無連接的，其通信雙方基本對等，位于NAT后的終端只需向NAT穿越輔助設備(后續統稱NPS，NAT Punching Server)發送注冊消息，NPS看到通信雙方NAT映射后的地址，形成通信雙方NAT映射后地址和端口的對應關系，并向通信雙方返回對方映射后的地址和端口。通信雙方在獲取對方映射后的地址、端口，即可實現復雜網絡環境下基于UDP的通信。

但對于TCP來說，通信雙方具有不同的角色：客戶端(Client)/服務端(Server)。服務端一般只是偵聽，不會主動發起連接。當服務端位于非對稱NAT設備后，如何讓客戶端知道服務端的偵聽端口，并以偵聽端口來對NAT設備打洞就是一個必須要解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是部署非對稱NAT設備后，導致設備間難以實現基于TCP的端到端通信。

根據本發明一方面，提出一種非對稱NAT環境下進行TCP通信的終端，包括服務端注冊單元、地址映射關系建立單元、偵聽單元和連接單元，其中：

所述服務端注冊單元，用于向NPS進行注冊，并接收所述NPS返回的通信對方的NAT映射后的地址和端口；

所述地址映射關系建立單元，用于啟用新端口通知所述NPS其要與通信雙方中的客戶端建立連接，并且，通過所述新端口向通信雙方中的客戶端發起連接，以在通信雙方中的服務端的NAT設備上生成通信雙方中的服務端映射后的地址和新端口與通信雙方中的客戶端映射后地址和端口的對應關系；其中，所述NPS向所述通信雙方中的客戶端發送通信雙方中的服務端映射后的地址和新端口，并通知所述客戶端回連所述服務端；

所述偵聽單元，用于偵聽到所述通信雙方中的客戶端的連接請求；

所述連接單元，用于根據所述偵聽單元偵聽到的所述連接請求，建立與所述客戶端的TCP通信。

進一步，所述服務端注冊單元通過信令端口向NPS進行注冊；

所述地址映射關系建立單元通過數據端口通知所述NPS其要與通信雙方中的客戶端建立連接，即所述新端口為數據端口。

根據本發明一方面，提出一種非對稱NAT環境下進行TCP通信的終端，包括客戶端注冊單元和連接建立單元，其中：

所述客戶端注冊單元，用于向NPS進行注冊，并接收所述NPS返回的通信對方的NAT映射后的地址和端口；