asterisk的NAT配置

http://www.asteriskguru.com/tutorials/sip_nat_oneway_or_no_audio_asterisk.html

这篇文章已经把该说的都说了，能理解多少是多少！

1. sip.conf:

Externip:在[general] context配置的属性，配置你的公网地址，这样发送sip消息时就会用该地址替换消息头的主机地址，对端解析消息后就会往这个地址发送应答消息。

Nat：该属性决定asterisk如何处理用户的连接。个人理解就是配置astersik处理收到消息的方式。

a） nat=route

asterisk 从收到的rtp包得到目地地址，把rtp包发往该地址而不是SDP中协商的每媒体地址。

b） nat=no

默认配置，根据rfc3581，asterisk会把rport和received字段添加到via域，作为应答接受地址。

http://hi.baidu.com/caoyaping/blog/item/18f15c6e724e6fd781cb4ad8.html

c） nat=never

asterisk不把rport加入via域，也不会按照route的方式处理。？

d） nat=yes

======================================转一篇关于nat的文章，原地址打不开了==============

STUN是RFC3489规定的一种NAT穿透方式，它采用辅助的方法探测NAT的IP和端口。毫无疑问的，它对穿越早期的NAT起了巨大的作用，并且还将继续在ANT穿透中占有一席之地。

STUN的探测过程需要有一个公网IP的STUN server，在NAT后面的UAC必须和此server配合，互相之间发送若干个UDP数据包。UDP包中包含有UAC需要了解的信息，比如NAT外网 IP，PORT等等。UAC通过是否得到这个UDP包和包中的数据判断自己的NAT类型。

假设有如下UAC（B），NAT（A），SERVER（C），UAC的IP为IPB，NAT的IP为 IPA ，SERVER的 IP为IPC1 、IPC2。请注意，服务器C有两个IP，后面你会理解为什么需要两个IP。

（1）NAT的探测过程：

STEP1：B向C的IP1的pot1端口发送一个UDP 包。C收到这个包后，会把它收到包的源IP和port写到UDP包中，然后把此包通过IP1和port1发还给B。这个IP和port也就是NAT的外网 IP和port（如果你不理解，那么请你去看我的BLOG里面的NAT的原理和分类），也就是说你在STEP1中就得到了NAT的外网IP。

熟悉NAT工作原理的朋友可以知道，C返回给B的这个UDP包B一定收到（如果你不知道，去读下我的其它文章）。如果在你的应用中，向一个STUN服务器发送数据包后，你没有收到STUN的任何回应包，那只有两种可能：1、STUN服务器不存在，或者你弄错了port。2、你的NAT拒绝一切UDP包从外部向内部通过（我们公司的NAT就是）。

当B收到此UDP后，把此UDP中的IP和自己的IP做比较，如果是一样的，就说明自己是在公网，下步NAT将去探测防火墙类型，我不想多说。如果不一样，说明有NAT的存在，系统进行STEP2的操作。

STEP2：B向C的IP1发送一个UDP包，请求C通过另外一个 IP2和PORT（不同与SETP1的IP1）向B返回一个UDP数据包（现在知道为什么C要有两个IP了吧，虽然还不理解为什么，呵呵）。

我们来分析一下，如果B收到了这个数据包，那说明什么？说明NAT来着不拒，不对数据包进行任何过滤，这也就是STUN标准中的full coneNAT。遗憾的是，full cone nat太少了，这也意味着你能收到这个数据包的可能性不大。如果没收到，那么系统进行STEP3的操作。

STEP3：B向C的IP2的port2发送一个数据包，C收到数据包后，把它收到包的源IP和port写到UDP包中，然后通过自己的IP2和port2把此包发还给B。

和step1一样，B肯定能收到这个回应UDP包。此包中的port是我们最关心的数据，下面我们来分析：

如果这个port和step1中的port一样，那么可以肯定这个NAT是个CONE NAT，否则是对称NAT。道理很简单：根据对称NAT的规则，当目的地址的IP和port有任何一个改变，那么NAT都会重新分配一个port使用，而在step3中，和step1对应，我们改变了IP和port。因此，如果是对称NAT,那这两个port肯定是不同的。

