網絡地址轉換穿透方法以及使用該方法的系統技術方案

本發明專利技術的實施例提出一種網絡地址轉換穿透方法以及使用該方法的系統。網絡地址轉換穿透方法由一個節點中的處理單元執行，包含以下步驟。處理單元經由路由器發送初始封包給中間服務器，其中包含節點的識別信息。處理單元周期性經由路由器發送封包給黑洞，使得路由器能維護節點及黑洞間的工作階段信息。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術關連于一種網絡地址轉換技術，特別是一種網絡地址轉換穿透方法以及使用該方法的系統。
技術介紹
網絡地址轉換穿透技術(NAT，NetworkAddressTransitiontraversal)，亦稱為穿洞技術(holepunching)，是一種用以建立二個裝置間連線的計算機網絡方法，這二個裝置因為NAT技術而彼此不知道對方的地址。為實現NAT穿透技術，系統需要中間服務器來交換位于NAT之后的裝置的外部地址，例如網絡地址轉換穿透的工作階段穿透(STUN，SessionTraversalUtilitiesforNAT)服務器、互動式連線建立(ICE，InteractiveConnectivityEstablishment)服務器等。中間服務器的工作流程精簡，用以于二者間的連線建立時記錄客戶端的外部地址。一旦另一個客戶端(稱為B)希望與NAT之后的客戶端A建立連線，客戶端B向中間服務器發出穿孔請求(punchrequest)。然后，中間服務器將協助客戶端A及客戶端B間的外部地址交換，使得客戶端A及客戶端B可啟動NAT程序。NAT方法的效能關連于現行的NAT運作機制，可能有以下缺點。首先，為了讓NAT工作階段表中客戶端與中間服務器間的連線記錄持續活著，客戶端必須周期性地送封包至中間服務器，造成中間服務器承受大量的負擔。其二，因為叢集中的中間服務器間的信息交換困難，使得叢集不能隨意地增加新的中間服務器或移出原有的中間服務器。因此，需要一種網絡地址轉換穿透方法以及使用該方法的系統，解決以上所述的缺陷。
技術實現思路
本專利技術的實施例提出一種網絡地址轉換穿透方法，由一個節點中的處理單元執行，包含以下步驟。處理單元經由路由器發送初始封包給中間服務器，其中包含節點的識別信息。處理單元周期性經由路由器發送封包給黑洞，使得路由器能維護節點及黑洞間的工作階段信息。本專利技術的實施例提出一種網絡地址轉換穿透方法，由一個中間服務器中的處理單元執行，包含以下步驟。從第一節點接收到穿孔請求，其中包含第二節點的識別信息。偽造黑洞與第二節點間的錯誤封包，并傳送錯誤封包給第二節點，并且錯誤封包的數據段包含第一節點的外部地址。本專利技術的實施例提出一種網絡地址轉換穿透系統包含一個節點。節點經由路由器發送初始封包給中間服務器，其中包含節點的識別信息。節點更判斷路由器的網絡地址轉換類型；以及，如果網絡地址轉換類型不是對稱網絡地址轉換，周期性經由路由器發送封包給黑洞，使得路由器能維護節點及黑洞間的工作階段信息。附圖說明圖1是依據本專利技術實施例的網絡地址轉換穿透系統的網絡架構圖；圖2是依據本專利技術實施例的路由器的系統架構圖；圖3是依據本專利技術實施例的網絡附加儲存的系統架構圖；圖4是依據本專利技術實施例的客戶端的系統架構圖；圖5A至圖5C是依據本專利技術實施例的網絡地址轉換穿透示意圖；圖6是依據本專利技術實施例的網絡地址轉換穿透的信息流程圖；圖7是依據本專利技術實施例的周期性向外傳送封包的方法流程圖。【符號說明】100網絡；110路由器；111網絡附加儲存系統；130路由器；131手機；133平板電腦；135個人電腦；150_1、…、150_n中間服務器；210處理單元；220顯示裝置；230輸入裝置；240儲存單元；250記憶體；260網絡接口卡；261輸出入端口；263_1、…、263_n傳送/接收隊列；310處理單元；340儲存裝置；350記憶體；360通訊接口；410處理單元；420顯示單元；430輸入裝置；440儲存單元；450記憶體；460通訊接口；(1)、…、(6)步驟；500黑洞；S710～S770方法步驟。具體實施方式以下說明是為完成專利技術的較佳實現方式，其目的在于描述本專利技術的基本精神，但并不用以限定本專利技術。實際的
技術實現思路
必須參考之后的權利要求范圍。必須了解的是，使用于本說明書中的“包含”、“包括”等詞，是用以表示存在特定的技術特征、數值、方法步驟、作業處理、元件以及/或組件，但并不排除可加上更多的技術特征、數值、方法步驟、作業處理、元件、組件，或以上的任意組合。于權利要求中使用如“第一”、“第二”、“第三”等詞是用來修飾權利要求中的元件，并非用來表示之間具有優先權順序，先行關系，或者是一個元件先于另一個元件，或者是執行方法步驟時的時間先后順序，僅用來區別具有相同名字的元件。圖1是依據本專利技術實施例的網絡地址轉換穿透系統的網絡架構圖，包含二個路由器(routers)110及130。路由器110及130中的每一者于計算機網絡間傳遞網絡封包。網絡封包通常經由網絡100從一個路由器傳遞至另一個路由器，直到目的地節點為止，進而形成一個互聯網絡。路由器以二個數據線連接上不同的網絡。