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kamailio NAT模块和媒体处理细节说明

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杜金房
发布于 2026-07-23 15:12:49
发布于 2026-07-23 15:12:49
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文章被收录于专栏：FreeSWITCH中文社区FreeSWITCH中文社区

kamailio NAT模块是公网NAT透传的核心模块，使用kamalio做公网的终端外网注册，SIP trunk对接，和SBC实现多种业务场景时，我们都需要启用这个模块。在很多历史文档中，和在售的电子书也对此模块配置使用有非常深入讲解。今天，我们重走长征路，从一个角度更深层次的代码级的角度来学习Kamailio。

NAT穿透与媒体

nathelper和 sdpops模块提供了在用户代理（UA）位于网络地址转换（NAT）后面的环境中处理 SIP 信令和会话描述协议（SDP）载荷的核心逻辑。这些模块使 Kamailio 能够检测 NAT 后的端点、修复联系信息、通过保活机制维持 NAT 绑定，并操控媒体参数以确保音视频流的正常传输。

NAT 检测与修正

nathelper模块通过比较 IP 数据包的源 IP/端口与 SIP 头部及 SDP 消息体中通告的地址来识别 NAT 后的客户端。

NAT 识别逻辑

nat_uac_test(flags)函数实现了多项测试来判断 UA 是否位于 NAT 后面：

  • • 0x01 (C_1918)：检查 Contact头部中的 IP 是否为 RFC1918 私有地址。
  • • 0x02 (RCVD)：将请求的源 IP 与 Via头部中的 IP 进行比较。
  • • 0x10 (RPORT)：检查源端口是否与 Via头部中的端口不同。

头部操控

一旦检测到 NAT，可使用以下函数对信令进行"修复"：

  • • fix_nated_contact()：用数据包的实际源 IP 和端口覆盖 Contact头部。
  • • add_contact_alias()：在 ContactURI 中追加包含源地址的参数。这是 fix_nated_contact的符合标准的替代方案，在保留原始 URI 的同时允许代理路由回源地址。
  • • fix_nated_register()：将源地址提取到 AVP（属性值对）中，以便在注册时由 usrloc模块存储。

NAT 穿透数据流

下图展示了 REGISTER请求期间 NAT 后的 UA 与 nathelper模块之间的交互。

NAT 穿透逻辑流程

"usrloc 模块""Kamailio (nathelper)""NAT 后的 UA""usrloc 模块""Kamailio (nathelper)""NAT 后的 UA"nat_uac_test(0x01) 返回 True源 IP 提取至 $avp(received)存储 Contact + 接收到的 IPSIP REGISTER (Contact: 192.168.1.10)fix_nated_register()save("location")200 OK

NAT保活工作机制（Pinging）

为防止 NAT 绑定过期，nathelper会定期向已注册的 UA 发送"ping"。

Ping 机制

Kamailio 支持两种主要的保活类型：

  1. 1. UDP Ping：发送 4 字节全零填充的 UDP 数据包。轻量级，但仅提供单向流量。
  2. 2. SIP Ping（OPTIONS）：发送无状态 SIP OPTIONS请求。这会强制 UA 响应，产生双向流量，从而可靠地维持 NAT 绑定。

实现组件

Ping 逻辑由专用定时器进程管理，通过 natping_processes进行配置。 这些进程遍历 usrloc数据库，并通过 sip_pinger.h发送数据包。

NAT Pinger 组件映射

usrloc 模块

nathelper 模块

Kamailio 核心

定时器进程 (pt.c)

nh_timer()

sip_pinger.h / send_ping()

ul_entries (共享内存)

网络套接字

SDP 管理控制（sdpops）

sdpops模块提供了检查和修改 SIP 消息 SDP 消息体的高级能力。nathelper通过 fix_nated_sdp()执行基本的 SDP IP 修复，而 sdpops则允许对媒体流进行精细控制。

主要函数

  • • sdp_remove_codecs_by_id(codecs, media)：从媒体流中删除指定的载荷类型（例如删除 PCMU）。
  • • sdp_keep_codecs_by_name(codecs, media)：删除除指定名称之外的所有编解码器（例如保留 "G729"）。
  • • sdp_with_media(type)：检查 SDP 是否包含特定媒体类型（如 "video" 或 "application"）。
  • • sdp_print(level)：记录已解析的 SDP 结构以供调试。

数据结构：sdp_info

该模块依赖核心 SDP 解析器，后者会填充 sdp_info结构体。sdpops使用该结构体在 SIP 消息缓冲区中定位特定行，并通过 data_lump系统应用修改，确保在消息转发时安全地执行变更。

SDP 操控架构

sdpops 模块

SIP 消息

sip_msg_t

SDP 消息体

core/parser/sdp/sdp.c

w_sdp_remove_codecs_by_id()

core/data_lump.h

配置参数

nathelper 参数

参数

类型

说明

natping_interval

整数

NAT ping 之间的间隔秒数，0 表示禁用 ping。

ping_nated_only

整数

若为 1，则仅对 usrloc 中带有 NAT 标志的联系人发送 ping。

sipping_method

字符串

用于保活的 SIP 方法（默认：OPTIONS）。

force_socket

字符串

指定发送 ping 时使用的本地套接字。 25

sdpops 参数

sdpops模块主要向路由脚本导出函数，而非配置参数，因为其行为通常是按呼叫动态决定的。

Citations

代码File:src/modules/nathelper/nathelper.c (L85-85)

代码语言：javascript
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#include "sip_pinger.h"

