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CN104703049A - 媒体流报文的nat穿越方法、mdu及iptv系统 - Google Patents

媒体流报文的nat穿越方法、mdu及iptv系统 Download PDF

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CN104703049A
CN104703049A CN201310661435.6A CN201310661435A CN104703049A CN 104703049 A CN104703049 A CN 104703049A CN 201310661435 A CN201310661435 A CN 201310661435A CN 104703049 A CN104703049 A CN 104703049A
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mdu
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董红
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Abstract

本发明提供了一种媒体流报文的网络地址转换（NAT）穿越方法、媒体分发单元（MDU）及网络协定电视（IPTV）系统，其中，该方法包括：在第一网络中的机顶盒（STB）通过NAT与第二网络的MDU交互数据的情况下，通过信令将MDU对应的第二网络二元信息发送给STB；通过来自STB的NAT报文获取STB对应的第二网络二元信息，其中，二元信息包括：IP地址和端口信息；将目的地址信息为STB对应的第二网络二元信息的媒体流报文经由NAT发送至STB。通过本发明，解决了媒体分发单元无法与私网中的STB建立媒体流的问题，实现了媒体流的NAT穿越，保证了IPTV系统的正常运行。

Description

媒体流报文的NAT穿越方法、MDU及IPTV系统
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种媒体流报文的网络地址转换（NetworkAddress Translation，简称为NAT）穿越方法、媒体分发单元（Media Distribute UNIT，简称为MDU）及网络协定电视（Internet Protocol Television，简称为IPTV）系统。
背景技术
由于公网IP地址已经成为一种稀缺资源，现有的企业级应用多采用组建自己的私有网络，企业内部的网络设备全部隐藏在私网后面。企业内部的网络采用私有编址并通过NAT/防火墙来控制与公共网络的通信。NAT/防火墙能够完成私有编址与公网编址的相互转化，并设置相应的包过滤规则，让不满足条件的IP包不能够穿透NAT/防火墙。NAT/防火墙对超文本传输协议（Hypertext transfer protocol，简称为HTTP）、实时流传输协议（Real Time StreamingProtocol，简称为RTSP）等端口固定的一般应用协议，只需要转换IP/传输控制协议（Transmission Control Protocol，简称为TCP）/用户数据报协议（User Datagram Protocol，简称为UDP）头，即可很好地实现穿透，但在控制信息中的媒体流端口是动态协商的，信令协议里面的IP地址也是私有的，而私有IP地址在公网上是不能路由的。
在相关技术的IPTV系统中，大量的机顶盒（Set Top Box，简称为STB）也可能隐藏在私有网络的后面。在这种情况下，由于在信令建链时由私网中的STB主动向IPTV系统发起，会打通通道，因此，在STB与IPTV系统交互操作时信令流链路可以正常建立。图1是根据相关技术的媒体流建立失败的示意图，如图1所示，在建立媒体流时，由于STB的地址为私有地址，媒体分发单元根据STB的私有地址将无法正常建立媒体流。
针对相关技术中媒体分发单元无法与私网中的STB建立媒体流的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明提供了一种媒体流报文的NAT穿越方法、MDU及IPTV系统，以至少解决上述问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种媒体流报文的NAT穿越方法，第一网络中的STB通过NAT与第二网络的MDU交互数据，该方法包括：通过信令将所述MDU对应的第二网络二元信息发送给所述STB；通过来自所述STB的NAT报文获取所述STB对应的第二网络二元信息，其中，二元信息包括：IP地址和端口信息；将目的地址信息为所述STB对应的第二网络二元信息的媒体流报文经由所述NAT发送至所述STB。
