ngn网络业务nat穿透技术探讨

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1、NGN网络业务NAT穿透技术探讨严军　　摘要：本文主要参考IETF关于NGN网络中会话业务穿透NAT技术的各种草案，介绍了目前业务开展可以使用的几种NAT穿透技术和方案，并对几种技术方案结合网络的实际情况进行了对比和分析，最后给出了华为公司对NGN业务穿透NAT的解决方案建议。　　缩略语：NATNetworkAddressTranslation网络地址转换FWFireWall防火墙ALGApplicationLayerGateway应用层网关MIDCOMMiddleboxCommunication STUNSi

2、mpleTraversalofUDPThroughNetworkAddressTranslatorsUDP对NAT的简单穿越TURNTraversalUsingRelayNAT通过中继方式穿越NATFullProxy 信令代理+媒体中继SoftX 软交换SIPSessionInitiationlProtocol会话初始协议MGCPMediaGatewayControlProtocol网关控制协议H.248 网关控制协议H.323IP网络的会话协议RTPRealTimeTransferProtocol实时传输协议

3、RTCPRealTimeTransferControlProtocol实时传输控制协议1　问题背景　　目前NGN网络逐步从试验走向商用，在应用过程中遇到了很多实际问题，特别是NGN用户的接入问题，由于NGN是一个基于分组网承载的网络，接入用户都是通过IP地址来寻址，当前的网络实际情况是，由于IP地址紧缺以及安全等各种原因，网上大量的企业网和驻地网基本上都采用了私有IP地址通过出口的NAT/FW接入公网，而目前NGN网络中在IP 上承载语音和视频的协议，如H323，SIP，MGCP，H248 等，本身具有的特点，

4、在私网用户接入应用中，这些协议的控制通道/媒体通道难以穿越传统的NAT/FW 设备与公网进行互通，或者说目前的NAT/FW大多支持HTTP的数据应用协议穿透，而无法支持这种会话业务的控制与媒体NAT/FW穿透。而NGN网络最大的好处就是能为用户提供丰富的业务，特别是为企业用户提供语音、数据、视频融合的IP Centrex业务，因此上面所提到问题的解决就更加的迫切，成为目前NGN网络业务开展最大的障碍。目前业界的解决方案有如下几种：　　（1）NAT/ALG 方式　　（2）MIDCOM 方式　　（3）STUN 方式

5、　　（4）TURN方式　　（5）Full Proxy 方式　　下面针对企业网、驻地网小区用户接入NGN网络解决方案，对上述几种方式进行简单介绍与分析。2 　技术方案　　2.1　NAT/ALG方式　　普通NAT是通过修改UDP或TCP报文头部地址信息实现地址的转换，但部分承载于TCP/UDP的应用，例如多媒体会话、文件共享、游戏等“端到端”的应用，在TCP/UDP负载中也需带地址信息。一般的方法，应用程序在负载中填写的是其自身地址，此地址信息在通过NAT时被修改为NAT上对外的地址，即我们常说的ALG方式。　　A

6、LG功能目前主要驻留在一些NAT/Firewall设备中，要求这些设备本身具备应用识别的智能.同时每增加一种新的应用都将需要对NAT/Firewall进行升级。　　对NGN业务应用，ALG需要支持IP 语音和视频协议（H323、SIP、MGCP/H248）的识别和对NAT/Firewall的控制，以使NGN业务顺利穿越NAT/Firewall。　　图1为NAT/ALG方式的应用组网模型，其关键点为：企业网/驻地网内部终端设备能穿透NAT/ALG注册到公网SoftX上，通过SoftX 进行协议解析和呼叫处理.　　

7、公网SoftX和企业网终端通过SIP/H323/MGCP/H248 协议互通，NAT/ALG需要识别SIP/ H323/MGCP/H248协议信令并建立媒体流通道，以支持媒体流顺利穿越NAT/FW。　　对于ALG应用来说，在应用业务安全要求上需要作一些折衷，因为ALG 不能识别加密后的报文内容，所以必须保证报文采用明文传送，这使得报文在公网中传送时有很大的安全隐患。　　NAT/ALG是支持NGN应用一种最简单的方式，但由于网络实际情况是已部署了大量的不支持NGN业务应用的NAT/FW设备，因此我们不推荐使用这种

8、方式，理由如下：　　¨网上大量NAT/FW因不具备ALG能力，需要更换或升级　　¨NGN业务的ALG生产厂家少，也没有一套产品特性需求基线　　¨NAT/FW厂家一般不是IP业务领域的专家，难以支持业务的变化（如SIP的扩展多种多样）　　¨用户不愿意重新购买NAT/FW设备，更无法判断各种ALG的可行性　　¨用户普遍要求运营商在不改变已有网络设备（NAT）的情况下就可以提供新的IP业务