CN105049541A - 用于实时通信的网络地址转换穿透系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于实时通信的网络地址转换穿透系统与方法。该网络地址转换穿透系统包含一使用者端设备、一网络地址转换装置、一信令控制系统与一同级端。该使用者端设备位于一私有网络内，而该信令控制系统与该同级端位于一公开网络内。该信令控制系统用以指示该网络地址转换装置针对一实时通信连接建立一网络地址转换对应。该同级端用以根据该网络地址转换对应而直接经由该网络地址转换装置与该使用者端设备建立该实时通信连接。

Description

用于实时通信的网络地址转换穿透系统与方法
技术领域
本发明关于一种网络地址转换穿透系统与方法。更具体而言，本发明关于一种用于实时通信的网络地址转换穿透系统与方法。
背景技术
随着因特网装置的成长，解决因特网协议地址(InternetProtocoladdress)短缺的问题也越来越重要。对此，网络地址转换穿透(NetworkAddressTranslationTraversal，NATTraversal)技术与因特网协议第六版(IPv6)是两种可能的解决方式。由于IPv6尚未普及，这使得透过网络地址转换装置使数个装置共享一个公开IP地址的网络地址转换穿透技术成为主要的解决方式。
网络地址转换穿透技术本质上具有网络地址转换穿透问题，也就是会破坏同级间通信(Peer-to-PeerCommunications)以及因特网导向请求。为了解决网络地址转换穿透问题，许多技术已被提出，例如：STUN(SessionTraversalUtilitiesforNAT)、TURN(TraversalUsingRelayNAT)、ALG(Application-LayerGateway)等等。
举例而言，第三代合作伙伴计划(ThirdGenerationPartnershipProject，3GPP)的技术规格就采用了ALG技术来解决网络地址转换穿透问题。于ALG技术中，为了建立实时转换协议(Real-TimeTransportProtocol，RTP)因特网地址/端口号的对应表，使用者端设备必须向实时转换协议代理器(RTPProxy)发起通信。换言之，RTP封包必须先被传递至RTPProxy，再由RTPProxy进行转换并传送至其他同级端。对ALG技术而言，RTPProxy将增加RTP封包的延迟以及增加遗失RTP封包的可能性。
更进一步言，实时通信，例如因特网协议电话(VoiceoverIP，VoIP)，对于封包的延迟是极度敏感的。因此，对于需要RTPProxy才能针对RTP封包进行网络地址转换与传递的ALG技术来说，势必影响到实时通信的性能。除了ALG技术之外，用以解决网络地址转换穿透问题的传统技术中，也都必须利用额外的服务器或代理器才能对RTP封包进行网络地址转换与传递。举例而言，STUN技术需要利用STUN服务器取得IP，并利用ICE(InteractiveConnectivityEstablishment)服务器测试IP的可用性；而TURN技术同样需要利用到TURN服务器。
综上所述，对于实时通信来说，这些用以解决网络地址转换穿透问题的传统技术势必面临封包延迟与封包遗失的问题。有鉴于此，如何针对实时通信的网络地址转换穿透问题提供更有效的解决途径，确实为本发明所属技术领域中的一项重大需求。
发明内容
本发明的一目的乃是针对实时通信的网络地址转换穿透问题提供更有效的解决途径。
为达上述目的，本发明提供一种用于实时通信的网络地址转换穿透系统。该网络地址转换穿透系统包含一使用者端设备、一网络地址转换装置、一信令控制系统与一同级端。该使用者端设备位于一私有网络内，而该信令控制系统与该同级端位于一公开网络内。该信令控制系统用以指示该网络地址转换装置针对一实时通信连接建立一网络地址转换对应。该同级端用以根据该网络地址转换对应而直接经由该网络地址转换装置与该使用者端设备建立该实时通信连接。
为达上述目的，本发明亦提供一种用于实时通信的网络地址转换穿透方法。该网络地址转换穿透方法作用于一系统。该系统包含一使用者端设备、一网络地址转换装置、一信令控制系统与一同级端。该使用者端设备位于一私有网络内，而该信令控制系统与该同级端位于一公开网络内。该网络地址转换穿透方法包含：
由该信令控制系统指示该网络地址转换装置针对一实时通信连接建立一网络地址转换对应；以及
由该同级端根据该网络地址转换对应而直接经由该网络地址转换装置与该使用者端设备建立该实时通信连接。
