简单解释 P2P 技术之 UDP 打洞

P2P 通信最大的障碍就是 NAT（网络地址转换），NAT 使得局域网内的设备也可以与公网进行通讯，但是不同 NAT 下的设备之间通讯将会变得很困难。UDP 打洞就是用来使得设备间绕过 NAT 进行通讯的一种技术。

简单解释 NAT
NAT 大家应该十分熟悉了，它分为几种。一种就叫做 NAT，它只对 IP 地址进行转换；另一种叫做 NAPT（Network Address/Port Translation），它可以对整个会话的端点（由 IP 地址和端口号组成）做转换，这是一种更加常见的 NAT 变种。当然了，NAPT 也分为许多种，我们这里就不深入探讨了，大家如果有兴趣可以查阅相关的文献。

下面就简单介绍一下 NAT 的工作原理：
首先，NAT A 网下的设备 1（192.168.1.101）想与某公网 IP 通讯，设备 1 将包发给 NAT A，然后 NAT A 对源 IP 进行转换发给 NAT B（中间可能还会经过多重 NAT）。

这样做的目的是，NAT B 并不知晓 NAT A 下的各个设备，他只能与 NAT A 本身通讯，因此发送给 NAT B 的包源 IP 必须是 NAT A 的公网 IP，不然 NAT B 没有办法进行回复。

接下来 NAT B 将回复包再发回 NAT A，此时就是 NAT 发挥作用的时候了，NAT A 现在要做的就是将包再分发回之前的设备，如何确定要发给谁呢？NAT 中记录了一张表，之前 192.168.1.101 通过 2333 端口与 42.120.241.46 端口 443 通讯了，并且 NAT A 是用 60001 的端口转发出去的，那么这次接受到发往该 NAT 60001 端口的包时就应该再通过 2333 端口转发给 192.168.1.101。经过这样的过程，NAT A 下的设备都可以连接到互联网了！

UDP 打洞原理及过程
如上图所示，由于 NAT 的存在，当 NAT A 的设备 1 想与 NAT B 下的设备通讯时，必然要将目标 IP 设置为 NAT B 的公网地址，而 NAT B 转发表中并没有记录过 NAT A 与自身网络下设备的通讯记录，因此 NAT B 会将包丢掉。

下面我们来看看 UDP 打洞是怎么解决这个问题的。
为了能够进行 UDP 打洞，我们需要一台公网的服务器作为中转站，它是 NAT A 与 NAT B 之间的信使。

（为了方便起见，我们把地址为 192.168.1.101 的设备称为设备 1，把地址为 192.168.1.2 的设备称为设备 2，信使服务器称为 S）

首先，设备 1 和设备 2 都向 S 注册自己，S 中能记录各个设备此时使用的公网 IP 地址和端口号，例如设备 1 是 123.122.53.20:31000，设备 2 是 42.120.241.46:41000。

然后设备 1 与设备 2 都向 S 获取对方的公网 IP 与之前预留的端口号，就像这样：
然后就是最关键的一步，打洞。

设备 1 向 42.120.241.46:41000 发一个包，NAT B 自然能接收到这个包，然而它不知道来自 NAT A 的包应该发给谁，因此 NAT B 将这个包舍弃。但是由于设备 1 向 42.120.241.46:41000 发过包，NAT A 会记录：以后来自 42.120.241.46:41000 的包都发给设备1。

设备 2 也做相同的操作，让 NAT B 也知道：以后来自 123.122.53.20:31000 的包都发给设备 2。

至此，NAT A 与 NAT B 都互相为对方保留了端口，就可以愉快地通讯了。

当然了，大致原理是很简单的，实际操作起来情况可能会更复杂，会涉及到丢包、多重 NAT 等问题的处理，本文仅起到一个科普解释的作用。

简单解释 P2P 技术之 UDP 打洞相关推荐

P2P技术基础: UDP打洞原理
转自:http://blog.pfan.cn/fengfei/18828.html 首先先介绍一些基本概念: NAT(Network Address ...
【原创】IP摄像头技术纵览（七）---P2P技术—UDP打洞实现内网NAT穿透
[原创]IP摄像头技术纵览(七)-P2P技术-UDP打洞实现内网NAT穿透本文属于<IP摄像头技术纵览>系列文章之一: Author: chad Mail: linczone@163.c ...
UDP打洞、P2P组网方式研究
catalogue 1. NAT概念 2. P2P概念 3. UDP打洞 4. P2P DEMO 5. ZeroNet P2P 1. NAT概念在STUN协议中,根据内部终端的地址(LocalIP: ...
pwnat——一种无需第三方服务器就能完成NAT点对点P2P穿透的基于UDP打洞技术的新方法
pwnat--一种无需第三方服务器就能完成NAT点对点P2P穿透的基于UDP打洞技术的新方法简介传统的udp打洞 UDP 打洞原理及过程 pwnat技术,无需第三方服务器! pwnat用法 pwn ...
p2p技术，python，udp实现打洞原理笔记
peer-to-peer简称P2P,即点对点技术.又称对等互联网络技术,是一种网络新技术,简单的说,P2P直接将计算机直接联系起来,在两台都是公网ip下的计算机可以轻松实现两台电脑的连接,但是运营商现 ...
p2p内网穿透技术-udp打洞
在公司如何访问家里的电脑?实现方法有很多,其它p2p传输文件最快,能否实现? udp打洞原理假设有两台分别处于各自的私有网络中的主机:A和B:N1和N2是两个网络的NAT设备,分别拥有IP地址P1和 ...
p2p的UDP打洞原理
P2P技术一 P2P技术翻译,主要UDP hole punching技术 P2P技术翻译,主要UDP hole punching技术,经过测试证明有可行性,但也受其制约条件影响 2. 对于使用NAT ...
P2P技术详解(三)：P2P中的NAT穿越(打洞)方案详解(进阶分析篇)
目录 1.NAT和NAPT 2.NAT带来的问题 3.P2P通信穿越NAT的技术.方法 4.NAT穿越技术1:应用层网关 4.1.原理 4.2.限制 5.NAT穿越技术2:中间件技术 5.1.原理 5 ...
NAT穿透技术详解（udp打洞精髓附代码）
以前自己写的代码都只是在本地进行c/s通信,今天想写一个可以跨越外网的c/s通信,这里我就用udp实现一个点对点的不同外网的通信.用到的技术就是nat穿透技术,这里最直接使用的就是udp打洞技术.文中 ...

简单解释 P2P 技术之 UDP 打洞

简单解释 P2P 技术之 UDP 打洞相关推荐

最新文章

热门文章