CN108156269A - 网络地址转换服务器及其网络地址转换方法 - Google Patents

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CN108156269A CN201611108433.4A CN201611108433A CN108156269A CN 108156269 A CN108156269 A CN 108156269A CN 201611108433 A CN201611108433 A CN 201611108433A CN 108156269 A CN108156269 A CN 108156269A
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Abstract

一种NAT服务器及其NAT方法。NAT服务器自用户装置接收包含内部网络RTP信息的SIP消息。随后，NAT服务器将SIP消息的内部网络RTP信息修改为外部网络RTP信息，并于映射表中建立内部网络RTP与外部网络RTP信息的映射记录。NAT将SIP消息传送至SIP服务器。NAT服务器自SIP服务器接收另一SIP消息，并根据映射记录判断另一SIP消息的外部网络RTP信息对应于内部网络RTP信息。NAT服务器将另一SIP消息的外部网络RTP信息修改为内部网络RTP信息，并将另一SIP消息传送至内部网络的另一用户装置。

Description

网络地址转换服务器及其网络地址转换方法
技术领域
本发明系关于一种网络地址转换(Network Address Translation,NAT)服务器及其NAT方法；更具体而言，本发明的NAT服务器及其NAT方法用以协助同一内部网络的用户装置进行实时通信。
背景技术
会话发起协议(Session Initiation Protocol,SIP)是一种网络应用层的信号控制协议，其主要用来建立、更改与终结相关的各种相关的通信服务，其中，实时传送协议(Real-time Transport Protocol,RTP)为主要通信服务之一。
换句话说，由于RTP的通信建立需要双方使用者(呼叫方以及被呼叫方)互相知道对方的进行RTP所使用的因特网协议(Internet Protocol,IP)地址及连接端口(Port)，因此，在进行RTP通信之前，先利用SIP来达成此目的。
然而，由于无法确知SIP的RTP通信服务相关封包于通过网络地址转换(NetworkAddress Translation,NAT)服务器时，NAT服务器不会分予RTP通信服务的外部网络连接，因此，会有封包无法正确传送的问题存在。而习知的网络技术中，主要系利用具有应用层网关(Application Layer Gateway,ALG)功能的SIP服务器(例如：RTP代理服务器)进行网络封包的转译，使用户装置的SIP的RTP通信服务网络封包于穿过NAT服务器后，仍可正确地进行转递。
惟基于前述的架构，当有二用户装置位于同一NAT服务器的局域网络时，若其中一用户装置欲与另一用户装置建立SIP的RTP通信服务时，即便二用户装置位于同一局域网络，然RTP通信服务的相关网络封包，仍需由用户装置透过NAT服务器传送至SIP服务器，再由SIP服务器传送回NAT服务器，随后NAT服务器再传送至另一用户装置。期间，除了NAT服务器，SIP服务器同样须需针对相关的封包进行转译。
如此一来，在二用户装置位于同一NAT服务器的局域网络的情况下，将使得SIP的RTP通信服务的封包传输效率相当低落，同时造成后端SIP服务器的负担。因此，如何避免前述缺点，乃业界须共同努力的目标。
发明内容
本发明的主要目的系提供一种用于网络地址转换(Network AddressTranslation,NAT)服务器的NAT方法，包含：(a)令NAT服务器自内部网络的第一用户装置接收第一会话发起协议(Session Initiation Protocol,SIP)邀请消息。其中，第一SIP邀请消息包含第一用户装置的第一内部网络通信信息、第二用户装置的第一辨识信息以及第一内部网络实时传输协议(Real-time Transport Protocol,RTP)信息；(b)令NAT服务器根据映射表(mapping table)的第一映射记录，将第一SIP邀请消息的第一内部网络通信信息修改为第一外部网络通信信息。
进一步来说，NAT方法更包含：(c)令NAT服务器将第一SIP邀请消息的第一内部网络RTP信息修改为第一外部网络RTP信息，并于映射表中建立第一内部网络RTP信息对应第一外部网络RTP信息的第二映射记录；(d)令NAT服务器于步骤(c)后，根据第一SIP邀请消息的连接端口信息，将SIP邀请消息传送至外部网络的一SIP服务器，使SIP服务器根据SIP邀请消息的第一识别信息存取第二用户装置的注册信息，并于根据注册信息将第一SIP邀请消息的第一辨识信息修正为第二辨识信息后，基于第二辨识信息将第一SIP邀请消息传送至NAT服务器。
进一步来说，NAT方法更包含：(e)令NAT服务器自SIP服务器接收第一SIP邀请消息，并根据第二映射纪录，判断第一SIP邀请消息的第一外部网络RTP信息对应于第一内部网络RTP信息；(f)令NAT服务器于步骤(e)后，根据第二映射记录将第一SIP邀请消息的第一外部网络RTP信息修改为第一内部网络RTP信息，并根据该映射表的一第三映射记录，将该第一SIP邀请消息的该第二识别信息修改为该第二用户装置的一第三识别信息；(g)令NAT服务器于步骤(f)后，根据第三识别信息将第一SIP邀请消息传送至内部网络的第二用户装置，使第二用户装置根据该第一内部网络RTP信息响应第一用户装置。
为达上述目的，本发明揭露一种NAT服务器，包含存储器、收发接口以及处理单元。存储器存有一映射表。收发接口用以自内部网络的第一用户装置接收第一SIP邀请消息。其中，第一SIP邀请消息包含第一用户装置的第一内部网络通信信息、第二用户装置的第一辨识信息以及第一内部网络RTP信息。
