[发明专利]遵守SIP协议的信令消息的NAT地址转换设备穿越

说明书

技术领域

本发明涉及通信网络。更具体地，涉及通过诸如“NAT”的地址转换设备的信令消息传送的问题。

背景技术

当前通信网络允许通信会话使用诸如H.323、MGCP(媒体网关控制协议)或SIP(会话初始协议)和SDP(会话描述协议)的信令协议来建立。

所述SIP协议由IETF(互联网工程任务组)的RFC 3261定义，并且其双重目的是允许：

-两方之间的连接，

-经由SDP协议的、对将要建立的会话的特征(视频吞吐量、将要使用的编码器(CODEC)等)的协商。

想要呼叫另一方的主叫方可以向被称为“代理”的信令单元发送包含其个人地址、其终端(或更一般地，客户端或“用户代理”)的物理地址以及被叫方的个人地址的信令消息(“邀请”)。所述信令单元具有用于连接被叫方的个人地址与对应终端的物理地址的装置(“注册器”)。通过该连接，所述信令消息可以被选路到主叫方。

如果主叫方接受该呼叫，那么用包含所述终端或客户端(或“用户代理”)的物理地址的新信令消息作为应答。因此，由于两个终端的每个都知道另一方的物理地址，它们可以建立用于数据(语音、视频等)传送的IP(网际协议)连接。

然而，地址转换设备产生问题，所述地址转换设备以首字母缩写NAT(“网络地址转换”)或NAPT(“网络地址端口转换”)，并且在RFC 1631的“IP网络地址转换器”和RFC 3022的“传统IP网络地址转换器(传统NAT)”中被定义。这些设备旨在将子网(典型地，专用专用网络)与公共互联网网络相联系。子网的设备(终端)具有有效性限于该子网的物理IP地址。当它想要建立与位于该子网外部的设备的通信时，所述地址转换设备向其分配对于公共网络有效的临时公共地址，并且记住客户端的专用地址与其临时公共地址之间的关联。

NAT地址转换设备因此匆忙地(on the fly)通过以下方式修改在专用网络与公共网络之间传输的消息：

-在输出消息，即从专用网络去往公共网络的那些消息的IP报头中，将终端的专用地址转换为公共地址，以及

-在输入消息，即从公共网络去往专用网络的那些消息的IP报头中，将终端的公共地址转换为专用地址。

因此，由于SIP/SDP(或H.323或其它)信令消息穿越地址转换设备而产生问题。该问题被称为“NAT穿越”。

例如在地址：http://en.wikipedia.org/wiki/NAT_traversing.html上的参与性百科全书“Wikipedia”中描述了该问题，并且在题为“NetworkAddress Translation(NAT)-Friendly Application Design Guidelines”的IETF RFC 3235中提及该问题。此外，在J.Rosenberg 2005年2月发表的、题为“Considerations for Selection of Techniques for NATTraversing”的IETF草案中阐述了该问题。

诸如SIP和SDP的信令协议被认为是应用协议。SIP/SDP协议例如可以通过自身在协议栈中位于IP之上的TCP或UDP协议来传输。SIP消息因此实际上是被封装在TCP或UDP消息中的参数序列，其中，TCP或UDP消息自身被封装在IP消息中。

NAT地址转换设备仅修改位于IP层的参数，它对于位于更高层的参数保持不动。

换句话说，与包含在IP报头中的地址不同，包含在SIP和SDP消息中的物理地址不被地址转换设备修改。

因此，信令消息的接受者(所谓的客户端)将仅知道主叫客户端的专用地址。然而，由于这仅在专用网络中有意义，通信会话不能被建立。

由于该问题是众所周知的，已提出许多解决方案来解决它。我们可以区分用于解决该问题的两种主要方法：基于主叫客户端的方法和基于通信网络的服务器或设备的方法。

第一种类别包括在RFC3489中描述的STUN(“UDP对NAT的简单穿越”)机制。该机制允许客户端(或终端)找出其公共地址。因此，在消息向公共网络发送之前，主叫客户端向位于该公共网络中的STUN服务器发送请求。该服务器用包含其“看见”该客户端所在的地址(和端口)的消息作为响应，其中，所述地址即该客户端的公共地址。

然后客户端可以使用该公共地址经由SDP协议来指示它想要接收应答所在的地址。