使用UPnP來穿透NAT使內網介面對外網可見

在寫完object 672後，軟體的乙個致命問題暴露出來，如果伺服器和客戶端都在內網環境下，即雙方都通過nat來接觸外網，那麼此時客戶端是無法直接和伺服器交流的。

解決方案可以是：

1：把伺服器部署在不存在nat的公網環境下。

2：使用常見的nat穿透方法比如udp打洞，或者stun協議，但是這些方法都需要另乙個已知的部署在公網環境下的伺服器。

3：就是這篇文章主要討論的方案，即不需要部署任何公網環境下的伺服器，通過路由器支援的upnp協議來把內網的介面繫結到公網介面上。

upnp的一大優勢就是不會像udp打洞那樣，內網介面不需要先向外部介面傳送udp包來把繫結的公網介面告訴nat，而且對於對稱nat，udp打洞是無效的。而upnp一旦設定成功後，內網介面完全以繫結的公網介面暴露在公網中。

演示程式的執行是這樣的：

具體過程：

1. 輸出使用者host name和內網ip位址。

2. 通過upnp把內網ip位址，內部埠號繫結到乙個外部埠號上。

4. 在內網中建立tcp socket伺服器。

5. 建立另乙個tcp socket客戶端，然後嘗試連線上面獲取的公網ip和upnp繫結的外部埠。

6. 如果一切沒有問題的話，此時會成功連線到伺服器，並收到回應！

在.net環境下使用windows的upnp元件需要現在工程中引用：natupnp 1.0 type library，這是乙個com類庫。

下面開始逐句分析源**，源**均擬使用者已加入下列命名空間：

using

system

.net;

using

system

.net

.sockets;

using

system

.text

.regularexpressions;

//提取ip時的正則

using

system

.threading

.tasks;

//task

using

system

.io;

//讀取伺服器資訊用到streamreader

using

natupnplib;

//windows upnp com元件

首先輸出本機（也就是內網介面資訊），這個很簡單了：

//獲取host name

varname

=dns

.gethostname();

console

.writeline(

"使用者："

+name);

//從當前host name解析ip位址，篩選ipv4位址是本機的內網ip位址。

varipv4

=dns

.gethostentry(name)

.addresslist

.where(i

=>i.

addressfamily

==addressfamily

.internetwork)

.firstordefault();

console

.writeline(

"內網ip："

+ipv4);

**如下：

console

.writeline(

"設定upnp");

//upnp繫結資訊

vareport

=8733;

variport

=8733;

vardescription

="mgen測試";

//建立com型別

varupnpnat

=new

upnpnat

();

var=upnpnat.

//錯誤判斷

if==null)

//新增之前的ipv4變數（內網ip），內部埠，和外部埠 .

add(eport,

"tcp"

, iport, ipv4

.tostring(),

true

, description);

console

.writeline(

"外部埠："

, eport);

console

.writeline(

"內部埠："

, iport);

如果成功後，你應該可以在路由器的upnp選項中看到這些資料：

設定好upnp後，開始獲取外網ip位址，可以通過這個**（此時只需要傳送乙個http get請求，然後把返回的html中的ip位址提取出來就可以了，我們用正則來提取ip位址。

**如下：

//外網ip變數

string

eip;

//正則

varregex

=@"\b\d\.\d\.\d\.\d\b";

using

(var

webclient

=new

webclient

())

console

.writeline(

"外網ip："

+eip);

ok，這個時候（如果一切順利的話），一切準備工作都做好了。我們有了：內網ip，內部埠，外網ip，外部埠。那麼就可以做乙個tcp連線做測試了。

直接建立乙個tcp服務端，代表在nat下的伺服器，注意埠號要繫結到upnp設定時的內部埠。

**：//在nat下的伺服器

varsocket

=new

socket

(addressfamily

.internetwork,

sockettype

.stream,

protocoltype

.tcp);

//繫結內網ip和內部埠

socket

.bind(

newipendpoint

(ipv4, iport));

socket

.listen(1);

//在另乙個執行緒中執行客戶端socket

task

.run(()

);//成功連線

varclient

=socket

.accept();

//伺服器向客戶端傳送資訊

client

.send(

encoding

.unicode

.getbytes(

"=== 歡迎來到mgen的伺服器！==="

+environment

.newline));

console

.readkey(

false);

上面的clientsocket方法就是客戶端的socket連線執行，注意tcp協議是不保留資料邊界的，因此伺服器在傳送訊息時，後面加了個換行符（environment.newline），然後在客戶端接受資料時，使用socket –> networkstream –> streamreader的巢狀組合，最後由streamreader的readline讀取資料，這樣確保會讀到最後的換行符。

clientsocket方法的執行**：

//ip引數和port引數是公網的ip位址，和upnp中的外部埠

static

void

clientsocket(

string

ip,

intport)

}catch

(exception

ex)

}ok。

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