处理单元用以：根据映射表的第一映射记录，将第一SIP邀请消息的第一内部网络通信信息修改为第一外部网络通信信息；将第一SIP邀请消息的第一内部网络RTP信息修改为第一外部网络RTP信息，并于映射表中建立第一内部网络RTP信息对应第一外部网络RTP信息的第二映射记录；根据第一SIP邀请消息的连接端口信息，透过收发接口将SIP邀请消息传送至外部网络的SIP服务器，使SIP服务器根据SIP邀请消息的第一识别信息存取第二用户装置的注册信息，并于根据注册信息将第一SIP邀请消息的第一辨识信息修正为第二辨识信息后，基于第二辨识信息将第一SIP邀请消息传送至NAT服务器。
更进一步来说，处理单元更用以：于收发接口自SIP服务器接收第一SIP邀请消息后，根据第二映射纪录，判断第一SIP邀请消息的第一外部网络RTP信息对应于第一内部网络RTP信息；根据第二映射记录将第一SIP邀请消息的第一外部网络RTP信息修改为第一内部网络RTP信息，并根据映射表的第三映射记录，将第一SIP邀请消息的第二识别信息修改为第二用户装置的一第三识别信息；根据第三识别信息，透过收发接口将第一SIP邀请消息传送至内部网络的第二用户装置，使第二用户装置根据第一内部网络RTP信息响应第一用户装置。
本发明另提供一种用于NAT服务器的NAT方法，包含：(a)令NAT服务器自内部网络的第一用户装置接收第一SIP邀请消息，其中，第一SIP邀请消息包含第一内部网络RTP信息以及第二用户装置的第一外部网络辨识信息；(b)令NAT服务器判断第一外部网络辨识信息符合装置注册表的第一注册记录；(c)令NAT服务器根据步骤(b)的结果，基于第一注册记录将第一SIP邀请消息的第一外部网络辨识信息修正为第一内部网络辨识信息；(d)令NAT服务器根据第一内部网络辨识信息，将第一SIP邀请消息传送至第二用户装置，使第二用户装置根据第一内部网络RTP信息响应第一用户装置。
为完成前述目的，本发明更提供一种NAT服务器，包含存储器、收发接口以及处理单元。存储器存有装置注册表。收发接口用以自内部网络的第一用户装置接收第一SIP邀请消息，其中，第一SIP邀请消息包含第一内部网络RTP信息以及第二用户装置的第一外部网络辨识信息。处理单元用以：判断第一外部网络辨识信息符合装置注册表的第一注册记录；基于第一注册记录将第一SIP邀请消息的第一外部网络辨识信息修正为第一内部网络辨识信息；根据第一内部网络辨识信息，透过收发接口将第一SIP邀请消息传送至第二用户装置，使第二用户装置根据第一内部网络RTP信息响应第一用户装置。
参阅附图及随后描述的实施方式后，本领域普通技术人员可更了解本发明的技术手段及具体实施态样。
附图说明
图1A系本发明第一实施例的NAT服务器的操作示意图；
图1B系本发明第一实施例的NAT服务器的方块图；
图2系本发明第二实施例的NAT服务器的操作示意图；
图3A-3B系本发明第三实施例的NAT服务器的详细操作示意图；
图3C系本发明第三实施例的映射表的示意图；
图4A系本发明第四实施例的NAT服务器的操作示意图；
图4B系本发明第四实施例的NAT服务器的方块图；
图5系本发明第五实施例的NAT服务器的操作示意图；
图6A-6B系本发明第六实施例的NAT服务器的详细操作示意图；
图6C系本发明第六实施例的装置注册表的示意图；
图7系本发明第七实施例的NAT方法流程图；
图8A-8C系本发明第八实施例的NAT方法流程图；
图9系本发明第九实施例的NAT方法流程图；以及
图10系本发明第十实施例的NAT方法流程图。
符号说明
1、2 NAT服务器
11、21 存储器
13、23 收发接口
15、25 处理单元
4、5 SIP服务器
6、8、UA1 第一用户装置
60、80 第一SIP邀请消息
60p 连接端口
7、9、UA2 第二用户装置
70、90 第一SIP响应消息
ID1 第一辨识信息
ID2 第二辨识信息
ID3 第三辨识信息
IN1 第一内部网络通信信息
IN2 第二内部网络通信信息
INR1、INRa 第一内部网络RTP信息
INR2、INRb 第二内部网络RTP信息
item1 第一映射记录
item2 第二映射记录
item3 第三映射记录
item4 第四映射记录
itemA 第一注册记录
OID1 第一外部网络辨识信息
IID1 第一内部网络辨识信息
ONR1 第一外部网络RTP信息
ONR2 第二外部网络RTP信息
OUT1 第一外部网络通信信息
OUT2 第二外部网络通信信息
MT 映射表
RT 装置注册表
具体实施方式
以下将透过本发明的实施例来阐释本发明。然而，该等实施例并非用以限制本发明需在如实施例所述的任何环境、应用程序或方式方能实施。因此，以下实施例的说明仅在于阐释本发明，而非用以限制本发明。在以下实施例及附图中，与本发明非直接相关的元件已省略而未绘示，且绘示于附图中的各元件之间的尺寸关系仅为便于理解，而非用以限制为实际的实施比例。
请参考图1A～1B。图1A系本发明第一实施例的一网络地址转换(Network AddressTranslation,NAT)服务器1的操作示意图，图1B系本发明第一实施例的NAT服务器1的方块图。NAT服务器1包含一存储器11、一收发接口13以及一处理单元15，存储器11存有一映射表MT。元件间具有电性连结，而其间的互动将于下文中进一步阐述。
首先，当NAT服务器1的内部网络中的一第一用户装置6欲向一第二用户装置7要求建立会话发起协议(Session Initiation Protocol,SIP)时，第一用户装置6利用第二用户装置7的一第一辨识信息ID1，发出一第一SIP邀请消息60。其中，第一SIP邀请消息60包含第一用户装置6的一第一内部网络通信信息IN1、第一辨识信息ID1以及一第一内部网络实时传输协议(Real-time Transport Protocol,RTP)信息INR1。而由于第一辨识信息ID1的目的地系属外部网络，因此，第一SIP邀请消息60会先传送到NAT服务器1。
