《c# 实现p2p文件分享与传输系统》 二、 设计 - 续(NAT穿透)

本文涉及的产品
公网NAT网关,每月750个小时 15CU
简介: 《c# 实现p2p文件分享与传输系统》 二、 设计 - 续(NAT穿透)

 首先要抱歉,因为这些日子较忙,没有写文章,这个系列拖了很久,现在开始继续。

   上一篇文章介绍了p2p系统Tracker Server和Peer,以及文件描述符,本篇接着讲NAT Server的部分。由于p2p网络中使用udp报文,所以只介绍udp穿透。

1. NAT类型

  NAT(Network Address Translation, 网络地址转换),是指在IP包通过路由设备时,修改其IP地址信息的技术。一般应用是,通过将内网地址转换为公网地址,从而实现多台主机使用一个IP地址访问互联网,在很多网络环境中,均可见到。这项技术的好处我们暂且不谈,对我们来说它的“坏处”是显而易见的,因为中间存在了NAT,给我们的p2p网络中主机之间的通信造成了不小的麻烦。下面开始先简单了解一下NAT的类型。(这里只做简单介绍,针对“一对多”的NAT映射。更加详细、严谨的说明,请看Wikipedia和相关文档 - RFC xxxx。)

  一般来说,可以把它分为“对称型NAT”和“非对称型NAT(也叫锥形NAT)”。所谓“对称”,是指内部地址与不同的外部地址进行通信的时候,NAT为会话绑定不同的IP和端口。

  对于NAT可分为“不限型”、“IP受限型”和“IP-端口受限型”:

  • 不限:内网主机Peer通过NAT访问外网Peer1:port1建立了会话,NAT为其分配了ip:port地址,则任何外网主机均可通过ip:port访问内网主机Peer
  • IP受限:内网主机Peer通过NAT与外网Peer1:port1建立了会话,NAT为其分配了ip:port地址,则只有Peer1可以通过ip:port访问内网主机Peer
  • IP-Port受限:内网主机Peer通过NAT与外网Peer1:port1建立了会话,NAT为其分配了ip:port地址,则只有Peer1,且从port1发出的会话,可以通过ip:port访问内网主机Peer

   

  正确的判断NAT类型,在p2p网络中的NAT穿透中,是很重要的。NAT类型的判断,是由Stun Server来实现,据我所知,有现成的,也有开源项目,这里将不做介绍~

2. NAT 打洞

  通过以上NAT的特点可知,为了能访问位于受限NAT后面的内网主机Peer,必须让该内网主机先主动向自己发送会话。但是,如何通知内网主机来做这件事呢?这就需要借助NAT Server来实现。NAT Server需要保持可以随时向Peer发送命令的能力,首先就是NAT Server必须位于公网(-_-!),Peer定时向NAT Server发送心跳包。由之前的分析可知,NAT Server可以无障碍的向Peer发送各种指令。如果你对发送心跳包的间隔拿捏不定,不妨设置为10秒

  下面是NAT Server的基本流程

     

  1) 外网主机向NAT Server发送打洞请求

  2) NAT Server向Peer发送打洞命令

  3) Peer向外网主机发送连接报文

  4) NAT为外网主机打开了访问内网Peer的权限,打洞完成。

3. 其他

  根据以上的打洞技术,可以在多种NAT情况下实现穿透,但对于部分情况,例如,两个客户端都处于受限型NAT后面,而其中又至少有一个处于对称型NAT后面,这种技术就无能为力了,此时可以采用“地址-端口预测”的方法(据说迅雷使用了这项技术,据说而已),所谓“端口预测”,是猜测NAT给内网主机分配地址和端口的算法,比如这篇文章的第一幅图里,ip1:port1和ip2:port2,ip1和ip2,port1和port2很可能在数值上相差不远,比如可能是61.22.3.1:13304, 61.22.3.1:13305,这时,通过多发几个端口,就有可能实现打通。实在不行,就只能通过服务器中转了。下面罗列一下在各种NAT情况之下,实现Peer和Peer1之间互联的方法:

  我们把情况假设在p2p网络中,Peer1向Peer索取数据

  

