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位址轉譯對網路傳輸中介干擾之研究

為了解決兩台無線分享器串接的問題，作者賈文康 這樣論述：

IPv4網路位址短缺的問題已經困擾網路界多年，NAT（Network Address Translator）的應用提供一個相容於現行網路架構的方式來重複使用網路位址，因此NAT的技術成功解決了IP位址不足的問題，但在帶來節省IPv4位址空間等好處的同時，卻破壞了網路傳輸過程中，點到點透明性（Transparency）的設計理念，NAT隱藏內部的網路架構，這使得在外部網路的使用者無法存取在NAT內部所提供之網路服務，增加了網路的複雜性，阻礙了業務的創新，讓不少網路服務無法正常使用，NAT裝置的存在對於網路使用者而言，已經構成一種使用障礙，而NAT裝置本身也成為網路傳播中，關鍵性的中介干擾因素之

一。在本研究之中，首度提出一種可雙向分享IP位址的雙向網路位址轉譯（Bi-Directional NAT）之方法，本方法的組成包括有雙向IP分享之網路架構、NAT邊界協定（BNATP; Border Network Address Translator Protocol）、追溯式網域名稱查詢（DNS Ascent Query）、以及具有支援上述協定的雙向IP分享裝置、主機等部份，協同產生雙向定址並雙向存取網路服務的能力，讓目前所有使用私用IP（Private IP）來定址的內部網路主機，除了透過原有單向網路位址轉換（NAT）功能的IP分享器向外存取網際網路外（由內向外），並可運用本方法及裝置，

讓網際網路上的任何使用者亦得以同時經由呼叫全網域名稱（FQDN; Fully Qualified Domain Name）的同時，穿越NAT並存取內部網路上的主機（由外向內），換言之，內部網路使用私用IP的主機也都擁有其唯一的網域名稱可供定址之用，此設計可謂連帶解除了IPv4之定址空間限制（232），並提昇至264個以上，對目前網際網路IP位址耗盡問題具有決定性助益。本研究中另外也首度提出一種網路位址轉譯（NAT; Network Address Translation）機制的NAT替代轉譯方法，命名為網路埠轉譯（NPT; Network Port Translation）機制；本機制與傳統扮

演OSI網路第三層（Layer3）角色的NAT裝置最大的差異，就是它是直接在OSI網路第二層（Layer2）運作，只針對埠號（Service Port Number）採取「視需要轉譯（ToD；Translation on Demand）」的設計，而不對網路位址（IP Address）執行任何轉譯動作；故有極高比例的封包將可直接透通（Transparency）而毋須執行任何轉譯運算動作，此一設計獲得了轉譯效益的顯著提昇，包括轉送時間延遲（Latency）、封包吞吐量（Throughput） 與NAT閘道設備處理單元運算效能（Utilization）的降低等。此外在本研究的過程中，還不經意地發現N

PT機制營造了一個同時兼顧到涵蓋到內、外部網路所有主機間，存取功能都受到管控的高度網路安全防護機制。藉由NAT穿越技術解決現今網路環境中有待克服之問題，尋求歸納是否存在一種最符合使用者利益的NAT中介干擾解決方案，本研究提出上述兩種創新的NAT服務框架，包括網路架構與元件、通訊協定與方法、程序等；首度提出上述兩種的創新NAT服務框架，這個框架期望在「中介轉譯效能」、「雙向轉送的透通程度」、「安全性」等問題上獲得顯著的改善，可以徹底解決上述所有的NAT中介干擾問題；並深入探討該方案與傳統NAT問題解決方案相比較，了解對使用者端、服務提供者端現有環境的總體影響程度、解決問題的效力與程度等。期望對國

內網路產業發展、使用者導向之資訊社會的福祉提出貢獻。研究結果將提供給國內網路設備製造商及網路技術、網路傳播等學術領域共同參考。