接着，当NAT服务器1的收发接口13接收第一SIP邀请消息60后，处理单元15便针对第一SIP邀请消息60先行调整。具体而言，由于映射表MT的一第一映射记录item1主要系记录第一用户装置6的第一内部网络通信信息IN1与一第一外部网络通信信息OUT1的对应关系(即第一用户装置6内部网络所使用的地址与NAT服务器1外部网络所用的地址的对应关系)。因此，NAT服务器1的处理单元15便可据以将第一SIP邀请消息60的第一内部网络通信信息IN1修改为第一外部网络通信信息OUT1，以利消息于外部网络的路由。
随后，NAT服务器1的处理单元15基于本身的外部网络传输信息(如NAT服务器1的网络地址)，将第一SIP邀请消息的第一内部网络RTP信息INR1修改为一第一外部网络RTP信息ONR1，并于映射表MT中建立第一内部网络RTP信息INR1对应第一外部网络RTP信息ONR1的一第二映射记录item2。
而完成相应的调整后，NAT服务器1的处理单元15便根据第一SIP邀请消息60的一连接端口信息60p，透过收发单元13将SIP邀请消息60传送至外部网络的一SIP服务器5。而当第二用户装置7于SIP服务器5中具有相关的注册信息时，SIP服务器5便可根据SIP邀请消息60的第一识别信息ID1，存取第二用户装置7的一注册信息(未绘示)。其中，注册信息指示第二用户装置7系位于NAT服务器1所处的内部网络中。
据此，SIP服务器5便可根据注册信息，将第一SIP邀请消息60的第一辨识信息ID1修正为与NAT服务器1相关的一第二辨识信息ID2。随后，SIP服务器5可无须进行任何实时通信封包的转译动作，直接基于第二辨识信息ID2将第一SIP邀请消息60传送至NAT服务器1。
此时，收发接口13自SIP服务器5接收第一SIP邀请消息60后，NAT服务器1先将其视为一般SIP邀请消息。随后，处理单元15根据第二映射纪录item2，判断第一SIP邀请消息60的第一外部网络RTP信息ONR1对应于第一内部网络RTP信息INR1后，便可据以确知此第一SIP邀请消息60系先前于NAT服务器1内部网络的用户装置(即第一用户装置6)发出。因此，处理单元15便根据第二映射记录item2将第一SIP邀请消息60的第一外部网络RTP信息ONR1修改回第一内部网络RTP信息INR1。
接着，由于映射表MT的一第三映射记录item3主要系记录第二用户装置7的一第二内部网络信息IN2与一第二外部网络信息OUT2的对应关系(即第二用户装置7内部网络所使用的地址与NAT服务器1外部网络所用的地址的对应关系)，因此，NAT服务器1的处理单元15便可据以将第一SIP邀请消息60的第二识别信息ID2修改为第二用户装置7的一第三识别信息ID3。如此一来，NAT服务器1的处理单元15便可根据第三识别信息ID3将第一SIP邀请消息60传送至内部网络的第二用户装置7，使第二用户装置7根据第一内部网络RTP信息INR响应第一用户装置6。
需特别说明，前述过程中，当NAT服务器1的处理单元15根据第二映射记录item2将第一SIP邀请消息60的第一外部网络RTP信息ONR1修改回第一内部网络RTP信息INR1后，因为第二映射记录item2已无功效，因此，为避免后续判断发生错误，可于此将第二映射记录item2自映射表MT中移除。
请参考图2，其系本发明第二实施例的NAT服务器1的操作示意图。其中，第二实施例与第一实施例的网络架构相似，因此符号相同的元件功能亦同，于此不再赘述。而第二实施例主要系进一步说明本发明的第二用户装置根据第一内部网络RTP信息，透过NAT服务器响应第一用户装置的方式。
首先，接续第一实施例，第二用户装置7收到第一SIP邀请消息60并同意建立相关通信后，第二用户装置7需告知第一用户装置6其SIP所使用的相关信息。具体而言，于接收第一SIP邀请消息60后，第二用户装置7传送一第一SIP响应消息70至NAT服务器1。其中，第一SIP响应消息70包含第二用户装置的第二内部网络通信信息IN2以及一第二内部网络RTP信息INR2。
接着，NAT服务器1的收发接口13自第二用户装置7接收第一SIP响应消息70后，处理单元15根据映射表MT的第三映射记录item3将第一SIP响应消息的第二内部网络通信信息IN2修改为第二外部网络识别信息OUT2。另一方面，处理单元15将第一SIP响应消息70的第二内部网络RTP信息INR2修改为一第二外部网络RTP信息ONR2，并于映射表MT中建立第二内部网络RTP信息INR2对应第二外部网络RTP信息ONR2的一第四映射记录item4。
随后，收发接口13将第一SIP响应消息70循原路由路径回传至SIP服务器5。同样地，SIP服务器5将第一SIP响应消息70循原路由路径回传至第一用户装置6所属的NAT服务器1。
据此，当NAT服务器1的收发接口13自SIP服务器5接收第一SIP响应消息70后，处理单元15便根据第四映射纪录item4，判断第一SIP响应消息70的第二外部网络RTP信息ONR2对应于第二内部网络RTP信息INR2后，并根据第四映射记录item4将第一SIP响应消息70的第二外部网络RTP信息ONR2修改为第二内部网络RTP信息INR2。
接着，处理单元15便透过收发接口13，将第一SIP响应消息70回传至内部网络的第一用户装置6，使第一用户装置6透过与前述相同的步骤回复一确认消息(acknowledgement)至第二用户装置7。如此一来，第一用户装置6以及第二用户装置7便可基于第一内部网络RTP信息INR1以及第二内部网络RTP信息INR2进行实时通信。
类似地，前述过程中，当NAT服务器1的处理单元15根据第四映射记录item4将第一SIP响应消息70的第二外部网络RTP信息ONR2修改回第二内部网络RTP信息INR2后，因为第四映射记录item4已无功效，因此，未避免后续判断发生错误，可于此将第四映射记录item4自映射表MT中移除。
