伴随着互联网技术的快速发展,原有的IPv4地址已经不能满足日益增长的网络业务需求,继而产生了NAT技术——其出现以及发展强有力地缓解了IPv4地址不足的问题。但NAT技术引起的另一个问题是其阻碍了点对点通信应用的使用。由于NAT的类型有多种选择,并且在实际应用时可以根据实际需要而进行组合使用,这就导致了现阶段还没有通用的NAT穿越技术。在我国当前的网络环境下,许多家庭、学校、企业的电脑都处于NAT之后的内网中,如果外网中的主机或其他内网终端主机想要与前者进行通信(如文件传输等)则会被NAT阻止,因此研究如何穿越NAT实现点对点文件传输是一个有着实用意义的课题。论文首先阐述了当前NAT穿越的研究现状,介绍了目前主要的NAT穿越技术和方案。其次介绍了NAT的技术原理以及相应分类,通过分析不同NAT穿越技术的优劣,选择基于终端的穿越方式,并最终选定了基于STUN协议和云平台的方式来实现NAT穿越。在实际应用中,由于存在不同类型的NAT设备,导致有通信需求的双方所处的组网环境是复杂多变的,而现有的文献大多数只是针对其中的某种场景进行研究。考虑到通信方通常并不知晓己方与对方所在组网环境中的NAT类型,论文提出了适应不同场景的NAT穿越技术及解决方案,在确定通信双方所处组网环境后,根据双方的NAT设备类型的不同划分不同的场景,并选择相应的穿越方法实现点对点通信。对于非对称型的NAT设备,论文设计了STUN客户端及服务器模块,实现NAT穿越。另外,对于通信双方位于同一非对称型NAT设备后的场景,论文提出了一种新的方法实现点对点通信,避免使用传统的环回穿接方法而产生延时。对于对称型NAT,前人提出的端口预测方法以及端口猜测方法在实际应用中会出现一定比例的失败情况。针对这种情况,论文提出了搭建云平台并用云平台转发的方式实现点对点文件传输的功能。在完成NAT穿越后,论文设计了文件分片及断点传输模块实现通信双方文件传输功能,随时保存文件传输的进度,支持停止传输后从上次中断处继续进行文件的下载或上传,节省了时间资源和空间资源占有率。为了实现同一时间传输多个文件的目的,论文设计了相应的下载流程,提高了效率。最后对设计的整体系统进行功能测试及分析,达到了预期的实验效果。