[发明专利]非对称NAT环境下进行TCP通信的方法、终端、NPS和系统

说明书

本发明公开了非对称NAT环境下进行TCP通信的方法、终端、NPS和系统。该方法包括：通信双方的服务端和客户端分别向NPS进行注册；NPS形成NAT映射后的通信双方的地址和端口的对应关系，并将NAT映射后的地址和端口发送给通信对方；通信双方中的服务端启用新端口通知所述NPS其要与通信双方中的客户端建立连接，NPS向通信双方中的客户端发送通信双方中的服务端映射后的地址和新端口，并通知客户端回连所述服务端；客户端向服务端映射后的地址和新端口发起TCP连接，服务端侦听到TCP连接，建立与客户端的TCP通信。本发明实现了非对称NAT环境下的TCP可靠通信。

技术领域

本发明属于IP领域，尤其涉及非对称NAT环境下进行TCP通信的方法、终端、NPS和系统。

背景技术

在公有IPv4地址逐渐耗尽的情况下，运营商只能通过给用户分配私有IPv4地址，或者IPv6地址来完成用户的网络接入。另外，考虑到目前绝大部分的互联网内容还都是基于IPv4，在给用户分配这样的地址后，运营商还需要考虑如何通过部署NAT设备来实现私有IPv4地址或者IPv6地址到公有IPv4地址的转换，一般情况下，运营商在城域网出口新增这样的设备(CGN，Carrier Grade NAT)。

运营商在网络中部署NAT设备后，原有可获得公有地址并可与其它有公有地址的设备间的直接通信就难以实现，必须借助网络中的NAT穿越辅助设备。目前业界针对非对称NAT环境下的穿越技术主要是基于UDP协议的，这主要是因为UDP是无连接的，其通信双方基本对等，位于NAT后的终端只需向NAT穿越辅助设备(后续统称NPS，NAT Punching Server)发送注册消息，NPS看到通信双方NAT映射后的地址，形成通信双方NAT映射后地址和端口的对应关系，并向通信双方返回对方映射后的地址和端口。通信双方在获取对方映射后的地址、端口，即可实现复杂网络环境下基于UDP的通信。

但对于TCP来说，通信双方具有不同的角色：客户端(Client)/服务端(Server)。服务端一般只是侦听，不会主动发起连接。当服务端位于非对称NAT设备后，如何让客户端知道服务端的侦听端口，并以侦听端口来对NAT设备打洞就是一个必须要解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是部署非对称NAT设备后，导致设备间难以实现基于TCP的端到端通信。

根据本发明一方面，提出一种非对称NAT环境下进行TCP通信的终端，包括服务端注册单元、地址映射关系建立单元、侦听单元和连接单元，其中：

所述服务端注册单元，用于向NPS进行注册，并接收所述NPS返回的通信对方的NAT映射后的地址和端口；

所述地址映射关系建立单元，用于启用新端口通知所述NPS其要与通信双方中的客户端建立连接，并且，通过所述新端口向通信双方中的客户端发起连接，以在通信双方中的服务端的NAT设备上生成通信双方中的服务端映射后的地址和新端口与通信双方中的客户端映射后地址和端口的对应关系；其中，所述NPS向所述通信双方中的客户端发送通信双方中的服务端映射后的地址和新端口，并通知所述客户端回连所述服务端；

所述侦听单元，用于侦听到所述通信双方中的客户端的连接请求；

所述连接单元，用于根据所述侦听单元侦听到的所述连接请求，建立与所述客户端的TCP通信。

进一步，所述服务端注册单元通过信令端口向NPS进行注册；

所述地址映射关系建立单元通过数据端口通知所述NPS其要与通信双方中的客户端建立连接，即所述新端口为数据端口。

根据本发明一方面，提出一种非对称NAT环境下进行TCP通信的终端，包括客户端注册单元和连接建立单元，其中：

所述客户端注册单元，用于向NPS进行注册，并接收所述NPS返回的通信对方的NAT映射后的地址和端口；