相关实践学习
每个IT人都想学的“Web应用上云经典架构”实战
本实验从Web应用上云这个最基本的、最普遍的需求出发,帮助IT从业者们通过“阿里云Web应用上云解决方案”,了解一个企业级Web应用上云的常见架构,了解如何构建一个高可用、可扩展的企业级应用架构。
目录
相关文章
|
3月前
|
Linux 网络安全 虚拟化
Ngnix04系统环境准备-上面软件是免费版的,下面是收费版的,他更快的原因使用了epoll模型,查看当前Linux系统版本, uname -a,VMWARE建议使用NAT,PC端电脑必须使用网线连接
Ngnix04系统环境准备-上面软件是免费版的,下面是收费版的,他更快的原因使用了epoll模型,查看当前Linux系统版本, uname -a,VMWARE建议使用NAT,PC端电脑必须使用网线连接
|
5月前
|
网络安全
百度搜索:蓝易云【NAT穿透详解】
综上所述,NAT 穿透是一种克服使用 NAT 的网络环境下连接障碍的技术,常用的方法包括端口映射和反向代理。通过这些方法,可以实现与位于 NAT 后面设备的通信,并允许外部网络与内部设备进行连接。
64 0
|
Web App开发 网络协议 网络架构
WebRTC 之 NAT 穿透
网络地址转换协议。由于IPv4地址过于稀缺,不足以分配给每一台设备一个IP,本就不多的IP地址被列强占据大部分,再扣去保留地址,剩下的寥寥无几。不过好在有NAT,可以支撑我们能在因特网中冲浪
565 0
|
Linux 网络安全 数据安全/隐私保护
Linux网络管理,NAT网络配置,修改主机名称,主机映射,防火墙,系统启动级别,用户和用户组,为用户配置sudoer权限,文件权限管理,打包和压缩(七)
Linux网络管理,NAT网络配置,修改主机名称,主机映射,防火墙,系统启动级别,用户和用户组,为用户配置sudoer权限,文件权限管理,打包和压缩(七)
Linux网络管理,NAT网络配置,修改主机名称,主机映射,防火墙,系统启动级别,用户和用户组,为用户配置sudoer权限,文件权限管理,打包和压缩(七)
|
Linux 网络安全 数据安全/隐私保护
Linux网络管理,NAT网络配置,修改主机名称,主机映射,防火墙,系统启动级别,用户和用户组,为用户配置sudoer权限,文件权限管理,打包和压缩(六)
Linux网络管理,NAT网络配置,修改主机名称,主机映射,防火墙,系统启动级别,用户和用户组,为用户配置sudoer权限,文件权限管理,打包和压缩(六)
Linux网络管理,NAT网络配置,修改主机名称,主机映射,防火墙,系统启动级别,用户和用户组,为用户配置sudoer权限,文件权限管理,打包和压缩(六)
|
Linux 网络安全 数据安全/隐私保护
Linux网络管理,NAT网络配置,修改主机名称,主机映射,防火墙,系统启动级别,用户和用户组,为用户配置sudoer权限,文件权限管理,打包和压缩(五)
Linux网络管理,NAT网络配置,修改主机名称,主机映射,防火墙,系统启动级别,用户和用户组,为用户配置sudoer权限,文件权限管理,打包和压缩(五)
Linux网络管理,NAT网络配置,修改主机名称,主机映射,防火墙,系统启动级别,用户和用户组,为用户配置sudoer权限,文件权限管理,打包和压缩(五)
|
分布式计算 Hadoop Linux
Linux网络管理,NAT网络配置,修改主机名称,主机映射,防火墙,系统启动级别,用户和用户组,为用户配置sudoer权限,文件权限管理,打包和压缩(四)
Linux网络管理,NAT网络配置,修改主机名称,主机映射,防火墙,系统启动级别,用户和用户组,为用户配置sudoer权限,文件权限管理,打包和压缩(四)
Linux网络管理,NAT网络配置,修改主机名称,主机映射,防火墙,系统启动级别,用户和用户组,为用户配置sudoer权限,文件权限管理,打包和压缩(四)
|
Linux 网络安全 数据安全/隐私保护
Linux网络管理,NAT网络配置,修改主机名称,主机映射,防火墙,系统启动级别,用户和用户组,为用户配置sudoer权限,文件权限管理,打包和压缩(三)
Linux网络管理,NAT网络配置,修改主机名称,主机映射,防火墙,系统启动级别,用户和用户组,为用户配置sudoer权限,文件权限管理,打包和压缩(三)
Linux网络管理,NAT网络配置,修改主机名称,主机映射,防火墙,系统启动级别,用户和用户组,为用户配置sudoer权限,文件权限管理,打包和压缩(三)
|
Linux 网络安全 数据安全/隐私保护
Linux网络管理,NAT网络配置,修改主机名称,主机映射,防火墙,系统启动级别,用户和用户组,为用户配置sudoer权限,文件权限管理,打包和压缩(二)
Linux网络管理,NAT网络配置,修改主机名称,主机映射,防火墙,系统启动级别,用户和用户组,为用户配置sudoer权限,文件权限管理,打包和压缩(二)
Linux网络管理,NAT网络配置,修改主机名称,主机映射,防火墙,系统启动级别,用户和用户组,为用户配置sudoer权限,文件权限管理,打包和压缩(二)
|
Linux 网络安全 数据安全/隐私保护
Linux网络管理,NAT网络配置,修改主机名称,主机映射,防火墙,系统启动级别,用户和用户组,为用户配置sudoer权限,文件权限管理,打包和压缩(一)
Linux网络管理,NAT网络配置,修改主机名称,主机映射,防火墙,系统启动级别,用户和用户组,为用户配置sudoer权限,文件权限管理,打包和压缩(一)
Linux网络管理,NAT网络配置,修改主机名称,主机映射,防火墙,系统启动级别,用户和用户组,为用户配置sudoer权限,文件权限管理,打包和压缩(一)