當封包從一個數據線傳遞至路由器，路由器讀取封包中的地址信息并決定最后的目的地。接著使用內存的路由表(routingtable)或路由政策(routingpolicy)的信息，將網絡封包傳遞至下一個網絡。路由器110及130中的任一者可為家用或小型辦公室路由器，用以于連接裝置及網絡100間傳遞數據，例如，網頁、電子郵件、即時信息、聲音串流、視頻串流等。路由器110及130中的每一者實施網絡地址轉換技術，用以將多個內部裝置對應至一個公開的網際網絡協議(IP,InternetProtocol)地址。于常見設置中，區域網絡(LAN,LocalAreaNetwork)使用多個指定內部IP地址子網域中的一者。于區域網絡上的路由器擁有于上述地址空間中的一個內部地址(internaladdress)以及一個由ISP供應商給予用以連接至網絡100的外部地址(externaladdress)。當網絡封包從區域網絡傳遞至網絡100時，每一封包的來源地址快速的從內部地址更改為外部地址。路由器追蹤每一個有效連線(特別是目的地地址及端口號)的基本數據。當一個回復傳遞回路由器，路由器使用于轉出階段(outboundphase)儲存的連線追蹤數據決定欲傳遞此回復至哪一個區域網絡的內部地址。網絡附加儲存(NAS,Network-AttachedStorage)系統111透過區域網絡連接至路由器110，并且提供數據存取服務給異質的客戶端，例如，手機131、平板電腦133、個人電腦135等。NAS系統111包含一或多個儲存裝置，通常組織為獨立磁盤冗余陣列(RAID,RedundantArrayofIndependentDisks)。手機131、平板電腦133及個人電腦135透過區域網絡連接至路由器130。雖然本專利技術實施例描述了網絡附加儲存系統111作為范例，但本專利技術亦可實現于其他的客戶端，例如，智能電視、視頻監控系統、視頻播放器等。中間服務器150_1至150_n形成一個叢集(cluster)，用以儲存客戶端的識別信息及外部地址，例如，手機131、平板電腦133、個人電腦135、NAS系統111等。客戶端可請求中間服務器150_1至150_n中的任一者，用以取得其他客戶端的外部地址。圖2是依據本專利技術實施例的路由器的系統架構圖。此系統架構可實施于路由器110及130中的任一者。路由器組態來接收網絡封包，以及決定最終的輸出節點，用以將網絡封包傳出路由器。處理單元210可使用多本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種網絡地址轉換穿透方法，其特征在于，由一節點中的一處理單元執行，包含：經由一路由器發送一初始封包給一中間服務器，其中，上述初始封包包含上述節點的一識別信息；周期性經由上述路由器發送封包給一黑洞，使得上述路由器能維護上述節點及上述黑洞間的工作階段信息。

【技術特征摘要】
2016.03.17 TW 105108222;2015.09.17 US 62/219,7861.一種網絡地址轉換穿透方法，其特征在于，由一節點中的一處理單元執行，包含：經由一路由器發送一初始封包給一中間服務器，其中，上述初始封包包含上述節點的一識別信息；周期性經由上述路由器發送封包給一黑洞，使得上述路由器能維護上述節點及上述黑洞間的工作階段信息。2.根據權利要求1所述的網絡地址轉換穿透方法，其特征在于，上述黑洞為不會回復信息的一裝置或沒有綁定任何裝置的一網絡地址。3.根據權利要求1所述的網絡地址轉換穿透方法，其特征在于，上述路由器執行的網絡地址轉換功能不是對稱型網絡地址轉換。4.一種網絡地址轉換穿透方法，其特征在于，由一中間服務器中的一處理單元執行，包含：從一第一節點接收到一穿孔請求，其中，上述穿孔請求包含一第二節點的識別信息；以及偽造一黑洞與上述第二節點間的一錯誤封包，并傳送上述錯誤封包給上述第二節點，其中，上述錯誤封包的一數據段包含上述第一節點的一外部地址。5.根據權利要求4所述的網絡地址轉換穿透方法，其特征在于，上述黑洞為不會回復信息的一裝置或沒有綁定任何裝置的一網絡地址。6.根據權利要求4所述的網絡地址轉換穿透方法，其特征在于，上述錯誤封包為ICMP(InternetControlMessageProtocol)TTL(TimeToLive)封包。7.根據權利要求4所述的網絡地址轉換穿透方法，其特征在于，還包含：根據上述第二節點的識別信息搜尋一本地數據庫以取得上述第二節點的上述外部地址；以及回復上述第二節點的上述外部地址給上述第一節點。8.一種網絡地址轉換穿透系統，其特征在于，包含：一第一節點，經由一路由器發送一初始封包給一第一中間服務器，其中，上述初始封包包含上述第一節點的一識別信息；判斷上述路由器的一網絡地址轉換類型；以及，如果上述網絡地址轉換類型不是對稱網絡地址轉...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳干越，王琮瑋，劉家宇，
申請(專利權)人：群暉科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：中國臺灣;71