UPnP NAT Traversal 常見問題

問：什么是 UpnP？

答：通用即插即用 (UPnP) 是一種用于 PC 機和智能設備（或儀器）的常見對等網(wǎng)絡連接的體系結(jié)構(gòu)，尤其是在家庭中。UPnP 以 Internet 標準和技術（例如 TCP/IP、HTTP 和 XML）為基礎，使這樣的設備彼此可自動連接和協(xié)同工作，從而使網(wǎng)絡（尤其是家庭網(wǎng)絡）對更多的人成為可能。

問：UPnP 對消費者意味著什么？

答：簡單、更多選擇和更新穎的體驗。包含通用即插即用技術的網(wǎng)絡產(chǎn)品只需實際連到網(wǎng)絡上，即可開始正常工作。實際上，UPnP 可以和任何網(wǎng)絡媒體技術（有線或無線）協(xié)同使用。舉例來說，這包括：Category 5 以太網(wǎng)電纜、Wi-Fi 或 802.11B 無線網(wǎng)絡、IEEE 1394 (Firewire)、電話線網(wǎng)絡或電源線網(wǎng)絡。當這些設備與 PC 互連時，用戶即可充分利用各種具有創(chuàng)新性的服務和應用程序。

問：什么是 UPnP 論壇？

答：“通用即插即用論壇”是一個開放式業(yè)界協(xié)會，成立于 1999 年 6 月，旨在幫助定義 UPnP 標準以簡化家庭（長遠上講則是企業(yè)）智能設備的聯(lián)網(wǎng)。為實現(xiàn)上述目標，該論壇正在制定和公布 UPnP 設備控制協(xié)議及服務控制協(xié)議。截止到 2001 年 6 月初，已有 350 多家公司成為 UPnP 論壇的成員。UPnP 論壇受由 22 名成員組成的 UPnP Steering Committee（UPnP 指導委員會）的管理。此外還設立了技術委員會、市場推廣委員會及各種工作委員會（分別面向某種特定的設備），旨在努力實現(xiàn)該機構(gòu)的目標。有關論壇成員的列表及加入論壇的信息，請見論壇 Web 站點。

問：UPnP 的技術要素是什么？

答：UPnP 范圍廣泛，原因是它面向的是家庭網(wǎng)絡、臨近網(wǎng)絡及小型企業(yè)和商住樓中的網(wǎng)絡。在網(wǎng)絡控制設備的管理下，它支持任何兩個設備之間的數(shù)據(jù)通訊。UPnP 不依賴于特定的操作系統(tǒng)、編程語言或物理媒體。

UPnP 支持零配置網(wǎng)絡及自動查找功能，這樣以來，設備即可動態(tài)加入網(wǎng)絡，獲取 IP 地址，宣布自己的名稱，根據(jù)需要提供功能，并了解其它設備的存在和功能。DHCP 和 DNS 服務器為可選項。只要在網(wǎng)絡上可用，即可加以使用。此外，設備還可自動平穩(wěn)地脫離網(wǎng)絡，而不會遺留任何不必要的狀態(tài)。

UPnP 汲取了 Internet 的成功之處并繼承了它的組件，包括 IP、TCP、UDP、HTTP 及 XML。UPnP 中涉及了多供應商之間的協(xié)作，旨在建立標準的設備控制協(xié)議 (DCP)。與 Internet 類似，這些協(xié)議以公告式線協(xié)議為基礎，表示為 XML 形式，且通過 HTTP 進行通訊。

問：什么是 NAT？為什么使用它？

答：“網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換”是一種 Internet Engineering Task Force (IETF) 標準，用于允許專用網(wǎng)絡（使用專用地址范圍，例如 10.0.x.x、192.168.x.x、172.x.x.x）上的多臺 PC 機或設備共享單個、可全局路由的 IPv4 地址。經(jīng)常使用 NAT 的一個主要原因就是 IPv4（最新一代 Internet）地址的資源日漸緊缺。

在構(gòu)成公用 Internet 與專用局域網(wǎng)之間屏障的網(wǎng)關設備中，可以使用 NAT。當專用局域網(wǎng)的 IP 數(shù)據(jù)包經(jīng)過網(wǎng)關時，NAT 將把專用 IP 地址和端口號轉(zhuǎn)換為公用 IP 地址和端口號，從而跟蹤這些轉(zhuǎn)換以保持各個會話不變。Microsoft® Windows® XP 和 Windows Me 操作系統(tǒng)中的“Internet 連接共享”及許多 Internet 網(wǎng)關設備都使用 NAT，尤其是在通過 DSL 或電纜調(diào)制解調(diào)器連接寬帶網(wǎng)的情況下。隨著越來越多的家庭和小型企業(yè)將自己的 PC 機連接起來并共享 Internet 連接，NAT 的使用量正急劇增加。

問：NAT 的問題在哪？

答：簡言之：NAT 會“瓦解”許多家庭或小型企業(yè)中日漸需要的最新型 PC 和家庭網(wǎng)絡技術，例如多玩家游戲、實時通訊及其它對等服務。如果在公用 Internet 上使用專用地址或同時使用同一端口號，這些應用程序就會中止。應用程序必須使用公共地址，且每個會話都須使用唯一的端口號。大型機構(gòu)有專門的 IT 人員來確保其公司應用程序在 NAT 上正常使用，但較小的機構(gòu)和消費者卻不具備這樣奢侈的條件。UPnP NAT Traversal 可以自動解決 NAT 給應用程序帶來的許多問題，使之成為小型企業(yè)和消費者理想的解決方案。