优选地，在通过所述NAT报文获取所述STB对应的所述第二网络二元信息之前，所述方法还包括：所述NAT接收所述STB发送的源地址信息为所述STB在所述第一网络中的第一网络二元信息的所述NAT报文；所述NAT转化所述NAT报文的源地址信息为所述STB对应的所述第二网络二元信息；所述NAT发送转化后的所述NAT报文至所述MDU，其中，所述MDU通过转化后的所述NAT报文的源地址信息获取所述STB对应的所述第二网络二元信息。
优选地，所述方法还包括：根据所述NAT报文中携带的鉴权信息，对所述STB进行鉴权；其中，在对所述STB的鉴权成功的情况下，所述MDU执行获取所述STB对应的所述第二网络二元信息之后的步骤。
优选地，在对所述STB的鉴权成功的情况下，在通过所述NAT报文获取所述STB对应的所述第二网络二元信息之后，所述方法还包括：发送所述STB对应的第二网络二元信息和用于指示对所述STB的鉴权为成功的鉴权成功响应至主控处理单元（Main Processor Unit，简称为MPU）；根据所述MPU响应于所述鉴权成功响应的、用于指示将所述STB创建为用户的指示信息，确定发送所述媒体流报文至所述STB，其中，在所述指示信息中指示所述媒体流报文的目的地址信息为所述STB对应的第二网络二元信息。
优选地，将目的地址信息为所述STB对应的第二网络二元信息的所述媒体流报文经由所述NAT发送至所述STB包括：发送所述媒体流报文至所述NAT；所述NAT转化所述媒体流报文的目的地址信息为所述STB在所述第一网络中的第一网络二元信息；所述NAT发送转化后的所述媒体流报文至所述STB。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种MDU，位于第二网络中，通过NAT与第一网络中的STB交互数据，所述MDU包括：第一发送模块，用于通过信令将所述MDU对应的第二网络二元信息发送给所述STB；获取模块，用于通过来自所述STB的NAT报文获取所述STB对应的第二网络二元信息，其中，二元信息包括：IP地址和端口信息；第二发送模块，用于将目的地址信息为所述STB对应的第二网络二元信息的媒体流报文经由所述NAT发送至所述STB。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种IPTV系统，包括：NAT、位于第一网络中的STB和位于第二网络中的MDU，其中：所述MDU通过所述NAT与所述STB连接，用于通过信令将所述MDU对应的第二网络二元信息发送给所述STB；通过来自所述STB的NAT报文获取所述STB对应的第二网络二元信息，其中，二元信息包括：IP地址和端口信息；以及将目的地址信息为所述STB对应的第二网络二元信息的媒体流报文经由所述NAT发送至所述STB。
优选地，所述NAT用于接收所述STB发送的源地址信息为所述STB在所述第一网络中的第一网络二元信息的所述NAT报文，转化所述NAT报文的源地址信息为所述STB对应的所述第二网络二元信息，并发送转化后的所述NAT报文至所述MDU，其中，所述MDU通过转化后的所述NAT报文的源地址信息获取所述STB对应的所述第二网络二元信息。
优选地，所述MDU还用于根据所述NAT报文中携带的鉴权信息，对所述STB进行鉴权。
优选地，所述MDU还用于在对所述STB的鉴权成功的情况下，发送所述STB对应的第二网络二元信息和用于指示对所述STB的鉴权为成功的鉴权成功响应至MPU；以及根据所述MPU响应于所述鉴权成功响应的、用于指示将所述STB创建为用户的指示信息，确定发送所述媒体流报文至所述STB，其中，在所述指示信息中指示所述媒体流报文的目的地址信息为所述第二网络二元信息。
优选地，所述MDU还用于发送所述媒体流报文至所述NAT；所述NAT还用于转化所述媒体流报文的目的地址信息为所述STB在所述第一网络中的第一网络二元信息，并发送转化后的所述媒体流报文至所述STB。
通过本发明，在第一网络中的STB通过NAT与第二网络的MDU交互数据的情况下，采用通过信令将MDU对应的第二网络二元信息发送给STB；通过来自STB的NAT报文获取STB对应的第二网络二元信息，其中，二元信息包括：IP地址和端口信息；将目的地址信息为STB对应的第二网络二元信息的媒体流报文经由NAT发送至STB的方式，解决了媒体分发单元无法与私网中的STB建立媒体流的问题，实现了媒体流的NAT穿越，保证了IPTV系统的正常运行。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据相关技术的媒体流建立失败的示意图；
图2是根据本发明实施例的媒体流报文的NAT穿越方法的流程示意图；
图3是根据本发明实施例的媒体分发单元的结构示意图；
图4是根据本发明实施例的IPTV系统的结构示意图；
图5是根据本发明优选实施例的IPTV系统的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
根据相关技术中的NAT穿越技术，第一网络中的STB可以通过NAT与第二网络的MDU交互数据，其中，STB与MDU之间的信令流可以穿透NAT。为了实现媒体流的穿透，本实施例提供了一种媒体流报文的NAT穿越方法，图2是根据本发明实施例的媒体流报文的NAT穿越方法的流程示意图，如图2所示，该流程包括如下步骤：
