WO2010031280A1 - 穿越nat的文件传送方法 - Google Patents

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WO2010031280A1 PCT/CN2009/072960 CN2009072960W WO2010031280A1 WO 2010031280 A1 WO2010031280 A1 WO 2010031280A1 CN 2009072960 W CN2009072960 W CN 2009072960W WO 2010031280 A1 WO2010031280 A1 WO 2010031280A1
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金新海
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中兴通讯股份有限公司
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
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    • H04L67/06—Protocols specially adapted for file transfer, e.g. file transfer protocol [FTP]
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L61/09—Mapping addresses
    • H04L61/25—Mapping addresses of the same type
    • H04L61/2503—Translation of Internet protocol [IP] addresses
    • H04L61/256—NAT traversal
    • H04L61/2575—NAT traversal using address mapping retrieval, e.g. simple traversal of user datagram protocol through session traversal utilities for NAT [STUN]

Definitions

  • the present invention relates to the field of communications, and in particular to a file transfer method traversing NAT.
  • a user equipment User Equipment, UE
  • IMS IP Multimedia Subsystem
  • IMS IP Multimedia Subsystem
  • SBC Session Border Controller
  • the SBC has the function of Network Address Translation (NAT), and has the function of converting the media address in the SIP signaling, so that the actual media layer link is the media chain established by the UE terminal to the SBC external network address. road.
  • the SBC is connected to the service server through its intranet address.
  • the actual media is transparently transmitted through the SBC on the two links to implement communication between the UE terminal and the application server (Application Server, AS). As shown in FIG.
  • Step 101 The UE terminal A initiates a file transfer request, where the carried SDP is the IP address and port information of the machine where the UE terminal A is located, that is, the external network address. And the port;
  • Step 102 The SBC modifies the IP/port information in the SDP sent by the UE terminal to the intranet address K, and then sends the SDP to the AS.
  • Step 103 The AS returns the successfully received information 200, and the SDP carries the AS itself.
  • Step 104 The SBC transparently transmits the 200 returned by the AS to the UE, and modifies the port and IP of the AS to the external network address and port of the SBC; Steps 105 to 106: The UE terminal responds to the ACK of 200 to the AS; So far, the media link is opened, and the UE terminal establishes a TCP MSRP link 1 with the SBC external network.
  • the SBC internal network address establishes a TCP MSRP link 2 with the AS.
  • Step 107 The UE terminal sends the file information to the SBC through the MSRP protocol through the link 1;
  • Steps 109 to 112 The signaling layer is closed, ending the session.
  • the intermediate SBC is only a NAT device, the address and port translation cannot be completed for the normal NAT device, that is, the media link negotiated with the AS will always be the external network address of the UE, then the TCP chain is established.
  • the AS it is a link that has not been negotiated at all.
  • the AS will reject the TCP connection request, and it will not be able to implement file transfer in the case of NAT.
  • NAT devices are already available in many places. If you purchase SBCs, you will increase your investment. Therefore, there are application scenarios with NAT devices but no SBC. In this case, media will appear.
  • an object of the present invention is to overcome the deficiencies of the prior art and to provide a file transfer method traversing NAT to implement file transfer without SBC.
  • a file transfer method traversing NAT includes: A. A user equipment located in an external network sends a TCP link establishment request to an application server located in the internal network by performing address and port conversion through NAT; B.
  • the server responds to the request, and sends a response message including the address and port translated by the user equipment through the NAT to the terminal through the NAT; C.
  • the user equipment receives the response message, and establishes a TCP link with the application server through the NAT using the NAT translated address and port.
  • And maintaining; D, the user equipment and the application server use the TCP link maintained in step C for file transfer.
  • the TCP link establishment request of the step A includes the authentication information of the user equipment, and the step B further includes the process of the application server performing the authentication according to the user equipment authentication information.
  • the foregoing step D includes: the user equipment sends a request for transmitting a file to the application server, where the request includes the NAT-transformed address and port of the user equipment; and the application server sends the address and port including the address and the port.
  • Response message the user device transmits the file to the application server via NAT.
