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请详述TCP穿透NAT的原理解决方法

2012-02-22 
请详述TCP穿透NAT的原理请详述TCP穿透NAT的原理,百度Hi、阿里旺旺的文件传输使用基于TCP的P2P技术,哪个超级

请详述TCP穿透NAT的原理
请详述TCP穿透NAT的原理,百度Hi、阿里旺旺的文件传输使用基于TCP的P2P技术,哪个超级高手能详述一下TCP穿透NAT的原理?有具体实现代码的将给120分(网上搜索的那份代码不行,我试验过了).

[解决办法]
请看http://www.vckbase.com/document/viewdoc/?id=1773
[解决办法]
这里有一个例子
http://www.cis.nctu.edu.tw/~gis87577/xDreaming/XSTUNT/index_chinese.html
[解决办法]
实很早我就已经实现了使用TCP协议穿透NAT了,但是苦于一直没有时间,所以没有写出来,现在终于放假有一点空闲,于是写出来共享之。 

一直以来,说起NAT穿透,很多人都会被告知使用UDP打孔这个技术,基本上没有人会告诉你如何使用TCP协议去穿透(甚至有的人会直接告诉你TCP协议是无法实现穿透的)。但是,众所周知的是,UDP是一个无连接的数据报协议,使用它就必须自己维护收发数据包的完整性,这常常会大大增加程序的复杂度,而且一些程序由于某些原因,必须使用TCP协议,这样就常常令一些开发TCP网络程序的人员“谈穿透色变”。那么,使用TCP协议是不是就不能实现穿透呢?答案当然是否定的:TCP协议不仅能实现NAT穿透,而且实现起来比UDP穿透甚至还简单一些。 


要了解如何使用TCP穿透NAT,就要首先看看如何使用UDP穿透NAT。 
我们假设在两个不同的局域网后面分别有2台客户机A和 B,AB所在的局域网都分别通过一个路由器接入互联网。互联网上有一台服务器S。 
现在AB是无法直接和对方发送信息的,AB都不知道对方在互联网上真正的IP和端口, AB所在的局域网的路由器只允许内部向外主动发送的信息通过。对于B直接发送给A的路由器的消息,路由会认为其“不被信任”而直接丢弃。 
要实现 AB直接的通讯,就必须进行以下3步:A首先连接互联网上的服务器S并发送一条消息(对于UDP这种无连接的协议其实直接初始会话发送消息即可),这样S就获取了A在互联网上的实际终端(发送消息的IP和端口号)。接着 B也进行同样的步骤,S就知道了AB在互联网上的终端(这就是“打洞”)。接着S分别告诉A和B对方客户端在互联网上的实际终端,也即S告诉A客户B的会话终端,S告诉B客户A的会话终端。这样,在AB都知道了对方的实际终端之后,就可以直接通过实际终端发送消息了(因为先前双方都向外发送过消息,路由上已经有允许数据进出的消息通道)。 


用UDP来实现以上3步不存在什么理论上的问题,因为UDP是无连接的协议,它允许socket进行“多对一”的通讯(即几个具有不同IP和端口号的socket向一个接收socket发送消息)。但是使用TCP就出现了问题:在一般情况下,TCP socket不允许在已经建立连接的端口上再进行监听和使用该本地端口。换句话说,当AB连接上服务器S后,S将AB的实际终端告诉对方,下一步本该是AB利用对方的实际终端进行直连,但这时你会发现对方的实际终端已经被占用了(就是各自连接到服务器S的会话占用了终端),无法同时listen和 connect。于是很多人得出结论:TCP无法实现NAT穿透。 
于是问题的关键变成了如何复用一个TCP连接的本地终端,这其实不是协议的问题,而是一个API的问题。幸运的是,所有主流操作系统都支持一个特定的TCP套接字选项——SO_REUSEADDR。这个选项允许将多个socket绑定到同一个本地终端。我们建立socket的时候只要加上这么一行:

setsockopt(socket, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &flag, len) ; //C++就这么做 

_Client.SetSocketOption(SocketOptionLevel.Socket, SocketOptionName.ReuseAddress, True) '这是vb.net 更加简单
知道上面的知识就很好办了,下面我来说说TCP协议的穿透流程: 
机器布局还是和上面使用UDP的一样。现在假设客户A想和客户B建立TCP连接。 
首先还是 AB分别和服务器S分别建立连接,S记录AB的互联网实际终端。然后S分别向AB发送对方的实际终端。接着,从A和B向S连接时使用的端口,AB都异步调用connect函数连接对方的实际终端(就是S告诉的终端),同时,AB双方都在同一个本地端口监听到来的连接(也可以先监听,再connect更好)。由于双方都向对方发送了connect请求(假设各自的SYN封包已经穿过了自己的NAT),因此在对方connect请求到达本地的监听端口时,路由器会认为这个请求是刚刚那个connect会话的一部分,是已经被许可的,本地监听端口就会用SYN-ACK响应,同意连接。这样,TCP穿透NAT的点对点连接就成功了。 

下面是示例代码下载,VB.NET代码,演示如何用TCP协议穿透NAT实现文件传送,请用vs2005打开解决方案

http://dl2.csdn.net/down4/20070724/24133943521.rar 

代码中有一个我自己封装的模仿vb6 winsock的控件ZXMSocket,这个socket可以让你设置是否使用SO_REUSEADDR参数,socket是事件驱动的。

如果你要测试代码,需要使用一个bat来启动发送和接收程序(文件格式请参照bin/Debug文件夹下的run.bat文件),这个bat的功能是以命令行的方式告诉程序登录服务器缩使用的用户名,对于服务器来说,这个用户名必须是唯一的,当然,这可能有点不科学,但是这毕竟只是一个demo。 

[解决办法]
进来学习
哪位牛人可以介绍下提高打洞成功率的方法?skype那种流氓方法不算
开贴100分相赠 拜谢
[解决办法]

探讨

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[解决办法]
听高手说的,自己没研究过skype的代码。skype让打洞成功的某个客户A端作为临时服务器,帮忙转发不能打洞的客户端B和C的信息,以减轻服务器压力...太流氓了

[解决办法]
学习一下
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[解决办法]
探讨

真是羡慕你,有时间和条件继续研究这个,我从去年11月到现在都没碰过这个 了,唉,现在在怀疑自己是不是走错路了



[解决办法]
探讨
请详述TCP穿透NAT的原理,百度Hi、阿里旺旺的文件传输使用基于TCP的P2P技术,由此可见TCP穿透NAT的P2P技术是可行的,哪个超级高手能详述一下TCP穿透NAT的原理?有具体实现代码的将给120分(网上搜索的那份代码不行,我试验过了).本人在做P2P聊天软件.

[解决办法]
SKYP用的是UDP
TCP那个DEMO
恐怕只有作者自己的网络能实现穿透
在INTERNET上两端
能穿透的概率估计连作者自己都没测试过

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