P2P穿透防火墙源码分析.doc

P2P之UDP穿透NAT源码分析
说明：
有关这方面的介绍很多，请参考P2P 之 UDP穿透NAT的原理与实现的讲解。主要技术就是NAT，网络地址转换。
要强调的一点是，当内网客户端要连接公网服务器时，会在NAT上建一个Session,并且分配一个端口(十分重要)，并且记录相应的公网IP地址和端口。这个时候，从该公网服务器发送的数据到该端口的数据，将会被转发到该内网客户端，其它IP发送到该端口的数据，将被抛弃。
如果客户端的套接字同时向两个不同的公网服务器连接。NAT的处理是不同的，Symmetric NAT是会再建一个Session并且分配一个新端口号，而Cone NAT会再建一个Session，但仍然使用原来的端口号。
穿透原理：
返回到前面讲的内容。我们要收到外网的数据，必须要发送一个数据包，会在NAT上建一个Session,并且分配一个端口(十分重要)，并且记录相应的公网IP地址和端口。就可以收到该公网发送过来的信息。
所以问题就变为：内网客户端A发送一个数据包连到NATB 的公网地址。然后就可以接收到NATB公网地址发送过来的数据（其实是由内网用户外发，它只是转发）。但是现在问题来了： A客户端通过公网服务器得到了NATB的外网IP及端口，于是就发数据过去，满怀信心的等待连接，没想到数据到了NATB这里，NATB说：“我内网的用户又没有连接你，那有不请自己来，我不认识你。”于是就把数据抛弃了。B客户端也同样这样。A和B都想把公网NAT信息告诉对方，只要有一方收到消息就可以通信，问题是双方没有连接，怎么能通知该消息呢？所以这个问题就需要由公网服务器来处理。
当A想和B通信的时候， 需要向公网服务器发送消息，由公网服务器把消息发送给B，B再向A发送连接请求(打洞)。然后B就可以接受A的消息了。B想和A通信的时候，也是同样的道理。
这样A即能和公网服务器通信，又可以和B客户端通信了。

注意：因为NAT设备会收回一些不活动的Session，因此，双方必须经常互发心跳数据包，让Session一直存活着。

服务器端源码简单分析：
服务器启动后，启动消息线程。接受数据，然后，根据消息头（登录，下线，打洞，得到用户列表，发送文件等）。
登录流程:
就创建一个用户结构，并把用户的姓名，IP，端口号加入到用户列表中（这里用户的IP，实际是NAT的公网IP）。
下线流程：
直接从用户列表中删除该用户信息。
用户列表：
定时发送用户列表给用户，或者用户主动请求用户列表。
打洞：
A客户端请求连接B客户端的，把B客户端的IP，端口号（NAT外网地址）发送给B，B收到之后发送一个数据到A的NAT外网地址。
客户端源码简单分析：
登录流程： 把用户信息，发送给公网服务器。
退出流程： 发送相应消息，给公网服务器。
用户列表： 发送相应消息，从公网服务器得到用户列表信息。
连接其它客户：
*流程：直接向某个用户的外网IP发送消息，如果此前没有联系过
* 那么此消息将无法发送，发送端等待超时。
* 超时后，发送端将发送一个请求信息到服务端，
* 要求服务端发送给客户C一个请求，请求C给本机发送打洞消息
* 以上流程将重复MAXRETRY次

一个线程接受数据：
接受消息：其它用户发来的消息
接受公网服务器发来的打洞消息。
接受用户列表消息。
接收公网服务器发来的心跳数据。