[发明专利]建立连接的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在对等网络中建立连接的方法，以及一种对等端，一种包括对等网络的电信基础设施，以及一种用以执行所述方法的计算机程序产品。

背景技术

网络经营者(运营商和企业)极度需要具有最小CAPEX/OPEX的轻量级解决方案以保持竞争性以及巩固客户归属(CAPEX＝资本开销；OPEX＝运营开销)。

具有最小集中式基础设施的低OPEX系统通常在覆盖网络中使用高度分布的数据库。覆盖网络，例如对等(＝P2P)网络，是在现有IP网络(IP＝因特网协议)的上层的虚拟网络。现代的P2P系统，如Chord，用图(节点和边的结构)来组织参与对等端。节点代表参与对等端而边代表两个对等端之间的邻居关系。在一个覆盖中的每个对等端具有唯一的标识符(对等端ID或节点ID)，该标识符限定了其在该覆盖中的位置(ID＝标识符/识别符)。作为邻居的对等端经由直接IP连接相连。良好构建的覆盖对于有效路由和查找机制而言是必须的。可以在不知道目的地对等端的IP地址的条件下经由覆盖来向其他对等端发送消息。

网络地址翻译(＝NAT)路由器给P2P网络中的连接建立带来公知的问题：P2P覆盖中的每个参与方(对等端)可以位于公共IP地址范围内或者位于一个或多个NAT设备后面的私有IP地址范围内。假设高百分比的用户因特网节点位于NAT路由器之后。私有范围中的对等端不能从公共范围或者从不同的私有范围直接到达。因为相关NAT设备的协作不能被保证，所以需要NAT穿越(traversal)解决方案，其依赖于对NAT行为的预测而不是NAT设备的协作。

发明内容

本发明的目的是改善具有NAT的P2P网络中的连接建立。

本发明的目的通过一种在对等网络中的第一地址范围内的第一对等端与该对等网络中的第二地址范围内的第二对等端之间建立连接的方法来实现，其中该方法包括步骤：在该对等网络中发现阻止在第一对等端与第二对等端之间的直接连接的网络地址翻译，确定该对等网络中的第三对等端作为中继对等端，以及由中继对等端在第一对等端和第二对等端之间中继连接。本发明的目的还通过一种对等网络中的对等端来实现，这种对等网络包括在该对等网络中的第一地址范围内的一个或多个对等端以及在该对等网络中的第二地址范围内的一个或多个对等端，其中所述对等端包括：发现装置，其适于在对等网络中发现阻止该对等端与另一地址范围内的对等端之间的直接连接的网络地址翻译；确定装置，其适于确定对等网络中的一个对等端作为中继对等端；中继装置，其适于支持所述对等网络中的第一地址范围内的第一对等端与所述对等网络中的第二地址范围内的第二对等端之间的连接的中继；以及传输装置，其适于在对等网络中传输信息，特别是连接信息。以及本发明的目的通过一种包括对等网络的电信基础设施来实现，该对等网络具有该对等网络中的第一地址范围内的第一对等端和该对等网络中的第二地址范围内的第二对等端，其中该电信基础设施还包括阻止在第一对等端与第二对等端之间的直接连接的网络地址翻译，以及对等网络中的第三对等端，其中该第三对等端被确定作为适于在第一对等端和第二对等端之间中继连接的中继对等端。此外，本发明的目的还通过一种用于在对等网络中建立连接的计算机程序产品来实现，该对等网络包括对等网络中的第一地址范围内的一个或多个对等端和对等网络中的第二地址范围内的一个或多个对等端，其中该计算机程序产品当被该对等网络中的对等端执行时执行步骤：在对等网络中发现阻止在第一对等端与另一地址范围中的第二对等端之间的直接连接的网络地址翻译；确定对等网络中的第三对等端作为中继对等端；支持在对等网络中的第一地址范围内的第一对等端与对等网络中的第二地址范围内的第二对等端之间的连接的中继；以及在对等网络中传输信息，特别是连接信息。

本发明提供一种用以解决P2P网络中的NAT穿越问题的新的可能方式。像穿洞(Hole Punching)、STUN、TURN和ICE这样的现有技术的解决方案需要中央服务器部件，因此带来严重的缺陷，因为中央部件不随着P2P网络中的对等端的数量一起缩放并且中央部件增加了服务提供商的OPEX(STUN＝通过网络地址翻译的用户报文协议的简单穿越；TURN＝使用中继NAT的穿越；ICE＝交互连接性建立)。

与前面所提及的公知的现有技术的解决方案相反，本发明通过使用彻底的NAT穿越解决方案来增强结构化的P2P覆盖网络，使对中央服务器部件的需求达到最小。