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STUN在SIP中的工作原理及过程

jackyhwei 发布于 2011-01-19 16:16 点击:次 
STUN的探测过程需要有一个公网IP的STUN server,在NAT后面的UAC必须和此server配合,互相之间发送若干个UDP数据包。UDP包中包含有UAC需要了解的信息,比如NAT外网 IP,PORT等等。UAC通过是否得到这个UDP包和包中的数据判断自己的NAT类型。
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STUN是RFC3489规定的一种NAT穿透方式,它采用辅助的方法探测NAT的IP和端口。毫无疑问的,它对穿越早期的NAT起了巨大的作用,并且还将继续在ANT穿透中占有一席之地。

STUN的探测过程需要有一个公网IP的STUN server,在NAT后面的UAC必须和此server配合,互相之间发送若干个UDP数据包。UDP包中包含有UAC需要了解的信息,比如NAT外网IP,PORT等等。UAC通过是否得到这个UDP包和包中的数据判断自己的NAT类型。

假设有如下UAC(B),NAT(A),SERVER(C),UAC的IP为IPB,NAT的IP为 IPA ,SERVER的 IP为IPC1 、IPC2。请注意,服务器C有两个IP,后面你会理解为什么需要两个IP。 

(1)NAT的探测过程:(吃个芒果先,呵呵,老妈给的)

STEP1:B向C的IP1的pot1端口发送一个UDP包。C收到这个包后,会把它收到包的源IP和port写到UDP包中,然后把此包通过IP1和port1发还给B。这个IP和port也就是NAT的外网IP和port(如果你不理解,那么请你去看我的BLOG里面的NAT的原理和分类),也就是说你在STEP1中就得到了NAT的外网IP。

熟悉NAT工作原理的朋友可以知道,C返回给B的这个UDP包B一定收到(如果你不知道,去读下我的其它文章)。如果在你的应用中,向一个STUN服务器发送数据包后,你没有收到STUN的任何回应包,那只有两种可能:1、STUN服务器不存在,或者你弄错了port。2、你的NAT拒绝一切UDP包从外部向内部通过(我们公司的NAT就是)。

当B收到此UDP后,把此UDP中的IP和自己的IP做比较,如果是一样的,就说明自己是在公网,下步NAT将去探测防火墙类型,我不想多说。如果不一样,说明有NAT的存在,系统进行STEP2的操作。

STEP2:B向C的IP1发送一个UDP包,请求C通过另外一个IP2和PORT(不同与SETP1的IP1)向B返回一个UDP数据包(现在知道为什么C要有两个IP了吧,虽然还不理解为什么,呵呵)。

我们来分析一下,如果B收到了这个数据包,那说明什么?说明NAT来着不拒,不对数据包进行任何过滤,这也就是STUN标准中的full cone NAT。遗憾的是,full cone nat太少了,这也意味着你能收到这个数据包的可能性不大。如果没收到,那么系统进行STEP3的操作。

STEP3:B向C的IP2的port2发送一个数据包,C收到数据包后,把它收到包的源IP和port写到UDP包中,然后通过自己的IP2和port2把此包发还给B。

和step1一样,B肯定能收到这个回应UDP包。此包中的port是我们最关心的数据,下面我们来分析:

如果这个port和step1中的port一样,那么可以肯定这个NAT是个CONE NAT,否则是对称NAT。道理很简单:根据对称NAT的规则,当目的地址的IP和port有任何一个改变,那么NAT都会重新分配一个port使用,而在step3中,和step1对应,我们改变了IP和port。因此,如果是对称NAT,那这两个port肯定是不同的。

如果在你的应用中,到此步的时候PORT是不同的,恭喜你,你的STUN已经死了。如果不同,那么只剩下了restrict cone 和port restrict cone。系统用step4探测是是那一种。

STEP4:B向C的IP2的一个端口PD发送一个数据请求包,要求C用IP2和不同于PD的port返回一个数据包给B。

我们来分析结果:如果B收到了,那也就意味着只要IP相同,即使port不同,NAT也允许UDP包通过。显然这是restrict cone NAT。如果没收到,没别的好说,port restrict  NAT.

(2)SIP怎么使用STUN

个人认为这是个很不值得提的问题,不过有许多人问我,还是简要提一下。其实这是个很简单的问题,SIP通过STUN得到NAT的外网IP和SIP的信令监听端口的外网port,替换SIP注册包中的contact头中的IP和port,然后注册。这样就可以确保当有人呼叫你的的时候注册服务器能找到你。需要提醒你的是,NAT发现一个连接超过一段时间后没有活动,它就会关闭这个影射,因此你必须间隔一端时间发送一个数据包出去以keep alive。

另外,当你要和别人建立RTP通讯的时候,不要忘记把你的SDP中的IP和PORT改成公网IP和PORT。

也许文章到这里就可以完了,不过很遗憾,显然我们还有工作没有完成,那就是对称NAT。在我后面的文章中,我会对对称NAT对一些探讨,希望你关注我的BLOG,谢谢。

(wcl0715)
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本文出处:CSDN博客 作者:wcl0715
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