P2P之NAT穿透問題

2021-05-01 16:55:31 字數 3410 閱讀 7490

stun協議(rfc3489、詳見http://www.ietf.org/rfc/rfc3489.txt) 提出了4種nat型別的定義及其分類,並給出了如何檢測

在用的nat究竟屬於哪種分類的標準。但是,具體到p2p程式如何應用stun協議及其分類法穿越nat,則是仁者見仁、智者見智。

(因為stun協議並沒有給出也沒有必要給出如何穿越nat的標準)

在拙作「iptables與stun」一文中,筆者花大幅精力闡述了iptables理論上屬於symmetric nat而非port restricted cone。

對此,很多人(包括筆者最初學習stun協議時)心中都有乙個疑惑,即僅就stun協議本身來說,port restricted cone和

symmetric nat的區別似乎不大,雖然兩者的對映機制是有點不同,但他們都具有埠受限的屬性。初看起來,這兩者在

穿越nat方面的特性也差不多,尤其是對於外部位址欲往nat內部位址發包的情況。既然如此,又為何有必要把iptables分得

這麼清呢,本文順帶解決了讀者在這一方面的疑惑。

**http://midcom-p2p.sourceforge.net/給出了p2p程式具體如何穿越nat的乙個思路,並提供了乙個p2p協議穿越nat相容性的

測試工具natcheck。讓我們仍舊用例項(例1)來說明這一思路吧!

a機器在私網(192.168.0.4)

a側nat伺服器(210.21.12.140)

b機器在另乙個私網(192.168.0.5)

b側nat伺服器(210.15.27.140)

c機器在公網(210.15.27.166)作為a和b之間的中介

a機器連線過c機器,假使是 a(192.168.0.4:5000)-> a側nat**換後210.21.12.140:8000)-> c(210.15.27.166:2000)

b機器也連線過c機器,假使是 b(192.168.0.5:5000)-> b側nat**換後210.15.27.140:8000)-> c(210.15.27.166:2000)

a機器連線過c機器後,a向c報告了自己的內部位址(192.168.0.4:5000),此時c不僅知道了a的外部位址

(c通過自己看到的210.21.12.140:8000)、也知道了a的內部位址。同理c也知道了b的外部位址(210.15.27.140:8000)和

內部位址(192.168.0.5:5000)。之後,c作為中介,把a的兩個位址告訴了b,同時也把b的兩個位址告訴了a。

假設a先知道了b的兩個位址,則a從192.168.0.4:5000處同時向b的兩個位址192.168.0.5:5000和210.15.27.140:8000發包

,由於a和b在兩個不同的nat後面,故從a(192.168.0.4:5000)到b(192.168.0.5:5000)的包肯定不通,現在看

a(192.168.0.4:5000)到b(210.15.27.140:8000)的包,分如下兩種情況:

1、b側nat屬於full cone nat

則無論a側nat屬於cone nat還是symmetric nat,包都能順利到達b。如果p2p程式設計得好,使得b主動到a的包也能借用

a主動發起建立的通道的話,則即使a側nat屬於symmetric nat,b發出的包也能順利到達a。

結論1:只要單側nat屬於full cone nat,即可實現雙向通訊。

2、b側nat屬於restricted cone或port restricted cone

則包不能到達b。再細分兩種情況

(1)、a側nat屬於restricted cone或port restricted cone

雖然先前那個初始包不曾到達b,但該發包過程已經在a側nat上留下了足夠的記錄:

a(192.168.0.4:5000)->(210.21.12.140:8000)->b(210.15.27.140:8000)。如果在這個記錄沒有超時之前,

b也重複和a一樣的動作,即向a(210.21.12.140:8000)發包,雖然a側nat屬於restricted cone或port restricted cone,

但先前a側nat已經認為a已經向b(210.15.27.140:8000)發過包,故b向a(210.21.12.140:8000)發包能夠順利到達a。

同理,此後a到b的包,也能順利到達。

結論2:只要兩側nat都不屬於symmetric nat,也可雙向通訊。換種說法,只要兩側nat都屬於cone nat,即可雙向通訊。

(2)、a側nat屬於symmetric nat

因為a側nat屬於symmetric nat,且最初a到c發包的過程在a側nat留下了如下記錄:

a(192.168.0.4:5000)->(210.21.12.140:8000)-> c(210.15.27.166:2000),故a到b發包過程在a側nat上留下的記錄為:

a(192.168.0.4:5000)->(210.21.12.140:8001)->b(210.15.27.140:8000)(注意,轉換後埠產生了變化)。

而b向a的發包,只能根據c給他的關於a的資訊,發往a(210.21.12.140:8000),因為a埠受限,故此路不通。

再來看b側nat,由於b也向a發過了包,且b側nat屬於restricted cone或port restricted cone,故在b側nat上留下的記錄為:

b(192.168.0.5:5000)->(210.15.27.140:8000)->a(210.21.12.140:8000),此後,如果a還繼續向b發包的話

(因為同一目標,故仍然使用前面的對映),如果b側nat屬於restricted cone,則從a(210.21.12.140:8001)來的包能夠順利到達b;

如果b側nat屬於port restricted cone,則包永遠無法到達b。

結論3:一側nat屬於symmetric nat,另一側nat屬於restricted cone,也可雙向通訊。

顯然,還可得出另乙個不幸的結論4,兩個都是symmetric nat或者乙個是symmetric nat、另乙個是port restricted cone,

則不能雙向通訊。

上面的例子雖然只是分析了最初發包是從a到b的情況,但是,鑑於兩者的對稱性,並且如果p2p程式設計得足夠科學,

則前面得出的幾條結論都是沒有方向性,雙向都適用的。

通過上述分析,我們得知,在穿越nat方面,symmetric nat和port restricted cone是有本質區別的,儘管他們表面上看起來相似。

我們上面得出了四條結論,而natcheck**則把他歸結為一條:只要兩側nat都屬於cone nat

(含full cone、restricted cone和port restricted cone三者),即可雙向通訊。

而且natcheck**還建議盡量使用port restricted cone,以充分利用其埠受限的屬性確保安全性。

P2P之NAT穿透原理

p2p之nat穿透原理介紹 一次專案中,對於主動協議接入的裝置,客戶希望能夠裝置端直接推送碼流到客戶端以此減少中心 的負載。所以對p2p這塊方案做了了解,這裡做下整理。即對等計算機網路,是一種在對等者 peer 之間分配任務和工作負載的分布式應用架構 是對等計算模型在應用層形成的一種組網或網路形式。...

p2p之Tcp穿透路由Nat

終於解決了關於基於tcp的p2p的內網穿透問題 其實本該在去年就解決這個問題的,寫出來了,只是一直沒時間去驗證。這幾天重寫了一下。中國的網路基本是全是內網,通過路由的nat轉換 udp的p2p實現起來非常簡單。只是udp太不穩定了,如果網路快的情況下丟包太嚴重。所以一直想是否能通過tcp來代替udp...

P2P之UDP穿透NAT原始碼分析

p2p之udp 穿透nat 原始碼分析 說明 有關這方面的介紹很多,請參考p2p 之udp 穿透nat 的原理與實現的講解。主要技術就是nat 網路位址轉換。要強調的一點是,當內網客戶端要連線公網伺服器時,會在nat 上建乙個session,並且分配乙個埠 十分重要 並且記錄相應的公網ip 位址和埠...