KR20100117651A - 동시 다중 연결을 위한 대칭형 네트워크 주소 변환기 통과 방법 - Google Patents

동시 다중 연결을 위한 대칭형 네트워크 주소 변환기 통과 방법 Download PDF

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Abstract

NAT 통과 시, 대칭형 NAT 뒤에 있는 노드의 다중 연결을 다루는 방법이 개시된다. 포트 추측과정 후, 임계 시간창들을 직렬화시킴으로써, 대칭형 NAT 통과 시 발생하는 연결 실패 가능성을 낮출 수 있다. 제 1 연결의 포트 추측 과정이 시작되면, 잇따른 연결을 위한 포트 추측은 제 1 연결의 연결성 체크가 시작할 때 까지 지연될 수 있다. 이러한 과정은 다른 노드들로의 동시 다중 연결을 위한 NAT 통과를 다루도록 다시 수행된다.

Description

동시 다중 연결을 위한 대칭형 네트워크 주소 변환기 통과 방법 {Traversal of symmetric network address translator for multiple simultaneous connections}
본 발명의 실시예들은 컴퓨터 네트워크와 관련된 것이고, 특히 컴퓨터 네트워크들 상의 대칭형 네트워크 주소 변환기들을 가로지르는 피어 투 피어 통신에 관한 것이다.
NAT(Network Address Translation) 특성을 가진 라우터를 사용하면 외부 네트워크(external network)에서 내부 네트워크(internal network)를 접속하는데 있어서 방해가 될 수 있다. 특히, 이것은 인터넷 전화(voice communication over the Internet(VoIP) 및/또는 온라인 게임 등과 같은 피어 투 피어 응용프로그램들에게 문제가 될 수 있다. NAT는 근거리 통신망(local area network; LAN)이 내부 소통(traffic)을 위한 한 세트의 사설 IP 주소들과 외부 소통(traffic)을 위한 제 2 세트의 전역 IP 주소들(global IP addresses)을 사용하도록 하는 인터넷 표준 방식이다. NAT 기능(NAT capability)을 구비하는 노드는 주로 "NAT 박스"로 불린다.
NAT는 두 개의 네트워크들 사이 네트워크 (IP) 주소를 변환한다. 네트워크 주소 포트 변환기(Network Address port Translation; NAPT)는 IP 주소 뿐만 아니라, 전송 계층(transport layer) 프로토콜의 포트 번호들도 변환한다. NAT 또는 NAPT는 좋은 특성들을 가지고 있지만, 중요한 부수 효과(side effect)를 가지고 있다. IP 주소(그리고 포트 번호)가 동적으로 변환할 경우, 외부 네트워크에 있는 노드들은 내부 네트워크에 있는 노드와 통신하기 위한 NAT에 있는 IP 주소 (그리고 포트 번호)를 미리 알 수 없게 된다. 안타깝게도, 현재 시장에 출시된 일반 가정 또는 SOHO 라우터들에 있는 NAT의 가장 공통된 문제점이 이것이다.
NAT는 일반적으로 풀 콘(Full Cone), 제한적 콘(Restricted Cone), 포트 제한적 콘(Port Restricted Cone), 및 대칭형 (Symmetrical)으로 분류될 수 있다. 풀 콘 NAT는 같은 내부 IP 주소 및 포트에서 온 모든 요청들을 같은 외부 IP 주소 및 포트에 매핑한다. 나아가, 외부 호스트(external host)는 매핑된 외부 주소에 패킷을 전송하여 풀 콘 NAT를 통해 내부 호스트(internal host)로 패킷을 송신할 수 있다. 제한적 콘 NAT는 같은 내부 IP 주소 및 포트로부터 수신한 모든 요청들을 같은 외부 IP 주소 및 포트에 매핑한다. 한편, 풀 콘 NAT와는 달리, 'X'라는 IP 주소를 가진 외부 호스트는 내부 호스트가 예전에 'X'라는 IP 주소로 패킷을 송신했던 경우에만, 내부 호스트에게 패킷을 보낼 수 있다. 포트 제한적 콘 NAT는 제한적 콘 NAT와 유사하지만, 추가적으로 포트 번호들을 사용해서 제한한다. 자세하게는, 내부 호스트가 IP 주소 'X'와 포트 번호 'P'로 예전에 패킷을 보낸 경우에만, 발신지 IP 주소 'X'와 발신지 포트 번호 'P'를 가진 외부 호스트가 내부 호스트에게 패킷을 보낼 수 있다.
대칭형 NAT에 있어서, 같은 내부 IP 주소 및 포트에서 특정 목적지 IP 주소 및 포트로 향하는 모든 요청들은 같은 외부 IP 주소 및 포트에 매핑된다. 같은 호스트가 같은 발신지 주소 및 포트를 가진 패킷을 다른 목적지로 송신하면, 다른 매핑이 사용된다. 나아가, 패킷을 수신한 외부 호스트만이 UDP 패킷을 내부 호스트에게로 보낼 수 있다. 대칭형 NAT는 통과하는데(traverse) 가장 문제가 되는 NAT 종류이다. 대칭형 NAT를 통과하는 기술인 '포트 예측(Port Prediction)' 기술은 본 명세서에 참조로 포함된 미국 특허 공개 공보 20070076729A1에 상세히 서술되었다. 이러한 종류의 대칭형 NAT 통과 방법에서 제 1 노드는 대칭형인 제 1 NAT 뒤에 있고, 제 2 노드는 제 2 NAT 뒤에 있다. 제 1 노드는 제 1 NAT에 있는 예측된 전송 주소들 리스트를 구성하고, 예측된 전송 주소들 리스트를 포함하는 메시지를 제 2 노드로 전송한다. 제 2 노드와의 연결성(connectivity) 체크는 예측된 전송 주소들을 사용해서 체크할 수 있다.
예측된 바로는 NAT들 중 18%가 대칭형이며, 포트 예측법을 사용하지 않으면, 연결 실패율이 10% 이상으로 추측된다. NAT 통과를 요구하는 응용프로그램들은 64 개의 동시 연결을 필요로 할 수 있다. 포트 예측 기술이 이러한 응용프로그램들에게 유용할 지는 명확하지 않다.
본 발명의 실시예들은 이러한 맥락 속에서 발명되었다.
본 출원은 2008년 3월 5일에 출원되고 본 출원인에게 양도된 미국 특허 출원 12/043,080을 기초로 우선권 주장을 하는 출원이다. 이 우선권 주장 기초 출원의 기재 내용 전부는 본 명세서에 참조로서 기재되어 있는 것으로 한다.
본 발명의 설명은 하기 상세한 설명과 첨부된 도면들과 함께 고려될 때 빠르게 이해될 수 있을 것이다.
도 1a 및 1b은 포트 추측벅을 사용한 NAT 통과 방법을 도시하는 메시지 순차도;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 변형된 포트 추측 기술을 도시하는 타이밍도(timing diagram);
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 두 개의 노드들 사이의 NAT 통과를 위한 시스템을 도시하는 개략적 구성도;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 두 개의 노드들 사이의 NAT 통과방법을 도시하는 흐름도;
도 5는 동시 추측 문제를 도시하고 네트워크를 통해 통신하는 세 개의 노드들의 개략적 구성도; 및
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 포트 추측 기술 실행을 위해 구성된 노드의 개략적 구성도이다.