問：誰提出的 NAT Traversal 解決方案？

答：NAT Traversal 解決方案是 UPnP IGD Working Committee 為制定 Internet 網(wǎng)關設備 (IGD) 規(guī)范所從事工作的一部分。UPnP 的成員公司可以加入該委員會，也可以只選擇跟蹤其工作進展。委員會的主席是 Intel 公司的 Prakash Iyer (prakash.iyer@intel.com)。許多公司，包括 Microsoft，都在為此而努力。

問：是否有其它途徑來解決 NAT Traversal 的問題？如果有，為什么將 UPnP 視為最佳選擇？

答：是的，確實有其它途徑來解決此問題，但目前還沒有其它機制來作為解決該問題的業(yè)界標準，從而能對消費者自動實現(xiàn)，而對開發(fā)人員則普遍可行。其它方案或者要求用戶進行人工干預，或者要求 Internet 網(wǎng)關設備制造商進行專門的開發(fā)，并要求軟件開發(fā)人員處理 NAT Traversal 對特殊應用程序的需要。因此，只有 UPnP 能解決該重大問題。

用戶的工作： NAT Traversal 的手工干預法要求用戶使用瀏覽器（PC 機上一種基于圖形用戶界面的工具）或 PC 上的命令行界面工具來更改家中 Internet 網(wǎng)關設備上的某些設置。盡管有些熱衷技術的用戶不會有很大困難，但許多用戶卻感到困難重重。此外，許多用戶甚至不知道 NAT Traversal 問題正對其 Internet 服務的使用造成干擾。用戶可能想體驗一種多玩家游戲或使用其它某些對等服務，卻發(fā)現(xiàn)由于某種原因而無法連接。這會導致用戶采取疑難解答步驟、尋求電話支持、感到不滿，甚至以后不打算使用新的服務或不打算嘗試新的技術感受。

開發(fā)人員的工作： 為避免要求用戶手動解決此 NAT Traversal 問題，有些 Internet 網(wǎng)關設備制造商已編寫出應用層網(wǎng)關支持，并將其包含到設備中。該應用層網(wǎng)關軟件的設計思路是特殊的應用程序。換言之，設備制造商將編寫和測試特殊的代碼，自動使一個應用程序完成 NAT。如果該應用程序軟件進行了更新，則設備制造商所編寫的應用層代碼將必須重新進行更新和測試。當只需要考慮幾個對等或相關的應用程序時，這種一對一解決 NAT Traversal 問題的方式對于設備制造商而言是可管理的，但它無法對數(shù)百或數(shù)千個應用程序伸展自如，這時不僅開發(fā)成本高，并可能需要有關這些應用程序各自原理方面的知識。解決該問題較好的方法就是讓設備制造商為設備添加能理解 UPnP 的軟件或固件，然后讓其它設備和軟件能利用同一技術與 NAT 設備進行通訊?，F(xiàn)在只有 UPnP 能夠完成這種職責。

問：UPnP NAT Traversal 解決方案的作用是什么？

答：支持 UPnP 的 NAT Traversal 可確保下列情況的實現(xiàn)：

多玩家游戲
對等連接
實時通訊
遠程協(xié)助（Windows XP 的功能之一）
對于 IHV 而言，該解決方案免去了編寫和維護應用層網(wǎng)關 (ALG) 數(shù)據(jù)庫以通過 NAT 的必要。它受 Windows XP 和 Direct Play（一種 Windows 編程資源）的支持，因此為 DPlay 編寫的軟件應用程序?qū)⒛茏詣訉?NAT Traversal 使用 UPnP 解決方案。

通過提供下列操作的方法，UPnP 論壇的 IGD 規(guī)范可進行自動 NAT Traversal：

了解公用 IP 地址
列舉現(xiàn)有的端口映射
添加和刪除端口映射
指定映射的租用期

問：哪些制造商在實施 UPnP NAT Traversal 解決方案？

答：目前，大多數(shù)大型網(wǎng)關（DSL/電纜路由器）制造商都宣布計劃從 2001 年（不遲于 7 月份）在提供的產(chǎn)品中實施 UPnP NAT Traversal 解決方案。其中包括：Microsoft（WindowsXP 中）、Linksys、D-Link、Intel、Netgear and Buffalo Technology 及 Arescom。

其中的一些制造商已宣布將為已擁有其設備的用戶提供固件或軟件升級，從而為支持 UPnP 的 NAT Traversal 提供支持。

問：用戶怎樣才能知道哪些 Internet 網(wǎng)關設備支持 UPnP？

答：用戶可以查閱 Internet 網(wǎng)關設備制造商的 Web 站點，或者閱讀產(chǎn)品包裝上的標簽，以確定是否提供該功能。后面幾個月內(nèi)，有些零售商將會知道這個情況。在未來的幾個月中，UPnP 論壇會提供一個 UPnP 徽標。制造商可以在自己的產(chǎn)品包裝、營銷資料或產(chǎn)品上包含該徽標，以表明該產(chǎn)品滿足 UPnP 論壇的測試要求。

問：開發(fā)人員實施該方案時有哪些可用的資源？

答：資源有很多，范圍從白皮書到互操作性測試事件 (PlugFests)。有關技術性的文章，請訪問 http://www.upnp.org/resources.htm。有關未來的重大事件，請參閱 http://www.upnp.org/events.htm。Microsoft 在 MSDN Online 上提供有關 Windows XP 的開發(fā)人員信息。