  • the SDP protocol carries the NAT-transformed address and port of the user equipment.
  • the response message of the application server uses the SDP protocol to carry its own address and port.
  • the step A further includes the step of the application server transmitting a file request to the user equipment, where the request includes the address and port of the application server; and the step D includes: the user equipment sends a response message to the application server.
  • the response message includes the NAT-transformed address and port of the user equipment, and the application server transmits the file to the user equipment via the NAT.
  • the above-mentioned transmission file request adopts the SDP address, and the address and port of the application server, and the response message of the user equipment adopts the SDP protocol to carry the NAT address and port of the user equipment.
  • the file transfer process in step D is done through the MSRP protocol.
  • Step D also includes the step of closing the TCP link after the file transfer is completed.
  • a network address translation apparatus configured to receive a TCP link establishment request sent by a user equipment located in an external network, convert the address and port of the user equipment, and after conversion, send the application to the application server located in the internal network.
  • a TCP link setup request configured to receive an application server, and send a response message to the user equipment including the address and port converted by the network address translation device; configured to establish and maintain a TCP between the user equipment and the application server Link; used for file transfer on the established TCP link.
  • FIG. 1 is a signaling timing diagram of a file transfer method according to the prior art
  • the core of the present invention is that the application server AS improves the request response of the external TCP link, and the AS can respond to and allow external TCP link requests. For non-MSRP TCP link requests, authentication and authentication are required. The validity of the UE user, such as user, password, and permissions, allows short-term link establishment and maintenance.
  • Embodiment 1 UE terminal A transmits a file to an AS.
  • the process includes the following steps: Step 201: The UE terminal A sends a TCP link request to the AS to the NAT, and the message carries the authentication mechanism information negotiated with the AS.
  • Step 203 After the authentication succeeds, the AS returns a response message including the IP and port A' of the UE terminal A traversing the NAT to the NAT; Step 204: The NAT forwards the AS to the UE terminal A.
  • Step 205 The TCP link 1 of the UE terminal A to the NAT is successfully established and maintained;
  • Step 206 The TCP link 2 of the NAT to the AS is successfully established and maintained;
  • Step 207 The UE terminal A issues an INVITE, which carries the SDP.
  • the medium address and the port information are the address and port ⁇ traversing the NAT ⁇ ';
  • Step 21 1 The UE terminal A sends an acknowledgment to the NAT to receive the ACK;
  • the link 1 transmits the file to the NAT through the MSRP protocol.
  • Step 215 After the transmission is completed, the AS sends an end session notification to the NAT.
  • Step 218 The NAT forwards 200 to the AS, ends the session, and closes the TCP link.
  • Embodiment 2 The AS transmits a file to the UE terminal B. As shown in FIG. 3, the process is similar to that in Embodiment 1, and includes the following process: Step 301: The AS sends an INVITE to the NAT, and the SDP carried by the AS includes its own address and port. Step 302: The NAT forwards the INVITE of the AS to the UE. Terminal B; Steps 303 to 306: In the same manner as Step 203 to Step 206, the UE terminal B initiates a TCP link setup request to the AS.
  • Step B response message;
  • Step 307 NAT to AS TCP link 2 is successfully established and maintained;
  • Step 308 UE terminal B to NAT TCP link 1 is successfully established and maintained;
  • Step 309 UE terminal B will return Address and port B, sent as media negotiation results
  • Step 310 The NAT forwards to the AS;
  • Step 31 The AS sends an acknowledgment to the NAT to receive the ACK;
  • Step 312 The NAT forwards the ACK to the UE Terminal B;
  • Step 313 The AS uses the TCP link 2 to transmit to the NAT through the MSRP protocol.
  • Step 314 The NAT uses the TCP link 1 to transmit the file to the UE terminal B through the MSRP protocol; Step 315: After the transmission is completed, the UE terminal B sends an end session notification to the NAT; Step 316: The NAT forwards the end session notification to the AS; Step 317 The AS receives the end session notification, and transmits a reception success message 200 to the NAT; Step 318: The NAT forwards 200 to the UE terminal B, ends the session, and closes the TCP link.