请参考图3A-3C。图3A-3B系本发明第三实施例的NAT服务器的详细操作示意图，图3C系本发明第三实施例的映射表的示意图。其中，第三实施例与前述实施例的网络架构相似，因此，相关的硬件元件不再赘述。而第三实施例主要系进一步例示操作过程。
首先，当NAT服务器的内部网络中的第一用户装置UA1欲向未知网域的第二用户装置UA2要求建立SIP时，第一用户装置UA1利用第二用户装置UA2的一第一辨识信息([email protected])，发出SIP邀请消息。其中，SIP邀请消息包含第一用户装置UA1的一第一内部网络通信信息(192.168.1.11:50453)、第一辨识信息([email protected])以及一第一内部网络RTP信息(c:192.168.1.11及m:audio 59308)。而由于第一辨识信息的目的地系属外部网络，因此，SIP邀请消息会先传送到NAT服务器。
需特别说明，SIP邀请消息中，RTP信息相关字段c主要系定义为连接信息，m字段主要系定义为媒体种类指示(如audio,video,text,application,message等五种)以及连接使用的连接端口号。本领域技术人员应可轻易透过相关文件得知，于此不再赘述。
接着，于接收SIP邀请消息后，NAT服务器便针对SIP邀请消息先行调整。于第三实施例中，由于映射表的一第一映射记录主要系记录第一用户装置UA1的第一内部网络通信信息(192.168.1.11:50453)与一第一外部网络通信信息(120.101.0.1:50453:50453)的对应关系，因此，NAT服务器便可据以将SIP邀请消息的第一内部网络通信信息(192.168.1.11:50453)修改为第一外部网络通信信息(120.101.0.1:50453:50453)，以利消息于外部网络的路由。
随后，NAT服务器基于本身的外部网络传输信息(即NAT对外部网络的网络地址120.101.0.1)，将SIP邀请消息的第一内部网络RTP信息(c:192.168.1.11及m:audio59308)修改为一第一外部网络RTP信息(c:120.101.0.1及m:audio 59308)，并于映射表MT中建立第一内部网络RTP信息(c:192.168.1.11及m:audio 59308)对应第一外部网络RTP信息(c:120.101.0.1及m:audio 59308)的一第二映射记录。
而完成相应的调整后，NAT服务器便根据SIP邀请消息的连接端口信息(如SIP服务常用的连接端口Port:5060)，将SIP邀请消息传送至外部网络的SIP服务器。而当第二用户装置于SIP服务器中具有相关的注册信息时，SIP服务器便可根据SIP邀请消息的第一识别信息([email protected])，存取第二用户装置的一注册信息。其中，注册信息指示第二用户装置系位于NAT服务器所处的内部网络中。
据此，SIP服务器便可根据注册信息，将SIP邀请消息的第一辨识信息([email protected])修正为与NAT服务器相关的一第二辨识信息([email protected]:59718)。随后，SIP服务器可无须进行任何实时通信封包的转译动作，直接基于第二辨识信息([email protected]:59718)将SIP邀请消息传送至NAT服务器。
此时，NAT服务器自SIP服务器接收SIP邀请消息，NAT服务器先将其视为一般SIP邀请消息。并判断此SIP邀请消息的信息是否与映射表中项目相符。而此范例中，NAT服务器根据第二映射纪录，判断SIP邀请消息的第一外部网络RTP信息(c:120.101.0.1及m:audio59308)对应于第一内部网络RTP信息(c:192.168.1.11及m:audio 59308)，并据以确知此SIP邀请消息系先前于NAT服务器内部网络的第一用户装置UA1发出。因此，NAT服务器便根据第二映射记录将SIP邀请消息的第一外部网络RTP信息(c:120.101.0.1及m:audio59308)修改回第一内部网络RTP信息(c:192.168.1.11及m:audio59308)，并将第二映射记录移除。
接着，由于映射表的一第三映射记录记录第二用户装置UA2的一第二内部网络信息(192.168.1.12:59718)与一第二外部网络信息(120.101.0.1:59718)的对应关系，因此，NAT服务器便可据以将SIP邀请消息的第二识别信息([email protected]:59718)修改为一第三识别信息([email protected]:59718)。如此一来，NAT服务器便可根据第三识别信息将SIP邀请消息传送至第二用户装置UA2。
随后，第二用户装置UA2接收SIP邀请消息后，传送一SIP响应消息至NAT服务器。其中，SIP响应消息包含第二用户装置的第二内部网络通信信息(192.168.1.12:59718)以及一第二内部网络RTP信息(c:192.168.1.12及m:audio64978)。
接着，NAT服务器自第二用户装置接收SIP响应消息后，便根据映射表的第三映射记录将SIP响应消息的第二内部网络通信信息(192.168.1.12:59718)修改为第二外部网络识别信息(120.101.0.1:59718)。另一方面，NAT服务器将SIP响应消息的第二内部网络RTP信息(c:192.168.1.12及m:audio 64978)修改为一第二外部网络RTP信息(c:120.101.0.1及m:audio 64978)，并于映射表中建立第二内部网络RTP信息对应第二外部网络RTP信息的一第四映射记录。
随后，NAT服务器将SIP响应消息循原路由路径回传至SIP服务器。同样地，SIP服务器将SIP响应消息循原路由路径回传至用户装置UA1所属的NAT服务器。需特别说明，本领域技术人员应可透过图示内容，轻易理解SIP封包的Via标头系记录相关的路由路径，而由于本发明主要系着重于地址的转换而非路由路径的处理，因此将不赘述标头Via的利用。