综上所述，本发明提供了一种用于实时通信的网络地址转换穿透系统与方法。更具体而言，针对一使用者端设备与一同级端之间的一实时通信连接，本发明在信令交换的过程中，透过一信令控制系统直接指示一网络地址转换装置建立一网络地址转换对应。透过如此运作，该网络地址转换装置本身即具备了针对实时通信封包(例如RTP封包)进行网络地址转换与传递的能力。因此，相对于解决网络地址转换穿透问题的传统方式，本发明可在没有代理器(例如ALG技术中的RTPProxy)或服务器(例如STUN服务器、ICE服务器、TURN服务器等)的情况下，使该使用者端设备与该同级端直接经由该网络地址转换装置建立该实时通信连接以进行实时通信。除此之外，由于在该使用者端设备与该同级端之间传递的实时通信封包仅仅经由该网络地址转换装置进行网络地址转换与传递(即不需经由额外的代理器或服务器)，故可有效降低实时通信封包的延迟以及降低遗失实时通信封包的可能性。
于参阅附图及随后描述的实施方式后，本领域技术人员便可更了解本发明所欲解决的技术问题、本发明解决该技术问题所采用的技术手段及所达的技术功效。
附图说明
图1为根据本发明一实施例的一网络地址转换穿透系统的一例示图。
图2为图1所示网络地址转换穿透系统运作在3GPP技术规格所制定的通信网络环境中的一例示图。
图3为图1所示网络地址转换穿透系统运作在3GPP技术规格所制定的通信网络环境中的另一例示图。
图4为根据本发明一实施例的一用于实时通信的网络地址转换穿透方法的一例示图。
符号说明
1：网络地址转换穿透系统
11：使用者端设备
13：网络地址转换装置
13a：锥形网络地址转换装置
13b：对称式网络地址转换装置
15：信令控制系统
17：同级端
19：存取网络
20：第一邀请消息
22：第二邀请消息
24：第三邀请消息
30：响应消息
32：最终确认消息
34：结束消息
36：响应消息
40：第一会议初始协议参数
42：第二会议初始协议参数
50：网络地址转换对应
52：网络地址转换对应
60：第一会议叙述协议参数
62：第二会议叙述协议参数
70：网络地址转换对应
72：网络地址转换对应
80：第一因特网协议参数
82：第二因特网协议参数
84：第三因特网协议参数
100：私有网络
200：公开网络
720：临时会议叙述协议参数
740：会议叙述协议参数
S21、S23：步骤
具体实施方式
以下将透过实施例来解释本发明的内容，惟以下实施例并非用以限制本发明须在如其所述的环境、应用、结构、流程或步骤方能实施。换言之，以下实施例的说明仅为了便于说明本发明，而非用以限制本发明。与本发明非直接相关的元件皆已省略而未绘示于附图中。附图中各元件之间的尺寸关系仅为了便于说明本发明，而非用以限制实施本发明的实际比例。
本发明的一实施例(简称“第一实施例”)为一种用于实时通信的网络地址转换穿透系统。图1为该网络地址转换穿透系统的一例示图。如图1所示，网络地址转换穿透系统1包含一使用者端设备11、一网络地址转换装置13、一信令控制系统(SignalingControlSystem)15、一同级端17与一存取网络19。使用者端设备11位于网络地址转换装置13的内部，即使用者端设备11位于一私有网络100内。信令控制系统15与同级端17位于网络地址转换装置13的外部，即信令控制系统15与同级端17位于一公开网络200(或操作者的网络)内。换言之，使用者端设备11必须透过网络地址转换装置13进行网络地址转换，才能与信令控制系统15和同级端17进行通信。
私有网络100与公开网络200的类型可以根据不同的通信网络环境而变化。网络地址转换装置13、信令控制系统15与同级端17可透过存取网络19的媒合而进行信号传递。存取网络19可以根据不同的通信网络环境而变化。
同级端17可以是不同于使用者端设备11的另一使用者端设备。使用者端设备11或同级端17可以是各种便携式电子通信装置，例如移动电话、数字相机、笔记本电脑、平板计算机等。使用者端设备11或同级端17也可以是各种非便携式电子通信装置，例如桌面计算机、智能型家电等。于本发明的某些实施例中，同级端17也可以是不同于信令控制系统15的另一信令控制系统。
网络地址转换穿透系统1可适用于各种通信网络环境之中。为了便于说明，以下将以3GPP技术规格所制定的通信网络环境为例来说明网络地址转换穿透系统1，惟此举并非用以限制网络地址转换穿透系统1的实施方式。