步骤S202，通过信令将MDU对应的第二网络二元信息发送给STB；
步骤S204，通过来自该STB的NAT报文获取STB对应的第二网络二元信息，其中，二元信息包括：IP地址和端口信息；
步骤S206，将目的地址信息为该STB对应的第二网络二元信息的媒体流报文经由NAT发送至STB。
通过上述步骤，采用通过信令将MDU对应的第二网络二元信息传递给STB，从而使得STB向MDU发送可以实现正常穿透的NAT报文将STB对应的第二网络二元信息传递给MDU，MDU可以根据该STB对应的第二网络二元信息建立媒体流，即将媒体报文的目的地址信息设置为STB在第二网络二元信息，从而能够正常将媒体报文发送给STB。在一些优选的实施例中，第一网络可以是局域网（即私网），第二网络可以是互联网（即公网），从而解决了媒体分发单元无法与私网中的STB建立媒体流的问题，保证了IPTV系统的正常运行。
其中的二元信息是指：IP地址与端口地址对，例如，私网中的多个STB可以通过：公网IP地址和端口地址来进行标示。例如，对于同一个私网中的多个STB而言，其公网IP地址可以是相同的，但在公网IP地址相同的情况下，不同的STB对应的端口地址可以不相同。
在下列描述中，以第一网络为私网，第二网络为公网为例进行说明。
优选地，在步骤S204之前，STB发起与IPTV系统中的MDU或MPU的信令交互，在建立信令流链路使得STB获取MDU对应的第二网络二元地址信息之后，STB向NAT发送源地址为私网地址（即私网二元信息）、目的地址为公网地址（即公网二元信息）的NAT报文；NAT接收到报文之后，根据NAT中预设的转化策略，将NAT报文的源地址转化为STB对应的公网地址，并将转化后的NAT报文发送给MDU。由于转化后的NAT报文的源地址为STB对应的公网地址，因此，MDU可以根据转化后的NAT报文获取STB的公网地址。
优选地，在NAT报文中还携带有鉴权信息，该鉴权信息可以是STB与MPU之间预先协商的。MDU根据该鉴权信息对STB进行鉴权，例如：MDU接收到NAT穿越报文后，MDU可以根据NAT穿越报文中携带的鉴权信息，以及MPU传递给MDU的相应的鉴权信息，对STB进行鉴权；其中，在对STB的鉴权成功的情况下，MDU执行获取STB对应的公网二元信息之后的步骤，例如，执行步骤S206。
又例如执行下列步骤：在对STB的鉴权成功的情况下，MDU发送公网二元信息和用于指示对STB的鉴权为成功的鉴权成功响应至MPU；MPU根据鉴权成功的响应，向MDU返回用于指示将STB创建为用户的指示信息；MDU根据该指示信息，确定发送媒体流报文至STB，其中，在指示信息中指示媒体流报文的目的地址信息为公网二元信息。
优选地，在步骤S206中，MDU首先发送目的地址为公网二元信息的媒体流报文至NAT；NAT转化媒体流报文的目的地址信息为STB在私网中的私网二元信息之后，NAT转发转化后的媒体流报文至STB，从而实现了媒体流的建立。
本实施例还提供了一种MDU，该MDU位于第二网络中的IPTV系统中，该MDU用于实现上述媒体流报文的NAT穿越方法。
其中，该MDU通过NAT与第一网络中的STB交互数据。图3是根据本发明实施例的媒体分发单元的结构示意图，如图3所示，该媒体分发单元包括：第一发送模块32、获取模块34和第二发送模块36，其中，第一发送模块32，用于通过信令将MDU对应的第二网络二元信息发送给STB；获取模块34通过STB耦合至第一发送模块32，用于通过来自STB的NAT报文获取STB对应的第二网络二元信息，其中，二元信息包括：IP地址和端口信息；第二发送模块36耦合至获取模块34，用于将目的地址信息为STB对应的第二网络二元信息的媒体流报文经由NAT发送至STB。
本发明的实施例中所涉及到的模块、单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。本实施例中的所描述的模块、单元也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括第一发送模块32、获取模块34和第二发送模块36。其中，这些模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定，例如，第一发送模块32还可以被描述为“用于通过信令将MDU对应的第二网络二元信息发送给STB的模块”。
优选地，该MDU还用于根据NAT报文中携带的鉴权信息，对STB进行鉴权；其中，在对STB的鉴权成功的情况下，执行第二发送模块36。
优选地，该MDU还用于在对STB的鉴权成功的情况下，发送STB对应的第二网络二元信息和用于指示对STB的鉴权为成功的鉴权成功响应至MPU；以及根据MPU响应于鉴权成功响应的、用于指示将STB创建为用户的指示信息，确定发送媒体流报文至STB，其中，在指示信息中指示媒体流报文的目的地址信息为第二网络二元信息。
