多媒體通信之網絡防火墻穿越知多少？

   為什么今天要回顧下有關網絡防火墻穿越的問題？因為在日常的項目工作及運維中碰到了有關網絡穿越的問題，比如華為辦公電話系統(tǒng)外網移動終端接入開視頻會議及撥打電話，華為高清視頻會議系統(tǒng)外網終端接入開視頻會議，這些場景的實現都離不開一個東西-公網與私網穿越！本篇簡要回顧和總結一下網絡防火墻穿越的背景，原理和解決方案，思維導圖如下。

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多媒體通信之網絡防火墻穿越知多少？

  • 防火墻知識回顧，什么是防火墻？

       防火墻指的是一個由軟件和硬件設備組合而成、在內部網和外部網之間、專用網與公共網之間的界面上構造的保護屏障，它是一種計算機硬件和軟件的結合，使Internet與Intranet之間建立起一個安全網關（Security Gateway），從而保護內部網免受非法用戶的侵入，防火墻主要由服務訪問規(guī)則、驗證工具、包過濾和應用網關4個部分組成。 

多媒體通信之網絡防火墻穿越知多少？

  • 什么是網絡防火墻穿越？

   顧名思義，就是要正常的穿越防火墻咯（而不是非法***）。某些大型企業(yè)為了網絡安全，會在內外網各個環(huán)節(jié)出口處部署大量防火墻，NAT（網絡地址轉換，內網終端訪問外網，需要進行地址轉換），安全檢測等設備，而有些應用比較特殊，這些設備無法滿足這些應用的通信條件，導致無法使用，這時候需要有這樣一個設備，在防火墻設備后面，承擔這些特殊的功能，幫助外網的信息流順利穿越防火墻，與內網設備成功通信。   

  • 為什么要防火墻穿越？

  上述基本上已經通俗的講了防火墻穿越的含義，現在從多媒體通信角度闡述為什么要進行防火墻穿越。

  通常NAT/防火墻設備僅對IP和UDP/TCP報文頭的地址及端口號進行轉換（所謂的網絡層），并不對消息體中的媒體連接信息（應用層）進行轉換，從而造成NAT/防火墻不支持SIP/H.323/H.248/MGCP等（當今多媒體通信協(xié)議主要是SIP和H.323）IP通信協(xié)議的有效傳輸。

  比如外網終端用戶注冊后呼叫控制設備上記錄的將是其私網地址，當私網終端呼叫公網終端，雖然私網終端可以從注冊網關處獲取公網終端的IP地址，但在視音頻RTP碼流時，由于受H.323協(xié)議的自身限制，其各自的RTP接收端口和發(fā)送端口不同，如下圖所示，這樣，私網終端向公網終端（公網IP）發(fā)送的RTP碼流公網終端可以接收，但公網終端向私網終端（其NAT映射的公網地址）發(fā)送的RTP碼流，在經過NAT設備時，并不會進行IP地址的轉換，導致碼流不能通過NAT設備。出現單通的情況。

 當公網終端呼叫私網終端，由于呼叫的地址直接是私網終端映射的公網地址，NAT設備不支持H.323協(xié)議轉換，因此呼叫就不能建立。

多媒體通信之網絡防火墻穿越知多少？

  • 如何穿越防火墻？

   靜態(tài)NAT：對于私網中的每個終端，在防火墻NAT上作靜態(tài)NAT，即私網地址與公網地址一對一的映射；這種情況是針對終端很少的情況。

   支持H.323協(xié)議的NAT設備；動態(tài)支持H.323協(xié)議NAT的防火墻設備，其直接可以理解H.323協(xié)議內容，對H.323協(xié)議的IP碼流可以直接進行協(xié)議轉換，使得企業(yè)內部局域網上的終端就象放在公網上一樣，這樣企業(yè)內部的終端就可以無障礙地與外部終端互通。

   H.323代理穿越公私網：即采用一臺PC作為防火墻出口的代理設備，該方式下，需在每個防火墻后放一個H.323 代理，代理需要被分配公有IP 地址。  

  • 業(yè)界解決方案和產品

  目前我所了解的有迅時SBC系列- SX1000，SX300；華為SE2000，SwitchCenter（SC）。

      針對視頻會議，我們采用了華為SC，組網如下：

多媒體通信之網絡防火墻穿越知多少？

組網說明：

1. SC放置在防火墻的DMZ區(qū)域，配置NAT映射到公網。

2. 終端通過SC的私網地址/公網地址注冊到SC。

3. 需要定義本地私網，用于SC設置呼叫地址。

4. 終端使用H.323或者SIP協(xié)議向SC進行注冊，SC負責整個呼叫控制（信令處理機媒體流轉發(fā)）。

  • 思考和總結？

  通過本次回顧，對多媒體通信場景-視頻會議外網接入有一個基本認識，多媒體通信無非靠：信令流來完成終端的注冊，連接建立和維護；媒體流（或者稱為碼流）的傳輸；信令傳輸出現問題，就會導致注冊異常，呼叫發(fā)起不了，碼流異常就會導致無聲音或者無視頻。日常排查問題中，首先需要對通信協(xié)議有個理解，然后通過抓包分析具體實現過程。后續(xù)再探討多媒體通信協(xié)議-H.323和SIP通信機制！

文章名稱：多媒體通信之網絡防火墻穿越知多少？
本文URL：http://muchs.cn/article38/jioepp.html

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