[發(fā)明專(zhuān)利]P2P通信系統(tǒng)與中繼通信方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410471512.6
• 申請(qǐng)日: 2014-09-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104202413A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭汝波;張士波;楊敬宇;姚鍵;潘柏宇;盧述奇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 合一網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（北京）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04L29/08
• 分類(lèi)號(hào): H04L29/08;H04L29/12
• 代理公司: 無(wú)
• 代理人: 無(wú)

技術(shù)領(lǐng)域

?本申請(qǐng)涉及對(duì)等網(wǎng)絡(luò)（Peer-to-Peer，P2P）中的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（Network?Address?Translation）穿越技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種P2P通信系統(tǒng)與中繼通信方法。

背景技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和寬帶應(yīng)用的普及，人們獲取信息的方式已經(jīng)發(fā)生改變：從傳統(tǒng)的書(shū)籍、報(bào)紙、電視、廣播等方式，繼而變成通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)獲取。尤其是互聯(lián)網(wǎng)將影視節(jié)目、新聞、廣告、聊天視頻、游戲視頻和監(jiān)控視頻等等豐富的綜合性網(wǎng)絡(luò)視頻資源進(jìn)行共享，從而網(wǎng)絡(luò)視頻已經(jīng)成為人們學(xué)習(xí)、社交以及休閑娛樂(lè)而不可替代的重要方式。傳統(tǒng)的基于客戶(hù)端/服務(wù)器架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由于服務(wù)器帶寬和處理能力的限制導(dǎo)致其可擴(kuò)展性極差。P2P作為一種有效的解決方案在得到了極大的推廣。在P2P模式下，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在從別的節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)的同時(shí)還向其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，這樣利用客戶(hù)端節(jié)點(diǎn)的上傳能力可以極大減輕服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。

Relay?Server（中繼服務(wù)器）是在?P2P系統(tǒng)中主要負(fù)責(zé)輔助客戶(hù)端之間進(jìn)行互聯(lián)互通的服務(wù)器，其功能主要包括：輔助Peer（客戶(hù)端節(jié)點(diǎn)）檢測(cè)NAT類(lèi)型，幫助Peer檢測(cè)是否位于防火墻和IP受限NAT后，輔助Peer間進(jìn)行互聯(lián)互通。

NAT英文全稱(chēng)是“Network?Address?Translation”，中文意思是“網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換”，它是一個(gè)IETF（Internet?Engineering?Task?Force,?Internet工程任務(wù)組）標(biāo)準(zhǔn)，允許一個(gè)整體機(jī)構(gòu)以一個(gè)公用IP（Internet?Protocol）地址出現(xiàn)在Internet上。它是一種把內(nèi)部私有網(wǎng)絡(luò)地址（內(nèi)網(wǎng)IP）翻譯成合法網(wǎng)絡(luò)IP地址（公網(wǎng)IP）的技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)主要是為了解決IP地址不足，隱藏和保護(hù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部計(jì)算機(jī)，有效地避免來(lái)自網(wǎng)絡(luò)外部的攻擊等問(wèn)題，NAT功能通常被集成到路由器、防火墻、ISDN路由器或者單獨(dú)的NAT設(shè)備中。

NAT類(lèi)型主要分為：完全圓錐型NAT(Full?cone?NAT)，受限圓錐型NAT(Address-Restricted?cone?NAT)，端口受限圓錐型NAT(Port-Restricted?cone?NAT)和對(duì)稱(chēng)型NAT(Symmetric?NAT)。

完全圓錐型NAT：一個(gè)內(nèi)部的地址映射到外部地址成功后，任意外部的主機(jī)都能夠通過(guò)這個(gè)外部地址發(fā)送數(shù)據(jù)包到達(dá)內(nèi)部地址。

受限圓錐型NAT：一個(gè)內(nèi)部的地址映射到外部地址成功后，外部主機(jī)通過(guò)外部地址發(fā)送數(shù)據(jù)包到達(dá)內(nèi)部地址的前提條件是：內(nèi)部地址首先向外部主機(jī)的地址（IP：任意端口）發(fā)送過(guò)數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包發(fā)送的端口不受限制。

端口受限圓錐型NAT：一個(gè)內(nèi)部的地址映射到外部地址成功后，外部主機(jī)通過(guò)外部地址發(fā)送數(shù)據(jù)包到達(dá)內(nèi)部地址的前提條件是：內(nèi)部地址首先向外部主機(jī)的地址（IP：固定端口）發(fā)送過(guò)數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)發(fā)送的端口必須是外部主機(jī)綁定的端口。

對(duì)稱(chēng)型NAT：每一個(gè)來(lái)自相同內(nèi)部IP與端口，到一個(gè)特定目的地地址和端口的請(qǐng)求，都映射到一個(gè)獨(dú)特的外部IP地址和端口。同一內(nèi)部IP與端口發(fā)到不同的目的地和端口的信息包，都使用不同的映射，只有收到過(guò)內(nèi)部主機(jī)數(shù)據(jù)包的外部主機(jī)才能返回?cái)?shù)據(jù)包。

在現(xiàn)有技術(shù)中，每個(gè)Peer都必須注冊(cè)到指定的Relay?Server上，同時(shí)Relay?Server記錄下該P(yáng)eer的外網(wǎng)IP和外網(wǎng)端口，并將該外網(wǎng)IP和端口返回給Peer。Peer根據(jù)從Relay?Server返回的外網(wǎng)IP和內(nèi)網(wǎng)IP進(jìn)行對(duì)比，判斷自己是否屬于公網(wǎng)用戶(hù)，如果是公網(wǎng)用戶(hù)則無(wú)需判定自己的NAT類(lèi)型，否則繼續(xù)進(jìn)行NAT類(lèi)型檢測(cè)。NAT類(lèi)型探測(cè)完成后，Peer會(huì)根據(jù)對(duì)方的NAT類(lèi)型選擇是否需要通過(guò)Relay?Server輔助下和對(duì)方建立連接，對(duì)適合NAT穿越條件的倆個(gè)Peer，主動(dòng)發(fā)起連接的Peer首先向被連接的Peer的外網(wǎng)地址發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包基本上會(huì)被對(duì)端的防火墻丟棄，但是該數(shù)據(jù)包會(huì)在自己的防火墻上注冊(cè)允許從對(duì)端的外部地址發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)包進(jìn)入，同時(shí)主動(dòng)連接方向被連接的Peer的Relay?Server發(fā)送連接請(qǐng)求，Relay?Server接收到該請(qǐng)求后會(huì)發(fā)送通知被連接的Peer有連接請(qǐng)求，并把主動(dòng)方的外網(wǎng)地址和端口告知被動(dòng)連接方，這時(shí)由于在主動(dòng)發(fā)起方的防火墻上已經(jīng)注冊(cè)了被動(dòng)方的外網(wǎng)地址和端口，所以被動(dòng)方此時(shí)經(jīng)由此外部地址發(fā)送給主動(dòng)連接方的數(shù)據(jù)包會(huì)被允許通過(guò)防火墻，并被主動(dòng)連接方接收到，通路到此建立完成。