Kamailio NAT 和 FreeSWITCH NAT 对比

作者：韩小仿
来源：FreeSWITCH中文社区
链接：https://mp.weixin.qq.com/s/Ki2JhX6cWYRkwLdv-5ptMA

在SIP协议部署过程中，NAT（网络地址转换）问题是影响通信稳定性的核心痛点之一。Kamailio与FreeSWITCH作为主流的SIP相关组件，虽在NAT处理的实现方式上存在差异，但核心目标一致——解决终端内网地址与公网通信的适配问题，实现异曲同工之效。本文将从NAT检查、注册请求Contact重写、呼叫请求（及应答）Contact重写三个核心场景，对比两者的实现逻辑与操作方式。

NAT检查

NAT检查是处理NAT问题的前提，需先识别出处于NAT环境下的终端，再针对性执行后续适配操作，Kamailio与FreeSWITCH均提供了简洁高效的检查方案。

Kamailio NAT 检查

Kamailio通过内置的nat_uac_test函数实现NAT检查，常用配置为nat_uac_test(18)，该参数由2和16两个子参数组合而成，具体含义如下：

参数2：将Via头中的地址与信令实际的网络地址进行对比；若Via头中未包含端口信息，则默认使用SIP标准端口5060。
参数16：检测信令的源端口与Via头中携带的端口是否不一致；若Via头未包含端口，同样默认使用5060端口作为对比基准。

FreeSWITCH NAT 检查

FreeSWITCH可通过在SIP Profile中配置如下参数，实现对NAT环境的自动检测：

<param name="aggressive-nat-detection" value="true"/>

重写（rewrite）注册请求的Contact

在终端注册场景中，若不重写Contact头，会导致服务器后续向终端发送信令时，误将终端的内网地址作为目标地址，从而引发通信失败。以下结合实际部署案例，说明Kamailio与FreeSWITCH的具体实现方式。

问题场景说明

假设FreeSWITCH部署在阿里云公网服务器（公网IP：11.22.33.44），当内网终端（内网IP：192.168.1.100）向服务器发送注册请求时，REGISTER消息内容如下：

REGISTER sip:11.22.33.44 SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.1.100;branch=z9hG4bK-d87543-16520a753361f75c-1--d87543-;rport
Max-Forwards: 70
Contact: <sip:1001@192.168.1.100;rinstance=08b45beb064c2934>
To: <sip:1001@11.22.33.44>
From: <sip:1001@11.22.33.44>;tag=0141d40f
Call-ID: ZWIxNDhmNTMxMWQ2ZjYxNDVjODAyNjcyZjc1M2YyNzc.
CSeq: 1 REGISTER
Expires: 3600
Allow: INVITE, ACK, CANCEL, OPTIONS, BYE, REFER, NOTIFY, MESSAGE, SUBSCRIBE, INFO
User-Agent: eyeBeam release 1011d stamp 40820
Content-Length: 0

若不进行Contact重写，当FreeSWITCH需要呼叫该终端（分机号1001）时，会将INVITE消息发送至Contact头中携带的192.168.1.100（内网地址），导致信令无法到达终端，呼叫失败。

FreeSWITCH Contact重写（注册场景）

FreeSWITCH有两种常用方式实现注册请求的Contact重写，适配不同部署需求：

方式一：启用前文提到的aggressive-nat-detection配置。启用后，FreeSWITCH会自动忽略Contact头中的内网地址，将注册消息到达服务器时的公网地址（即终端的公网出口地址）作为终端的实际通信地址。
方式二：通过directory配置添加变量，强制重写Contact头，配置如下：

<variable name="sip-force-contact" value="NDLB-connectile-dysfunction"/>

Kamailio Contact重写（注册场景）

Kamailio通过内置的fix_nated_register函数实现注册请求的Contact重写，需在路由脚本中添加相关逻辑，参考配置如下：

route[NATDETECT] {
    if (nat_uac_test("18")) {  # 先检测终端是否处于NAT环境
        if (is_method("REGISTER")) {  # 判断是否为注册请求
            fix_nated_register();  # 重写注册请求的Contact头
        } else {
            if(is_first_hop()) {  # 判断是否为第一跳信令
                set_contact_alias();
            }
        }
        setflag(FLT_NATS);  # 标记该终端为NAT环境，便于后续处理
    }
    return;
}

重写（rewrite）呼叫请求（和应答）的Contact

除注册场景外，呼叫过程中的INVITE请求（呼叫发起）和应答消息（呼叫确认），若Contact头携带内网地址，会导致后续的BYE、re-INVITE等信令无法正常交互。以下对比Kamailio与FreeSWITCH的解决方案。

问题场景说明

沿用前文部署场景（FreeSWITCH公网IP：11.22.33.44），当内网终端（192.168.1.100）向服务器发起呼叫时，发送的INVITE消息如下：

INVITE sip:9196@11.22.33.44;transport=udp SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.1.100;branch=z9hG4bKe561.23e2b896e23b4a61cdee6de4e4d4c8f6.1
From: "1001" <sip:1001@11.22.33.44>;tag=yBBN5ZeSXSrpN
To: <sip:9196@11.22.33.44;dest=extension>
Call-ID: 72330c7c-0d0b-48ec-bf6f-8453948b15c0
Contact: <sip:1001@192.168.1.100>

若不重写Contact头，当FreeSWITCH需要结束呼叫（发送BYE消息）时，会将消息发送至192.168.1.100（内网地址），导致呼叫无法正常挂断，或后续信令交互异常。

FreeSWITCH Contact重写（呼叫场景）

FreeSWITCH可通过设置通道变量sip_sticky_contact为true，实现呼叫过程中Contact头的动态适配，具体逻辑如下：

设置sip_sticky_contact = true后，FreeSWITCH会自动保存终端呼叫请求到达时的公网地址，并将该地址临时作为Proxy地址。
后续执行应答（answer）操作后，若需要发送BYE、re-INVITE等信令，FreeSWITCH会将信令发送至该临时Proxy地址，而非Contact头中的内网地址，确保信令正常交互。

Kamailio Contact重写（呼叫场景）

Kamailio对呼叫请求和应答消息的Contact重写，主要通过路由脚本中的相关函数实现，需分别在请求路由、应答路由和对话内路由中添加逻辑，参考配置如下：

request_route{
    ...
    if (is_method("INVITE")) {  # 针对呼叫发起请求（INVITE）
        set_contact_alias();  # 重写INVITE消息的Contact头
    }
    ...
}
onreply_route[MANAGE_REPLY] {  # 针对呼叫应答消息
    ...
    set_contact_alias();  # 重写应答消息的Contact头
    ...
}
# 处理对话内的后续请求（如BYE、re-INVITE等）
route[WITHINDLG] {
    if (!has_totag()) return;
    if (loose_route()) {
        if(!isdsturiset()) {
            handle_ruri_alias();  # 处理请求URI中的别名参数，辅助信令路由
        }
        ...
    }
    ...
}

总结

Kamailio与FreeSWITCH在NAT处理上的核心差异的在于：Kamailio依赖路由脚本和内置函数，灵活性更高，可根据实际场景自定义NAT检测和Contact重写逻辑，更适用于复杂的信令路由场景；FreeSWITCH则通过配置参数简化操作，上手难度更低，常规场景下无需复杂脚本，即可实现NAT适配，更适用于快速部署、需求相对标准化的通信场景。

两者虽实现路径不同，但均能有效解决SIP通信中的NAT问题，实际部署时可根据自身业务需求、技术架构，选择更贴合的组件及配置方案。

当然SIP NAT 还有 force_rport 等等，欢迎大家讨论交流。

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