如果在你的应用中，到此步的时候PORT是不同的，恭喜你，你的STUN已经死了。如果不同，那么只剩下了restrict cone 和port restrict cone。系统用step4探测是是那一种。

STEP4：B向C的IP2的一个端口PD发送一个数据请求包，要求C 用IP2和不同于PD的port返回一个数据包给B。

我们来分析结果：如果B收到了，那也就意味着只要IP相同，即使port不同，NAT也允许UDP包通过。显然这是restrict coneNAT。如果没收到，没别的好说，port restrict NAT.

（2）SIP怎么使用STUN

个人认为这是个很不值得提的问题，不过有许多人问我，还是简要提一下。其实这是个很简单的问题，SIP通过STUN得到NAT的外网IP和SIP的信令监听端口的外网port，替换SIP注册包中的contact头中的IP和port，然后注册。这样就可以确保当有人呼叫你的的时候注册服务器能找到你。需要提醒你的是，NAT发现一个连接超过一段时间后没有活动，它就会关闭这个影射，因此你必须间隔一端时间发送一个数据包出去以keep alive。

另外，当你要和别人建立RTP通讯的时候，不要忘记把你的SDP中的IP和PORT改成公网IP和PORT。

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下面对SIP协议产生NAT穿透问题，作一些解释；及提出解决的办法。
1、大致有4种类型的NAT。
a) Full Cone 完全圆锥体
b) restricted cone 受限制的圆锥体
c) port restricted 端口受限制的圆锥体
d) symmetric 对称的
其中a,b,c 也称作非对称的NAT。

2、SIP终端在NAT后面，其工作有可能出现问题。原因是SIP信令走的路径，和媒体流走的路径不一样。

3、Full Cone 完全圆锥体NAT
因特网上的任何PC，可以发送数据包到IP:port对；而NAT将这个IP:port对（公网上的）映射到内网的IP:port对（私有网络的）。

4、restricted cone 受限制的圆锥体NAT
NAT外面的PC，只有那些内网中已有PC与之联系过的PC，才能通过这个映射进来。例如，我通过内网的一台机器，IP 地址是10.1.1.1:123，与PC(a)联系，则PC(a)也可以通过这个NAT的映射，联系到我。而PC(b)则不行。
10.1.1.1:123 —NAT —> 202.70.65.78:10000 ——pc(a)
如果pc(b)也发送数据到 202.70.65.78:10000，则不会有数据送到10.1.1.1:123。

补充说明：
如果我也联系过pc(b)，则pc(b)也可以进来了。
10.1.1.1:123 —NAT —> 202.70.65.78:10000 ——pc(b)
如果pc(b)也发送数据到202.70.65.78:10000，则数据送到 10.1.1.1:123。

5、port restricted 端口受限制的圆锥体NAT
除了4的条件外，即不但要检测pc(a)的源IP地址，还要检测其端口是否与前面也一样。
10.1.1.1:123 —>NAT—->202.70.65.78:10000 —–> pc(a)[213.123.324.34:8000]

这个NAT只会接收从IP地址 213.123.324.34 且端口为 8000来的数据，让进入到10.1.1.1:123。

6、对称的NAT 这是关系描述最简单的一个
10.1.1.1:1000 —-NAT —–> 200.123.123.34:1234 —-pc(a)
10.1.1.1:1000 —-NAT —–> 200.123.123.34:2222—-pc(b)
这种NAT的IP:port对，对每个外部的程序，都是不同的。因而每一个外部的程序，都有自己的映射（NAT分配的IP:port对）。而前面的三种，多个外部程序，可能共用一个NAT的IP:port对。

7、RTP的问题
在RTP的消息正文内，有UA能够成功通信所需要的一些信息。这种消息正文，就叫做SDP消息。

问题在于，SIP终端（UA）可能对NAT一无所知。因而在SDP中包含的IP地址，通常使用内部的IP地址，也就是SIP终端知道的IP。这样，当通信的对方想与SIP终端通信时，就查看SDP消息中的IP地址，但是什么也没有得到，因为这里使用的是内部IP地址。