对应至3GPP技术规格(例如TS23.228与TS23.334)所制定的通信网络环境，存取网络19可包含一因特网协议-连接性存取网络(IP-ConnectivityAccessNetwork，IP-CAN)，用以提供在网络地址转换装置13、信令控制系统15与同级端17之间传递消息所需的IP连接性。另外，信令控制系统15实质上可包含一核心网络(CoreNetwork)的一部分或全部及/或包含因特网协议多媒体子系统(IPMultimediaSubsystem，IMS)的一部分或全部。IMS可包含呼叫会议控制功能(CallSesstionControlFunction，CSCF)、因特网协议多媒体子系统-应用层网关(IMS-Application-LayerGateway，IMS-ALG)以及因特网协议多媒体子系统-存取网关(IMS-AccessGateway，IMS-AGW)。IMS-ALG用以处理会议初始协议(SessionInitiationProtocol，SIP)穿透，而IMS-AGW作为一个RTPProxy以转换RTP封包。
在3GPP技术规格所制定的各种通信网络环境中，因特网协议地址的分配都是由核心网络(CoreNetwork)所控制。因此，对应至3GPP技术规格所制定的各种通信网络环境，用以分配使用者端设备11私有IP地址与公开IP地址的网络地址转换装置13是可由信令控制系统15来控制。在此情况下，信令控制系统15可指示网络地址转换装置13针对一实时通信连接建立一网络地址转换对应，并且在没有IMS-AGW(即RTPProxy)的情况下，使同级端17根据该网络地址转换对应而直接经由网络地址转换装置13与使用者端设备11建立该实时通信连接。
图2为网络地址转换穿透系统1运作在3GPP技术规格所制定的通信网络环境中的一例示图，其中网络地址转换装置13是一种锥形网络地址转换(ConeNAT)装置13a。如图2所示，当使用者端设备11(即呼叫方)欲与同级端17(即受话方)进行一实时通信连接(例如建立一语音会议)时，使用者端设备11可传送一第一邀请消息20至同级端17。第一邀请消息20可包含对应至一会议初始协议(SessionInitiationProtocol)的一第一会议初始协议参数40、对应至一会议叙述协议(SessionDescriptionProtocol)的一第一会议叙述协议参数60、以及对应至一因特网协议(InternetProtocol)暨使用者数据协议(UserDatagramProtocol)的一第一因特网协议参数80。
第一会议初始协议参数40、第一会议叙述协议参数60与第一因特网协议参数80各自包含一因特网协议地址(IPaddress)与一端口号(Portnumber)。如图2所示，第一会议初始协议参数40包含的因特网协议地址与端口号为IPUE/PSIP对应至该会议初始协议的表头(Header)，第一会议叙述协议参数60包含的因特网协议地址与端口号为IPUE/PRTP对应至该会议叙述协议的表头，而第一因特网协议参数80包含的因特网协议地址与端口号为IPUE/PSIP对应至该因特网协议暨使用者数据协议的表头。
进一步言，由于使用者端设备11现阶段并不知道同级端17的因特网地址与端口号，且因位于私有网络100内的使用者端设备11与位于公开网络200的信令控制系统15是位于不同的子网内，故使用者端设备11必须透过锥形网络地址转换装置13a与信令控制系统15才可将第一邀请消息20传送至同级端17。
在锥形网络地址转换装置13a接收到第一邀请消息20之后，锥形网络地址转换装置13a可转换第一邀请消息20为一第二邀请消息22。在第二邀请消息22中，第一因特网协议参数80已被转换为一第二因特网协议参数82。详言之，锥形网络地址转换装置13a可将第一因特网协议参数80包含的因特网协议地址与端口号IPUE/PSIP转换为IPNAT/P’SIP。也就是，第二因特网协议参数82包含的因特网协议地址与端口号为IPNAT/P’SIP。另外，锥形网络地址转换装置13a可建立并记录对应至使用端字段的因特网协议地址与端口号IPUE/PSIP与对应至对应字段的因特网协议地址与端口号IPNAT/P’SIP之间的一网络地址转换对应(NATMapping)50。网络地址转换对应50是为了穿透在使用者端设备11与同级端17之间进行信令传输所需的网络地址转换。在转换第一邀请消息20为第二邀请消息22之后，锥形网络地址转换装置13a可经由存取网络19(例如IP-CAN)传递第二邀请消息22至信令控制系统15(例如IMS的CSCF)。
在信令控制系统15接收到第二邀请消息22之后，信令控制系统15可根据第一会议初始协议参数40与第二因特网协议参数82之间的一比较，指示锥形网络地址转换装置13a针对第一会议叙述协议参数60与一第二会议叙述协议参数62建立一网络地址转换对应52。详言之，信令控制系统15可对第一会议初始协议参数40的因特网协议地址与端口号IPUE/PSIP以及第二因特网协议参数82包含的因特网协议地址与端口号为IPNAT/P’SIP进行比较。由于二者的因特网协议地址与端口号不同，信令控制系统15可推定第二因特网协议参数82是经过锥形网络地址转换装置13a转换过的参数。