아래 상세한 설명이 이해를 돕기 위해 다수의 특정 예들을 서술하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형예들을 인지할 것이다. 따라서, 하기 서술된 본 발명의 실시예들은 청구된 발명에 대해 어떠한 일반성을 잃지 않고, 청구된 발명을 한정시키지 않으며 개진된다.
포트 추측 기술은 대칭형 NAT를 통과(traverse)하기 위해 사용된다. 대칭형 NAT 뒤에 있는 노드가 다수의 원격 노드들과의 연결을 단번에 시도할 경우, 추측이 실패할 확률이 높다. 본 발명의 실시예들은 이전 요청이 연결성 체크 단계에 이를 때까지 새로운 요청들을 보류해서, 동시에 포트가 추측됨으로써 연결이 실패되지 않게 한다. 이는 노드가 포트 추측에는 아무런 지장을 주지 않고, 대칭형 NAT를 통해 다수의 동시 연결을 갖도록 한다.
하기 전술된 용어들은 하기 표 1에 서술된 의미로 본 명세서에서 사용된다.
NAT된 노드(natted node) NAT 뒤에 있는 노드
클라이언트 서버 모든 클라이언트들이 중앙 서버에 연결된 네트워크 구조 모델 (예. 웹 (HTTP) 서비스, 등)
피어 투 피어 중앙 서버에 의지하지 않는 네트워크 구조. 각각의 클라이언트(피어)는 직접적으로 다른 피어들에 연결된다. (예. DHT, VoIP, 파일 공유 시스템, 등)
전송 주소 IP 주소 및 포트 번호 세트
인터넷 전화(Voice over IP;VoIP) 인터넷 또는 다른 IP 네트워크를 통해 대화가 전달되는 것을 가능케 하는 기술
하기 전술된 약어들은 하기 표 2에 서술된 의미를 가진다.
DHT 분산 해쉬 테이블(distributed hash table) (예. 코드 (Chord))
HTTP 하이퍼텍스트 전송 프로토콜 (Hyper Text Transfer Protocol)
IETF 인터넷 엔지니어링 테스크 포스 (Internet Engineering Task Force)
LAN 근거리 통신망(Local Area Network)
NAT 네트워크 주소 변환기 (Network Address Translator)(RFC 3022)
NAPT 네트워크 주소 포트 변환기 (Network Address Port Translation)(RFC 3022)
SIP 세션 초기화 프로토콜 (Session Initiation Protocol)(RFC 3261)
SSP 세션 설정 프로토콜 (Session Setup Protocol)
SOHO 소규모 사무실 및 홈 오피스 (Small Office and Home Office)
STUN NAT를 위한 세션 통과 유틸리티 (Session Traversal Utility for NAT) (예전에는 "UDP의 NAT 단순 통과(Simple Traversal of UDP through NAT)"로 알려짐
TURN 중계 NAT를 사용하는 통과 방법 (Traversal Using Relay NAT)
VoIP 인터넷 전화(Voice over IP)
포트 추측 실패의 근본적인 문제는 도 1a 및 도 1b를 참조하여 이해될 수 있다. 도 1a는 제 1 노드(2)가 대칭형 NAT(미도시) 뒤에 있을 때의 NAT 통과 방법을 도시하는 기본적 흐름도이다. 제 2 노드(4)와 통신을 시작하기 위해서, 제 1 노드(2)는 STUN 서버(6)에 바인딩 요청(binding request)(10)을 송신한다. 이에 응하여, STUN 서버(6)는 대칭형 NAT로부터의 주소 정보(12)를 제 1 노드(2)로 보낸다. 제 1 노드(2)는 주소 정보(12)를 사용하고 포트를 추측해서 포트 번호들을 포함하는 후보 주소들(candidate addresses)의 리스트를 구성한다. 제 1 노드(2)는 리스트와 함께 연결 요청(14)을 신호 서버(signaling server)(8)를 통해 제 2 노드(4)에게 전달 할 수 있다. 제 2 노드(4) 또한 STUN 서버(6)에게 바인딩 요청(16)을 송신하고 이에 응하여 주소 정보(18)를 수신할 수 있다. 제 2 노드(4)는 주소 정보(18)를 사용해서 제 2 노드(4)의 후보 주소들 리스트를 생성하고 제 1 노드(2)에게 리스트를 송신할 수 있다. 제 1 및 제 2 노드들은 체크 패킷들(22, 24)을 송신해서 연결성 체크들을 수행할 수 있다.
임계 시간창(critical time window)(TC1)은 제 1 노드(2)의 바인딩 요청(10)을 송신할 때부터 제 1의 체크 패킷들(22)을 전송할 때까지 존재한다. 이 시간 동안, 제 1 노드(2)는 바인딩 요청(10)에 응해서 STUN 서버(4)로부터 수신한 주소 정보(12)에 근거하여 포트를 추측한다. 임계 시간동안 주소 정보가 바뀌게 되면, 포트를 추측하는데 실패할 수 있다. 제 1 노드(2)가 제 3 노드(미도시)와의 통신을 위한 다른 바인딩 요청을 시작하면, 주소 정보가 바뀔 수 있다. 제 2 노드(4)의 임계 시간창(TC2)은 제 2 노드(4)가 제 1 노드(2)로부터 연결 요청(14)을 수신할 때부터 제 1 체크 패킷들(24)을 전송할 때까지 존재한다.
일반적으로, NAT를 통과하기위한 임계 시간창은 제 1 세트의 연결성 체크 패킷들이 전송될 때 종료한다. 도 1a를 참조하면, 제 1 노드(2)의 임계 시간창(TC1)은 제 1 세트의 체크 패킷들(22)이 전송 될 때 끝난다. 제 2 노드(4)의 임계 시간창(TC2)은 제 1 세트의 체크 패킷들(24)이 전송될 때 종료한다.
도 1a를 참조하여 서술된 대칭형 NAT 통과 방법은 한 노드와 다른 노드 사이의 통신에서는 대체로 잘 수행된다. 한 노드가 동시에 다른 노드들과 다수의 연결을 시도할 경우, 의외의 문제가 발생할 수 있다. 이러한 상황들은 일례로 멀티 플레이어용 온라인 게임에서 일어날 수 있다. 도 1b는 대칭형 NAT 뒤에 있는 노드에서 실행되는 단일의 응용프로그램(30)의 다중 통신 세션들에서 생기는 문제를 도시한다. 예를 들어, 응용프로그램(30)은 노드 A와의 연결을 시도하는 제 1 세션(32)을 시작할 수 있다. 제 1 세션(32)은 먼저 바인딩 요청을 시작으로 연결을 시도(negotiates)하고, 임시 응답을 수신하고 난 후, 연결성 체크를 한다. 그러나, 임계 시간창(TC) 내에서 응용프로그램(30)이 노드 B와 통신을 시도하는 제 2 세션(34)을 시작한다고 가정한다. 제 2 세션(34)을 위한 연결 시도(negotiation)의 일부로, 새로운 NAT 바인딩 요청이 STUN 서버로 송신될 것이다. 이는 NAT의 지정된 포트(port assignment)가 바뀌게한다. 한편, 제 1 세션(32)은 노드 A와의 통신을 위해 포트를 추측하는데 있어서, 이전에 지정된 포트에 의지하고 있다. 그러므로, 제 1 세션(32)을 위해 포트를 추측하는데 실패할 수 있고, 제 1 세션은 소정의 미리 정해진 타임아웃(timeout) 시간이 지나면 종료될 것이다. 종래의 포트 추측 방법들이 두드러지게 포트를 추측하는데 실패했지만, 상기 전술된 그 문제의 본성은 일반적으로 인지되지 못했다.
