《穿越NAT的技术》课件.pptVIP

*****************NAT基本原理NAT是网络地址转换(NetworkAddressTranslation)的缩写。NAT技术用于将私有网络中的IP地址转换为公网IP地址。NAT提供了安全性，通过隐藏内部网络的真实IP地址。NAT的工作过程1数据包到达内部网络主机发送数据包到外部网络2地址转换NAT设备将内部主机的IP地址替换为自己的公网IP地址3数据包转发NAT设备将修改后的数据包转发到外部网络4数据包返回外部网络主机回复数据包到NAT设备5地址反向转换NAT设备根据端口信息将数据包转发到内部主机NAT类型1静态NAT将内部网络中的一个私有IP地址映射到公网上的一个固定公有IP地址。2动态NAT将内部网络中的私有IP地址映射到公网上的一个动态分配的公有IP地址。3网络地址端口转换(NAPT)将多个私有IP地址和端口映射到公网上的同一个公有IP地址的不同端口。静态NAT固定映射每个内部网络主机都与一个特定的外部IP地址关联，建立一对一的映射关系。安全可靠由于IP地址固定，可有效提升安全性，并方便网络管理。资源分配适用于需要固定外部IP地址的应用场景，例如服务器或特定设备。动态NAT地址池动态NAT使用一个预定义的IP地址池，用于分配给内部网络上的主机。地址分配当内部主机首次访问外部网络时，NAT设备会从地址池中分配一个可用的IP地址给该主机。地址释放当主机不再连接到外部网络时，NAT设备会释放分配的IP地址，以便其他主机可以重用它。网络地址端口转换(NAPT)地址复用NAPT允许多个内部主机共享同一个公网IP地址。端口映射每个内部主机被分配一个唯一的端口号，以便区分不同的连接请求。节省IP地址NAPT是节省公网IP地址资源的一种有效手段。穿越NAT的必要性NAT是一种广泛使用的网络技术，它可以有效地隐藏内部网络的IP地址，提高网络安全性和资源利用率。然而，在某些场景下，NAT会阻碍网络通信，例如：点对点通信：当两个设备位于不同的NAT后面时，它们无法直接建立连接。P2P应用：P2P应用需要直接连接，NAT会阻碍其正常工作。实时通信：实时通信需要低延迟，NAT会引入额外的延迟。直接连接NAT设备直接连接到NAT设备，并使用NAT设备的公共IP地址访问外部网络。NAT设备负责将内部私有IP地址转换为外部公共IP地址。此方法简单易行，但存在地址资源有限、安全性较低等问题。中介服务器连接NAT步骤1内部网络中的客户端尝试连接外部网络上的服务器，但无法直接连接。步骤2客户端通过中介服务器，向外部服务器发送连接请求。步骤3中介服务器将请求转发给外部服务器，并将响应转发回客户端。步骤4客户端和服务器通过中介服务器建立连接，完成通信。STUN协议原理1NAT检测STUN客户端发送请求到STUN服务器2地址映射STUN服务器返回客户端的公网IP地址和端口3通信路径客户端根据获取的信息，建立与其他客户端的连接STUN协议流程客户端请求客户端向STUN服务器发送一个请求，以获取其公网IP地址和端口号。服务器响应STUN服务器接收到客户端请求后，会返回一个响应，其中包含客户端的公网IP地址和端口号。客户端验证客户端使用收到的信息，验证自己是否在NAT后面，并确定NAT的类型。STUN协议局限性1无法穿越对称NAT对称NAT会随机分配端口，导致STUN无法确定公网IP地址和端口。2无法穿越多层NAT当网络中存在多层NAT时，STUN无法穿透所有NAT层，无法获取公网IP地址。3依赖UDP协议STUN基于UDP协议，某些NAT设备可能不支持UDP穿透。TURN协议原理1中继服务器TURN服务器充当网络中所有参与者之间的中介，它提供了一个中继服务，允许来自NAT后面的设备进行通信。2连接建立客户端首先连接到TURN服务器，然后通过服务器建立与另一个客户端的连接。3数据传输所有数据都通过TURN服务器传输，它将数据转发到目标客户端。TURN协议流程1客户端请求发起TURN连接请求2服务器响应分配TURN服务器地址和端口3数据转发客户端通过TURN服务器进行数据传输4连接维