一种基于应用层路由的SIP穿越NAT方案设计与实现的综述报告一、SIP穿越NAT的问题SIP（SessionInitiationProtocol）是一种用于建立、修改和终止实时会话的应用层协议。在SIP中，呼叫消息的传输是基于UDP或TCP协议的，而UDP和TCP协议又是面向IP的传输协议。因此，在SIP应用中，与其他基于IP的应用一样，都需要IP地址进行通讯，而NAT（NetworkAddressTranslation）的存在使得SIP协议的传输受到了影响。NAT将私有网络中的IP包重新封装成公网IP包，这就使得SIP呼叫消息传输的源IP地址和目的IP地址都会被改变。如果SIP消息被NAT穿越时不做特殊处理，接收方将无法接收到正确的消息，从而无法建立起会话。因此，穿越NAT成为了一个必要的需求。二、SIP穿越NAT中应用层路由的使用SIP穿越NAT的解决方案有很多，如STUN、TURN、ICE等，但这里我们只讨论应用层路由这种解决方案。应用层路由是一种通过对SIP消息进行修改，让SIP消息穿越NAT的技术。在这种技术中，需要使用SIPProxy服务器或SIPBack-to-BackUserAgent（B2BUA）服务器来转发SIP消息。应用层路由的基本原理是利用服务器的公网IP地址来代替私有网络中的IP地址，将SIP消息中的IP地址和端口号进行修改，从而让SIP消息可以正常穿越NAT。因此，应用层路由的基本流程是：客户端发送SIP消息到服务器，服务器收到消息后对消息进行修改，再将修改后的SIP消息发送到目标终端。这种方式允许在私有网络和公有网络之间建立一条可靠连接，保证SIP消息的正确传输。三、应用层路由的实现方式应用层路由的实现有两种方式：XOR和中继。这里我们对两种方式进行详细的介绍。1、XOR方式在XOR方式中，可以使用STUN来获取NAT类型和公网IP地址。在此过程中，客户端会向STUN服务器发送一个请求，STUN服务器会返回对应的响应。通过响应中的信息，客户端可以获得NAT类型和公网IP地址。在传输SIP消息时，客户端和服务器使用公网IP地址来通信，从而实现穿越NAT。对于SIP消息的修改，XOR方式使用的是XOR操作。具体来说，当客户端和服务器在传输SIP消息时，将会对IP地址和端口号进行XOR操作，从而隐藏私有网络中的IP地址。当SIP消息到达服务器时，服务器会再次进行XOR操作，从而将消息恢复到原来的IP地址下。2、中继方式中继方式与XOR方式的主要区别在于消息的路由方式。在中继方式中，SIP消息将不经过客户端，而是通过服务器进行中转。当客户端发送一个SIP消息时，服务器会接收到这个消息，并对其进行修改。修改后的消息将被直接发送到目标终端。从而，服务器作为中继站点，将SIP消息从私有网络中转移到公有网络。对于SIP消息的修改，中继方式与XOR方式相似，都是对IP地址和端口号进行修改。但在中继方式中，修改的主要目的是将私有网络中的IP地址隐藏起来，同时在公有网络中使用公网IP地址来进行通讯。因此，在SIP消息的修改中，服务器需要同时修改源IP地址和目标IP地址。四、总结在本文中，我们针对SIP穿越NAT的问题，介绍了应用层路由作为一种解决方案。应用层路由可以通过对SIP消息的修改来实现SIP消息的穿越NAT。其中，应用层路由主要采用XOR和中继两种方式进行实现。通过对XOR和中继方式的介绍，我们可以看出，这两种方法均可以实现SIP消息的穿越NAT，但在具体的应用场景中，需要根据实际需求来选择适合的方式。