在判断第二因特网协议参数82是经过锥形网络地址转换装置13a转换过的参数之后，信令控制系统15可指示锥形网络地址转换装置13a针对第一会议叙述协议参数60包含的因特网协议地址与端口号IPUE/PRTP与一第二会议叙述协议参数62包含的因特网协议地址与端口号IPNAT/P’RTP建立一网络地址转换对应52。于网络地址转换对应52中，因特网协议地址与端口号IPUE/PRTP对应至使用端字段，而因特网协议地址与端口号IPNAT/P’RTP对应至对应字段。网络地址转换对应52是为了穿透在使用者端设备11与同级端17之间建立实时通信连接(例如RTP通信)所需的网络地址转换。
信令控制系统15可指示锥形网络地址转换装置13a直接建立第一会议叙述协议参数60与第二会议叙述协议参数62之间的网络地址转换对应52。或者，信令控制系统15可指示锥形网络地址转换装置13a先自行判断出对应至第一会议叙述协议参数60的第二会议叙述协议参数62，然后再建立第一会议叙述协议参数60与第二会议叙述协议参数62之间的网络地址转换对应52。
信令控制系统15可透过各种接口与锥形网络地址转换装置13a进行通信。例如但不限于：超文本传输协议(HyperTextTransferProtocol，HTTP)、简单网络管理协议(SimpleNetworkManagementProtocol，SNMP)、安全框架协议(SecureShellProtocol，SSHProtocol)等。
在判断第二因特网协议参数82是经过锥形网络地址转换装置13a转换过的参数之后，信令控制系统15还可转换第二邀请消息22为一第三邀请消息24。在第三邀请消息24中，第一会议初始协议参数40、第一会议叙述协议参数60与第二因特网协议参数82已分别被转换为一第二会议初始协议参数42、一第二会议叙述协议参数62与一第三因特网协议参数84。详言之，信令控制系统15可将第一会议初始协议参数40包含的因特网协议地址与端口号IPUE/PSIP转换为IPIMS/PIMS，将第一会议叙述协议参数60包含的因特网协议地址与端口号IPUE/PRTP转换为IPNAT/P’RTP，且将第二因特网协议参数82包含的因特网协议地址与端口号IPNAT/P’SIP转换为IPIMS/PIMS。也就是，第二会议初始协议参数42、第二会议叙述协议参数62与第三因特网协议参数84包含的因特网协议地址与端口号分别为IPIMS/PIMS、IPNAT/P’RTP与IPIMS/PIMS。在转换第二邀请消息22为第三邀请消息24之后，信令控制系统15可经由存取网络19(例如IP-CAN)传递第三邀请消息24至同级端17。
在同级端17接收到第三邀请消息24之后，可根据第三邀请消息24而直接经由锥形网络地址转换装置13a与使用者端设备11建立该实时通信连接。如图2所示，基于3GPP技术规格，在同级端17接收到第三邀请消息24之后，若同级端17同意进行实时通信，其可经由信令控制系统15与锥形网络地址转换装置13a传送一响应消息30(例如200OK消息)至使用者端设备11。然后，使用者端设备11可经由锥形网络地址转换装置13a与信令控制系统15传送最终确认消息32(例如ACK消息)至同级端17。于同级端17接收到最终确认消息32之后，使用者端设备11与同级端17将可直接经由锥形网络地址转换装置13a建立该实时通信连接，并进行实时通信(例如RTP通信)。
在使用者端设备11与同级端17直接经由锥形网络地址转换装置13a进行实时通信的过程中，任一方皆可发起结束通信。举例而言，同级端17可经由信令控制系统15与锥形网络地址转换装置13a传送一结束消息34(例如BYE消息)至使用者端设备11，反之亦然。然后，因应结束消息34，使用者端设备11可经由锥形网络地址转换装置13a与信令控制系统15传送一响应消息36(例如200OK消息)至同级端17，反之亦然。
在信令控制系统15接收到结束消息34之后，信令控制系统15可根据结束消息34指示锥形网络地址转换装置13a移除网络地址转换对应52。由于传统网络地址转换装置是自动储存网络地址转换对应，故会在一预设时间后自动移除已储存的网络地址转换对应。相对于传统网络地址转换装置，本实施例的锥形网络地址转换装置13a是根据信令控制系统15的指示而储存及移除网络地址转换对应52，故可避免传统网络地址转换装置因预设移除时间而误删网络地址转换对应的问题。