본 발명의 실시예들은 단번에 다수의 연결을 성립하면서, NAT 통과 시도(negotiation) 단계 동안, '임계 창들'을 직렬화(serializing)시켜서, 다수의 포트 추측 과정에 있는 문제들을 극복한다. 멀티 플레이어 온라인 게임 응용프로그램들 같은 특정의 응용프로그램들은 성립된 다중 피어 투 피어 연결들을 지원할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 임계 시간창을 직렬화시키는 것은 네트워크를 통해 두 개 이상의 다른 노드들과의 피어 투 피어 연결의 시작을 시도하는 대칭형 NAT 뒤에 있는 노드에서 실행될 수 있다. 특히, 제 1 노드는 제 2 노드와의 통신 세션을 시작하기 위해 포트를 추측하는 과정을 수행하고, 대칭형 NAT에 있는 추측된 전송 주소들의 리스트를 구성하고, 그 다음 추측된 전송 주소들의 리스트를 포함하는 연결 요청 메시지를 제 2 노드에게 전송할 수 있다. 연결 요청 메시지에 대한 임시 응답을 수신하고, 제 1 노드는 예를 들어 테스트 패킷들을 전송함으로써, 추측된 전송 주소들을 사용해서 제 1 노드 및 제 2 노드 사이의 연결성을 체크할 수 있다. 연결성 체크가 시작되기 전까지 제 1 노드는 제 1 노드와 제 3 노드 사이의 통신을 위해 포트를 추측하는 과정을 연기해서, 임계 시간창을 직렬화시킬 수 있다.
유사한 방식으로 임계 시간창을 직렬화시키는 단계는 한 개 이상의 다른 노드들과 NAT 통과를 시도하는 동안 네트워크를 통해 피어 투 피어 연결을 시작하는 연결 요청을 수신한 대칭형 NAT 뒤에 있는 노드에서 실행될 수 있다. 이러한 노드가 다른 노드에게서 연결 요청 메시지를 수신하면, 포트 추측 과정을 실행하고, 추측된 주소들의 리스트와 함께 연결 요청 메시지에 대한 임시 응답을 전송하고, 연결성을 체크할 수 있다. 추가적인 노드와의 통신을 위해 포트를 추측하는 과정은 연결성 체크가 시작될 때까지 지연될 것이다.
구체적으로, 도 2의 타이밍도에 도시된 바와 같이, 제 1 노드(2)는 동일한 시간에 N 개의 연결 요청들(R1, R2,..., RN)을 생성하거나 수신할 수 있다. 제 1 요청(R1)은 도 1a를 참조하여 상기에 설명된 바와 같이 처리될 수 있다. 그러나, 추후 요청들(subsequent requests)(R2,..., RN)은 생성되거나 수신된 순서에 따라 직렬 방식으로 대기한다(queued). 구체적으로, 이후의 요청들 각각은 포트 추측 과정을 시작하기 전에 이전 요청 각각의 임계 시간창(TC)이 끝날 때까지 기다린다.
상기에 서술된 바와 같이, 연결이 타임아웃 기간(TO) 내에 성립될 수 없으면, 연결 실패를 초래할 수 있다. 따라서, 타임아웃 기간(TO)은 모든 N 개의 연결들이 성립될 수 있는 만큼 충분히 긴 것이 바람직하다. 예를 들어, 모든 연결들의 임계 시간창(TC)들의 합이 소정의 최다 연결의 임계 시간창들의 합보다 작은 것으로 가정하다면, 타임아웃 시간(TO)은 NmaxTC+TCONN 미만이어야 한다(TCONN: 연결성 체크 시간; Nmax: 최대 동시 연결수).
도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 노드(102)는 제 1 NAT(103)을 통해 공중망(public network;PNW)(예. 인터넷)에 물리적으로 접속된 제 1 사설망(NW1)에 있다. 제 2 노드(104) 또한 유사하게 제 2 사설망(NW2)에 있으며, 제 2 NAT(105)를 통해 동일한 공중망(PNW)에 접속할 수 있다. 사설망들(NW1, NW2) 각각은 제 1 노드(102)와 제 2 노드(104) 및 제 1 NAT(103)와 제 2 NAT(105)들 이외에도 다른 노드들과 NAT들을 포함 할 수 있다. 다른 사설망들 또한 공중망(PNW)에 연결될 수 있다. 공중망(PNW)은 SIP 프록시 서버(proxy server)(100) 및 STUN 서버(101)를 포함한다. 제 1 노드(102)는 제 1 NAT(103) 뒤에 있는 제 1 사설망(NW1) 내에서만 유효한 사설 IP 주소를 가지고 있다. 제 1 노드(102)는 전역에서(globally) 사용될 수 있는 유일하고 라우팅이 가능한 IP 주소를 가지고 있으며, 제 1 NAT(103)은 공중망과 사설망 사이에서 IP 주소와 포트를 변환한다. 이와 비슷하게, 제 2 노드(104) 또한 제 2 NAT(105) 뒤에 있는 제 2 사설망(NW2) 내에서만 유효한 사설 IP 주소를 가지고 있다. 제 2 노드(104)는 전역에서 사용되는 유일하고 라우팅 가능한 IP 주소를 가지며, 제 2 NAT(105)는 공중망과 사설망 사이에서 IP 주소 및 포트를 변환한다.
두 노드들(102, 104)의 예로는 오디오/비디오(A/V) 채팅을 위한 서버 호스트들, 멀티미디어 스트리밍 장치들, 파일 공유 노드들, 온라인 게임 모듈들 등이 될 수 있다. 두 노드들(102, 104) 각각은 도 6에 도시된 방법의 과정들을 실행하기위한 명령어들과 같은 컴퓨터 명령어들을 실행하는 일반적인 컴퓨터가 될 수 있다. 예를 들어, 이러한 두 노드들(102, 104)은 SIP 사용자 에이전트들이 될 수 있고, SIP 프록시 서버(100)를 통해 서로 메시지를 송수신할 수 있다. 이 두 노드들(102, 104)은 또한 STUN 클라이언트들이 될 수 있다. 따라서, 제 1 노드(102)는 STUN 프로토콜을 사용해서 STUN 서버(101)와 통신함으로써, 제 1 노드(102)와 STUN 서버(101) 사이의 경로에 있는 NAT의 존재 유무 및 그 NAT의 종류를 발견할 수 있다. 제 2 노드(104)도 제 2 노드(104)와 STUN 서버(101) 사이 NAT의 존재 유무 및 그 NAT의 종류를 알 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 NAT 통과 방법은 도 3의 블록도와 도 4의 흐름도를 참조함으로써 이해될 수 있다. 먼저, 각각의 노드(102, 104)는 도 4의 202 및 204 과정에 나타난 봐와 같이, STUN 프로토콜을 사용해서 NAT를 발견할 수 있다. 도시된 예에서는 제 1 노드(102)가 대칭형인 제 1 NAT(103) 뒤에 있는 것을 발견한다. 제 2 노드(104) 또한 제 2 노드가 포트 제한적 콘인 제 2 NAT(105) 뒤에 있는 것을 발견한다. 그 후, 노드들(102, 104) 둘 다 206 및 208 과정에 도시된 바와 같이, 네트워크에 연결되기 위해 SIP 프록시 서버(100)로 등록(register)할 수 있다. 이는 SIP 프록시 서버(100)로의 제 1 신호 경로(signaling path)(116) 및 제 2 신호 경로(117)를 수립한다. 신호 경로들이 수립되면, SIP 프록시 서버(100)는 제 1 노드(102) 및 제 2 노드(104)에게 각각 제 1 신호 경로(116) 및 제 2 신호 경로(117)를 통해 메시지들을 전달 할 수 있다.
