基于TCP的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸協(xié)議的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展使得 IP地址資源日漸枯竭。將IPv4地址空間升級(jí)為IPv6地址空間可以從根本上擴(kuò)充地址空間，但還需要大量的升級(jí)換代工作；而另一途徑是使用NAT（Network Address Translator）對(duì)私有網(wǎng)絡(luò)的地址進(jìn)行轉(zhuǎn)換。NAT短期內(nèi)解決了IP地址資源短缺、提高網(wǎng)絡(luò)安全性的問(wèn)題，但隨之而來(lái)的是大量建立在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接基礎(chǔ)上的P2P應(yīng)用（如：電驢、BT、PPLive等）無(wú)法運(yùn)行，這些應(yīng)用在人們?nèi)粘Ｉ钪幸褵o(wú)法取代，所以NA

2、T的產(chǎn)生嚴(yán)重阻礙了P2P的發(fā)展。 為了使NAT設(shè)備對(duì)于P2P應(yīng)用而言變得透明，穿越NAT設(shè)備建立兩種基本的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議UDP和TCP連接有著基礎(chǔ)性的作用。目前穿越NAT建立UDP的研究已經(jīng)較為成熟，并形成了相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但TCP NAT穿越一直未能完好解決。 本文 從系統(tǒng)地解決NAT穿越解決方案的完整性出發(fā)，針對(duì)穿越NAT建立TCP連接的問(wèn)題進(jìn)行了研究。首先分析了目前幾種NAT穿越技術(shù)，并總結(jié)歸納了不同NAT穿越解決方案

3、各自的特點(diǎn)。隨后對(duì)于尚未完好解決的TCP NAT穿越問(wèn)題，提出了一種基于端口關(guān)聯(lián)分析預(yù)測(cè)（PCAP）算法的NAT TCP穿越策略。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)該方法進(jìn)行了測(cè)試。本文主要研究工作如下： 1.深入分析了現(xiàn)有解決NAT穿越的方法，并針對(duì)這些方法存在的不足進(jìn)行了歸納和總結(jié)。借鑒現(xiàn)有NAT UDP的協(xié)議分類(lèi)，構(gòu)建了對(duì)應(yīng)的NAT TCP類(lèi)型定義。 2.提出了一種端口關(guān)聯(lián)分析預(yù)測(cè)（PCAP）算法，該算法能夠通過(guò)對(duì)多次試探連接獲取NA

4、T映射地址和端口的信息，并通過(guò)對(duì)這些信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，從而預(yù)測(cè)下次發(fā)起連接時(shí)NAT可能分配的端口大小。該算法的特點(diǎn)在于避免了孤立地考慮最后一次映射信息，而導(dǎo)致對(duì)NAT端口分配策略探測(cè)不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)，能夠提高端口預(yù)測(cè)的成功率。 3.提出了一種基于PCAP算法的NAT TCP穿越方案，改進(jìn)了 現(xiàn)有方案的不足，完善了NAT穿越問(wèn)題解決方案系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：PCAP算法對(duì)NAT行為探測(cè)和端口預(yù)測(cè)是有效的，利用PCAP算法能夠獲得較高的P