以下将举例说明信令控制系统15如何根据结束消息34指示锥形网络地址转换装置13a移除网络地址转换对应52，惟此例并非用以限制本发明的实施方式。举例而言，在信令控制系统15比较第一会议初始协议参数40与第二因特网协议参数82之后，其亦可根据比较的结果建立并储存对应至该会议叙述协议的一表头记录与第二会议叙述协议参数62的端口号P’RTP之间的一参数对应。基于3GPP的技术规格，该会议叙述协议的该表头记录可包含各种预定的项目，例如呼叫方/受话方/呼叫识别(From/To/Call-ID)。因此，在信令控制系统15接收到结束消息34之后，信令控制系统15可根据结束消息34夹带的第二会议叙述协议参数62的端口号P’RTP以及该参数对应而查知需要被移除的网络地址转换对应52，然后指示锥形网络地址转换装置13a将其移除。
图3为网络地址转换穿透系统1运作在3GPP技术规格所制定的通信网络环境中的一例示图，其中网络地址转换装置13是一种对称式网络地址转换(SymmetricNAT)装置13b。相较于图2所示的锥形网络地址转换装置13a，图3所示的对称式网络地址转换装置13b在建立网络地址转换对应时必须更包含同级端17的因特网协议地址与端口号。除此之外，网络地址转换穿透系统1在图3中的运作与其在图2中的运作实质相同。图3与图2相同的部分可根据图2及其相关说明而类推得知，故以下将主要就图3与图2不同的部分进行说明。
如图3所示，不同于锥形网络地址转换装置13a，在对称式网络地址转换装置13b接收到第一邀请消息20之后，对称式网络地址转换装置13b可建立并记录对应至使用端字段的因特网协议地址与端口号IPUE/PSIP、对应至同级端字段的因特网协议地址与端口号IPIMS/PIMS、与对应至对应字段的因特网协议地址与端口号IPNAT/P’SIP之间的一网络地址转换对应70。对于对称式网络地址转换装置13b来说，信令控制系统15就是同级的受话方，故对称式网络地址转换装置13b可在该同级端字段中记录信令控制系统15的因特网协议地址与端口号IPIMS/PIMS。网络地址转换对应70是为了穿透在使用者端设备11与同级端17之间进行信令传输所需的网络地址转换。
如图3所示，不同于锥形网络地址转换装置13a，在信令控制系统15接收到第二邀请消息22之后，信令控制系统15可根据第一会议初始协议参数40与第二因特网协议参数82之间的一比较，指示对称式网络地址转换装置13b针对第一会议叙述协议参数60、一临时会议叙述协议参数720与一第二会议叙述协议参数62建立一网络地址转换对应72。临时会议叙述协议参数720包含一因特网协议地址与一端口号。详言之，信令控制系统15可对第一会议初始协议参数40的因特网协议地址与端口号IPUE/PSIP以及第二因特网协议参数82包含的因特网协议地址与端口号为IPNAT/P’SIP进行比较。由于二者的因特网协议地址与端口号不同，信令控制系统15可推定第二因特网协议参数82是经过对称式网络地址转换装置13b转换过的参数。
在判断第二因特网协议参数82是经过对称式网络地址转换装置13b转换过的参数之后，信令控制系统15可指示对称式网络地址转换装置13b针对第一会议叙述协议参数60包含的因特网协议地址与端口号IPUE/PRTP、临时会议叙述协议参数720包含的该因特网协议地址与该端口号与第二会议叙述协议参数62包含的因特网协议地址与端口号IPNAT/P’RTP建立一网络地址转换对应72。于网络地址转换对应72中，因特网协议地址与端口号IPUE/PRTP对应至使用端字段，临时会议叙述协议参数720包含的该因特网协议地址与该端口号对应至同级端字段，而因特网协议地址与端口号IPNAT/P’RTP对应至对应字段。网络地址转换对应72是为了穿透在使用者端设备11与同级端17之间建立实时通信连接(例如RTP通信)所需的网络地址转换。
因为现阶段信令控制系统15并不知道同级端17的因特网协议地址与端口号，故其可指示对称式网络地址转换装置13b先将临时会议叙述协议参数720包含的该因特网协议地址与该端口号登记至网络地址转换对应72中的同级端字段。应理解，临时会议叙述协议参数720包含的该因特网协议地址与该端口号可以是符合因特网协议地址与端口号规定的任意值。以图3所示内容为例，临时会议叙述协议参数720包含的该因特网协议地址与该端口号分别是信令控制系统15本身的因特网协议地址与端口号IPIMS/PIMS。于本发明的某些实施例中，若现阶段信令控制系统15已知同级端17的因特网协议地址与端口号，亦可直接指示对称式网络地址转换装置13b将同级端17本身的因特网协议地址登记至网络地址转换对应72中的同级端字段。