예를 들어, 제 1 노드(102)는 제 2 노드(104)와의 피어 투 피어 연결을 성립하고 싶어할 수 있다. 제 1 노드(102)는 로컬 포트(local port)(107)를 상기 새로운 피어 투 피어 세션을 위한 포트로 할당 할 수 있다. 다음으로, 제 1 노드(102)는 로컬 포트(107)에서 STUN 서버(101)로 바인딩 요청(118)을 송신함으로써 외부 포트(112)를 얻을 수 있다. 바인딩 요청을 송신하는 과정은 제 1 노드(102)의 임계 시간창이 시작되게 한다. 제 1 노드(102)가 제 1 NAT(103)가 존재하고 있고, 그 종류는 대칭형인 것을 인지하고 있기 때문에, 210 과정에 도시된 바와 같이 포트 추측 과정을 수행하고, 전송 주소들(107, 112, 113, 114)의 리스트를 구성할 수 있다. 리스트는 새로운 연결 요청 메시지에 포함될 수 있다. 바람직한 실시예에서는, 제 1 노드(102)가 제 1 NAT(103)에 대한 아무런 정보도 보내지 않을 수 있다. 나아가서는, 제 2 노드(104)가 아닌, 제 1 노드(102)가 포트 추측과정을 수행할 수 있다. 또한, 전송 주소들을 포함하는 연결 요청 메시지들을 송신하는 과정은 현재의 ICE 방법론에서도 사용 가능하다.
다른 노드와의 연결을 위한 추후의 바인딩 요청이 포트 추측 과정을 방해하는 것을 방지하기 위해, 제 1 노드(102)는 209과정에 도시된 바와 같이, 바인딩 요청(118)을 송신하면서 대기 시간(wait period)을 개시할 수 있다. 대기 시간 동안에, 다른 노드들과의 통신을 위한 새로운 바인딩 요청들은 생성된 순서에 따라 임시로 대기해야할 수 있다.
212 과정에서는 제 1 노드(102)가 로컬 포트(106)를 사용하고, 이미 성립된 경로(116)를 통해 SIP 프록시 서버(100)에게로 전송 주소들 리스트를 포함하는 연결 요청 메시지를 송신한다. SIP 프록시 서버(100)는 메시지의 마지막 목적지가 제 2 노드(104)인 것을 확인하고, 이미 성립된 경로(117)를 사용하고, 포트(111)를 통해서 메시지를 전달한다. 결국, 메시지는 제 2 노드(104)의 로컬 포트(108)에 도달한다. 연결 요청을 수신한 제 2 노드(104)는 로컬 포트(109)를 향후 피어 투 피어 세션을 위해 할당해놓고, 상기 로컬 포트(109)에서 STUN 서버(101)에게 바인딩 요청(119)을 송신함으로써, 외부 포트(115)를 획득할 수 있다. 다른 노드와의 연결을 위한 추후 바인딩 요청이 포트 추측과정을 방해하는 것을 막기 위해, 제 2 노드(104)는 211 과정에 도시된 바와 같이 연결 요청 메시지를 수신하면서부터 대기 시간을 개시할 수 있다. 대기 시간 동안에, 제 2 노드(104)는 다른 노드들과의 통신을 위한 새로운 바인딩 요청들을 생성된 순서에 따라 임시로 대기시킬 수 있다. 자세하게는, 제 1 노드(102)가 X 노드(125)로부터의 요청(217)을 수신된 순서에 따라 대기시킬 수 있다. 제 2 노드(104) 또한 유사하게 Y 노드(127)로부터의 요청(219)을 대기시킬 수 있다.
제 2 노드(104)가 제 2 NAT(105)가 대칭형이 아닌 것을 인식하고 있기 때문에, 제 2 노드(104)는 214 과정에서 로컬 포트(109)와 외부 포트(115)를 사용해서 새로운 임시 응답 메시지를 제 1 신호 경로(116)과 제 2 신호 경로(117)를 따라 SIP 프록시 서버(100)를 통해 제 1 노드(102)에게로 송신한다. 임시 응답을 전달함으로써, 전송 교환 단계가 종료하고, 연결성 체크 단계가 시작한다. 이 때, 제 1 및 제 2 노드들(102, 104)은 다른 노드들과의 통신을 위한 새로운 바인딩 요청들을 안전하게 시작할 수 있다. 따라서, 213 및 215 과정들 각각에서와 같이 제 1 및 제 2 노드들(102, 104)의 대기시간이 종료한다.
연결성을 체크하기 위해, 두 노드들(102, 104)은 그들의 로컬 포트들(107, 109)에서 216 및 218 과정에서 획득한 전송 주소들로 STUN 패킷들을 송신하기 시작할 수 있다. 제 1 노드(102)가 STUN 패킷(120)을 송신할 때, 제 1 NAT(103)은 새로운 외부 포트(113)를 할당해놓고, 이에 제 2 NAT(105)에 있는 외부 포트(115)에 패킷(120)이 도달한다. 제 2 NAT(105)가 포트 제한적 콘의 NAT이고, 제 2 노드(104)가 아직 로컬 포트(109)에서 제 1 NAT(103)에 있는 로컬 포트(113)로 패킷을 송신하지 않았을 수도 있기 때문에, 먼저 외부 포트(115)에 도달한 소수의 패킷들은 폐기될 수 있다. 제 2 노드(104) 또한 STUN 패킷들(121, 122, 123)을 획득한 전송 주소들(112, 113, 114)로 송신할 수 있다. 포트(112)에 도착한 패킷(121)은 제 1 NAT(103)가 대칭형 NAT이고, 상기 포트(112)가 전적으로 STUN 서버(101)로의 세션을 위해서만 할당되어있기 때문에 폐기될 수 있다. 포트(114)에 도달한 STUN 패킷(123) 또한 제 1 NAT(103)에 의해 할당된 외부 포트가 없기 때문에 폐기될 수 있다. 포트(113)에 도달한 STUN 패킷(122)은 제 1 NAT(103)에 의해 로컬 포트(107)로 전달된다. 이 후, 제 1 노드(102)는 제 2 노드(104)에게 응답을 송신하고 제 2 노드(104)는 응답을 수신함으로써 포트(113)와 연결이 성립되었음을 인식한다. 제 1 노드(102)에 있는 로컬 포트(107)에서 제 2 NAT(105)에 있는 외부 포트(115)로 송신된 STUN 패킷은 결국 제 2 노드(104)의 로컬 포트(109)로 수신된다. 제 2 노드(104)는 제 1 노드(102)로 응답을 보낸다.
