基于混合式P2P网络的NAT穿越技术的研究与应用

论文摘要

互联网技术的飞速发展对计算能力和带宽都提出了更高的要求,而传统互联网技术的计算能力和带宽主要依赖于少数几台服务器。对等互联网络（Peer-to-Peer, P2P）技术可以有效利用网络参与者的计算能力和带宽,而不完全依赖于服务器,打破了传统C/S方式下,一方提供服务,一方接受服务的模式。相比传统的C/S架构,P2P网络是完全分布式的系统,节点关系是完全对等的。所有的任务都是通过节点之间的协作来完成。因此P2P技术可以有效提高网络的计算能力和带宽利用率。正是由于这个优势,P2P技术得到了广泛的应用,目前的互联网中已有50%～80%的流量来自于P2P程序。然而P2P技术还存在着一些缺陷,其中最大的问题是NAT阻止了外部网络主机的连接请求,导致大多数P2P程序只能在局域网内部通信。针对该问题,本文尝试研究基于混合式P2P网络的NAT穿越技术,试图有效克服P2P技术的不足,以进一步提高网络的计算能力和带宽。本文研究在混合式P2P网络模型之上,使用ICE穿越技术,融合STUN直连和TURN中转两种穿越方式,对传统ICE穿越方案进行改进,并将改进后的方案应用到实际开发的远程家教系统中。远程家教系统的成功应用验证了本文所提出的NAT穿越方案的有效性。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 论文选题背景
• 1.1.2 论文研究意义
• 1.2 国内外研究现状及分析
• 1.2.1 P2P网络发展现状
• 1.2.2 NAT穿越技术发展现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 2 基于混合式P2P网络NAT穿越技术概述
• 2.1 P2P网络技术概述
• 2.1.1 P2P网络的特点
• 2.1.2 P2P网络的分类
• 2.1.3 混合式P2P系统
• 2.2 NAT穿越技术
• 2.2.1 NAT穿越技术概述
• 2.2.2 NAT穿越技术基本原理
• 2.2.3 NAT的基本类型
• 2.3 Sokect技术
• 2.4 UML建模技术
• 2.4.1 UML构造模型
• 2.4.2 基于UML的模型驱动开发方法
• 2.5 小结
• 3 基于混合式P2P网络的NAT穿越方案
• 3.1 NAT穿越的解决方案
• 3.1.1 STUN穿越方式
• 3.1.2 TURN穿越方式
• 3.1.3 ICE穿越方式
• 3.2 NAT穿越方案比较
• 3.3 改进ICE解决方案
• 3.4 小结
• 4 基于NAT穿越技术的远程家教系统设计
• 4.1 基于NAT穿越技术的远程家教系统UML整体设计
• 4.2 基于NAT穿越技术的远程家教系统流程用例分析
• 4.2.1 远程家教系统客户端用例分析
• 4.2.2 远程家教系统服务器端用例分析
• 4.3 基于NAT穿越技术的远程家教系统流程活动分析
• 4.4 基于NAT穿越技术的远程家教系统的安全设计
• 4.5 小结
• 5 基于NAT穿越技术的远程家教系统实现
• 5.1 基于NAT穿越技术的远程家教系统的功能实现
• 5.1.1 远程家教系统客户端
• 5.1.2 远程家教系统服务器端
• 5.2 基于NAT穿越技术的远程家教系统测试与分析
• 5.2.1 远程家教系统测试
• 5.2.2 远程家教系统分析
• 5.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间参与项目情况
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 攻读硕士学位期间获得的研究成果
• 致谢