NAT穿透

在计算机科学中，NAT穿越（NAT traversal）涉及TCP/IP网络中的一个常见问题，即在处于使用了NAT设备的私有TCP/IP网络中的主机之间建立连接的问题。

会遇到这个问题的通常是那些客户端网络交互应用程序的开发人员，尤其是在对等网络和VoIP领域中。IPsec VPN客户普遍使用NAT-T来达到使ESP包通过NAT的目的。

尽管有许多穿越NAT的技术，但没有一项是完美的，这是因为NAT的行为是非标准化的。这些技术中的大多数都要求有一个公共服务器，而且这个服务器使用的是一个众所周知的、从全球任何地方都能访问得到的IP地址。一些方法仅在建立连接时需要使用这个服务器，而其它的方法则通过这个服务器中继所有的数据——这就引入了带宽开销的问题。

两种常用的NAT穿越技术是：UDP路由验证和STUN。除此之外，還有TURN、ICE、ALG，以及SBC。

NAT穿透與IPsec

為了於NAT之上實現IPsec，下列的協議必須在防火墙中實作：

• Internet Key Exchange (IKE) - UDP端口500
• Encapsulating Security Payload (ESP) - IP协议号50

或者是NAT-T之例：

• IPsec NAT-T - UDP端口4500

在家庭路由器上，这通常通过启用“IPsec穿透”来实现。

IETF文獻

• RFC 1579 - Firewall Friendly FTP
• RFC 2663 - IP Network Address Translator (NAT) Terminology and Considerations
• RFC 2709 - Security Model with Tunnel-mode IPsec for NAT Domains
• RFC 2993 - Architectural Implications of NAT
• RFC 3022 - Traditional IP Network Address Translator (Traditional NAT)
• RFC 3027 - Protocol Complications with the IP Network Address Translator (NAT)
• RFC 3235 - Network Address Translator (NAT)-Friendly Application Design Guidelines
• RFC 3715 - IPsec-Network Address Translation (NAT) Compatibility
• RFC 3947 - Negotiation of NAT-Traversal in the IKE
• RFC 5128 - State of Peer-to-Peer (P2P) Communication across Network Address Translators (NATs)

相關技術

NAT穿透技術與NAT行為

• Session Traversal Utilities for NAT（STUN）
• Traversal Using Relay NAT（TURN）
• NAT-T Negotiation of NAT-Traversal in the IKE
• Teredo tunneling uses NAT traversal to provide IPv6 connectivity.
• Session Border Controller（SBC）
• UDP打洞（UDP hole punching）
• TCP打洞（TCP hole punching）
• ICMP打洞（ICMP hole punching）

NAT穿透基於NAT控制

• Realm-Specific IP（RSIP）
• Middlebox Communications（MIDCOM）
• SOCKS
• NAT Port Mapping Protocol（NAT PMP）
• Internet Gateway Device（IGD）協定，由通用即插即用（UPnP）論壇所定義。
• Application Layer Gateway（ALG）

NAT穿透整合技術

• Interactive Connectivity Establishment（ICE）

University research papers

• Cornell University - Characterization and Measurement of TCP Traversal through NATs and Firewalls（页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Columbia University - An Analysis of the Skype Peer-to-Peer Internet Telephony（页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Peer to peer communication across Network Address Translators (UDP Hole Punching)（页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Internet By All Means - An article on how to maximize your chances to get around firewalls（页面存档备份，存于互联网档案馆）

外部連結

• NAT-Traversal Test
• How Skype & Co. get round firewalls（页面存档备份，存于互联网档案馆）
• NAT Traversal