상기 응답 메시지를 수신한 제 1 노드(102)는 220 과정에서 제 1 노드(102)와 외부 포트(115)가 연결되었음을 알리는 업데이트 메시지를 SIP 프록시 서버(100)를 통해 제 2 노드(104)에게 송신한다. 이는 제 2 노드(104)가 222 과정에서 연결 성립 과정을 마무리 짓는 마지막 응답 메시지를 제 1 노드(102)로 송신하게 한다.
NAT의 종류를 메시지에 포함시키고, 제 2 노드(104)가 추측하도록 하는 대신, 제 1 노드(102)가 추측하고, 추측한 외부 포트들(113, 114)과 STUN 서버(101)로부터 획득한 외부 포트(112)를 새로운 연결 요청 메시지에 포함시킬 수 있다. 따라서, 제 1 노드(102)는 제 2 노드(104)에게 제 1 NAT(103)에 대해 아무 정보도 제공할 필요가 없다. 이러한 ICE 방법은 (미국 특허 2004/0139228에 기재된) 종래기술에서와 같은 '브레이크-아웃(break-out)' 패킷들의 복잡한 NAT 연합 로직(combination logic)을 전혀 사용하지 않는다. 이에 비해, 본 발명의 실시예들은 '브레이크-아웃 패킷'과 본질적으로 같은 연결성 체크를 수행함으로써, 같은 결과를 성취할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 실시예들은 이미 ICE 방법론을 사용하고 있는 시스템에 단순히 연결성 체크 리스트에 추측된 전송 주소들을 추가함으로써, 대칭형 NAT 통과 성능을 더해질 수 있도록 한다.
상기 서술된 바와 같이, 제 1 노드(102), 즉, 제 2 노드(104)와의 통신을 시작하려고 시도하는 노드가 포트 추측 과정을 수행하고, 추측된 포트들을 연결 요청 메시지에 포함시킨다. 포트 추측과정에는 여러 방법이 있다. 예를 들어, 하기 테스트를 사용하는 포트 할당 규칙 발견 과정(port allocation rule discovery process)을 사용해서 포트 추측과정이 구현될 수 있다. 제 1 노드(102)는 변경 요청(CHANGE-REQUEST) 속성에 어떠한 플래그(flag)도 설정하지 않고, 응답 주소 속성도 포함하지않고, STUN 바인딩 요청을 STUN 서버(101)로 송신한다. 이는 STUN 서버(101)가 요청을 수신해 온 주소 및 포트로 응답을 보내도록 한다. NAT(103)의 포트 할당 특성(port allocation characteristic)들을 알아내기 위해 IP 주소들과 포트들의 여러 조합들을 사용하는 이러한 테스트를 할 수 있다. 하기 표 3에 도시된 바와 같이 STUN 서버(101)은 두 개의 상이한 IP 주소들, CA와 DA, 및 두 개의 상이한 포트들 CP와 DP를 사용한다.
목적지
IP 주소 포트
제 1 시도 DA DP
제 2 시도 DA CP
제 3 시도 CA DP
제 4 시도 CA CP
표 3에서 볼 수 있듯이, 이번 예에서 테스트는 로컬 포트 하나 당 네 번씩(예. 제 1 시도 내지 제 4 시도) 구현된다. 모든 테스트들은 같은 로컬 포트에서 구현되야 한다. 제 1 노드(102)는 네 개의 매핑된 주소들을 응답들에서 얻는다. 이러한 네 개의 매핑된 주소들은 포트 할당 규칙과 포트 증분값(increment value)(△P)을 판단하고, 일관성을 평가하기 위해 분석된다. 일관성을 확인하기 위해서는, 상기 과정이 바람직하게는 NAT 바인딩과 연관되지 않은 다른 로컬 포트를 사용해서, 여러번 실시될 수 있다. 포트 할당 규칙은 매핑된 주소들에서 포트 번호들을 통해 판단될 수 있다. 다른 포트 번호를 가지고, 연속적으로 잇따르는 목적지들(successive destinations)의 포트 번호들 모두가 일정 값만큼씩 증가한다면, 포트 할당 규칙이 '포트에 민감한(sensitive)' 규칙이라고 할 수 있다. 같은 IP 주소를 가지고, 연속적으로 잇따르는 목적지들이 가진 포트 번호의 차가 '제로'이지만(예. 제 1 시도에서 제 2 시도; 제 3 시도에서 제 4 시도), 다른 IP 주소들을 가지고, 연속적으로 잇따르는 목적지들의 포트 값의 증분값(increment size)이 '제로'가 아니면, 포트 할당 규칙이 '주소에 민감한' 규칙이라고 할 수 있다. 매핑된 주소들에서 얻은 모든 포트 번호들이 같으면, NAT(103)은 '콘 NAT'이다.
△P 값은 하기에 설명된 바와 같이 확인될 수 있다. 주소 민감형 할당 방식에서는, △P 값은 다른 목적지 포트(destination port)를 가진 연속적인 시도들 사이에서의 포트 증분값과 일치한다(예. 제 2 시도, 제 3 시도). 표 4에 도시되었듯이, 이러한 과정은 다른 로컬 포트에서도 반복될 수 있다. 이번 예에서는 제 1 시도에서 제 4 시도까지는 표 3과 같고, 제 5 시도에서 제 8 시도는 표 3의 목적지 IP 주소들과 포트 번호들에서의 패턴을 따른다.
목적지
매핑된 주소 △P
제 1 시도 67.105.12.10:49152
제 2 시도 67.105.12.10:49152 0
제 3 시도 67.105.12.10:49154 2
제 4 시도 67.105.12.10:49154 0
제 5 시도 67.105.12.10:49156 2
제 6 시도 67.105.12.10:49156 0
제 7 시도 67.105.12.10:49158 2
제 8 시도 67.105.12.10:49158 0
표 4를 참조하면, 동일한 목적지 IP 주소를 가진 연속적인 시도들에서는 해당 매핑된 주소들의 포트 번호들 또한 동일하다. 여기서, 포트 할당 규칙이 '주소에 민감한' 규칙임을 알 수 있다. 나아가, △P 값은 제 2 시도와 제 3 시도 사이의 포트 증분값과 동일하고, 또한 제 4 시도와 제 5 시도 및 제 6 시도와 제 7 시도 사이의 포트 증가량과 동일하다.