对应于上述媒体流报文的NAT穿越方法，本实施例还提供了一种IPTV系统，图4是根据本发明实施例的IPTV系统的结构示意图，如图4所示，该系统包括：NAT42、位于第一网络中的STB44和位于第二网络中的MDU46，其中：
MDU46通过NAT42与STB44连接，用于通过信令将MDU46对应的第二网络二元信息发送给STB44；通过来自STB44的NAT报文获取STB44对应的第二网络二元信息，其中，二元信息包括：IP地址和端口信息；以及将目的地址信息为STB44对应的第二网络二元信息的媒体流报文经由NAT42发送至STB44。
优选地，NAT42用于接收STB44发送的源地址信息为STB44在第一网络中的第一网络二元信息的NAT报文，转化该NAT报文的源地址信息为STB44对应的第二网络二元信息，并发送转化后的NAT报文至MDU46，其中，MDU46通过转化后的NAT报文的源地址信息获取STB44对应的第二网络二元信息。
优选地，MDU46还用于根据NAT报文中携带的鉴权信息，对STB44进行鉴权。
优选地，MDU46还用于在对STB44的鉴权成功的情况下，发送STB44对应的第二网络二元信息和用于指示对STB44的鉴权为成功的鉴权成功响应至MPU；以及根据MPU响应于鉴权成功响应的、用于指示将STB44创建为用户的指示信息，确定发送媒体流报文至STB44，其中，在指示信息中指示媒体流报文的目的地址信息为第二网络二元信息。
优选地，MDU46还用于发送媒体流报文至NAT42；NAT42还用于转化媒体流报文的目的地址信息为STB44在第一网络中的第一网络二元信息，并发送转化后的媒体流报文至STB44。
下面结合优选实施例进行描述和说明。
本优选实施例提供了一种IPTV系统中的NAT穿越的处理方法和装置。以解决媒体分发单元无法与私网中的STB建立媒体流的问题。
图5是根据本发明优选实施例的IPTV系统的结构示意图，如图5所示，该系统包括：机顶盒（STB）、NAT/防火墙、交换机（SW）、媒体分发单元（MDU）、主处理单元（MPU）。其中，双向箭头表示信令流，可以实现STB和MDU之间的穿透；MDU和MPU之间的步骤S502和步骤S510所对应的箭头表示控制流；其他箭头表示媒体流。
在本优选实施例中，通过STB、MDU以及MPU之间的相互配合实现NAT穿越。
下面结合图5对本优选实施例进行详细阐述。本优选实施例提供的NAT穿越方法包括如下步骤：
步骤S502，MPU收到STB发过来的信令后，通过IPTV系统中的内部控制消息通知MDU需要穿越的远端STB的IP/Port及相应的鉴权码；MDU收到MPU穿越请求控制消息后，建立NAT穿越数据区。同时MPU会信令回复STB，以使STB获取MDU的外部IP和端口（PORT）。
步骤S504，STB知道MDU的外口地址信息后，向NAT设备发送NAT穿越媒体报文，其中该NAT穿越媒体报文的源地址为STB的私有地址IP1和Port1，目的地址为MDU的外部IP和PORT，报文中携带有前面给定的鉴权码；这时STB的NAT穿越媒体报文旨在打通MDU到STB之间的媒体链路。
步骤S506，NAT/防火墙设备将STB的媒体报文源地址的私网地址IP1和Port1转换为公网地址IP2和Port2。
步骤S508，MDU处理收到的经NAT转化后的STB穿越报文，然后根据前面MPU给的信息进行鉴权，并给STB发送NAT穿越应答包。
步骤S510，NAT报文鉴权成功，MDU向MPU发送鉴权成功消息，消息中带有STB的公网地址IP2和Port2；MPU向MDU下发创建用户的消息，该用户的地址信息就是STB的NAT转换后的公网地址IP2和Port2。
步骤S512，MDU使用经NAT转换后的IP2和Port2作为目的地址向STB发送媒体报文。
步骤S514，NAT设备收到目的地址为IP2,和Port2的媒体报文后进行转发表查找。
步骤S516，NAT设备从转发表中查找到STB的私网地址IP1和Port1后，将MDU过来的目的地址为IP2和Port2媒体报文替换为IP1和Port1转发到STB。
可见，通过上述优选实施例，可使MDU与STB之间通过私有的NAT穿越方法实现媒体的NAT穿越功能，从而解决了隐藏在NAT/防火墙后面私网STB不能够接收到MDU发出来的媒体流的问题，实现NAT用户的直播功能。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上上述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种媒体流报文的网络地址转换器NAT穿越方法，第一网络中的机顶盒STB通过NAT与第二网络的媒体分发单元MDU交互数据，其特征在于包括：
通过信令将所述MDU对应的第二网络二元信息发送给所述STB；
通过来自所述STB的NAT报文获取所述STB对应的第二网络二元信息，其中，二元信息包括：IP地址和端口信息；
