Design and implementation of a border router for seamless peer-to-peer (P2P) udp communication using IPv4+4 addresses

Abstract

VoIP, çevrimiçi oyunlar, vb. gibi P2P (uçtan uca) uygulamaların sayısının çoğalmasıyla beraber, güvenli dikişsiz P2P UDP iletişimine artan bir talep bulunmaktadır. Ancak çoğunluğu NAT (Ağ Adres Dönüşümü) cihazlarının arkasında bulunan kullanıcılardan oluşan mevcut Internet yapısı P2P uygulamalar için ciddi problemler teşkil etmektedir. NAT cihazı arkasındaki kullanıcılar için P2P UDP iletişimini sağlamaya yönelik STUN, UpnP, MIDCOM, TURN vb. gibi önerilen sistemler olmasına rağmen; bu sistemler belirli kısıtlamalar altında çalışabilmekte ve kısmi çözümler sunabilmektedirler.Bunlarla beraber IPv4+4, TRIAD, IPNL, RSIP gibi bazı NAT tabanlı mimariler de uçtan-uca adresleme ve iletişimi sağlamak adına önerilmiş, ancak mevcut ağ yapısının tamamının eşzamanlı yükseltilmesini gerektirdiklerinden dolayı makul bir çözüm olamamışlardır.Bu tez çalışmasında IPv4+4 adreslerini kullanarak güvenli, dikişsiz uçtan-uca UDP iletişimi problemini çözebilecek bir Internet mimarisi önerilmiş ve gerçeklenmiştir. Ayrıca gerçeklenen yazılımın kaynak kodları (lsrr_nat.c, nat.h, lsrr.h) tezin arka kapağında bulunan kompakt diskte sunulmaktadır.

With the proliferation of P2P applications such as Voice over IP (VoIP), online games etc., there is an increasing demand for secure seamless peer-to-peer (P2P) UDP communication. Unfortunately, the current structure of the Internet, with hosts behind Network Address Translation (NAT) boxes, causes well- known problems for P2P applications. There are several proposals, e.g., STUN, UPnP, MIDCOM, TURN among others, to enable P2P UDP communication for nodes behind NAT boxes, but each technique offers a partial solution that works in special limited cases and fails in others.Alternatively, several NAT-extended architectures have been proposed, e.g., IPv4+4, TRIAD, IPNL, RSIP, to restore end-to-end addressing and connectivity, however, they all require a complete and simultaneous upgrade of all existing network infrastructure, which simply is not feasible.In this thesis, it is presented and implemented an extended Internet architecture that tries to offer a complete solution with IPv4+4 addresses to the secure seamless P2P UDP communication problem. The source files (lsrr_nat.c, nat.h, lsrr.h) of the implemented software are presented in the CD attached to the back cover.