P2P打洞原理(二十二)
一、P2P打洞原理
1、打洞解决了什么问题？
我们平常使用的一般都为私有ip，但是私有ip之间是不能直接通信的，如果要进行通信只能通过公网上的服务器进行数据的转发，难道我们每次发送数据都要经过公网上的服务器转发吗？也不是不可以，但是服务器的承受能力就会大大增加。此时就需要我们的打洞技术的出现了，打洞的出现解决了私有ip之间直接通信的问题（还是需要经过一次公网服务器）
例如：QQ中的聊天就广泛的使用到了打洞技术，不然服务器的承受能力会大大增加，而且会影响聊天的效率。
2、打洞的实现过程与原理
私有ip的数据都要经过路由器的转发，路由器上有一张NAPT表（IP端口映射表），NAPT表记录的是【私有IP：端口】与【公有IP：端口】的映射关系（就是一一对应关系），本文讲到的路由均是以NAPT为工作模式，这并不影响对打洞。实际中的数据实际发送给的都是路由器的【公有IP：端口】，然后经过路由器进过查询路由表后再转发给【私有的IP：端口】的。
举个示例：
用户A
电脑IP：192.168.1.101
桌面上有个客户端程序采用的网络端口：10000
路由器的公有IP：120.78.201.201（实际中常常为多级路由，这里以最简单的一层路由举例）
NAPT路由器的NAPT表的其中一条记录为：【120.78.201.201：20202】-【192.168.1.101：10000】
用户B
电脑IP：192.168.2.202
桌面上有个客户端程序采用的网络端口：22222
路由器的公有IP：120.78.202.202
NAPT路由器的NAPT表的其中一条记录为：【120.78.202.202：20000】-【192.168.2.202：22222】
打洞服务器P2Pserver
IP：120.78.202.100
port：20000
此时用户A的电脑发给了服务器一条数据，服务器收到用户A的IP与端口是多少呢？当然为120.78.201.201：20202，数据包经过路由的时候进行了重新的封包。如果服务器此时发一条数据给用户A，发往的IP与端口是什么呢？当然为120.78.201.201：20202，此时路由器收到这个数据包后，进行查询NAPT表中120.78.201.201：20202对应的IP与端口信息，发现是192.168.1.101：10000，然后路由器就转发给IP为192.168.1.101：10000的电脑，然后电脑上的应用程序就收到这条信息了。
既然如此，我们私有IP虽然不能直接通信，但是我们能够发给公有IP！如果用户B需要给用户A发一条信息时，用户B直接将数据发往目的IP、端口为120.78.201.201：20202的地方不就行了？
这里有两个问题：
第一，用户B怎么知道用户A在路由上映射的IP与端口；
第二，用户B直接将数据包发往120.78.201.201：20202，路由器是会将用户B的数据包丢弃的，因为路由器里面没有关于用户B120.78.202.202的路由信息（路由器里面还有个路由表，用于路由），无法进行路由，所以将会进行丢弃。
如何解决第一个问题？
通过打洞服务器，将用户A映射的IP、端口信息告诉用户B即可。
如何解决第二个问题？
如果打洞服务器首先告诉用户A先发一条信息给用户B（用户A得知用户B的地址信息也是通过打洞服务器），注意此时用户B是收不到的，用户B的路由同样会进行丢弃，但是这并不要紧，因为用户A发了这条信息后，用户A的路由就会记录关于用户B的路由信息（该信息记录的是将用户B的IP信息路由到用户A电脑），然后此时用户B再发给用户A一条信息，就不会进行丢弃了，因为用户A的路由里面有用户B的路由信息。
通过解决上面的两
个问题后，我们再通过图形示意图来具体了解下打洞的过程
整个过程就是我标的序号1->2->3->4->5->6->7->8>9
过程一：1->2
此过程为用户B向服务器请求向用户A打洞
过程二：3->4
此过程为服务器相应用户B的打洞请求，告诉用户A用户B想与你打洞（数据包中包含用户B的地址信息）。
过程三：5->6
用户A主动发一条信息给用户B，目的是为了使得路由器A中能够有一条关于路由B的IP的路由信息（注意不是用户B，用户B是私有IP），就如图所示，这条信息会被丢弃的，因为路由B的路由表中没有路由A的IP的信息。
过程四：7->8->9
用户B再发一条信息给用户A，因为此时路由A的路由表中有关于路由B的IP的路由信息，此时路由A就能路由给用户A了，至此，用户A就能直接收到用户B发的信息了。注意，此时用户A发给用户B不需要打洞，因为路由B中已经有关于路由A的IP的路由信息了。
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