如图3所示，在同级端17接收到第三邀请消息24之后，若同级端17同意进行实时通信，其可经由信令控制系统15与对称式网络地址转换装置13b传送一响应消息30(例如200OK消息)至使用者端设备11。基于3GPP技术规格，同级端17传送的响应消息30可包含一对应至同级端17的会议叙述协议参数740。会议叙述协议参数740包含一因特网协议地址与一端口号IPPeer/PRTP2。不同于锥形网络地址转换装置13a，在信令控制系统15接收到响应消息30之后，即可根据会议叙述协议参数740取得对应至同级端17的因特网协议地址与端口号IPPeer/PRTP2。于本发明的某些实施例中，同级端17亦可传送包含会议叙述协议参数740的其他消息(不限于响应消息30)至信令控制系统15。
根据来自同级端17的响应消息30或包含会议叙述协议参数740的其他消息，信令控制系统15可指示对称式网络地址转换装置13b替换临时会议叙述协议参数720为会议叙述协议参数740。也就是，于网络地址转换对应72的同级端字段中，以因特网协议地址与端口号IPPeer/PRTP2替换临时会议叙述协议参数720包含的该因特网协议地址与该端口号(例如图3所示对应至信令控制系统15本身的因特网协议地址与端口号IPIMS/PIMS)。
在使用者端设备11接收到响应消息30后，使用者端设备11可经由对称式网络地址转换装置13b与信令控制系统15传送最终确认消息32(例如ACK消息)至同级端17。于同级端17接收到最终确认消息32之后，使用者端设备11与同级端17将可直接经由对称式网络地址转换装置13b建立该实时通信连接，并进行实时通信(例如RTP通信)。
在使用者端设备11与同级端17直接经由对称式网络地址转换装置13b进行实时通信的过程中，任一方皆可发起结束通信。由于图3所示有关结束通信的过程与图2所示内容实质相同，且可参阅上文针对图2给予的说明类推得知，故不再赘述。
本发明的另一实施例(简称“第二实施例”)为一种用于实时通信的网络地址转换穿透方法。该网络地址转换穿透方法可作用于一系统。该系统可包含一使用者端设备、一网络地址转换装置、一信令控制系统与一同级端。该使用者端设备位于一私有网络内，而该信令控制系统与该同级端位于一公开网络内。实质上，该系统可对应至第一实施例的网络地址转换穿透系统1。
图4为该网络地址转换穿透方法的一例示图。如图4所示，该网络地址转换穿透方法可包含：由该信令控制系统指示该网络地址转换装置针对一实时通信连接建立一网络地址转换对应(步骤S21)；以及由该同级端根据该网络地址转换对应而直接经由该网络地址转换装置与该使用者端设备建立该实时通信连接(步骤S23)。
作为本实施例的一第一范例，该网络地址转换穿透方法可更包含：
由该使用者端设备传送一第一邀请消息，该第一邀请消息包含对应至一会议初始协议的一第一会议初始协议参数、对应至一会议叙述协议的一第一会议叙述协议参数、以及对应至一因特网协议暨使用者数据协议的一第一因特网协议参数，该第一会议初始协议参数、该第一会议叙述协议参数与该第一因特网协议参数各自包含一因特网协议地址与一端口号；
由该网络地址转换装置接收该第一邀请消息，并转换该第一邀请消息为一第二邀请消息，于该第二邀请消息中该第一因特网协议参数被转换为一第二因特网协议参数；
由该信令控制系统接收该第二邀请消息，并根据该第一会议初始协议参数与该第二因特网协议参数之间的一比较，指示该网络地址转换装置针对该第一会议叙述协议参数与一第二会议叙述协议参数建立该网络地址转换对应，以及转换该第二邀请消息为一第三邀请消息，于该第三邀请消息中该第一会议叙述协议参数被转换为该第二会议叙述协议参数；以及
由该同级端接收该第三邀请消息，并根据该第三邀请消息而直接经由该网络地址转换装置与该使用者端设备建立该实时通信连接。
于该第一范例中，该网络地址转换穿透方法可更包含：
由该使用者端设备或该同级端传送一结束消息至该信令控制系统；以及
由该信令控制系统根据该结束消息指示该网络地址转换装置移除该网络地址转换对应。
于该第一范例中，该网络地址转换穿透方法可更包含：
由该信令控制系统根据该第一会议初始协议参数与该第二因特网协议参数之间的该比较，建立对应至该会议叙述协议的一表头记录与该第二会议叙述协议参数的该端口号之间的一参数对应；
由该使用者端设备或该同级端传送一结束消息至该信令控制系统；以及
由该信令控制系统根据该结束消息与该参数对应，指示该网络地址转换装置移除该网络地址转换对应。
作为本实施例的一第二范例，该网络地址转换穿透方法除了包含该第一范例中的所有步骤之外，还可更包含：
由该信令控制系统根据该第一会议初始协议参数与该第二因特网协议参数之间的该比较，指示该网络地址转换装置于该网络地址转换对应中增加一临时会议叙述协议参数；
由该同级端于接收该第三邀请消息之后传送一消息至该信令控制系统，该消息包含一对应至该同级端的会议叙述协议参数；