  • a network address translation apparatus is also provided.
  • the network address translation apparatus is configured to receive a TCP link establishment request sent by a user equipment located in an external network, and convert and convert the address and port of the user equipment. Sending a TCP link establishment request to the application server located in the internal network; receiving the application server correspondingly, and sending a response message to the user equipment including the address and port converted by the network address translation device; Establishing and maintaining a TCP link between the application servers; for performing file transfer on the established TCP link.
  • the application server responds and allows the user equipment to establish a TCP connection with the NAT-transformed address and port, so that the user equipment and the external network are not provided with the SBC.
  • the application servers of the network can still implement file transfer through NAT, thereby improving the efficiency of network usage and reducing the cost of network construction.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Description

穿越 NAT的文件传送方法
技术领域 本发明涉及通信领域， 具体地说， 涉及一种穿越 NAT的文件传送方法。 背景技术 现有技术中， 用户终端 （ User Equipment , 以下筒称 UE ) 和 IP多媒体 子系统（ IP Multimedia Subsystem, 以下筒称 IMS )之间的通信需要依靠边界 控制器 （ Session Border Controller, 以下筒称 SBC ) 来完成。 SBC位于 IMS 网络边缘， 作为 IMS核心网的信令代理和媒体代理， 用户终端和 IMS 网络 之间的所有信令消息以及用户终端之间的所有媒体消息都需要经过该设备进 行转接，也就是说 SBC同时具备网络地址转换（ Network Address Translation, 以下筒称 NAT )的功能， 并且具有转换 SIP信令中的媒体地址功能， 使得实 际的媒体层链路是 UE终端到 SBC外网地址建立媒体链路。 SBC通过其内网 地址与业务^ ^务器连通， 实际的媒体通过 SBC在这两段链路中透传， 以实现 UE终端与业务应用服务器（ Application Server, 以下筒称 AS )媒体的连通。 如图 1所示， UE和 AS之间通过进行文件传送的流程如下： 步骤 101 : UE终端 A发起传送文件请求， 携带的 SDP中是 UE终端 A 所在机器的 IP、 端口信息 , 即外网地址和端口； 步骤 102: SBC将 UE终端发出的 SDP中的 IP/端口信息修改成为内网 地址 K , 然后将 SDP发送到 AS; 步骤 103 : AS返回成功接收的信息 200 , SDP中携带 AS本身的端口以 及 IP信息； 步骤 104: SBC将 AS返回的 200透传给 UE , 且将 AS的端口、 IP修 改为 SBC的外网地址和端口； 步骤 105至 106: UE终端响应 200的 ACK到 AS; 至此媒体链路打通， UE终端与 SBC外网建立 TCP的 MSRP链路 1 ,
