P2P网络中穿越NAT的SIP协议的Petri网建模及分析

摘要

SIP(Session Initiation Protocol，会话初始化协议)作为IP网络中的信令协议，其主要功能是建立和管理呼叫，具有简单、灵活、可扩展性强的优点，是下一代网络(NGN)的核心协议之一。基于传统的C/S模式的SIP系统在应用中暴露出单点失效和性能瓶颈等问题。P2P（Peer-to-Peer）网络中不存在中心服务器，从而避免了单点失效和性能瓶颈问题，正好可以解决SIP在C/S模式下的不足。但是，P2P的点对点通信方式，使得位于NAT（Network Address Translation，网络地址转换）设备之后的私有地址主机无法被寻址，造成NAT技术和P2P技术不可调和的矛盾。另一方面，NAT设备对SIP媒体流的隔离造成语音的透明穿越难以实现，从而使得SIP端到端的应用变得非常复杂。因此穿越NAT成为P2P网络中SIP应用必须解决的问题。
　　本文首先给出了STUN（Simple Traversal of UDP through NAT，基于UDP的NAT简单穿越方式）+UDP打洞的NAT穿越方案，并且对P2P网络中用于资源查找与定位的Chord算法进行改进以适应所提出的NAT穿越方案，解决了P2P网络中SIP协议的NAT穿越问题。然后，整合P2P网络中资源查找与定位过程、STUN方式下的NAT穿越过程、UDP打洞过程以及SIP会话过程，给出了P2P网络中穿越NAT的SIP会话的详细过程。最后对这个过程进行了Petri网建模及分析，表明了P2P网络中穿越NAT的SIP协议具有可达性、有界性、活性等性质。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 论文主要工作

1.4 论文组织结构

2 相关理论及技术研究

2.1 SIP协议概述

2.2 SIP系统引入P2P的必要性

2.3 Chord算法研究

2.4 NAT对P2P和SIP的影响

2.5 本章小结

3 P2P网络中穿越NAT的SIP协议研究

3.1 P2P网络中SIP协议的NAT穿越方案

3.2 Chord算法改进

3.3 P2P网络中穿越NAT的SIP会话过程

3.4 本章小结

4 P2P网络中穿越NAT的SIP协议的Petri网建模及分析

4.1 Petri网概述

4.2 P2P网络中穿越NAT的SIP协议的Petri网建模

4.3 模型分析

4.4 BYE攻击和防御

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文和科研情况