由该信令控制系统根据来自该同级端的该消息，指示该网络地址转换装置替换该临时会议叙述协议参数为对应至该同级端的该会议叙述协议参数，该临时会议叙述协议参数与对应至该同级端的该会议叙述协议参数各自包含一因特网协议地址与一端口号。
于该第二范例中，该网络地址转换穿透方法可更包含：
由该使用者端设备或该同级端传送一结束消息至该信令控制系统；以及
由该信令控制系统根据该结束消息指示该网络地址转换装置移除该网络地址转换对应。
于该第二范例中，该网络地址转换穿透方法可更包含：
由该信令控制系统根据该第一会议初始协议参数与该第二因特网协议参数之间的该比较，建立对应至该会议叙述协议的一表头记录与该第二会议叙述协议参数的该端口号之间的一参数对应；
由该使用者端设备或该同级端传送一结束消息至该信令控制系统；以及
由该信令控制系统根据该结束消息与该参数对应，指示该网络地址转换装置移除该网络地址转换对应。
该网络地址转换穿透方法实质上包含了对应至第一实施例的网络地址转换穿透系统1的所有运作的步骤。由于本领域技术人员可根据上文针对第一实施例的网络地址转换穿透系统1的相关说明，而直接了解未记载于第二实施例的相对应步骤，故于此不再赘述。
本发明提供了一种用于实时通信的网络地址转换穿透系统与方法。更具体而言，针对一使用者端设备与一同级端之间的一实时通信连接，本发明在信令交换的过程中，透过一信令控制系统直接指示一网络地址转换装置建立一网络地址转换对应。透过如此运作，该网络地址转换装置本身即具备了针对实时通信封包(例如RTP封包)进行网络地址转换与传递的能力。因此，相对于解决网络地址转换穿透问题的传统方式，本发明可在没有代理器(例如ALG技术中的RTPProxy)或服务器(例如STUN服务器、ICE服务器、TURN服务器等)的情况下，使该使用者端设备与该同级端直接经由该网络地址转换装置建立该实时通信连接以进行实时通信。除此之外，由于在该使用者端设备与该同级端之间传递的实时通信封包仅仅经由该网络地址转换装置进行网络地址转换与传递(即不需经由额外的代理器或服务器)，故可有效降低实时通信封包的延迟以及降低遗失实时通信封包的可能性。
上述实施例并非用以限制本发明的实施方式，且本领域技术人员可轻易完成的改变或均等性的安排皆不脱离本发明。本发明的范围以权利要求为准。

Claims (14)

1.一种用于实时通信的网络地址转换穿透系统，其特征在于，包含：
一使用者端设备，位于一私有网络内；
一网络地址转换装置；
一信令控制系统，位于一公开网络内，用以指示该网络地址转换装置针对一实时通信连接建立一网络地址转换对应；以及
一同级端，位于该公开网络内，用以根据该网络地址转换对应而直接经由该网络地址转换装置与该使用者端设备建立该实时通信连接。
2.如权利要求1所述的网络地址转换穿透系统，其特征在于：
该使用者端设备用以传送一第一邀请消息，该第一邀请消息包含对应至一会议初始协议的一第一会议初始协议参数、对应至一会议叙述协议的一第一会议叙述协议参数、以及对应至一因特网协议暨使用者数据协议的一第一因特网协议参数，该第一会议初始协议参数、该第一会议叙述协议参数与该第一因特网协议参数各自包含一因特网协议地址与一端口号；
该网络地址转换装置用以接收该第一邀请消息，并转换该第一邀请消息为一第二邀请消息，于该第二邀请消息中该第一因特网协议参数被转换为一第二因特网协议参数；
该信令控制系统用以接收该第二邀请消息，并根据该第一会议初始协议参数与该第二因特网协议参数之间的一比较，指示该网络地址转换装置针对该第一会议叙述协议参数与一第二会议叙述协议参数建立该网络地址转换对应，以及转换该第二邀请消息为一第三邀请消息，于该第三邀请消息中该第一会议叙述协议参数被转换为该第二会议叙述协议参数；以及
该同级端用以接收该第三邀请消息，并根据该第三邀请消息而直接经由该网络地址转换装置与该使用者端设备建立该实时通信连接。
3.如权利要求2所述的网络地址转换穿透系统，其特征在于，该使用者端设备或该同级端更传送一结束消息至该信令控制系统，该信令控制系统根据该结束消息指示该网络地址转换装置移除该网络地址转换对应。
4.如权利要求3所述的网络地址转换穿透系统，其特征在于，该信令控制系统更根据该第一会议初始协议参数与该第二因特网协议参数之间的该比较，建立对应至该会议叙述协议的一表头记录与该第二会议叙述协议参数的该端口号之间的一参数对应，并根据该结束消息与该参数对应，指示该网络地址转换装置移除该网络地址转换对应。
5.如权利要求2所述的网络地址转换穿透系统，其特征在于：
该信令控制系统更根据该第一会议初始协议参数与该第二因特网协议参数之间的该比较，指示该网络地址转换装置于该网络地址转换对应中增加一临时会议叙述协议参数；
