經(jīng)常聽到 網(wǎng)絡(luò)穿透 P2P 穿透 UDP打洞、TCP打洞 以前只是 知道網(wǎng)絡(luò)底層的底層的一些知識 接觸過 網(wǎng)絡(luò)穿透 P2P 穿透 UDP打洞、TCP打洞

現(xiàn)在做個筆記：

1 P2P 穿透 如何實現(xiàn)的

P2P穿透是一種技術(shù)，用于在兩個或多個設(shè)備之間建立直接的點對點連接，而無需依賴中間服務(wù)器進行轉(zhuǎn)發(fā)。它可以幫助設(shè)備在NAT（網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）或防火墻后面進行直接通信。

實現(xiàn)P2P穿透通常涉及以下步驟：

確定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌捍_定參與P2P通信的設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，包括其在公共互?lián)網(wǎng)上的IP地址和端口。

穿透NAT：由于NAT會對設(shè)備進行網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換，使其在私有網(wǎng)絡(luò)中具有不可路由的IP地址，因此需要使用一些技術(shù)手段來穿透NAT。常見的方法包括UDP打洞、TCP打洞和中繼服務(wù)器。

UDP打洞：設(shè)備A和設(shè)備B都向公共服務(wù)器發(fā)送UDP數(shù)據(jù)包，以建立一個虛擬連接。然后，設(shè)備A和設(shè)備B同時向NAT發(fā)送UDP數(shù)據(jù)包，以建立直接的點對點連接。

TCP打洞：設(shè)備A和設(shè)備B都向公共服務(wù)器發(fā)起TCP連接，并在握手過程中發(fā)送特定的數(shù)據(jù)包。這些數(shù)據(jù)包可以欺騙NAT，使其將來自設(shè)備A和設(shè)備B的數(shù)據(jù)包重定向到正確的設(shè)備。

中繼服務(wù)器：如果設(shè)備無法通過NAT穿透，可以使用中繼服務(wù)器作為中轉(zhuǎn)站。設(shè)備A和設(shè)備B都連接到中繼服務(wù)器，通過服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)來實現(xiàn)通信。

防火墻穿透：如果設(shè)備后面有防火墻，可能需要打開特定的端口或配置防火墻規(guī)則，以允許P2P通信的數(shù)據(jù)流通過。

連接建立和維護：一旦成功穿透NAT和防火墻，設(shè)備之間就可以建立直接的點對點連接。此后，設(shè)備可以通過該連接直接交換數(shù)據(jù)。

需要注意的是，P2P穿透涉及到網(wǎng)絡(luò)配置和協(xié)議細(xì)節(jié)，具體的實現(xiàn)方法可能會因網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和技術(shù)選擇而有所不同。在實際應(yīng)用中，可以使用一些開源的P2P穿透庫或框架來簡化開發(fā)過程，例如libjingle、STUN、TURN等。

2 UDP打洞、TCP打洞 原理

UDP打洞和TCP打洞都是用于穿透NAT（網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）的技術(shù)，以實現(xiàn)直接的點對點通信。下面是它們的原理簡介：

UDP打洞：

設(shè)備A和設(shè)備B都向公共服務(wù)器發(fā)送UDP數(shù)據(jù)包，這樣服務(wù)器就知道設(shè)備A和設(shè)備B的外部IP地址和端口。
設(shè)備A和設(shè)備B同時向自己的NAT發(fā)送UDP數(shù)據(jù)包，這樣NAT就會在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的過程中建立一個虛擬連接。
設(shè)備A和設(shè)備B通過這個虛擬連接進行通信，因為它們的NAT都知道如何將數(shù)據(jù)包從一個設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)到另一個設(shè)備。
TCP打洞：

設(shè)備A和設(shè)備B都向公共服務(wù)器發(fā)起TCP連接，并在握手過程中發(fā)送特定的數(shù)據(jù)包。
這些特定的數(shù)據(jù)包可能會欺騙NAT，使其將來自設(shè)備A和設(shè)備B的數(shù)據(jù)包重定向到正確的設(shè)備。
一旦成功建立TCP連接，設(shè)備A和設(shè)備B就可以通過這個連接進行直接的點對點通信。
無論是UDP打洞還是TCP打洞，其核心思想都是在NAT和防火墻后面建立虛擬連接或使用特定的數(shù)據(jù)包欺騙NAT，以使數(shù)據(jù)包能夠正確地傳遞到目標(biāo)設(shè)備。這樣就實現(xiàn)了在NAT和防火墻后面的設(shè)備之間直接通信的能力。

需要注意的是，UDP打洞和TCP打洞的成功與否取決于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和設(shè)備的配置。在某些情況下，可能需要使用其他技術(shù)手段或使用中繼服務(wù)器作為中轉(zhuǎn)站來實現(xiàn)P2P通信。此外，打洞過程中還可能面臨一些安全和隱私風(fēng)險，因此在實際應(yīng)用中需要謹(jǐn)慎考慮安全性和隱私保護

3 NAT 什么

NAT（Network Address Translation，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）是一種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，常用于將私有網(wǎng)絡(luò)中的內(nèi)部IP地址轉(zhuǎn)換為公共網(wǎng)絡(luò)中的外部IP地址，以實現(xiàn)多個設(shè)備共享一個公共IP地址的功能。

在一個使用NAT的網(wǎng)絡(luò)中，通常有一個NAT設(shè)備（例如路由器）連接到公共網(wǎng)絡(luò)，而私有網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備通過NAT設(shè)備與公共網(wǎng)絡(luò)通信。NAT設(shè)備會維護一個轉(zhuǎn)換表，記錄私有IP地址和對應(yīng)的公共IP地址之間的映射關(guān)系。