포트 민감형 할당 방식에서 △P 값은 제 [N+1] 시도와 제 [N] 시도를 테스트할 때 획득한 매핑된 주소들의 인접한 포트 번호들 사이의 차이 값이다. 제 1 노드(102)가 목적지들에서 증분 값, △P의 일관성을 찾지 못하는 경우를 위해, 응용프로그램은 통계적 관찰에 근거한 △P 값을 판단하거나 유효 △P 값 획득을 포기하도록 결정하는 알고리즘을 포함할 수 있다. 제 2 NAT(105)가 대칭형이 아니면, NAT 발견 과정(202)의 일부로 제 1 노드(102)만을 위해서 포트 추측 과정을 수행하는 것으로도 충분할 수 있다. 제 2 NAT(105) 또한 대칭형 NAT인 경우에는, NAT 발견 과정(204)의 일부로 제 2 노드(104)가 포트 추측 과정을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 노드는 다른 노드들과 다중 연결되기 위해 NAT를 통과하기 위한 임계 시간창들을 직렬화시키도록 구성될 수 있다. 전술된 바와 같이 임계 시간창들을 직렬화 시키는 과정은 본 명세서에 대칭형 노드 연결 루프라고 지칭된 문제에 부딧칠 수 있다. 임계 시간창들을 직렬화시키기 위해 대기하는 연결 요청들은 일반적으로 대칭형 NAT 뒤에 있지 않은 노드에게는 불필요하다. 한편, 임계 시간창의 직렬화가 각각 대칭형 NAT 뒤에 있는 세 개 이상의 노드들에서 구현되면 갇힘(lockup) 상태에 빠질 수 있다. 이러한 문제는 도 5를 참조하여 설명할 수 있다. 도 5에 도시된 A 노드, B 노드, 및 C 노드 모두는 대칭형 NAT들 뒤에 있는 것으로 가정한다. B 노드가 C 노드와 접속하려는 동안 A 노드가 B 노드와의 연결을 시도하면, 세 노드들 사이에 접속 시도 종속성 루프(initiation dependency loop)가 생성될 수 있다. 이러한 루프는 어떠한 노드도 피어 투 피어 통신을 성공적으로 시작할 수 없는 갇힘 상태를 초래한다.
도 5에 도시된 예에서는 예를 들어, 도 2를 참조하여 전술된 바와 같이 세 개의 모든 노드들이 직렬화된 임계 시간창들을 구현하도록 구성되면, A 노드가 B 노드가 C 노드와 시작하기를 기다리는 동안, B 노드는 C 노드가 A 노드와 시작하기를 기다리고, C 노드는 A 노드가 B 노드와 시작 하기를 기다리게 될 수 있다. 이러한 경우, 세 노드들 모두 같은 시간에 기다리고 있을 수 있는 갇힘 상황이 만들어 질 수 있다. 이러한 문제를 해소하기 위해, 시작 트랜잭션(initiate transaction) 타임아웃이 구현될 수 있다.
예를 들어, C 노드가 '대기된(QUEUED)' 메시지(Q)를 B 노드에 송신할 수 있다. 대기된 메시지(Q)는 C 노드가 대칭형 NAT 뒤에 있고, 다른 노드와의 연결을 기다리고 있는 것을 표시한다. B 노드는 미리 정해진 대기 시간(TW) 동안 대기하다가 C 노드와의 연결 시도를 취소하고, 그 후, A 노드로부터의 연결 요청을 처리하고 나서, 다시 C 노드와의 연결을 시도할 수 있다. 대기 시간(TW)은 '제로' 이상이고, B 노드가 C 노드와의 통신을 포기하기 전에 보통 기다리는 타임아웃 시간 미만이다. 더 구체적으로는, C 노드가 C 노드 자신은 대칭형 NAT 뒤에 있고, 요청이 바로 처리되지 않고 대기 중인 것을 알기 때문에, '대기된' 메시지(Q)를 B 노드에게 송신한다. B 노드는 '대기된' 메시지를 수신하고 비교적으로 짧은 시간(예. 3초 정도)을 기다렸다가, C 노드와의 연결 과정을 취소하고, 대기 중인 다른 요청들을 처리하고, 결국에는 다시 C 노드와의 통신을 시도할 수 있다. B 노드는 C 노드와의 연결을 끊임없이 다시 시도하는 것을 방지하기 위해, 같은 노드와의 연결 재시도가 예를 들어 세 번 까지로 한정될 수 있고, 그런 후에야 B 노드가 완전히 포기할 수 있다. B 노드에서 실행되는 응용프로그램은 이러한 경우 연결 에러를 수신 할 수 있다.
갇힘 상태에 대한 다른 해결책으로서, 상기 전술된 기술은 아래와 같이 변경될 수 있다. 임계 시간창들은 발신 연결(outgoing connection) 요청들만을 위해 직렬화될 수 있고, 약간 더 깊이 있는 포트 추측 과정들이 수행될 수 있다. 예를 들면, 포트 증분값(△P)에 근거해서 추측한 포트를 생성하는 대신, 증분값들 2△P, 3△P, ..., M△P(M은 정수이고, 추측의 '깊이'임)에 근거한 추가적 포트 추측들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 특정의 대칭형 NAT의 포트 증분값(△P)이 '1'로 판단 된 것으로 가정한다. 상기의 증분값(△P)과, 포트 추측 깊이(M) '1'을 가진 후보 리스트는 아래와 같다:
후보 1: 타입=STUN, 202.10.9.20:9021(추측됨)
후보 2: 타입=로컬, 192.168.1.2:3658
깊이(M)를 '1'에서 '3'으로 바꾸면 아래와 같은 후보 리스트를 생산한다:
후보 1:타입=STUN, 202.10.9.20:9021(추측됨)
후보 2:타입=STUN, 202.10.9.20:9022(추측됨)
후보 3:타입=STUN, 202.10.9.20:9023(추측됨)
후보 4:타입=로컬, 192.168.1.2:3658
'대기된' 신호 메시지(signaling message)의 사용과는 달리, 후술된 해결책은 모든 갇힘 상황들을 다루지는 않지만, 더 간단하게 구현될 수 있다. 나아가, 연결 과정들이 호출하는 쪽에서도 발생할 경우가 많기 때문에, 착신 연결(incoming connection)들 말고, 발신 연결들을 직렬화시킴으로써, 대체로 갇히는 상황들을 피할 수 있을 것이다. 착신 연결들을 위한 임계 시간창들이 직렬화되지 않았기 때문에, 포트 추측 과정이 실패할 수 있다. 포트 추측 깊이를 예를 들어, M=+1에서 M=+3으로 증가시키면, 추측된 후보들의 수가 늘고, 이에 포트 추측 실패율도 줄어든다.
도 3과 도 4에 도시된 하기 예들은 SIP 프로토콜을 사용한 (세션 초기화 프로토콜 (Session Initiation Protocol);RFC 3261) 피어 투 피어 UDP 세션 성립과정에 속한다. 한편, 본 발명의 실시예들은 피어 투 피어 직접 연결(direct connection) 성립 과정 전에, 피어가 공중망에 있는 프록시 서버를 통해 다른 피어와 신호를 송수신하도록 하는 다른 어떠한 신호 프로토콜들에도 적용 될 수 있다. 이러한 신호 프로토콜들은 이에 제한되지는 않지만, H.323, MGCP, HTTP, XMPP, 등이 될 수 있다.
NAT 통과 알고리즘은 소프트웨어나 하드웨어 또는 둘의 연합으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 도 6은 이러한 알고리즘을 구현하기위한 컴퓨터 장치(400)를 도시한다. 장치(400)는 프로세서 모듈(401) 및 메모리(402)를 포함할 수 있다. 프로세서 모듈(401)은 단일의 프로세서 또는 다중 프로세서들을 포함할 수 있다. 단일 프로세서의 예로, 프로세서 모듈(401)이 인텔(Intel)의 펜티엄® 마이크로프로세서 또는 유사한 인텔 호환성 마이크로 프로세서를 포함할 수 있다. 다중 프로세서 모들의 예로, 프로세서 모듈(401)이 셀 프로세서를 포함할 수 있다.