接着，当NAT服务器自SIP服务器接收SIP响应消息后，便根据第四映射纪录判断SIP响应消息的第二外部网络RTP信息(c:120.101.0.1及m:audio64978)对应于第二内部网络RTP信息(c:192.168.1.12及m:audio 64978)后，并根据第四映射记录将SIP响应消息的第二外部网络RTP信息(c:120.101.0.1及m:audio 64978)修改为第二内部网络RTP信息(c:192.168.1.12及m:audio64978)。同样地，移除第四映射记录。
接着，NAT服务器将SIP响应消息回传至内部网络的第一用户装置UA1，如此一来，第一用户装置UA1便可透过与前述相同的步骤回复确认消息至第二用户装置UA2。如此一来，第一用户装置UA1以及第二用户装置UA2便可基于第一内部网络RTP信息(c:192.168.1.11及m:audio 59308)以及第二内部网络RTP信息(c:192.168.1.12及m:audio64978)进行实时通信。
请参考图4A～4B。图4A系本发明第四实施例的一NAT换服务器2的操作示意图，图4B系本发明第四实施例的NAT服务器2的方块图。NAT服务器2包含一存储器21、一收发接口23以及一处理单元25，存储器21存有一装置注册表RT。元件间具有电性连结，而其间的互动将于下文中进一步阐述。
首先，当NAT服务器2的内部网络中的一第一用户装置8欲向一第二用户装置9要求建立SIP时，第一用户装置8利用第二用户装置9的一第一外部网络辨识信息OID1，发出一第一SIP邀请消息80。其中，第一SIP邀请消息80包含一第一内部网络RTP信息INRa以及第二用户装置的第一外部网络辨识信息OID1。
接着，由于装置注册表RT主要系记录内部网络的装置与一SIP服务器4的注册关系，因此，NAT服务器2的收发接口23于接收第一SIP邀请消息80后，处理单元25可直接根据装置注册表RT判断第一外部网络辨识信息OID1是否符合装置注册表RT的注册记录。于本实施例中，处理单元25判断第一外部网络辨识信息OID1符合装置注册表RT的一第一注册记录itemA。
随后，NAT服务器2便可基于第一注册记录itemA得知，第一用户装置8所欲连接的第二用户装置9系与第一用户装置8处于同一内部网络中，因此，处理单元25根据第一注册记录itemA，将第一SIP邀请消息80的第一外部网络辨识信息OID1修正为一第一内部网络辨识信息IID1，并根据第一内部网络辨识信息IID1，透过收发接口23将第一SIP邀请消息80传送至第二用户装置9，使第二用户装置9根据第一内部网络RTP信息INRa响应第一用户装置8。
请参考图5，其系本发明第五实施例的NAT服务器2的操作示意图。其中，第五实施例与第四实施例的网络架构相似，因此符号相同的元件功能亦同，于此不再赘述。而第五实施例主要系进一步说明本发明的第二用户装置根据第一内部网络RTP信息，透过NAT服务器响应第一用户装置的方式。
首先，接续第四实施例，第二用户装置9收到第一SIP邀请消息80并同意建立相关通信后，第二用户装置9需告知第一用户装置8其SIP所使用的相关信息。具体而言，于接收第一SIP邀请消息80后，第二用户装置9传送一第一SIP响应消息90至NAT服务器2。其中，第一SIP响应消息90包含一第二内部网络RTP信息INRb。
接着，NAT服务器2的收发接口23于接收第一SIP响应消息90后，处理单元25便透过收发接口23，将第一SIP响应消息90直接传送至第一用户装置8，使第一用户装置8回复一确认消息至第二用户装置9，并基于第一内部网络RTP信息INRa以及第二内部网络RTP信息INRb进行实时通信。
请参考图6A-6C。图6A-6B系本发明第六实施例的NAT服务器的详细操作示意图，图6C系本发明第六实施例的装置注册表的示意图。其中，第六实施例与第四～五实施例的网络架构相似，因此，相关的硬件元件不再赘述。而第六实施例主要系进一步例示操作过程。
首先，当NAT服务器的内部网络中的一第一用户装置UA1欲向一第二用户装置UA2要求建立SIP时，第一用户装置UA1利用第二用户装置UA2的一第一外部网络辨识信息([email protected])，发出一SIP邀请消息。其中，SIP邀请消息包含第二用户装置的第第一外部网络辨识信息([email protected])以及一第一内部网络RTP信息(c:192.168.1.11及m:audio59308)。
接着，由于装置注册表主要系记录内部网络的装置与SIP服务器的注册关系，因此，NAT服务器于接收SIP邀请消息后，可直接根据装置注册表判断第一外部网络辨识信息([email protected])是否符合装置注册表的注册记录。于本实施例中，NAT服务器判断第一外部网络辨识信息([email protected])符合装置注册表的一第一注册记录。
随后，NAT服务器便可基于第一注册记录得知，第一用户装置UA1所欲连接的第二用户装置UA2系与第一用户装置UA1处于同一内部网络中，因此，NAT服务器直接根据第一注册记录，将SIP邀请消息的第一外部网络辨识信息([email protected])修正为一第一内部网络辨识信息([email protected])，并根据第一内部网络辨识信息([email protected])将SIP邀请消息传送至第二用户装置UA2。
接着，第二用户装置UA2收到SIP邀请消息并同意建立相关通信后，第二用户装置UA2需告知第一用户装置UA1其SIP所使用的相关信息。具体而言，于接收SIP邀请消息后，第二用户装置UA2传送一SIP响应消息至NAT服务器。其中，SIP响应消息包含一第二内部网络RTP信息(c:192.168.1.12及m:audio 64978)。