SBC内网地址与 AS建立 TCP MSRP链路 2。 步骤 107: UE终端通过链路 1将文件信息通过 MSRP协议送到 SBC; 步骤 108: SBC经过地址转换通过链路 2将文件信息送到了 AS; 至此， 由 UE送到 AS的文件流程完成。 步骤 109至 112: 信令层关闭， 结束会话。 通过上面的流程图我们可以看出， SBC 在其中做了地址和端口的转换 后分别与 UE与 AS打通了 TCP链路， 那么就可以实现了文件在穿越内外网 情况下的传送。 如果中间的 SBC仅仅是一个 NAT设备 , 那么地址和端口转 换对于普通的 NAT设备是无法完成的 , 也就是说跟 AS协商的媒体链路实际 上会一直是 UE 的外网地址， 那么 TCP建链对于 AS来说就是一条完全没有 协商过的链路， AS是会拒绝 TCP建链请求的 , 也就无法实现穿越 NAT情况 下的文件传送了。 但是， 由于现网的环境需求， 很多地方都已经具备了 NAT设备， 如果 再购置 SBC , 那么将会增加投入 , 所以出现了具有 NAT设备但是没有 SBC 的应用场景， 这种情况下就会出现媒体协商完成后， 实际到 AS的建链地址 并不是 SIP信令中协商的媒体地址， 导致无法打通媒体通道而无法完成文件 传送。 可见， 现有技术需要改进和完善。 发明内容 有鉴于此， 本发明的目的就是为了克服现有技术的不足， 提供一种穿越 NAT的文件传送方法， 以实现在没有 SBC的情况下进行文件传送。 根据本发明的一个方面， 提供了一种穿越 NAT的文件传送方法。 根据本发明的穿越 NAT 的文件传送方法包括： A、 位于外网中的用户 设备通过 NAT进行地址和端口转换后向位于内网中的应用月 务器发送 TCP 链路建立请求； B、 应用月 务器响应请求 , 并通过 NAT向终端发出包含用户 设备经 NAT转换后地址和端口的响应消息； C、 用户设备接收响应消息， 使 用 NAT转换后的地址和端口经过 NAT与应用服务器建立 TCP链路并保持； D、用户设备与应用服务器之间使用步骤 C中保持的 TCP链路进行文件传送。 步骤 A的 TCP链路建立请求中包括用户设备的鉴权信息 , 步骤 B还包 括应用服务器才艮据用户设备鉴权信息进行鉴权的过程。 当用户设备向应用服务器传送文件时， 上述步骤 D 包括： 用户设备向 应用服务器发出传送文件请求 ,上述请求中包含用户设备经 NAT转换后的地 址和端口； 应用服务器发出包含其自身地址和端口的响应消息； 用户设备经 NAT向应用月 务器传送文件。 传送文件请求采用 SDP协议携带用户设备经 NAT转换后的地址和端 口， 应用服务器的响应消息采用 SDP协议携带自身的地址和端口。 当应用服务器向用户设备传送文件时， 步骤 A之前还包括应用服务器 向用户设备发出传送文件请求的步骤， 上述请求中包含应用服务器的地址和 端口； 步骤 D包括： 用户设备向应用服务器发出响应消息， 该响应消息中包 含用户设备经 NAT转换后的地址和端口， 应用服务器经 NAT向用户设备传 送文件。 上述传送文件请求采用 SDP ¼、议携带应用月 务器的地址和端口， 用户 设备的响应消息采用 SDP协议携带用户设备 NAT转换后的地址和端口。 步骤 D中的文件传送过程是通过 MSRP协议完成的。 步骤 D之后还包括文件传送完成后关闭 TCP链路的步骤。 才艮据本发明的另一方面， 提供了一种网络地址转换装置。 根据本发明的网络地址转换装置用于接收位于外网中的用户设备发送 的 TCP链路建立请求， 对用户设备的地址和端口进行转换， 经过转换后向位 于内网中的应用月 务器发送 TCP链路建立请求； 用于接收应用月 务器相应， 并向用户设备发出包含经该网络地址转换装置转换后地址和端口的响应消 息； 用于在用户设备和应用服务器之间建立并保持 TCP链路； 用于在建立的 TCP链路上进行文件传送。 本发明与现有技术相比较的有益效果是：应用服务器响应并允许用户设 备使用 NAT转换后的地址和端口与其建立 TCP连接， 使在不具备 SBC的情 况下，外网的用户设备和内网的应用服务器之间依然能够穿越 NAT实现文件 传送， 从而提升了网络的使用效率， 降低了建网成本。 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述， 并且， 部分地从说 明书中变得显而易见， 或者通过实施本发明而了解。 