NAT和防火墙问题是SIP应用中需要解决的问题,NAT和防火墙会造成SIP寻址不成功或者通信不顺畅,解决这个问题的办法是NAT和防火墙穿越。目前NAT穿越的方法主要有两种:一种是通过升级NAT服务器实现NAT穿越,另外一种是修改客户端实现NAT穿越。现有的防火墙穿越的方法实质只有一种:通过包伪装的欺骗方式实现防火墙穿越。现有的NAT和防火墙穿越方案的主要特点是:它需要修改NAT服务器,或者需要修改客户端,这种方式称为不透明的NAT和防火墙穿越方式。本文提出的NAT和防火墙穿越方案:利用虚拟网卡实现防火墙和NAT的穿越,是一种透明的NAT和防火墙穿越方案,这种方案不需要修改NAT服务器和通信的客户端。利用虚拟网卡实现NAT和防火墙的穿越的技术核心有两点:虚拟网卡,虚拟网卡通信协议。通过虚拟网卡来实现透明性,通过虚拟网卡通信协议来构建整个虚拟网络,通过这个网络来实现NAT和防火墙的穿越。文章主要从以下几个方面来阐述这个方案:第一章防火墙和NAT问题的提出,论述了问题的产生背景-SIP应用中的防火墙和NAT,并引出防火墙和NAT穿越问题,并且研究了防火墙和NAT的分类和现有的防火墙和NAT解决方案。第二章虚拟网卡穿越防火墙方案的设计,分析了原型系统OpenVPN,并且给出了网络环境的量化指标和通信信道的概念,并在这些理论的基础上提出和详细论述了虚拟网卡私有协议。第三章虚拟网卡穿越防火墙的实现,主要包括三部分内容:虚拟网卡的实现,客户端的实现,服务器端的实现。