[发明专利]穿透网络地址转换的消息推送方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及网络地址转换（NAT，Network Address Translation）技术，尤其涉及一种穿透网络地址转换的消息推送方法及系统。

背景技术

现有的IPv4协议，因特网（Internet）内的每个客户端都有一个唯一的IP地址，即公共网络地址，IP地址用一个32位二进制的数来表示。由于32位的二进制数仅仅能表示十亿级别的数值，因而，随着接入Internet的客户端数量的不断增加，IP地址资源也就愈加显得捉襟见肘。例如，一般用户几乎申请不到整段的C类IP地址，又例如，当向互联网业务提供商（ISP，Internet Service Provider）申请IP地址时，即使是拥有上百台客户端的大型局域网用户，也只能分配到几个或十几个IP地址。显然，这样少的IP地址根本无法满足网络用户的需求。

下一代互联网协议IPv6采用128位二进制数表示一个IP地址，因而，可以有效增加IP地址的数量，虽然IPv6协议已经被讨论制定，但由于新的协议需要众多的设备厂商的支持，同时需要对现有的基础网络设施进行大规模地升级或换代，所需的时间和成本都难以估量，因而，短期内也无法大规模地实施。

为了满足网络用户的需求，降低网络升级或换代所需的时间和成本，目前的互联网企业普遍采用网络地址转换方式，网络地址转换属于接入广域网（WAN，Wide Area Network）技术，用于在内部网络和公共网络之间进行地址转换，从而将内部网络的私有（保留）地址转化为公共网络的合法IP地址，广泛应用于各种类型Internet接入方式和各种类型的网络中。内部网络和公共网络之间，设置有用于地址转换的NAT设备，其中，处于同一NAT设备后的网络称为内部网络（私网），处于NAT设备前的网络称为公共网络（公网），内部网络内的客户端通过NAT设备与公共网络内的客户端进行通信，在通过NAT设备构建的网络系统中，允许处于同一NAT设备后的多台客户端共享一个公共网络IP地址，即内部网络内的客户端利用私网IP地址，通过NAT设备转换为公共网络IP地址，从而与公共网络内的客户端通信。这样，NAT技术不仅完美地解决了IP地址资源不足的问题，而且，还能够有效地避免来自网络外部（公共网络）的攻击，隐藏并保护网络内部（内部网络）的客户端。

NAT设备虽然允许内部网络（私网）内客户端主动向公共网络（公网）内客户端发送数据，但却禁止反方向的主动数据传递，即不支持公网内客户端向私网内客户端发送连接并传输数据，使得在一些特殊场合下，不同网络，即公网与私网内的客户端无法进行互联的活动，例如，P2P软件、网络会议、视频传输等无法进行，从而明显制约了互联网应用的发展，制约了用户的业务体验。

为了支持公网内客户端向私网内客户端发送连接并传输数据，现有技术提出了穿透NAT的消息推送方法，目前穿越NAT实现消息推送的方法大概有以下方式：

1）各消息发送客户端与消息推送服务器建立TCP连接，通过消息推送服务器的中转完成消息推送。具体来说，以客户端A向客户端B发送消息为例，穿透NAT的消息推送方法的流程为：第一步，客户端A将信息发给消息推送服务器；第二步，消息推送服务器根据接收的信息获取客户端B的连接地址；第三步，消息推送服务器使用TCP协议进行中转，将信息转发给客户端B，由TCP协议保证传输数据的完整性。

2）发送消息的各客户端通过向消息推送服务器发送同步请求，消息推送服务器收到同步请求后，向通信的双方（消息发送客户端以及消息接收客户端）发送携带有对方地址（目的地址）信息的数据包，通信的双方收到消息推送服务发送的携带有对方地址信息的数据包时，获取对方地址信息，使用获得的对方地址信息与对方进行通信，建立通信通道并完成后续通信。

3）通信的双方通过通用即插即用（UPNP，Universal Plug and Play）协议建立相互的地址信任，然后使用彼此信任的地址信息完成后续通信。

由上述可见，现有穿越NAT实现消息推送的方法，存在以下缺陷：