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SymmetricNAT的穿越问题研究
摘要
SymmetricNAT（对称网络地址转换）是一种常见的互联网连接类型，它为私有网络中的设备提供了一种安全的连接方式。然而，SymmetricNAT存在着穿越问题，这使得设备无法与互联网上的其它设备进行通信。本文对SymmetricNAT的穿越问题进行了研究，分析了它的原因和解决方案，并结合实例进行了论述。最后，本文总结了SymmetricNAT的穿越问题对于互联网连接的影响以及未来的研究方向。
关键词：SymmetricNAT、穿透问题、解决方案、影响、未来研究
引言
互联网连接是现代社会中不可或缺的一部分。但是，由于安全和隐私问题，许多用户都选择使用私有网络（PrivateNetwork）来连接互联网。然而，私有网络中的设备无法直接与互联网中的其它设备进行通信，这就需要使用一种特殊的连接方式，即网络地址转换（NetworkAddressTranslation，简称NAT）。NAT不仅可以为私有网络中的设备提供安全的连接方式，还可以允许多个设备共享一个公用IP地址。
在NAT中，SymmetricNAT是一种常见的连接方式。它是一种动态分配端口和IP地址的方式，每个请求都会被分配新的端口和IP地址，并维持一段时间。这种分配方式提高了网络安全性和隐私，但它也会引发SymmetricNAT的穿透问题。
本文将研究SymmetricNAT的穿透问题，分析其原因和解决方案，并探讨它对于互联网连接的影响以及未来的研究方向。
一、SymmetricNAT的穿透问题
SymmetricNAT的穿透问题是指，当设备处于SymmetricNAT网络中时，它无法与互联网上的其它设备进行通信。在这种情况下，即使设备连接到了互联网，也无法正常地进行网络通信。
SymmetricNAT的穿透问题主要是由于其动态的端口和IP地址分配方式所导致的。在SymmetricNAT网络中，每个请求都会被分配新的端口和IP地址，这些地址是动态的并且有时间限制。因此，设备无法预测下一个请求所分配的地址，也就无法向互联网上的其它设备发送请求。
此外，SymmetricNAT还会为数据包添加额外的头部信息，这会进一步加重SymmetricNAT的穿透问题。由于额外的头部信息，数据包需要更多的时间和资源才能区分出它们的来源和目标地址，这会导致数据包的延迟和丢失。
再者，大多数SymmetricNAT设备不允许来自互联网的请求直接访问私有网络中的设备，这进一步加重了SymmetricNAT的穿透问题。
综上所述，SymmetricNAT的穿透问题是由于其动态分配端口和IP地址的方式等原因所导致的，让设备无法与互联网上的其它设备进行通信。
二、SymmetricNAT的解决方案
为了解决SymmetricNAT的穿透问题，有许多解决方案可以选择。本部分将对一些常见的解决方案进行分析。
1.UPnP（通用即插即用）
UPnP是一种开放的网络协议，它允许网络上的设备自动发现并与其它设备通信。在UPnP中，设备可以通过自动设置端口映射来解决SymmetricNAT的穿透问题。当设备请求访问互联网上的其它设备时，它会自动将请求转发到SymmetricNAT设备上，随后SymmetricNAT设备将这些请求路由到对应的设备上。
尽管UPnP是一种有效的解决方案，但它需要SymmetricNAT设备支持UPnP协议，否则无法使用。此外，UPnP不是一种非常安全的协议，因为它会向公共网络暴露设备的端口信息，从而让网络受到攻击的风险。
2.STUN（会话遍历实用工具）
STUN是一种网络协议，它可以解决SymmetricNAT的穿透问题。在STUN中，设备会向STUN服务器发送请求，尝试获取自己的公网IP地址和端口信息。STUN服务器会响应请求，并将设备的公网IP地址和端口信息返回给设备。设备随后将这些信息发送给互联网上的其它设备。
尽管STUN是一种有效的解决方案，但它需要额外的STUN服务器来支持。此外，由于STUN将设备的端口信息暴露给公共网络，因此也存在一定的安全风险。
3.TURN（穿透可靠的NAT）
TURN也是一种网络协议，它可以解决SymmetricNAT的穿透问题。在TURN中，设备会向TURN服务器发送请求，将需要发送的消息传递给TURN服务器。TURN服务器会将这些消息转发给互联网上的其它设备。这种方式可以让设备在任何情况下都可以正常地发送和接收消息。
尽管TURN是一种有效的解决方案，但它需要额外的TURN服务器来支持。此外，由于TURN需要用到额外的带宽和运行成本，因此也会导致一定的负担。
4.ICE（交会和遍历）
ICE（InteractiveConnectivityEstablishment）是一种综合性的解决方案，