下面举个例子说明：

INVITE sip:040600@192.168.20.2:5060 SIP/2.0.
Record-Route: <sip:143.248.130.35;ftag=3a7ceb24a6ac50c4;lr=on>.
Via: SIP/2.0/UDP 143.248.130.35;branch=z9hG4bK758e.976609c7.0.
Via: SIP/2.0/UDP
192.168.20.3;rport=1024;received=223.178.140.109;branch=z9hG4bK34efcab2403aa20d.
From: "Iqbal" <sip:040618@sip.dom.com>;tag=3a7ceb24a6ac50c4.
To: <sip:040600@sip.dom.com>.
Contact: <sip:040618@223.178.140.109:1024>.
Supported: replaces.
Call-ID: 7f2c327896a5b0e1@192.168.20.3.
CSeq: 8717 INVITE.
User-Agent: Grandstream HT487 1.0.5.18.
Max-Forwards: 16.
Allow: IN
VITE,ACK,CANCEL,BYE,NOTIFY,REFER,OPTIONS,INFO,SUBSCRIBE.
Content-Type: application/sdp.
Content-Length: 343.
.
v=0.
o=040618 8000 1 IN IP4 192.168.20.3.
s=SIP Call.
c=IN IP4 192.168.20.3.
t=0 0.
m=audio 38660 RTP/AVP 0 8 4 18 2 15 99.
a=sendrecv.
a=rtpmap:0 PCMU/8000/3.
a=rtpmap:8 PCMA/8000/3.

SIP消息的标题头，类似于邮件的标题头。从后往前看，从From行开始，看到第一个Via行，这是SIP终端自己认为的IP地址，例如 192.168.20.3。但是SIP代理服务器是聪明的，它知道这个消息是从哪里发过来的，它添加了rport和接收到的标志：
Via: SIP/2.0/UDP
192.168.20.3;rport=1024;received=223.178.140.109;branch=z9hG4bK34efcab2403aa20d.

也就是说，SIP代理服务器，知道发消息的SIP终端的公网地址是223.178.140.109:1024。
这样，SIP代理服务器是可以与SIP终端通信的，因为它知道SIP终端的公网地址。

但是，可怜的老式的RTP被阻塞了，因为它的标题头如下：
v=0.
o=040618 8000 1 IN IP4 192.168.20.3.
s=SIP Call.
c=IN IP4 192.168.20.3.
t=0 0.
m=audio 38660 RTP/AVP 0 8 4 18 2 15 99.
a=sendrecv.
a=rtpmap:0 PCMU/8000/3.
a=rtpmap:8 PCMA/8000/3.

SIP终端期望从端口 port m=38660 且IP地址IP c= 192.168.20.3来接收RTP数据，而这个192.168.20.3:38660，就是通信的对方试图发RTP数据的目的地址。

这就是SIP电话振铃总是能够听到，而接起来却没有声音的原因。

8 解决办法告诉SIP终端，不要如此傻地工作，而要想办法知道NAT分配给自己的端口映射。

并将公网的IP地址：端口放到SDP消息中。这样，SIP终端就问NAT….。或者是问公网的某个服务器，NAT分配给自己的映射是什么。

9 问NAT。这种办法就是使用UPnP协议，另外去参见UPnP的资料。

10 问公网上的某个服务器。如STUN服务器。
SIP终端发送一个探测数据包，到公网上的服务器。公网上的服务器会发回数据包，会包含有关NAT的详细信息。有了这些信息，SIP终端就会知道它是否在NAT后面。这种探测方法，可以用于上面4种NAT，都有效。例如SIP终端从 10.1.1.1:1000发送一个数据包，则SDP消息中包含的是m=1000 and c=10.1.1.1。但是，如果SIP终端先进行NAT探测，则会知道NAT会分配公网的IP:端口是212.134.123.23:12345。则 SIP终端直接在SDP消息写m=12345，c=212.134.123.23。

