[发明专利]一种建立端到端网络连接的方法、装置及网络系统

说明书

本申请实施例提供了一种建立端到端网络连接的方法及装置。其中，该方法包括：第一节点从服务器获取超级节点信息；然后，利用超级节点获取自身的NAT类型，以及，从服务器获取待连接的第二节点的NAT类型；然后，根据自身的NAT类型和第二节点的NAT类型确定是否使用中继节点，并从超级节点中选取中继节点与第二节点建立连接。由此，该方案实现了任意网络环境下的终端设备在不需要使用服务器进行数据中转的情况下建立网络连接和数据传输，无需维护用于数据中转的服务器，避免维护服务器所需额外投入的带宽等成本；并且，该方案可以通过选取大量的超级节点承担数据中继作用，使超级节点的网络资源得到充分利用，提高网络资源利用率。

技术领域

本申请涉及互联网技术领域，尤其涉及一种建立端到端网络连接的方法、装置及网络系统。

背景技术

随着互联网、智能硬件和物联网等相关技术的发展，接入到互联网中的终端设备的数量迅速增加，预计到2020年，互联网中在线的终端设备将会达到250亿台以上。理想状态下，为了便于终端设备的互联，每个终端设备都可以拥有自己的公网互联网协议(internet protocol，IP)地址。但是，随着在线设备数量的增加，在当前广泛采用互联网通信协议第四版(internet protocol version 4，IPv4)下，可分配的公网IP地址的数量严重不足。

为了解决公网IP地址紧缺的问题，互联网中引入了网络地址转换(networkaddress translation，NAT)技术。NAT是一种在数据包通过路由器或防火墙时重写其来源IP地址或目的IP地址的技术，具体利用NAT设备将多个网络设备置于一个私有的内网环境中，根据互联网工程任务小组(internet engineering task force，IETF)发布的请求意见稿(request for comments，RFC)1918私有网络地址分配(address allocation forprivate internets)协议定义的内网IP地址空间，为内网环境中的每个设备分配内网IP地址，并用通过内网IP地址到外网IP地址的映射，使位于内网环境中的网络设备通过同一个公网IP地址接入互联网，由此解决IPv4地址短缺的问题。

NAT技术在解决IPv4地址短缺的问题的同时，也带来了网络设备之间连接受限的问题。按照NAT对网络连接的限制条件，NAT可以分为完全圆锥型NAT(full cone NAT)、受限圆锥型NAT(address-restricted cone NAT)、端口受限圆锥型NAT(Port-Restricted coneNAT)和对称型NAT(Symmetric NAT)。其中，除完全圆锥型NAT以外，另外三种类型的NAT都只允许内网设备主动向外部发起连接，不接受来自外部的主动连接，因此，在没有建立连接的情况下，来自外部设备连接请求会被NAT设备拒绝，导致内网设备无法与外部设备建立连接。

二了解网络设备在任意NAT类型下的连接问题，NAT穿越(NAT traversal)技术得到广泛应用。目前的NAT穿越大多基于STUN(session traversal utilities for NAT，NAT会话穿越应用程序)协议和/或TURN(traversal using relay NAT)协议，使用中继服务器处理NAT环境中的网络设备之间的连接，其中，作为数据交互双方的网络设备需要分别与中继服务器建立连接，并将数据发送给中继服务器，由中继服务器将数据转发给双方的网络设备。上述NAT穿越技术中，网络设备之间的连接质量会受到中继服务器的性能、负载和网络环境等因素的影响而存在波动，并且中继服务器的维护也通常需要投入大量的带宽成本。

发明内容

本申请实施例提供了一种建立端到端网络连接的方法、装置及网络系统，能够实现任意网络环境下的终端设备在不需要使用中继服务器进行数据中转的情况下建立网络连接和数据传输。