本发明的目的和其他优 点可通过在所写的说明书、 权利要求书、 以及附图中所特别指出的结构来实 现和获得。 附图说明 附图用来提供对本发明的进一步理解， 并且构成说明书的一部分， 与本 发明的实施例一起用于解释本发明 , 并不构成对本发明的限制。 在附图中： 图 1是根据现有技术的文件传送方法的信令时序图； 图 2是根据本发明具体实施例 1的 UE向 AS传送文件的信令时序图； 图 3是根据本发明具体实施例 2的 AS向 UE 传送文件的信令时序图。 具体实施方式 功能相克述 本发明的核心是应用服务器 AS对外接 TCP链路的请求响应进行改进， AS可以响应并允许外接的 TCP链路请求。对于非 MSRP的 TCP链路请求需 要鉴权验证其合法性， 可以通过 UE用户的合法性， 如用户、 密码、 权限等 参数， 允许短暂链路建立和保持。 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明 , 应当理解 , 此处所描述 的优选实施例仅用于说明和解释本发明， 并不用于限定本发明。如果不冲突， 本发明实施例及实施例中特征可以相互组合。 根据本发明实施例， 首先提供了一种穿越 NAT的文件传送方法。 实施例 1： UE终端 A向 AS传送文件。 如图 2所示， 其过程包括如下步骤： 步骤 201： UE终端 A发送到 AS的 TCP链路请求到 NAT, 消息中携带 与 AS协商的鉴权机制信息； 步骤 202: NAT设备转换 UE终端 A的 IP/端口 A，并将 TCP链路请求 转发到 AS; 步骤 203: AS才艮据鉴权信息， 鉴权成功后， 向 NAT返回包含 UE 终端 A穿越 NAT后的 IP和端口 A'的响应消息； 步骤 204: NAT向 UE终端 A转发 AS的响应消息； 步骤 205: UE终端 A到 NAT的 TCP链路 1建立成功并保持； 步骤 206: NAT到 AS的 TCP链路 2建立成功并保持； 步骤 207: UE终端 A发出 INVITE, 其携带 SDP中的媒体地址、 端口 信息为穿越 NAT后的地址和端口 Α'; 步骤 208: NAT转发 INVITE到 AS; 步骤 209: AS返回 200, 携带 AS的地址、 端口信息到 NAT; 步骤 210: NAT将 AS返回信息 200及 AS的地址、端口信息透传到 UE 终端 A; 步骤 21 1 : UE终端 A向 NAT发出确认收到信息 ACK; 步骤 212: NAT向 AS转发 ACK; 步骤 213: UE终端 A使用 TCP链路 1通过 MSRP协议向 NAT传送文 件； 步骤 214: NAT使用 TCP链路 2通过 MSRP协议向 AS传送文件； 步骤 215: 传送完毕， AS向 NAT发送结束会话通知； 步骤 216: NAT向 UE终端 A转发结束会话通知； 步骤 217: UE终端 A接收结束会话通知， 向 NAT传送接收成功消息
200； 步骤 218： NAT转发 200到 AS , 结束会话， 关闭 TCP链路。 实施例 2: AS向 UE终端 B传送文件。 如图 3所示， 其过程与实施例 1相似， 包括以下过程： 步骤 301 : AS下发 INVITE到 NAT , 其携带的 SDP中包含自身的地址 和端口； 步骤 302: NAT转发 AS的 INVITE到 UE终端 B; 步骤 303至 306: 和步骤 203至步骤 206相同， UE终端 B向 AS发起 TCP链路建立请求， 鉴权成功后 , AS经过 NAT向 UE终端 B返回包含 UE 终端 B经过 NAT后地址和端口 B，的响应消息； 步骤 307: NAT到 AS的 TCP链路 2建立成功并保持； 步骤 308: UE终端 B到 NAT 的 TCP链路 1建立成功并保持； 步骤 309: UE终端 B将返回的地址和端口 B，作为媒体协商结果发送到