메모리(402)는 일례로, RAM, DRAM, ROM, 등과 같이 집적 회로 형태를 가질 수 있다. 메모리(402)는 주 메모리 또는 셀 프로세서의 시너지 프로세서(synergistic processor) 구성 요소인 로컬 스토어(local store)가 될 수 있다. 전술된 프레임 재구성(reconstruction) 알고리즘을 포함하는 컴퓨터 프로그램(403)은 프로세서 모둘(401)에서 실행될 수 있는 프로세서 판독 가능한(readable) 명령어들 형태로 메모리(402)에 저장될 수 있다. 프로세서 모듈(401)은 프로그램(403)에서의 명령들이 저장될 수 있는 하나 이상의 레지스터들(registers)(405)을 포함할 수 있다. 프로그램(403)의 명령어들은 예를 들어 도 2 내지 도 4를 참조하여 전술된 네트워크 상에서의 피어 투 피어 연결 방법의 과정들을 포함할 수 있다. 구체적으로는 프로그램(403)이 전술된 바와 같이, 다수의 연결 시도들로 인해 포트 추측 과정이 방해되는 것을 방지하기 위해 다른 노드들과의 연결을 위한 요청들을 대기시킬 수 있다. 프로그램(403)은 메모리(402)에 저장된 연결 큐(queue)(407)를 생성할 수 있다. 연결 큐(407)은 테이블 또는 다른 데이터 구조로 구현될 수 있다. 연결 큐(407)는 특정 연결이 시도된 시간을 저장해서, 이전에 시작된 큐에대한 임계 시간창이 지난 후 큐(407)에서 연결 요청들이 배출되게 할 수 있다.
프로그램(403)은 C, C++, JAVA, Assembly, MATLAB, FORTRAN 및 다른 언어들과 같은 적절한 프로세서 판독가능 언어로 작성될 수 있다. 장치는 잘 알려진 입출력(I/O) 구성 요소들(411), 전력 공급부들(P/S)(412), 클럭(CLK)(413), 및 캐시(414)와 같은 지원 기능부들(410)을 포함할 수 있다. 또한 장치(400)는 선택적으로 디스크 드라이브, CD-ROM 드라이브, 테이프 드라이브, 또는 이와 유사한 프로그램들 및/또는 데이터 저장부와 같은 대용량 저장 장치(415)를 포함할 수 있다. 장치(400)는 선택적으로 표시부(416) 및 기기와 사용자 사이의 상호작용을 용이하게 하는 사용자 인터페이스부를 포함할 수 있다. 표시부(416)는 문자, 숫자, 그래픽 기호 또는 이미지를 표시하는 음극선관(CRT) 또는 플랫 패널 스크린의 형태일 수 있다. 표시부(416)는 가청음(audible sounds)을 생산하는 스피커나 다른 오디오 변환기를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스부(418)는 키보드, 마우스, 조이스틱, 라이트펜(light pen), 마이크, 또는 다른 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)와 함께 사용될 수 있는 장치를 포함할 수 있다. 장치(400)는 또한 인터넷과 같은 네트워크를 통해 다른 기기들과 통신을 가능케하는 네트워크 인터페이스(420)을 포함할 수 있다. 이러한 구성 요소들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 전술된 것들의 두 개 이상의 조합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예는 NAT 통과 특징들을 구현하는 피어 투 피어 라이브러리(library)와 함께 피어 투 피어 라이브러리 위에서 실행되는 단순한 연결성 체크 도구를 사용해서 테스트되었다. 연결의 양 단말에 있는 노드들은 대칭형 NAT들 뒤에 있었다. 플레이스테이션 3 개발 스테이션에 구현된 피어 투 피어 라이브러리 노드는 리눅스(Linux) PC에서 실행되는 64 개의 다른 노드들과 연결을 시도했다. 발신 및 착신 연결들의 임계 시간창들이 직렬화되었고, 모든 64 개의 연결들이 성공적으로 성립되었다.
상기의 상세한 설명은 본 발명의 바람직한 실시예의 온전한 설명이지만, 다른 균등물과 변형들이 사용될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 범위는 상기 설명을 참조하여 판단되지 말아야 하며, 대신, 첨부된 청구항들과 그 균등물들의 모든 범위를 함께 참조해서 판단되어야한다. 본 명세서에 서술된 어떠한 기술적 특징도, 본 명세서에 서술된 다른 어떠한 기술적 특징과 바람직하게든 아니든 결합될 수 있다. 첨부된 청구항들은 "~을 위한 수단(means for)"의 기재가 명시적으로 사용되지 않은 이상, 기능적 기재 형태(means-plus-function limitations)로 해석되어서는 안 된다.

Claims (20)

  1. 제 1 대칭형 네트워크 주소 변환기(network address translator; NAT) 뒤에 있는 제 1 노드 및 두 개 이상의 다른 노드들 사이에서의 네트워크를 통한 피어 투 피어 연결 방법에 있어서,
    a) 제 1 노드로 상기 제 1 노드 및 제 2 노드 사이의 통신 세션을 시작하기 위한 포트를 추측하고, 상기 제 1 NAT에 있는 추측된 전송 주소들의 리스트를 구성하는 과정;
    b) 상기 제 1 노드에서 제 2 노드로 상기 추측된 전송 주소들을 포함하는 연결 요청 메시지를 송신하는 과정;
    c) 상기 제 1 노드에서 상기 연결 요청 메시지에 대한 임시 응답(provisional response)을 수신하는 과정;
    d) 상기 추측된 전송 주소들을 사용해서 상기 제 1 노드 및 상기 제 2 노드 사이의 연결성을 체크하는 과정; 및
    e) 상기 d) 과정이 시작될 때까지 상기 제 1 노드 및 제 3 노드 사이의 통신을 위한 포트 추측을 연기하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 피어 투 피어 연결 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    f) 상기 e) 과정 이 후에, 상기 제 1 노드 및 제 3 노드 사이의 통신을 위해 포트를 추측하고, 상기 제 1 노드는 상기 제 1 NAT에 있는 추측된 전송 주소들의 리스트를 구성하는 과정;
    g) 상기 제 1 노드에서 제 3 노드까지 추측된 전송 주소들의 상기 리스트를 포함하는 연결 요청 메시지를 송신하는 과정;
    h) 상기 추측된 전송 주소들을 사용해서 상기 제 1 노드 및 상기 제 3 노드 사이의 연결성을 체크하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 피어 투 피어 연결 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    i) 상기 g) 과정 후까지 상기 제 1 노드 및 제 4 노드 사이의 통신을 위한 포트 추측을 지연하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피어 투 피어 연결 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결성 체크 과정은
    STUN 패킷들을 상기 제 2 노드에서부터 상기 제 1 노드에 의해 상기 연결 요청 메시지에서 제공된 상기 하나 이상의 전송 주소들로 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 피어 투 피어 연결 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 연결성 체크 과정은
    상기 제 1 노드에서 상기 제 2 노드로 STUN 패킷 응답을 송신하는 과정을 더 포함하는데,
    상기 STUN 패킷 응답은
    상기 제 2 노드에서 송신한 상기 STUN 패킷들 중 어느 하나가 상기 제 1 노드에 도달할 때 통과하는 상기 제 1 NAT에 있는 외부 포트의 전송 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 피어 투 피어 연결 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 a) 과정은
    상기 제 1 NAT를 위한 포트 증분값(△P)을 판단하는 과정과,
    상기 증분값(△P)을 사용해서 추측된 전송 주소들의 상기 리스트를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 피어 투 피어 연결 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 a) 과정은
    상기 제 1 NAT를 위한 포트 증분값(△P)을 판단하는 과정과,
    상기 포트 증분값(△P) 및 '1' 보다 크거나 같은 양의 정수(positive integer)인 깊이(M)만큼 차이나는 다른 하나 이상의 추가적 포트 증분값들을 사용해서 추측된 전송 주소들의 상기 리스트를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 피어 투 피어 연결 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 깊이(M)는 '3'인 것을 특징으로 하는 피어 투 피어 연결 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 노드가 다른 노드와의 연결을 위해 대기중인 것을 나타내는 상기 제 2 노드로부터의 메시지에 응하여, 상기 b) 과정 이후, 및 상기 c) 과정 이전에 대기 시간(TW)만큼 기다리는 과정과,
    상기 a), b), c), d), 및 e) 과정들을 다시 수행하는 과정을 더 포함하고,
    상기 대기 시간(TW)은 '제로' 이상이고, 상기 제 1 노드 및 상기 제 2 노드 사이의 연결 실패 타임아웃 시간 미만인 것을 특징으로 하는 피어 투 피어 연결 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 d) 과정은
    추측된 전송 주소들의 상기 리스트에서의 전송 주소를 사용해서 상기 제 1 노드에서 상기 제 2 노드로 하나 이상의 테스트 패킷들을 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 피어 투 피어 연결 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 e) 과정은
    상기 하나 이상의 테스트 패킷들 중 제 1 테스트 패킷이 송신될 때까지 상기 제 1 노드와 상기 제 3 노드 사이의 통신을 위한 포트 추측을 지연시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 피어 투 피어 연결 방법.
