P2P中的NAT穿越方案简介1P2P简介P2P即点对点通信，或称为对等联网，与传统的服务器客户端模式有着明显的区别，传统的服务器客户端模型如图2所示。P2P这一术语在不同的上下文环境里可能有不同的内涵，它可以指一种通信模式、一种逻辑网络模型、一种技术、甚至一种理念。在P2P网络中如图1所示，所有通信节点的地位都是对等的，每个节点都扮演着客户机和服务器双重角色，节点之间通过直接通信实现文件信息、处理器运算能力、存储空间等资源的共享。P2P网络具有分散性、可扩展性、健壮性等特点，这使得P2P技术在信息共享、实时通信、协同工作、分布式计算、网络存储等领域都有广阔的应用。图1P2P结构模型图2CS模式2NAT简介目前，IPv4地址资源的紧缺使得NAT技术获得了广泛的应用。NAT技术是一种把内部网络（简称为内网）私有IP地址转换为外部网络（简称为外网）公共IP地址的技术，它使得一定范围内的多台主机只利用一个公共IP地址连接到外网，可以在很大程度上缓解了公网IP地址紧缺的问题。3NAT对P2P通信的影响NAT技术虽然在一定程度上解决了IPv4地址短缺的问题，在构建防火墙、保证网络安全方面都发挥了一定的作用，却破坏了端到端的网络通信。NAT阻碍主机进行P2P通信的主要原因是NAT不允许外网主机主动访问---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---内网主机，因为NAT设备上没有相关转发表项，要在NAT网络环境中进行有效的P2P通信，就必须寻找相应的解决方案。本文就着重介绍几种常见的解决方案。4P2P穿越NAT的几种方案4.1反向链接技术当通信的双方中只有一方位于NAT之后时，它们可以利用反向链接技术来进行P2P通信。图3中ClientA（拥有内网IP地址10.0.0.1）位于NAT之后，它通过TCP端口1234连接到服务器（拥有外网IP地址）的TCP端口1235上，NAT设备（拥有外网IP地址155.99.25.11）为这个连接重新分配了TCP端口62000。ClientB（拥有外网IP地址138.76.29.7）也通过TCP端口1234连接到服务器端口1235上。ClientA和ClientB从服务器处获知的对方的外网地址二元组{IP地址:端口号}分别为{138.76.29.7:1234}和{155.99.25.11:62000}，它们在各自的本地端口上进行侦听。由于ClientB拥有外网IP地址，所以ClientA要发起与ClientB的通信，那么它可以直接通过TCP连接到ClientB。但如果ClientB尝试通过TCP连接到ClientA进行P2P通信，则会失败，原因是ClientA位于NAT设备后，虽然ClientB发出的TCPSYN请求能够到达NAT设备的端口62000，但NAT设备会拒绝这个连接请求。要想与ClientA通信，ClientB要通过服务器给ClientA转发一个连接请求，反过来请求ClientA连接到ClientB（即进行反向链接），从而建立起它们之间的TCP连接。图3反向链接示意图4.2UDP打洞技术如果两个P2P客户端都位于NAT设备后面，想要进行P2P通信，那又该如何解决呢？UDP打洞技术就是为解决这个问题而应运而生的，它能够通过中间服务器实现P2P客户端互连。该技术在RFC3027的第5.1节中有所提及，目前在多种在线游戏协议中已经得到了应用，下面来重点介绍下。4.2.1集中服务器打洞技术假定客户端A和客户端B都可以与公网内的已知集中服务器建立UDP连接，一个客户端在集中服务器上登陆的时候，服务器记录下该客户端的两对地址二元组信息{IP地址:UDP端口}，一对是该客户端与集中服务器进行通信的自身的IP地址和端口号，另一对是集中服务器记录下的由服务器“观察”到的该客户端实际与自己通信所使用的IP地址和端口号。我们可以把前一对地址二元组看作是客户端的内网IP地址和端口号，把后一对地址二元组看作是客户端的内网IP地址和端口号经过NAT转换后的外网IP地址和端口号。集中服务器可以从客户端的登陆消息中得到该客户端的内网相关信息，还可以通过登陆消息的IP头和UDP头得到该客户端的外网相关信息。如果该客户端不是位于NAT设备后面，那么采用上述方法得到的两对地址二元组信息是完全相同的。4.2.2建立P2P的Session假定客户端A要发起对客户端B的直接连接，具体的“打洞”过程如下：（1）客户端A最初不知道如何向客户端B发起连接，于是客户端A向集中服务器发送消息，请求集中服务器帮助建立与客户...