NAT; 步骤 310： NAT转发到 AS； 步骤 31 1： AS向 NAT发出确认收到信息 ACK; 步骤 312: NAT向 UE终端 B转发 ACK; 步骤 313: AS使用 TCP链路 2通过 MSRP协议向 NAT传送文件； 步骤 314: NAT使用 TCP链路 1通过 MSRP协议向 UE终端 B传送文 件； 步骤 315: 传送完毕， UE终端 B向 NAT发送结束会话通知； 步骤 316: NAT向 AS转发结束会话通知； 步骤 317: AS接收结束会话通知 , 向 NAT传送接收成功消息 200; 步骤 318: NAT转发 200到 UE终端 B, 结束会话， 关闭 TCP链路。 根据本发明的实施例 , 还提供了一种网络地址转换装置。 才艮据本发明实施例的网络地址转换装置 ,用于接收位于外网中的用户设 备发送的 TCP链路建立请求， 对所述用户设备的地址和端口进行转换， 转换 后向位于内网中的应用服务器发送 TCP链路建立请求；用于接收应用服务器 相应 , 并向用户设备发出包含经该网络地址转换装置转换后地址和端口的响 应消息； 用于在用户设备和所述应用服务器之间建立并保持 TCP链路； 用于 在建立的 TCP链路上进行文件传送。 如上所述， 借助本发明实施例提供的技术方案， 应用服务器响应并允许 用户设备使用 NAT转换后的地址和端口与其建立 TCP连接，使在不具备 SBC 的情况下，外网的用户设备和内网的应用服务器之间依然能够穿越 NAT实现 文件传送， 从而提升了网络的使用效率， 降低了建网成本。 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明， 不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。 对于本发明所属技术领域的 普通技术人员来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干筒单推 演或替换， 都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

权 利 要 求 书
1. 一种穿越 NAT的文件传送方法， 其特征在于： 包括：
A、位于外网中的用户设备通过 NAT进行地址和端口转换后向位 于内网中的应用服务器发送 TCP链路建立请求；
B、 应用月 务器响应请求， 并通过 NAT向终端发出包含用户设备 经 NAT转换后地址和端口的响应消息；
C、 用户设备接收响应消息 , 使用 NAT转换后的地址和端口经过 NAT与应用月 务器建立 TCP链路并保持；
D、 用户设备与应用服务器之间使用步骤 C 中所述保持的 TCP 链路进行文件传送。
2. 才艮据权利要求 1所述穿越 NAT的文件传送方法， 其特征在于： 所述步 骤 A的 TCP链路建立请求中包括用户设备的鉴权信息， 所述步骤 B 还包括应用服务器根据用户设备鉴权信息进行鉴权的过程。
3. 根据权利要求 1所述穿越 NAT的文件传送方法， 其特征在于： 当用户 设备向应用服务器传送文件时， 所述步骤 D包括： 用户设备向应用服 务器发出传送文件请求 , 所述请求中包含用户设备经 NAT转换后的地 址和端口； 应用月 务器发出包含其自身地址和端口的响应消息； 用户 设备经 NAT向应用 ^^务器传送文件。
4. 根据权利要求 3所述穿越 NAT的文件传送方法， 其特征在于： 所述传 送文件请求采用 SDP协议携带用户设备经 NAT转换后的地址和端口， 应用服务器的响应消息采用 SDP协议携带自身的地址和端口。
5. 根据权利要求 1所述穿越 NAT的文件传送方法， 其特征在于： 当应用 月 务器向用户设备传送文件时， 所述步骤 A之前还包括应用服务器向 用户设备发出传送文件请求的步骤 , 所述请求中包含应用服务器的地 址和端口； 所述步骤 D包括： 用户设备向应用服务器发出响应消息， 所述响应消息中包含用户设备经 NAT转换后的地址和端口，应用服务 器经 NAT向用户设备传送文件。 根据权利要求 5所述穿越 NAT的文件传送方法， 其特征在于： 所述传 送文件请求采用 SDP协议携带应用服务器的地址和端口， 用户设备的 响应消息采用 SDP协议携带用户设备 NAT转换后的地址和端口。 根据权利要求 1至 6任一所述穿越 NAT的文件传送方法，其特征在于： 所述步骤 D中的文件传送过程是通过 MSRP协议完成的。 根据权利要求 1至 6任一所述穿越 NAT的文件传送方法，其特征在于： 所述步骤 D之后还包括文件传送完成后关闭所述 TCP链路的步骤。 一种网络地址转换装置， 其特征在于， 所述网络地址转换装置： 用于接收位于外网中的用户设备发送的 TCP 链路建立请求， 对 所述用户设备的地址和端口进行转换， 转换后向位于内网中的应用服 务器发送 TCP链路建立请求；
用于接收应用服务器相应， 并向所述用户设备发出包含经该网络 地址转换装置转换后地址和端口的响应消息；
用于在所述用户设备和所述应用服务器之间建立并保持 TCP链 路；
用于在建立的所述 TCP链路上进行文件传送。
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