第三方不完全代理的TCP穿透NAT的技术研究的中期报告.docx

第三方不完全代理的TCP穿透NAT的技术研究的中期报告
一、研究背景
随着Internet的发展，NAT（NetworkAddressTranslation，网络地址转换）技术得到了广泛应用，在现代网络应用中被广泛使用，然而，NAT技术给P2P（Peer-to-Peer，点对点）通信带来了一定的困扰。在NAT技术的保护下，虽然可以实现多台计算机共享一个公网IP地址进行上网，但是其同时也会带来一些问题，例如：向内部计算机提供Web服务，FTP服务、电话直拨等等。这些应用需要在NAT网关路由器上做一些特殊的设置，才能够从外部访问到这些内部服务。然而不同的产品厂商设置方法不一，UPnP技术（即通用即插即用技术）解决了这个问题，但是不是每一个厂商的NAT路由器都支持UPnP技术。
二、研究意义
本次研究的主要目的是针对存在的问题，探讨一种新的技术方案，能够有效地穿透NAT，实现两个位于NAT之后的主机相互通信。如此一来，就不必再依赖于UPnP协议或需要特殊的设置，亦不需要对网络环境做特殊的修改。
三、研究方法
本研究采用第三方不完全代理（Third-PartyUncompletedProxy）技术，实现TCP穿透NAT的问题。第三方不完全代理技术是指利用第三方服务器做中转，对源地址和目的地址进行转换，从而穿透NAT，实现两个位于NAT之后的主机相互通信。该技术主要分为TCP打洞和UDP打洞两种方式，而本研究主要探讨TCP打洞。
四、研究进展及成果
在本次研究中，我们针对TCP打洞技术进行了实验，实现了两个位于NAT之后的主机之间进行通信。具体实验过程如下：
1.申请两台NAT类型的路由器（可选择不同的品牌或型号）进行实验，并将两台路由器通过Internet连接起来。
2.启动两台计算机，分别连接到不同的路由器中，并在计算机上安装P2P通信软件。
3.通过NAT类型的路由器产生的NAT映射表，获取两台计算机的IP地址及端口号信息，并将这些信息用于后续步骤的设置。
4.在中转服务器上，安装并配置TCP代理程序，将其设置为监听外部请求并等待两个P2P客户端的连接。
5.当P2P客户端发起请求连接时，中转服务器将会收到连接请求，并对其源地址和目的地址进行转换，并将转换后的请求转发到目的地址。
6.直到两个P2P客户端成功地建立连接。
通过本次实验，我们成功地实现了两个位于NAT之后的主机之间进行通信的目标。
五、未来展望
本次实验取得的一些结果提供了一种新的技术方案，能够有效地穿透NAT，实现两个位于NAT之后的主机相互通信。虽然在实验中我们使用了第三方中转服务器，但是为了提高系统的可靠性，我们计划进一步研究如何在无中转服务器的条件下实现TCP穿透NAT的问题。此外，本次实验中我们仅探讨了TCP打洞的技术，而UDP打洞方案也是可行的，未来我们也将研究UDP打洞方案的可行性和应用价值。