接着，NAT服务器接收SIP响应消息后，将SIP响应消息直接传送至第一用户装置UA1，使第一用户装置UA1回复一确认消息至第二用户装置UA2，并基于第一内部网络RTP信息(c:192.168.1.11及m:audio 59308)以及第二内部网络RTP信息(c:192.168.1.12及m:audio 64978)进行实时通信。
本发明的第七实施例为NAT方法，其流程图请参考图7。第七实施例的方法系用于一NAT服务器(例如前述实施例的NAT服务器1)。第七实施例的详细步骤如下所述。
首先，执行步骤701，令NAT服务器自内部网络的一第一用户装置接收一第一SIP邀请消息。其中，第一SIP邀请消息包含第一用户装置的一第一内部网络通信信息、一第二用户装置的一第一辨识信息以及一第一内部网络RTP信息。执行步骤702，令NAT服务器根据一映射表的一第一映射记录，将第一SIP邀请消息的第一内部网络通信信息修改为一第一外部网络通信信息。
接着，执行步骤703，令NAT服务器将第一SIP邀请消息的第一内部网络RTP信息修改为一第一外部网络RTP信息，并于映射表中建立第一内部网络RTP信息对应该第一外部网络RTP信息的一第二映射记录。执行步骤704，令NAT服务器根据第一SIP邀请消息的一连接端口信息，将SIP邀请消息传送至外部网络的一SIP服务器。
据此，SIP服务器便可根据SIP邀请消息的第一识别信息存取第二用户装置的一注册信息，并于根据注册信息将第一SIP邀请消息的第一辨识信息修正为一第二辨识信息后，基于第二辨识信息将第一SIP邀请消息传送至NAT服务器。随后，执行步骤705，令NAT服务器自SIP服务器接收第一SIP邀请消息，并根据第二映射纪录，判断第一SIP邀请消息的第一外部网络RTP信息对应于第一内部网络RTP信息。
执行步骤706，令NAT服务器根据第二映射记录，将第一SIP邀请消息的第一外部网络RTP信息修改为第一内部网络RTP信息，并根据映射表的一第三映射记录，将第一SIP邀请消息的第二识别信息修改为第二用户装置的一第三识别信息。最后，执行步骤707，令NAT服务器根据第三识别信息，将第一SIP邀请消息传送至内部网络的第二用户装置，使第二用户装置根据第一内部网络RTP信息响应第一用户装置。
本发明的第八实施例为NAT方法，其流程图请参考图8A-8C。第八实施例的方法系用于一NAT服务器(例如前述实施例的NAT服务器1)。第八实施例的详细步骤如下所述。
首先，执行步骤801，令NAT服务器自内部网络的一第一用户装置接收一第一SIP邀请消息。其中，第一SIP邀请消息包含第一用户装置的一第一内部网络通信信息、一第二用户装置的一第一辨识信息以及一第一内部网络RTP信息。执行步骤802，令NAT服务器根据一映射表的一第一映射记录，将第一SIP邀请消息的第一内部网络通信信息修改为一第一外部网络通信信息。
接着，执行步骤803，令NAT服务器将第一SIP邀请消息的第一内部网络RTP信息修改为一第一外部网络RTP信息，并于映射表中建立第一内部网络RTP信息对应该第一外部网络RTP信息的一第二映射记录。执行步骤804，令NAT服务器根据第一SIP邀请消息的一连接端口信息，将SIP邀请消息传送至外部网络的一SIP服务器。
据此，SIP服务器便可根据SIP邀请消息的第一识别信息存取第二用户装置的一注册信息，并于根据注册信息将第一SIP邀请消息的第一辨识信息修正为一第二辨识信息后，基于第二辨识信息将第一SIP邀请消息传送至NAT服务器。随后，执行步骤805，令NAT服务器自SIP服务器接收第一SIP邀请消息，并根据第二映射纪录，判断第一SIP邀请消息的第一外部网络RTP信息对应于第一内部网络RTP信息。
执行步骤806，令NAT服务器根据第二映射记录，将第一SIP邀请消息的第一外部网络RTP信息修改为第一内部网络RTP信息，并根据映射表的一第三映射记录，将第一SIP邀请消息的第二识别信息修改为第二用户装置的一第三识别信息。执行步骤807，令NAT服务器将第二映射纪录自映射表中移除。
接着，执行步骤808，令NAT服务器根据第三识别信息，将第一SIP邀请消息传送至内部网络的第二用户装置。执行步骤809，令NAT服务器自第二用户装置接收一第一SIP响应消息。其中，第一SIP响应消息包含第二用户装置的一第二内部网络通信信息以及一第二内部网络RTP信息。
执行步骤810，令NAT服务器根据映射表的第三映射记录，将第一SIP响应消息的第二内部网络通信信息修改为一第二外部网络识别信息。执行步骤811，令NAT服务器将第一SIP响应消息的第二内部网络RTP信息修改为一第二外部网络RTP信息，并于映射表中建立第二内部网络RTP信息对应第二外部网络RTP信息的一第四映射记录。
随后，执行步骤812，令NAT服务器将第一SIP响应消息回传至SIP服务器。如此，SIP服务器便能将第一SIP响应消息回传至第一用户装置所属的NAT服务器。执行步骤813，令NAT服务器自SIP服务器接收第一SIP响应消息，并根据第四映射纪录，判断第一SIP响应消息的第二外部网络RTP信息对应于第二内部网络RTP信息。
执行步骤814，令NAT服务器根据第四映射记录，将第一SIP响应消息的第二外部网络RTP信息修改为第二内部网络RTP信息。执行步骤815，令NAT服务器将第四映射纪录自映射表中移除。最后，执行步骤816，令NAT服务器将第一SIP响应消息回传至内部网络的第一用户装置。如此，第一用户装置便可回复一确认消息至第二用户装置，并基于第一内部网络RTP信息以及第二内部网络RTP信息进行实时通信。
本发明的第九实施例为NAT方法，其流程图请参考图9。第九实施例的方法系用于一NAT服务器(例如前述实施例的NAT服务器2)。第九实施例的详细步骤如下所述。
首先，执行步骤901，令NAT服务器自内部网络的一第一用户装置接收一第一SIP邀请消息。其中，第一SIP邀请消息包含一第一内部网络RTP信息以及一第二用户装置的一第一外部网络辨识信息。执行步骤902，令NAT服务器判断第一外部网络辨识信息符合一装置注册表的一第一注册记录。
