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SBC助SIP穿越NAT的研究与实现
随着互联网的发展，VoIP技术越来越成为一种流行的通信方式。其中，SIP技术的应用越来越广泛，它提供了高效、灵活、扩展性强的通信方式。但是，由于大多数网络都使用了NAT技术来限制对其网络的访问，这给SIP通信带来了很大的困难。本文将探讨SBC怎样通过穿越NAT，来增强SIP的应用。
SIP及其通信模式
SIP(SessionInitiationProtocol)是一种应用层协议，用于创建、修改和终止与一或多个参与者(建立连接)的会话。通常，SIP被用于InternetProtocol(IP)中。SIP协议定义了消息的格式和交换协议，以支持具有多种多样的应用程序及服务。常用的应用包括：
-语音电话
-视频电话
-实时会议系统
-即时消息
-多媒体广播等等
在SIP中，会话是通过User-Agent来建立和终止，通常包括一个User-Agent用于呼叫建立及其它会议参与者或者是一个User-Agent用于加入一个已终止的会话或者是一个User-Agent用于请求和控制。User-Agent之间的交互通常包括一个或多个SIP消息。SIP消息可以传输SIP请求和响应，建立、修改和终止一个会话。
SIP信令流
在SIP中，信令流包括了若干个信令交互。SIP信令可以分为两种类型：
-请求：由一个User-Agent发送到另一个User-Agent，请求建立、修改和终止会话。
-响应：由User-Agent接收到请求后返回回应，响应可以表明请求被接受或拒绝。
SIP通信的模式基于客户端/服务器模式。服务器通常由代理、邀请线索、重定向服务器、位置服务器等组成。Client主要含有SIPUserAgent，其中包括一个呼叫起始者和一个呼叫接收者。
NAT技术及其应用
NAT(NetworkAddressTranslation)是一种常用的网络技术，它允许所有主机共享同一个IP地址。NAT的实现通常是通过路由器分配地址来实现和处理，NAT技术主要的作用是将内部的私有地址映射到外部的公共地址。
NAT技术由于其便利性和安全性，被广泛应用于企业网络和家庭网络中，但同时NAT技术也给SIP通信带来了问题。由于NAT技术隔离了内网和外网，因此，位于NAT后面的SIP终端设备(包括客户端与服务器)将难以使用SIP通信功能与外部SIP终端进行通信，并导致一些常见的问题，例如客户端无法向服务器发出注册请求，服务器与客户端之间无法建立呼叫等问题。
SBC的作用
为了解决SIP和NAT之间的兼容及通信问题，业界提出了会话边界控制器(SessionBorderController,SBC)的概念。SBC工作在分组交换网中，实现了对SIP信令和多媒体流的处理，能够有效地协同工作，为SIP协议栈提供透明的嵌入式式防火墙的代理功能，从而解决了SIP和NAT之间的兼容问题。
SBC在SIP通信中的作用：
1.承担信令转换功能
SBC负责把SIP报文从内网终端转换成可以在公网中传送的SIP报文，以及把公网中接收到的SIP报文转换成内网可理解的SIP报文,从而使得SIP信令在NAT网络中穿越时，不受NAT的影响。
2.解决NAT中的SIP安全问题
由于SIP信令的安全性较差，所以SBC在穿透NAT时还需进行安全加密，以保证信令传输的安全性，从而使得会话边界控制器能够有效地防止黑客攻击。
3.进行媒体流中继功能
当两端的SIP终端设备之间的媒体流无法直接建立时，SBC会对媒体流进行中继，从而使得两端之间的媒体流能够顺畅建立。
SBC穿越NAT的技术方案
SBC通过穿透NAT的技术方案主要包括:
1.检测NAT类型
SBC首先需要对NAT类型进行检测，了解NAT类型的特点，对SIP信令在NAT中传输的问题能够有更好的协调。常见的NAT类型有以下三种：
-FullConeNAT全锥型NAT
在这种NAT类型中，任何外部主机都可以访问内网主机，即NAT可以将多个外部主机与一个内网主机映射起来。因此，需要进行安全加密。
-RestrictedConeNAT限制型NAT
这种NAT类型与全锥型NAT相似，但是它只允许特定端口的外部主机访问内网主机。
-SymmetricConeNAT对称型NAT
这种NAT类型是现在大多数家庭网络所采用的，它只能将内网的一台主机映射到一个公网IP地址上，因此，需要进行穿透处理。
2.UDP穿透
由于SIP使用的是UDP传输协议，而UDP协议的特点是不具备连接的概念，这意味着对于NAT来说，难以通过映射方式建立连接。因此，SBC通过使用STUN/ICE技术来实现UDP穿透。
3.SIPALG
SIPALG(SessionInitiationProtocolApplicationLayerGateway)是SIP协议的应用