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传统的流媒体系统一般都基于C/S(Client/Server)模式,这种模式对服务器资源及网络带宽的要求较高,故其发展受到很大限制。而P2P(Peer-to-Peer)模式的引入打破了这一传统的模式,充分利用了以往被忽视的客户机资源,使服务分散化,从而减轻服务器负载并支持更大范围流媒体发布。但与之同时,网络中大量存在的NAT(应用网络地址转换协议)设备,破坏了Internet最基本的“端到端的透明性”设计理念,增加了网络的复杂性,阻碍了P2P机制在流媒体应用中的发展。因此,实现NAT的穿越,顺利建立端到端连接,便成为了P2P流媒体应用的一个关键。本文便是主要针对这一问题进行了相关的研究。
当然,对于这一热点问题,当前业界也提出了诸多的解决方案:ALG(应用层网关)、MIDCOM 类机制、基于修改协议的穿越、基于穿越代理(Proxy)的穿越及基于终端的穿越等。本文在对这些方案进行简要分析对比的基础上,针对P2P流媒体应用的特点,提出了基于STUN技术来实现P2P流媒体应用中的NAT穿越的具体方案。
具体说,本文主要包含以下内容:
首先,简要介绍了当前业界所提出的多媒体通信中NAT穿越的几种解决方案,具体分析了P2P流媒体系统的网络模型及其特点;然后通过分析比较,得出了:采用基于STUN的穿越方案来实现P2P流媒体应用中的NAT穿越具有可行性和合理性。
其次,主要对本文所提出的基于STUN的NAT穿越具体方案进行了详尽的分析和介绍:对实现当前网络中常见类型NAT的穿越进行了分类,并对每种类型的穿越实现方案进行了逐一的分析;然后在搭建或选取的各种类型的NAT存在的网络环境中,对根据该方案所编写的穿越程序进行了测试,取得了较为理想的穿越性能;其中,针对NAT穿越中的难点——对称型NAT(Symmetric NAT)的穿越,进行了重点分析,并在比较两种穿越方案(基于预测的和基于转发的方案)基础上,提出了复合型穿越方案,然后对这三种方案的性能进行了测试比较。
最后,针对实际应用中凸现出的问题,提出了相应的解决改进方案,对本文所提出的基于STUN的NAT穿越方案进行了完善;通过在实际网络环境中进行的大量测试,以及对当前网络环境中常见的NAT设备类型及相关特性所作的统计分析,从实际测试结果和理论评估两方面验证了本文提出并完善的基于STUN的NAT穿越方案的合理性及性能优势。