私网穿越技术在软交换体系中的应用

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特殊的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特殊处理。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:

软交换在收到INVITE消息并做相应处理后，准备将其转发给B，由于B也是通过NAT/FW Proxy代理注册到软交换的，因此发送的消息如图8所示，由NAT/FW PROXY接收并做代理转换后，发送给B外层的路由器或防火墙，转换结果如图9所示。

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