该同级端更于接收该第三邀请消息之后传送一消息至该信令控制系统，该消息包含一对应至该同级端的会议叙述协议参数；以及
该信令控制系统更根据来自该同级端的该消息，指示该网络地址转换装置替换该临时会议叙述协议参数为对应至该同级端的该会议叙述协议参数，该临时会议叙述协议参数与对应至该同级端的该会议叙述协议参数各自包含一因特网协议地址与一端口号。
6.如权利要求5所述的网络地址转换穿透系统，其特征在于，该使用者端设备或该同级端更传送一结束消息至该信令控制系统，该信令控制系统根据该结束消息指示该网络地址转换装置移除该网络地址转换对应。
7.如权利要求6所述的网络地址转换穿透系统，其特征在于，该信令控制系统更根据该第一会议初始协议参数与该第二因特网协议参数之间的该比较，建立对应至该会议叙述协议的一表头记录与该第二会议叙述协议参数的该端口号之间的一参数对应，并根据该结束消息与该参数对应，指示该网络地址转换装置移除该网络地址转换对应。
8.一种用于实时通信的网络地址转换穿透方法，其特征在于，该网络地址转换穿透方法作用于一系统，该系统包含一使用者端设备、一网络地址转换装置、一信令控制系统与一同级端，该使用者端设备位于一私有网络内，该信令控制系统与该同级端位于一公开网络内，该网络地址转换穿透方法包含：
由该信令控制系统指示该网络地址转换装置针对一实时通信连接建立一网络地址转换对应；以及
由该同级端根据该网络地址转换对应而直接经由该网络地址转换装置与该使用者端设备建立该实时通信连接。
9.如权利要求8所述的网络地址转换穿透方法，其特征在于，更包含：
由该使用者端设备传送一第一邀请消息，该第一邀请消息包含对应至一会议初始协议的一第一会议初始协议参数、对应至一会议叙述协议的一第一会议叙述协议参数、以及对应至一因特网协议暨使用者数据协议的一第一因特网协议参数，该第一会议初始协议参数、该第一会议叙述协议参数与该第一因特网协议参数各自包含一因特网协议地址与一端口号；
由该网络地址转换装置接收该第一邀请消息，并转换该第一邀请消息为一第二邀请消息，于该第二邀请消息中该第一因特网协议参数被转换为一第二因特网协议参数；
由该信令控制系统接收该第二邀请消息，并根据该第一会议初始协议参数与该第二因特网协议参数之间的一比较，指示该网络地址转换装置针对该第一会议叙述协议参数与一第二会议叙述协议参数建立该网络地址转换对应，以及转换该第二邀请消息为一第三邀请消息，于该第三邀请消息中该第一会议叙述协议参数被转换为该第二会议叙述协议参数；以及
由该同级端接收该第三邀请消息，并根据该第三邀请消息而直接经由该网络地址转换装置与该使用者端设备建立该实时通信连接。
10.如权利要求9所述的网络地址转换穿透方法，其特征在于，更包含：
由该使用者端设备或该同级端传送一结束消息至该信令控制系统；以及
由该信令控制系统根据该结束消息指示该网络地址转换装置移除该网络地址转换对应。
11.如权利要求10所述的网络地址转换穿透方法，其特征在于，更包含：
由该信令控制系统根据该第一会议初始协议参数与该第二因特网协议参数之间的该比较，建立对应至该会议叙述协议的一表头记录与该第二会议叙述协议参数的该端口号之间的一参数对应；以及
由该信令控制系统根据该结束消息与该参数对应，指示该网络地址转换装置移除该网络地址转换对应。
12.如权利要求9所述的网络地址转换穿透方法，其特征在于，更包含：
由该信令控制系统根据该第一会议初始协议参数与该第二因特网协议参数之间的该比较，指示该网络地址转换装置于该网络地址转换对应中增加一临时会议叙述协议参数；
由该同级端于接收该第三邀请消息之后传送一消息至该信令控制系统，该消息包含一对应至该同级端的会议叙述协议参数；以及
由该信令控制系统根据来自该同级端的该消息，指示该网络地址转换装置替换该临时会议叙述协议参数为对应至该同级端的该会议叙述协议参数，该临时会议叙述协议参数与对应至该同级端的该会议叙述协议参数各自包含一因特网协议地址与一端口号。
13.如权利要求12所述的网络地址转换穿透方法，其特征在于，更包含：
由该使用者端设备或该同级端传送一结束消息至该信令控制系统；以及
由该信令控制系统根据该结束消息指示该网络地址转换装置移除该网络地址转换对应。
14.如权利要求13所述的网络地址转换穿透方法，其特征在于，更包含：
由该信令控制系统根据该第一会议初始协议参数与该第二因特网协议参数之间的该比较，建立对应至该会议叙述协议的一表头记录与该第二会议叙述协议参数的该端口号之间的一参数对应；以及
由该信令控制系统根据该结束消息与该参数对应，指示该网络地址转换装置移除该网络地址转换对应。
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