近年来随着P2P技术的日益成熟与发展,以Maze, PPLive, Skype为代表的P2P文件共享软件和即时通信软件受到了越来越多用户的青睐。P2P是一种要求端到端的对等的连接与通信的技术,然而网络上存在的NAT设备却阻止来自外部未知网络主机的连接,这样就造成了P2P技术应用与发展的瓶颈。因为NAT设备隐藏了构建P2P网络的节点信息,因此如何使得位于NAT设备后面的节点在P2P网络中查找对方建立连接成为P2P技术发展过程中亟待解决的问题之一。本文首先介绍了P2P技术的特点与应用场景,重点分析了本课题研究中涉及到的三种P2P模型。本文对NAT穿越理论的基础做了全面研究,包括NAT的原理,类型与应用,并对基于TCP的NAT穿越技术做了全面介绍,通过测试分析了目前基于TCP的NAT穿越的各种解决方案,并比较了这些技术的优缺点。本文在研究了NUTSS协议的基础上,基于NUTSS协议应用的局限性提出了改进的NAT穿越模型CNUTS,并且提供了相关设计方案及核心实现代码。CNUTS模型的突出之处在于提出了两种全新的穿越模式：SYN/ACK生成模式和“同时打开”模式以及端口预测功能,这样建立了穿越行为与网络环境之间的关系,使得对于不同的NAT类型以及不同的网络架构,CNUTS能选择最优化的穿越行为建立TCP连接。本文的重点集中在穿越模型的设计和实现。采取了模块化思想,在客户端以及服务器端实现了用户信息注册,类型检查,端口扫描,穿越选择,穿越通信模块以及维护注册信息的更新等功能。通过理论分析和仿真试验,新的穿越模型不但克服了目前穿透机制的对对称性NAT设备以及高安全性网络的不支持,而且提高了穿越的性能以及成功率,大大增强了P2P网络的通信效率。本文最后对NAT穿越技术进行了展望。