基于ICE的NAT穿越技术的研究与实现的任务书.docx

基于ICE的NAT穿越技术的研究与实现的任务书
任务书
1.研究背景
在当前互联网时代，基于网络的应用已经成为了人们日常生活中不可或缺的一部分，而在各种网络应用中，网络游戏、视频会议、语音电话等实时应用深受用户欢迎。然而，这些应用都需要在网络中进行数据传输，而网络中的NAT（NetworkAddressTranslation）设备成为了数据传输中的一个瓶颈，因为NAT设备会改变数据包中的源地址和目的地址，从而导致数据传输的失败或者延迟严重，给用户带来了极大的不便。
为了解决NAT设备带来的问题，基于ICE（InteractiveConnectivityEstablishment）的NAT穿越技术应运而生，ICE是一种P2P（Peer-to-Peer）协议，它可以自动发现NAT类型并尝试穿越NAT，从而实现数据稳定传输。基于ICE的NAT穿越技术的研究及其实现，对于提高网络应用的用户体验具有重要意义。
2.研究内容
（1）ICE协议的研究
深入研究ICE协议的原理、框架及其流程。包括ICE协议的SDP（SessionDescriptionProtocol）协商过程、Stun（SessionTraversalUtilitiesforNAT）协议和Turn（TraversalUsingRelaysaroundNAT）协议的原理及其在ICE中的应用。
（2）NAT类型的应用
研究网络中常见的NAT类型，如Full-coneNAT，Restricted-coneNAT，Port-restrictedconeNAT和SymmetricNAT等，并探究各种NAT类型对于数据传输的影响。
（3）ICE实现技术
掌握基于ICE的NAT穿越技术实现的核心技术，并研究常见的ICE实现框架，如libnice、PJNATH等。深入学习ICE实现中的关键技术，包括网络协议栈的配置、NAT类型的检测，TURN和STUN服务器的配置和使用等。
（4）ICE的应用场景
探究基于ICE的NAT穿越技术在实时应用场景中的应用，例如网络游戏、视频会议、语音电话等应用，并重点研究ICE的性能指标及其对应用的影响。
3.研究方法
综合使用文献研究、实验仿真、实验室实践等方法，全面深入地研究基于ICE的NAT穿越技术的相关技术和应用，并通过具体实践验证和测试研究成果的有效性和可行性。
4.实现目标
（1）掌握ICE协议的基本原理和实现方法，熟悉ICE实现框架的使用方法。
（2）深入研究NAT类型的应用及其对于数据传输的影响，掌握NAT类型检测的方法。
（3）实现基于ICE的NAT穿越技术，并与实际应用场景相结合，对其性能进行评估和优化。
（4）研究基于ICE的NAT穿越技术在实时应用场景中的应用，并提出相应的优化方案。
5.时间要求
本次研究任务的完成时间为3个月，具体时间安排见下表：
|任务|时间|
|------|------|
|研究ICE协议|第1-2周|
|研究NAT类型及其影响|第3-4周|
|实现基于ICE的NAT穿越技术|第5-6周|
|评估和优化NAT穿越技术|第7-8周|
|研究ICE的应用场景及优化方案|第9-10周|
|撰写毕业论文|第11-12周|
6.人员要求
本次研究任务主要由计算机科学与技术、通信工程、软件工程等相关专业的研究生承担，需要具备一定的计算机网络基础和编程技能。同时，需要团队成员具备团队合作精神和主动学习能力。
7.预期成果
（1）撰写一篇详细的研究报告，详细介绍本次研究所得的结果和结论。
（2）实现基于ICE的NAT穿越技术，并通过实验验证其性能和可行性。
（3）探究基于ICE的NAT穿越技术在实时应用场景中的优化方案。
（4）参加国内外学术会议，交流研究成果，并发表相关论文。