代码File:src/modules/nathelper/nathelper.c (L97-107)

代码语言：javascript
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#define NAT_UAC_TEST_C_1918 0x01
#define NAT_UAC_TEST_RCVD 0x02
#define NAT_UAC_TEST_V_1918 0x04
#define NAT_UAC_TEST_S_1918 0x08
#define NAT_UAC_TEST_RPORT 0x10
#define NAT_UAC_TEST_O_1918 0x20
#define NAT_UAC_TEST_WS 0x40
#define NAT_UAC_TEST_C_PORT 0x80
#define NAT_UAC_TEST_SDP_CLINE 0x100
#define NAT_UAC_TEST_DEST 0x200

代码File:src/modules/nathelper/nathelper.c (L111-135)

代码语言：javascript
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static int nat_uac_test_f(struct sip_msg *msg, char *str1, char *str2);
static int fix_nated_contact_f(struct sip_msg *, char *, char *);
static int add_contact_alias_0_f(struct sip_msg *, char *, char *);
static int add_contact_alias_3_f(struct sip_msg *, char *, char *, char *);
static int set_contact_alias_f(struct sip_msg *msg, char *str1, char *str2);
static int w_set_contact_alias_f(struct sip_msg *msg, char *str1, char *str2);
static int handle_ruri_alias_f(struct sip_msg *, char *, char *);
static int handle_ruri_alias_mode_f(sip_msg_t *msg, char *pmode, char *p2);
static int pv_get_rr_count_f(struct sip_msg *, pv_param_t *, pv_value_t *);
static int pv_get_rr_top_count_f(struct sip_msg *, pv_param_t *, pv_value_t *);
static int fix_nated_sdp_f(struct sip_msg *, char *, char *);
static int is_rfc1918_f(struct sip_msg *, char *, char *);
static int nh_extract_mediaip(str *, str *, int *, char *, int);
static int alter_mediaip(struct sip_msg *, str *, str *, int, str *, int, int);
static int fix_nated_register_f(struct sip_msg *, char *, char *);
static int fixup_fix_nated_register(void **param, int param_no);
static int fixup_fix_sdp(void **param, int param_no);
static int fixup_free_fix_sdp(void **param, int param_no);
static int fixup_add_contact_alias(void **param, int param_no);
static int fixup_free_add_contact_alias(void **param, int param_no);
static int add_rcv_param_f(struct sip_msg *, char *, char *);
static int nh_sip_reply_received(sip_msg_t *msg);
static int test_sdp_cline(struct sip_msg *msg);

static int w_set_alias_to_pv(struct sip_msg *msg, char *uri_avp, char *hollow);

代码File:src/modules/nathelper/nathelper.c (L140-210)

代码语言：javascript
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static void nh_timer(unsigned int, void *);
static int mod_init(void);
static int child_init(int);
static void mod_destroy(void);

static int nathelper_rpc_init(void);

static usrloc_api_t ul;

static int cblen =;
static int natping_interval =;
struct socket_info *force_socket =;

static int nh_nat_addr_mode =;

/* clang-format off */
typedef struct nh_netaddr {
    const char *cnetaddr;
    uint32_t netaddr;
    uint32_t mask;
} nh_netaddr_t;

static nh_netaddr_t nh_nets_1918[] = {
    {"10.0.0.0",, 0xffffffffu <<},
    {"172.16.0.0",, 0xffffffffu <<},
    {"192.168.0.0",, 0xffffffffu <<},
    {"100.64.0.0",, 0xffffffffu <<}, /* rfc6598 - cg-nat */
    {"192.0.0.0",, 0xffffffffu <<}, /* rfc7335 - IPv4 Service Continuity Prefix */
    {NULL,,}
};

static nh_netaddr_t nh_nets_extra[] = {
    {"192.0.0.0",, 0xffffffffu <<}, /* rfc7335 - IETF Protocol Assignments */
    {NULL,,}
};
/* clang-format on */

/*
 * If this parameter is set then the natpinger will ping only contacts
 * that have the NAT flag set in user location database
 */
static int ping_nated_only =;
static const char sbuf[] = {,,,};
static str force_socket_str = STR_NULL;
static int sipping_flag = -1;
static int natping_disable_flag = -1;
static int natping_processes =;

static str nortpproxy_str = str_init("a=nortpproxy:yes");

static char *rcv_avp_param = NULL;
static avp_flags_t rcv_avp_type =;
static avp_name_t rcv_avp_name;

static char *natping_socket = NULL;
static int udpping_from_path =;
static int ignore_path =;
static int sdp_oldmediaip =;
static int raw_sock = -1;
static unsigned int raw_ip =;
static unsigned short raw_port =;
static int nh_keepalive_timeout =;
static request_method_t sipping_method_id =;
/* filter contacts by server_id */
static int nh_filter_srvid =;

/*0-> disabled, 1 ->enabled*/
unsigned int *natping_state = NULL;

static str nh_alias_name = str_init("");
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原始发表：2026-07-22，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
函数
nat
媒体处理
int
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nat
媒体处理
int
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目录
  • NAT穿透与媒体
    • NAT 检测与修正
      • NAT 识别逻辑
      • 头部操控
      • NAT 穿透数据流
    • NAT保活工作机制（Pinging）
      • Ping 机制
      • 实现组件
    • SDP 管理控制（sdpops）
      • 主要函数
      • 数据结构：sdp_info
    • 配置参数
      • nathelper 参数
      • sdpops 参数
      • Citations
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