将目的地址信息为所述STB对应的第二网络二元信息的媒体流报文经由所述NAT发送至所述STB。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过所述NAT报文获取所述STB对应的所述第二网络二元信息之前，所述方法还包括：
所述NAT接收所述STB发送的源地址信息为所述STB在所述第一网络中的第一网络二元信息的所述NAT报文；
所述NAT转化所述NAT报文的源地址信息为所述STB对应的所述第二网络二元信息；
所述NAT发送转化后的所述NAT报文至所述MDU，其中，所述MDU通过转化后的所述NAT报文的源地址信息获取所述STB对应的所述第二网络二元信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述NAT报文中携带的鉴权信息，对所述STB进行鉴权；
其中，在对所述STB的鉴权成功的情况下，所述MDU执行获取所述STB对应的所述第二网络二元信息之后的步骤。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在对所述STB的鉴权成功的情况下，在通过所述NAT报文获取所述STB对应的所述第二网络二元信息之后，所述方法还包括：
发送所述STB对应的第二网络二元信息和用于指示对所述STB的鉴权为成功的鉴权成功响应至主控处理单元MPU；
根据所述MPU响应于所述鉴权成功响应的、用于指示将所述STB创建为用户的指示信息，确定发送所述媒体流报文至所述STB，其中，在所述指示信息中指示所述媒体流报文的目的地址信息为所述STB对应的第二网络二元信息。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，将目的地址信息为所述STB对应的第二网络二元信息的所述媒体流报文经由所述NAT发送至所述STB包括：
发送所述媒体流报文至所述NAT；
所述NAT转化所述媒体流报文的目的地址信息为所述STB在所述第一网络中的第一网络二元信息；
所述NAT发送转化后的所述媒体流报文至所述STB。
6.一种媒体分发单元MDU，位于第二网络中，通过网络地址转换器NAT与第一网络中的机顶盒STB交互数据，其特征在于包括：
第一发送模块，用于通过信令将所述MDU对应的第二网络二元信息发送给所述STB；
获取模块，用于通过来自所述STB的NAT报文获取所述STB对应的第二网络二元信息，其中，二元信息包括：IP地址和端口信息；
第二发送模块，用于将目的地址信息为所述STB对应的第二网络二元信息的媒体流报文经由所述NAT发送至所述STB。
7.一种网络协定电视IPTV系统，其特征在于包括：网络地址转换器NAT、位于第一网络中的机顶盒STB和位于第二网络中的媒体分发单元MDU，其中：
所述MDU通过所述NAT与所述STB连接，用于通过信令将所述MDU对应的第二网络二元信息发送给所述STB；通过来自所述STB的NAT报文获取所述STB对应的第二网络二元信息，其中，二元信息包括：IP地址和端口信息；以及将目的地址信息为所述STB对应的第二网络二元信息的媒体流报文经由所述NAT发送至所述STB。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，
所述NAT用于接收所述STB发送的源地址信息为所述STB在所述第一网络中的第一网络二元信息的所述NAT报文，转化所述NAT报文的源地址信息为所述STB对应的所述第二网络二元信息，并发送转化后的所述NAT报文至所述MDU，其中，所述MDU通过转化后的所述NAT报文的源地址信息获取所述STB对应的所述第二网络二元信息。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，
所述MDU还用于根据所述NAT报文中携带的鉴权信息，对所述STB进行鉴权。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，
所述MDU还用于在对所述STB的鉴权成功的情况下，发送所述STB对应的第二网络二元信息和用于指示对所述STB的鉴权为成功的鉴权成功响应至主控处理单元MPU；以及根据所述MPU响应于所述鉴权成功响应的、用于指示将所述STB创建为用户的指示信息，确定发送所述媒体流报文至所述STB，其中，在所述指示信息中指示所述媒体流报文的目的地址信息为所述第二网络二元信息。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的系统，其特征在于，
所述MDU还用于发送所述媒体流报文至所述NAT；
所述NAT还用于转化所述媒体流报文的目的地址信息为所述STB在所述第一网络中的第一网络二元信息，并发送转化后的所述媒体流报文至所述STB。
CN201310661435.6A 2013-12-09 2013-12-09 媒体流报文的nat穿越方法、mdu及iptv系统 Pending CN104703049A (zh)

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