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详解 私网穿越技术在软交换体系中的应用( 二 )

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从以上分析可以看出 ， NAPT影响到软交换通信的主要有两方面：一方面 ， 私网内设备都采用内部IP地址 ， 虽然经过NAPT可以将IP层的地址转换为外部地址 ， 但是对于更上面的应用层消息中的私有IP地址却无能为力 ， 称作NAT问题 。另一方面 ， 私网设备只是在向外部主动发起连接时 ， 才会被分配到合法IP和端口号 。若不做非凡处理 ， 设备对外部网络来说是不可见的 ， 也无法接受软交换发来的呼叫请求 ， 这个可以称作PAT问题 。基于SIP协议的问题如此 ， 当软交换与终端间使用其它协议如H.323 ， MGCP或H.248协议时 ， 类似的问题也同样存在 。
三、一种私网穿越问题的解决方法
1. 解决NAPT穿越问题的各种方法
（1）NAT/ALG方法
此方法通过在防火墙或路由器上 ， 增加对VoIP相关的应用层协议的识别和处理能力 ， 来实现私网穿越 。这种方案比较直观 ， 但是最大缺点就是对于用户来说 ， 必须更换或升级他们的路由器或防火墙 ， 并且随着相关协议的发展和扩充 ， 设备也必须跟着进行升级 。
（2）为私网设备设置代理的方法
这种方法不用对用户设备做任何改动 ， 仅在运营软交换网络的局端增加一种非凡的Proxy设备 ， 就可以实现私网的穿越 。笔者认为 ， 这种技术与前面的技术相比 ， 具有更大的优越性 。这种Proxy ， 在进行信令的代理和转换的同时 ， 也进行媒体流的代理 ， 我们暂且称其为NAT/FW Proxy 。
（3）其它的一些方案
其它穿越私网的方案 ， 还有MIDCOM 方案、STUN方案、TURN方案等 ， 这些方案与NAT/ALG方案类似 ， 不是需要升级路由器、防火墙 ， 就是需要升级终端设备 。
2. 用NAT/FW Proxy解决私网PAT问题
以图1为例 ， 将NAT/FW Proxy设备添加到软交换网络中 ， 形成的如图5所示的网络结构 。添加了NAT/FW Proxy设备以后 ， 所有私网网关（路由器或防火墙）后面的终端设备 ， 都要将注册地址从软交换设备地址更改为NAT/FW Proxy设备的IP地址 。而NAT/FW Proxy设备与软交换设备之间的交互可以采用SIP ， MGCP或者H.248等协议 ， 这与其代理的设备类型有关 。
一方面 ， 在设备向NAT/FW Proxy发出注册信息后 ， NAT/FW Proxy会为设备分配一个代理信令端口 ， 然后用NAT/FW Proxy的地址替换原注册信息中的终端地址（Contact域） ， 并通过这个端口向软交换发送 。这样 ， 今后无论是终端发向软交换的信令消息 ， 还是软交换发向终端的信令消息 ， 都会经过NAT/FW Proxy ， 以便于其对这些信令进行非凡处理 。另一方面 ， 当私网中的终端设备向NAT/FW Proxy设备发出注册消息时 ， 安装在私网外层的私网网关就会给这个连接随机分配一个合法IP地址与端口号 ， 形成一个“窗口” 。NAT/FW PROXY设备收到注册消息后 ， 只要能够设法保持这个“窗口”一直开放 ， 然后把这个端口号与在设备上分配的代理端口号绑定 ， 就相当于建立了一条设备到软交换之间透明的信令通道 ， 也就解决了NAPT中的PAT问题 。
保持这个“窗口”的方法 ， 根据终端的不同也会有所区别 。比如对于SIP终端 ， 可以设置一个较小的注册有效期 ， 这样终端设备就会不断的向NAT/FW Proxy发出注册消息 。对于MGCP终端 ， 可以让NAT/FW Proxy向其不断发送AUEP消息 ， 然后由终端发相应消息来保持“窗口”的开放 。无论哪种方式 ， 都要保证终端发送消息的时间间隔要小于“窗口”的开放时限 。
3. 用NAT/FW Proxy解决私网NAT问题
假设所有终端都是SIP终端 ， 软交换与终端间的通讯也采用标准的SIP协议 。如图5中的配置 ， 由于终端A和终端B都是私网中的设备 ， 因此在向NAT/FW Proxy注册时在私网设备中被分配了访问外部的端口号 ， 假设分别为123.44.55.11:1050(终端A)和123.44.55.22:1060(终端B) ， 同时在NAT/FW Proxy上都被分配了代理信令端口 ， 假设分别为123.44.55.77:1001(终端A)和123.44.55.77:1002(终端B) 。现在由A向B发起呼叫 ， INVITE消息通过私网网关后到达NAT/FW PROXY ， NAT/FW PROXY会将这条信令进行代理转换 ， 并发给软交换 。如图6、图7所示：

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