  12. 제 1 대칭형 네트워크 주소 변환기(network address translator; NAT) 뒤에 있는 제 1 노드 및 두 개 이상의 다른 노드들 사이에서의 네트워크를 통한 피어 투 피어 연결 방법에 있어서,
    a) 상기 제 1 노드에서 제 2 노드로부터 추측된 전송 주소들의 제 1 리스트를 포함하는 연결 요청 메시지를 수신하는 과정;
    b) 상기 제 1 노드로 상기 제 1 노드 및 상기 제 2 노드 사이의 통신 세션을 시작하기 위한 포트를 추측하고, 상기 제 1 NAT에 있는 추측된 전송 주소들의 리스트를 구성하는 과정;
    c) 상기 제 2 노드에서 상기 제 1 노드로 상기 연결 요청 메시지에 대한 임시 응답을 수신하는 과정;
    d) 상기 연결 요청 메시지에 있는 상기 추측된 전송 주소들을 사용해서 상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드 사이의 연결성을 체크하는 과정; 및
    e) 상기 d) 과정이 시작될 때까지 상기 제 1 노드 및 제 3 노드 사이의 통신을 위한 포트 추측을 연기하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 피어 투 피어 연결 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 연결성 체크과정은
    상기 제 2 노드에서 상기 제 1 노드에 의해 제공된 상기 연결 요청 메시지에 있는 상기 하나 이상의 전송 주소들로 STUN 패킷들을 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 피어 투 피어 연결 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 연결성 체크과정은
    상기 제 1 노드에서 상기 제 2 노드로 STUN 패킷 응답을 송신하는 과정을 더 포함하는데,
    상기 STUN 패킷 응답은
    상기 제 2 노드에서 송신한 상기 STUN 패킷들 중 하나가 상기 제 1 노드에 도달할 때 통과하는 상기 제 1 NAT에 있는 외부 포트의 전송 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 피어 투 피어 연결 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 b) 과정은
    상기 제 1 NAT를 위한 증분값(△P)을 포함하는 과정과,
    상기 증분값(△P)을 사용해서 추측된 전송 주소들의 상기 리스트를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 피어 투 피어 연결 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 b) 과정은
    상기 제 1 NAT를 위한 포트 증분값(△P)를 판단하는 과정과,
    상기 포트 증분값(△P) 및 '1' 보다 크거나 같은 양의 정수(positive integer)인 깊이(M)만큼 차이나는 다른 하나 이상의 추가적 포트 증분값들을 사용해서 추측된 전송 주소들의 상기 리스트를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 피어 투 피어 연결 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 깊이(M)은 '3'인 것을 특징으로 하는 피어 투 피어 연결 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 d) 과정은
    추측된 전송 주소들의 상기 리스트에서의 전송 주소를 사용해서 상기 제 1 노드에서 상기 제 2 노드로 하나 이상의 테스트 패킷들을 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 피어 투 피어 연결 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 e) 과정은
    상기 하나 이상의 테스트 패킷들 중 제 1 테스트 패킷이 송신될 때까지 상기 제 1 노드와 상기 제 3 노드 사이의 통신을 위한 포트 추측을 지연시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 피어 투 피어 연결 방법.
  20. 프로세서;
    메모리;
    네트워크 인터페이스; 및
    상기 메모리에 저장되고, 상기 프로세서에서 실행되도록 구성된 명령어들을 포함하는 노드에 있어서,
    상기 명령어들은
    A) 실행 시 상기 노드가:
    i) 제 1 노드로 상기 제 1 노드와 제 2 노드 사이의 통신 세션을 시작하기위해 포트를 추측하고, 제 1 NAT에 있는 추측된 전송 주소들의 리스트를 구성하고;
    ii) 상기 제 1 노드에서 상기 제 2 노드로 추측된 전송 주소들의 상기 리스트를 포함하는 연결 요청 메시지를 송신하고;
    iii) 상기 제 1 노드에서 상기 연결 요청 메시지에 대한 임시 응답을 수신하고;
    iv) 상기 추측된 전송 주소들을 사용해서 상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드 사이의 연결성을 체크하고;
    v) 상기 iv) 과정이 시작하기 전까지 상기 제 1 노드와 제 3 노드 사이의 통신을 위한 포트 추측을 지연시키도록 하는 명령어들 세트; 또는
    B) 실행 시 노드가:
    i) 상기 제 1 노드에서 제 2 노드로부터의 추측된 전송 주소들의 제 1 리스트를 포함하는 연결 요청 메시지를 수신하고;
    ii) 상기 제 1 노드로 상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드 사이의 통신 세션을 시작하기위해 포트 추측을 하고, 제 1 NAT에 있는 추측된 전송 주소들의 리스트를 구성하고;
    iii) 상기 제 1 노드에서 상기 제 2 노드로 상기 연결 요청 메시지에 대한 임시 응답을 전송하고;
    iv) 상기 연결 요청 메시지에 있는 상기 추측된 전송 주소들을 사용해서 상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드 사이의 연결성을 체크하고;
    v) 상기 d)과정이 시작될 때까지 상기 제 1 노드와 제 3 노드 사이의 통신을 위한 포트 추측을 지연시키도록 하는 명령어들 세트인 것을 특징으로 하는 노드.
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