产生的问题因为NAT的端口分配是动态的，因而有可能会改变。这样，在发送了NAT探测消息后，要很快地发送出SIP消息。而且，SIP终端发送数据的端口和接收数据的端口要是一样的。

注意受限制的圆锥体（包括端口受限制的圆锥体）NAT，它不让回来的消息进来，除非SIP终端先发了一个数据包给它。因而，SIP终端需要先发一个数据包给对方。这样以后对方来的数据，就可以进入NAT内部了（不过，不需要为这个操作担心，有办法的）。

上面的办法在对称的NAT后面，不能够工作。因为，对称的NAT，它在分配给SIP终端外部的IP:port时，每次都变化（不同的对方不一样）。也就是SIP终端在探测NAT时，得到的IP:port，与它后来发SIP消息时，分配的IP:port不一样。这样，对方来的语音数据就进不来，因为对方得不到正确的IP:port。

11、上面描述的过程，其实就是采用STUN协议时，解决问题的过程。就是SIP终端向STUN服务器发探测NAT的数据包。

12、对称的NAT 解决办法就是在公网上放一个中转语音流的服务器。这个中转语音流的服务器有时就是一个Out Bound proxy。注意，这个中转语音流的服务器，可能会成为瓶颈。由于语音要经过中转语音流的服务器，所以路径增长了，音质会变差。所以，对称的NAT，要 SIP能够工作，总之是个麻烦。

不过，目前大多数的NAT，都可以做“虚拟服务器的端口转发”，即将SIP工作需要的端口转发到SIP终端上去。如果在NAT设备上，做了“虚拟服务器的端口转发”，则NAT会保留SIP工作需要的端口，专用于SIP终端，这样SIP终端就相当于是在一个Full Cone完全圆锥体的NAT后面，SIP用STUN工作没有问题。SIP终端需要的端口数是这样确定的，一个端口用于SIP信令，比如5060。RTP端口的数量，取决于通话的路数。一路通话需要2个RTP端口。每增加一路通话，则需要多2个端口。
只支持一路通话的SIP话机，需要NAT映射3个端口。
前面三种的NAT，可统称为非对称的NAT。非对称的NAT，都可以用STUN协议穿过NAT。

将对称的NAT，通过端口转发的方式，变为完全圆锥体的NAT，是解决NAT问题的最好办法。首先应当用这种办法来解决。没有办法映射端口，再想其它的办法。当然，建议大家不要买那种不能够映射端口的宽带路由器，那样的路由器太差了。

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2. 案例

2.1. asterisk作为服务器，在nat之外，voip电话在nat之内。

2.1.1. 呼叫来自nat后面的电话终端，asterisk把媒体发到私网ip

如果voip电话没有使用stun或其他机制来获取它的公网地址（并把公网地址写入invite消息），asterisk就把媒体发到私网地址，被路由器丢弃导致单通。

这种情况发生在sip.conf中主叫用户配置了nat=never，或nat=no，或nat=rfc3581。与nat的类型无关。

那就只有nat=route可以了，即主叫发送媒体到asterisk后，asterisk再按原路返回rtp.(asterisk如何获得rtp的路由?)

2.1.2. 呼叫来自nat后面的电话，asterisk发送媒体到错误端口

voip电话能检测到自己的公网ip并写入invite头，asterisk知道rtp的ip地址。

如果nat类型是Cone（full cone，restricted cone）,nat转发rtp到asterisk的端口不是原来voip电话的媒体端口，asterisk按照原端口发送rtp。这时nat就不知道把从asterisk收到的rtp包转给谁（cone是内网ip：port对应外网ip：port，一一对应）。

nat=route或nat=yes可以解决这个问题。

如果只有一个电话在nat后面，可以做端口映射，把该电话使用的rtp端口都做内外网映射。

如果有多个电话在nat后面，则可以把rtp端口范围不重叠的分派给每个电话，然后分别做端口映射。（？）

使用symmetric nat或stun服务器也可以解决这个问题

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