| 2025-03-16
UPnP 和 NAT - PMP 作为实现自动网络地址转换端口映射的服务,虽然目的相似,但在多个方面存在明显区别。
一、协议起源与应用场景
-UPnP:由互联网工程任务组(IETF)提出,它的设计目标是让各种智能设备在网络中能够自动发现、互相通信和协同工作。从家庭网络中的智能家电,如智能电视、智能音箱,到计算机、游戏机等设备,都可以通过 UPnP 技术在网络中自动配置端口转发,实现互联互通。例如,当家庭中的智能电视需要访问外部的视频服务时,通过 UPnP 可以自动在路由器上配置端口映射,使智能电视能够顺利连接到视频服务器,无需用户手动干预。
-NAT - PMP:由苹果公司开发,最初主要应用于苹果生态系统内的设备,如 Mac 电脑、iPhone、iPad 等。当这些苹果设备接入网络并需要与外部设备通信时,NAT - PMP 可以帮助设备自动在路由器上配置端口映射。例如,在使用苹果设备的 “返回我的 Mac” 功能时,该功能利用 NAT - PMP 技术,让设备能够自动配置 AirPort 基地台,实现本地网络与互联网之间的服务通信。不过,随着技术的发展,一些非苹果设备和软件也开始支持 NAT - PMP。
二、协议实现与技术细节
-网络发现机制
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-UPnP:采用简单服务发现协议(SSDP)来进行网络发现。SSDP 基于 UDP 协议,使用端口 1900。设备在网络中通过发送多播消息来宣告自己的存在和所提供的服务,其他设备通过监听该端口来发现新的 UPnP 设备。例如,当一台支持 UPnP 的打印机接入网络时,它会通过 UDP 端口 1900 发送 SSDP 消息,网络中的其他设备(如计算机)可以接收到这些消息,并了解到打印机的相关信息,如设备类型、服务描述等。
-NAT - PMP:主要通过特定的 UDP 端口 5351 进行通信。设备向路由器发送请求,请求中包含设备的内部 IP 地址、内部端口以及期望映射的外部端口等信息。路由器接收到请求后,根据自身的配置和策略进行端口映射,并将映射结果返回给设备。
-端口映射方式
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-UPnP:设备向 UPnP 控制点发送 XML 格式的服务描述文件,控制点根据设备的需求和网络状况,向设备发送指令,设备根据指令在路由器上创建端口映射。这种方式相对较为灵活,能够适应多种设备和复杂的网络环境。例如,在一个家庭网络中有多台不同类型的设备,如计算机、游戏机、智能摄像头等,它们都可以通过各自的 UPnP 客户端与路由器进行交互,实现各自所需的端口映射。
-NAT - PMP:设备直接向路由器发送包含映射信息的请求,路由器根据请求进行端口映射。相对来说,NAT - PMP 的映射过程较为直接,在苹果生态系统内,由于设备类型和网络环境相对较为统一,这种方式能够高效地实现端口映射。
三、安全性
-UPnP:由于其开放性,任何网络上的程序都可以通过它来允许和转发流量,这带来了较大的安全风险。例如,恶意软件可能利用 UPnP 在路由器上打开不必要的端口,从而使设备面临攻击。不过,一些路由器的 UPnP 服务配置中提供了访问控制功能,可以限制哪些设备能够进行端口映射的更改。同时,还可以通过防火墙规则进一步加强对 UPnP 的控制,提高安全性。
-NAT - PMP:同样存在安全风险,因为它也允许设备自动配置端口映射。但在苹果生态系统中,由于设备和软件的管理相对严格,恶意软件利用 NAT - PMP 进行攻击的可能性相对较小。然而,一旦网络中存在非苹果设备且开启了 NAT - PMP,其安全风险与 UPnP 类似。
四、设备和软件支持情况
-UPnP:得到了广泛的支持,几乎所有主流的操作系统(如 Windows、Linux)、网络设备(如路由器、交换机)以及大量的应用软件(如 torrent 客户端、视频会议软件、游戏平台等)都支持 UPnP。这使得 UPnP 在各种网络环境中都能发挥作用,用户在使用不同设备和软件时,都有可能受益于 UPnP 的自动端口映射功能。
-NAT - PMP:主要在苹果设备和相关软件中得到原生支持。虽然一些第三方设备和软件也开始支持 NAT - PMP,但相比之下,其支持范围不如 UPnP 广泛。在非苹果设备占主导的网络环境中,NAT - PMP 的应用场景相对有限。
拓展阅读:
-XML 在 UPnP 中的作用:XML 用于描述 UPnP 设备的服务信息,包括设备类型、服务名称、输入输出参数等。设备通过 XML 文件向控制点和其他设备宣告自身服务,控制点也通过解析 XML 文件来理解设备功能和进行操作。
-UDP 协议特点:UDP 是一种无连接的传输层协议,速度快、开销小,但不保证数据的可靠传输。在 UPnP 和 NAT - PMP 中使用 UDP,是因为它们对实时性要求较高,少量的数据丢失在一些场景下是可以接受的。
-网络设备访问控制原理:通过设置访问控制列表(ACL),路由器等网络设备可以根据设备的 MAC 地址、IP 地址、端口号等信息,允许或拒绝设备的访问请求,从而实现对网络访问的控制。