接着，执行步骤903，令NAT服务器基于第一注册记录，将第一SIP邀请消息的第一外部网络辨识信息修正为一第一内部网络辨识信息。最后，执行步骤904，令NAT服务器根据第一内部网络辨识信息，将第一SIP邀请消息传送至第二用户装置，使第二用户装置根据第一内部网络RTP信息响应第一用户装置。
本发明的第十实施例为NAT方法，其流程图请参考图10。第十实施例的方法系用于一NAT服务器(例如前述实施例的NAT服务器2)。第十实施例的详细步骤如下所述。
首先，执行步骤1001，令NAT服务器自内部网络的一第一用户装置接收一第一SIP邀请消息。其中，第一SIP邀请消息包含一第一内部网络RTP信息以及一第二用户装置的一第一外部网络辨识信息。执行步骤1002，令NAT服务器判断第一外部网络辨识信息符合一装置注册表的一第一注册记录。
接着，执行步骤1003，令NAT服务器基于第一注册记录，将第一SIP邀请消息的第一外部网络辨识信息修正为一第一内部网络辨识信息。执行步骤1004，令NAT服务器根据第一内部网络辨识信息，将第一SIP邀请消息传送至第二用户装置，使第二用户装置根据第一内部网络RTP信息响应第一用户装置。
执行步骤1005，令NAT服务器自第二用户装置接收一第一SIP响应消息。其中，第一SIP响应消息包含一第二内部网络RTP信息。最后，执行步骤1006，令NAT服务器将第一SIP响应消息直接传送至第一用户装置，使第一用户装置回复一确认消息至第二用户装置，并基于第一内部网络RTP信息以及第二内部网络RTP信息进行实时通信。
综合上述，本发明的NAT服务器及其NAT方法，主要可在二用户装置位于同一NAT服务器的局域网络的情况下，利用映射关系完成SIP的RTP通信服务的封包路由对应，藉以提升传输效率，同时可避免后端SIP服务器的负担。
惟上述实施例仅为例示性说明本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。本领域技术人员可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以权利要求为准。

Claims (12)

1.一种用于网络地址转换(Network Address Translation,NAT)服务器的NAT方法，包含：
(a)令该NAT服务器自内部网络的一第一用户装置接收一第一会话发起协议邀请消息，其中，该第一SIP邀请消息包含该第一用户装置的一第一内部网络通信信息、一第二用户装置的一第一辨识信息以及一第一内部网络实时传输协议信息；
(b)令该NAT服务器根据一映射表的一第一映射记录，将该第一SIP邀请消息的该第一内部网络通信信息修改为一第一外部网络通信信息；
(c)令该NAT服务器将该第一SIP邀请消息的该第一内部网络RTP信息修改为一第一外部网络RTP信息，并于该映射表中建立该第一内部网络RTP信息对应该第一外部网络RTP信息的一第二映射记录；
(d)令该NAT服务器于步骤(c)后，根据该第一SIP邀请消息的一连接端口信息，将该SIP邀请消息传送至外部网络的一SIP服务器，使该SIP服务器根据该SIP邀请消息的该第一识别信息存取该第二用户装置的一注册信息，并于根据该注册信息将该第一SIP邀请消息的该第一辨识信息修正为一第二辨识信息后，基于该第二辨识信息将该第一SIP邀请消息传送至该NAT服务器；
(e)令该NAT服务器自该SIP服务器接收该第一SIP邀请消息，并根据该第二映射纪录，判断该第一SIP邀请消息的该第一外部网络RTP信息对应于该第一内部网络RTP信息；
(f)令该NAT服务器于步骤(e)后，根据该第二映射记录将该第一SIP邀请消息的该第一外部网络RTP信息修改为该第一内部网络RTP信息，并根据该映射表的一第三映射记录，将该第一SIP邀请消息的该第二识别信息修改为该第二用户装置的一第三识别信息；
(g)令该NAT服务器于步骤(f)后，根据该第三识别信息将该第一SIP邀请消息传送至内部网络的该第二用户装置，使该第二用户装置根据该第一内部网络RTP信息响应该第一用户装置。
2.如权利要求1所述的NAT方法，其特征在于，步骤(f)后更包含：
(f1)令该NAT服务器将该第二映射纪录自该映射表中移除。
3.如权利要求1所述的NAT方法，其特征在于，步骤(g)后更包含：
(h)令该NAT服务器自该第二用户装置接收一第一SIP响应消息，其中，该第一SIP响应消息包含该第二用户装置的一第二内部网络通信信息以及一第二内部网络RTP信息；
(i)令该NAT服务器根据该映射表的该第三映射记录，将该第一SIP响应消息的该第二内部网络通信信息修改为一第二外部网络识别信息；
(j)令该NAT服务器将该第一SIP响应消息的该第二内部网络RTP信息修改为一第二外部网络RTP信息，并于该映射表中建立该第二内部网络RTP信息对应该第二外部网络RTP信息的一第四映射记录；
(k)令该NAT服务器于步骤(j)后，将该第一SIP响应消息回传至该SIP服务器，使该SIP服务器将该第一SIP响应消息回传该第一用户装置所属的该NAT服务器；
(l)令该NAT服务器自该SIP服务器接收该第一SIP响应消息，并根据该第四映射纪录，判断该第一SIP响应消息的该第二外部网络RTP信息对应于该第二内部网络RTP信息；
(m)令该NAT服务器于步骤(l)后，根据该第四映射记录将该第一SIP响应消息的该第二外部网络RTP信息修改为该第二内部网络RTP信息；
(n)令该NAT服务器于步骤(m)后，将该第一SIP响应消息回传至内部网络的该第一用户装置，使该第一用户装置回复一确认消息至该第二用户装置，并基于该第一内部网络RTP信息以及该第二内部网络RTP信息进行实时通信。
4.如权利要求3所述的NAT方法，其特征在于，步骤(m)后更包含：
(m1)令该NAT服务器将该第四映射纪录自该映射表中移除。
5.一种用于网络地址转换(Network Address Translation,NAT)服务器的NAT方法，包含：
