解析软交换系统中的私网地址转换

　　概述

　　近年来，随着网络向分组化方向发展，VOIP、软交换等技术开始越来越多地应用于网络。这些新技术在为用户带来更多服务选择的同时，自身也面临许多需要解决的问题，网络中大量使用私有IP地址就是其中之一。　

　　1、问题的产生

　　先来简单介绍一下软交换系统的用户接入方式。从软交换机放置的等级区分，大致可分两类：(1)通过PSTN接入，软交换机位于汇接局/长途局；(2)通过IP网接入，软交换机相当于本地端局，如图1所示。　　

　　软交换用户接入方式

　　第一种接入方式，通过原有的PSTN交换机接入，和传统方式相比用户侧没有任何变化，也不存在IP地址问题；第二种接入方式(包括IP-IP、IP-PSTN等)，IP多媒体用户通过IP网接入，必须分配IP地址。由于IPv4本身地址空间有限，且分配不均，随着互联网用户的飞速发展，IP地址匮乏情况越来越严重，因此运营商、企业用户等大量采用私有IP地址。据估计目前网上使用私有IP地址的设备数量远远超过使用合法IP地址的设备数量。

　　这些私网用户在访问公网时，一般采用NAT+PAT技术来解决地址转换问题。当私网内部设备试图访问外部网络时，NAT(网络地址转换)技术可将其私有的IP地址转换成合法的IP地址。动态的端口转换(PAT)技术可解决合法IP地址紧缺的问题，PAT将私有地址+TCP/UDP端口转换并为一个合法地址+一个TCP/UDP端口，这样可有多个私有地址对应一个合法地址，用不同的TCP/UDP端口进行区分。NAT与PAT通常被同时使用，称为网络地址端口转换(NAPT)。

　　NAPT一般只完成IP层地址的转换，而软交换协议(如H.323、SIP、MGCP等)需要依靠封装在高层的地址信息完成通信。一方面，由于NAPT不能相应地修改这些封装在协议包内的地址，使软交换系统无法获得终端正确的地址信息，结果造成无法建立通信；另一方面，私网设备只有在向外部主动发起连接时，才会被分配到合法IP和端口号。若不做特殊处理，设备对外部网络来说是不可见的，也无法接受软交换发来的呼叫请求。