(a)令该NAT服务器自内部网络的一第一用户装置接收一第一会话发起协议邀请消息，其中，该第一SIP邀请消息包含一第一内部网络实时传输协议信息以及一第二用户装置的一第一外部网络辨识信息；
(b)令该NAT服务器判断该第一外部网络辨识信息符合一装置注册表的一第一注册记录；
(c)令该NAT服务器根据步骤(b)的结果，基于该第一注册记录将该第一SIP邀请消息的该第一外部网络辨识信息修正为一第一内部网络辨识信息；
(d)令该NAT服务器根据该第一内部网络辨识信息，将该第一SIP邀请消息传送至该第二用户装置，使该第二用户装置根据该第一内部网络RTP信息响应该第一用户装置。
6.如权利要求5所述的NAT方法，其特征在于，更包含：
(e)令该NAT服务器自该第二用户装置接收一第一SIP响应消息，其中，该第一SIP响应消息包含一第二内部网络RTP信息；
(f)令该NAT服务器将该第一SIP响应消息直接传送至该第一用户装置，使该第一用户装置回复一确认消息至该第二用户装置，并基于该第一内部网络RTP信息以及该第二内部网络RTP信息进行实时通信。
7.一种网络地址转换(Network Address Translation,NAT)服务器，包含：
一存储器，存有一映射表；
一收发接口；以及
一处理单元；
其中，该收发接口用以自内部网络的一第一用户装置接收一第一会话发起协议邀请消息，其中，该第一SIP邀请消息包含该第一用户装置的一第一内部网络通信信息、一第二用户装置的一第一辨识信息以及一第一内部网络实时传输协议信息；
该处理单元用以：
根据该映射表的一第一映射记录，将该第一SIP邀请消息的该第一内部网络通信信息修改为一第一外部网络通信信息；
将该第一SIP邀请消息的该第一内部网络RTP信息修改为一第一外部网络RTP信息，并于该映射表中建立该第一内部网络RTP信息对应该第一外部网络RTP信息的一第二映射记录；
根据该第一SIP邀请消息的一连接端口信息，透过该收发接口将该SIP邀请消息传送至外部网络的一SIP服务器，使该SIP服务器根据该SIP邀请消息的该第一识别信息存取该第二用户装置的一注册信息，并于根据该注册信息将该第一SIP邀请消息的该第一辨识信息修正为一第二辨识信息后，基于该第二辨识信息将该第一SIP邀请消息传送至该NAT服务器；
于该收发接口自该SIP服务器接收该第一SIP邀请消息后，根据该第二映射纪录，判断该第一SIP邀请消息的该第一外部网络RTP信息对应于该第一内部网络RTP信息；
根据该第二映射记录将该第一SIP邀请消息的该第一外部网络RTP信息修改为该第一内部网络RTP信息，并根据该映射表的一第三映射记录，将该第一SIP邀请消息的该第二识别信息修改为该第二用户装置的一第三识别信息；
根据该第三识别信息，透过该收发接口将该第一SIP邀请消息传送至内部网络的该第二用户装置，使该第二用户装置根据该第一内部网络RTP信息响应该第一用户装置。
8.如权利要求7所述的NAT服务器，其特征在于，该处理单元更用以于将该第一SIP邀请消息的该第一外部网络RTP信息修改为该第一内部网络RTP信息后，将该第二映射纪录自该映射表中移除。
9.如权利要求7所述的NAT服务器，其特征在于，该收发接口更用以自该第二用户装置接收一第一SIP响应消息，该第一SIP响应消息包含该第二用户装置的一第二内部网络通信信息以及一第二内部网络RTP信息，该处理单元更用以：
根据该映射表的该第三映射记录，将该第一SIP响应消息的该第二内部网络通信信息修改为一第二外部网络识别信息；
将该第一SIP响应消息的该第二内部网络RTP信息修改为一第二外部网络RTP信息，并于该映射表中建立该第二内部网络RTP信息对应该第二外部网络RTP信息的一第四映射记录；
透过该收发接口将该第一SIP响应消息回传至该SIP服务器，使该SIP服务器将该第一SIP响应消息回传该第一用户装置所属的该NAT服务器；
于该收发接口自该SIP服务器接收该第一SIP响应消息后，根据该第四映射纪录，判断该第一SIP响应消息的该第二外部网络RTP信息对应于该第二内部网络RTP信息；
根据该第四映射记录将该第一SIP响应消息的该第二外部网络RTP信息修改为该第二内部网络RTP信息；
透过该收发接口将该第一SIP响应消息回传至内部网络的该第一用户装置，使该第一用户装置回复一确认消息至该第二用户装置，并基于该第一内部网络RTP信息以及该第二内部网络RTP信息进行实时通信。
10.如权利要求9所述的NAT服务器，其特征在于，该处理单元更用以于将该第一SIP响应消息的该第二外部网络RTP信息修改为该第二内部网络RTP信息后，将该第四映射纪录自该映射表中移除。
11.一种网络地址转换(Network Address Translation,NAT)服务器，包含：
一存储器，存有一装置注册表；
一收发接口；以及
一处理单元；
其中，该收发接口用以自内部网络的一第一用户装置接收一第一会话发起协议邀请消息，其中，该第一SIP邀请消息包含一第一内部网络实时传输协议信息以及一第二用户装置的一第一外部网络辨识信息；
该处理单元用以：
判断该第一外部网络辨识信息符合该一装置注册表的一第一注册记录；
基于该第一注册记录将该第一SIP邀请消息的该第一外部网络辨识信息修正为一第一内部网络辨识信息；
根据该第一内部网络辨识信息，透过该收发接口将该第一SIP邀请消息传送至该第二用户装置，使该第二用户装置根据该第一内部网络RTP信息响应该第一用户装置。
12.如权利要求11所述的NAT服务器，其特征在于，该收发接口更用以：
自该第二用户装置接收一第一SIP响应消息，其中，该第一SIP响应消息包含一第二内部网络RTP信息，该处理单元更用以：
将该第一SIP响应消息直接传送至该第一用户装置，使该第一用户装置回复一确认消息至该第二用户装置，并基于该第一内部网络RTP信息以及该第二内部网络RTP信息进行实时通信。
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