NAT的主要功能包括：

IP地址轉(zhuǎn)換：NAT設(shè)備將私有網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的內(nèi)部IP地址轉(zhuǎn)換為公共網(wǎng)絡(luò)中的外部IP地址，以便與公共網(wǎng)絡(luò)進行通信。
端口轉(zhuǎn)換：NAT設(shè)備會分配唯一的端口號給私有網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，使多個設(shè)備可以使用同一個公共IP地址進行通信。
網(wǎng)絡(luò)地址隱藏：私有網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備使用內(nèi)部IP地址進行通信，對外部網(wǎng)絡(luò)隱藏了私有網(wǎng)絡(luò)的具體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性。
NAT的工作原理是在數(shù)據(jù)包傳輸過程中修改IP地址和端口號，以使數(shù)據(jù)包正確地進出私有網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)私有網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備向外部網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)包時，NAT設(shè)備會將數(shù)據(jù)包的源IP地址和端口號替換為NAT設(shè)備的外部IP地址和端口號。當(dāng)外部網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)數(shù)據(jù)包返回時，NAT設(shè)備會將目標(biāo)IP地址和端口號還原為私有網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的內(nèi)部IP地址和端口號，然后將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的設(shè)備。

通過NAT，私有網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備可以通過共享一個公共IP地址與外部網(wǎng)絡(luò)進行通信，從而有效地節(jié)省了IP地址資源。然而，NAT也帶來了一些限制，例如在某些情況下會影響P2P通信或者需要進行端口映射配置才能實現(xiàn)某些網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

總而言之，NAT是一種在私有網(wǎng)絡(luò)和公共網(wǎng)絡(luò)之間進行IP地址轉(zhuǎn)換和端口轉(zhuǎn)換的技術(shù)，可以實現(xiàn)多個設(shè)備共享一個公共IP地址的功能，并提高網(wǎng)絡(luò)的安全性

4 STUN 服務(wù)器 是什么

STUN（Session Traversal Utilities for NAT）服務(wù)器是一種用于網(wǎng)絡(luò)通信中的服務(wù)器，用于幫助解決 NAT（Network Address Translation）所引起的通信問題。

NAT 是一種常見的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和協(xié)議，它在互聯(lián)網(wǎng)通信中起到了重要的作用。然而，NAT 會限制來自外部網(wǎng)絡(luò)的直接訪問，這導(dǎo)致了一些通信困難，特別是在點對點（P2P）通信或?qū)崟r通信等場景中。

STUN 服務(wù)器的主要作用是幫助網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或應(yīng)用程序識別自身在 NAT 后的公網(wǎng)地址（Public IP Address）和端口號。當(dāng)設(shè)備或應(yīng)用程序需要與其他設(shè)備進行通信時，它們可以通過與 STUN 服務(wù)器進行交互，獲得自身的公網(wǎng)地址和端口號，從而在 NAT 環(huán)境下建立直接的通信連接。

STUN 服務(wù)器會向客戶端返回 NAT 映射信息，包括公網(wǎng) IP 地址、端口號等?？蛻舳丝梢允褂眠@些信息與其他設(shè)備進行通信，或者將這些信息提供給其他設(shè)備以建立直接的點對點連接。

STUN 服務(wù)器通常由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商或其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者提供和維護。它們在網(wǎng)絡(luò)中的位置可以是分布式的，以便更好地為客戶端提供服務(wù)。

需要注意的是，STUN 服務(wù)器只能幫助解決 NAT 穿透問題，而不能直接提供數(shù)據(jù)傳輸或消息路由功能。具體的數(shù)據(jù)傳輸和消息路由還需要在應(yīng)用層或使用其他協(xié)議和技術(shù)來實現(xiàn)。

總結(jié)而言，STUN 服務(wù)器是一種用于幫助解決 NAT 穿透問題的服務(wù)器，它通過提供公網(wǎng)地址和端口號等信息，幫助設(shè)備在 NAT 環(huán)境下建立直接的通信連接。

5 libjingle、STUN、TURN

libjingle 是一個開源的實時通信引擎，由Google開發(fā)并用于WebRTC項目。它提供了一組C++庫和工具，用于構(gòu)建實時音視頻通信應(yīng)用程序。libjingle 提供了對網(wǎng)絡(luò)傳輸、音視頻處理、信令交換等方面的支持，幫助開發(fā)者構(gòu)建基于實時通信的應(yīng)用。
libjingle 使用了 NAT 穿透技術(shù)來解決網(wǎng)絡(luò)通信中的 NAT 限制問題。NAT（Network Address Translation）會導(dǎo)致設(shè)備在私有網(wǎng)絡(luò)中使用私有IP地址，無法直接與公共網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備通信。為了實現(xiàn)點對點的通信，libjingle 使用了一些技術(shù)來穿透 NAT。

libjingle 使用了 STUN（Session Traversal Utilities for NAT）協(xié)議來幫助設(shè)備發(fā)現(xiàn)其在 NAT 后面的公共 IP 地址和端口號。通過向 STUN 服務(wù)器發(fā)送請求并解析響應(yīng)，設(shè)備可以獲取其對外部的公共地址信息，從而進行直接通信。

然而，有些情況下，STUN 無法成功穿透特定類型的 NAT。為了應(yīng)對這種情況，libjingle 還使用了 TURN（Traversal Using Relays around NAT）協(xié)議。當(dāng)設(shè)備無法直接建立點對點連接時，libjingle 通過中繼服務(wù)器進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)設(shè)備之間的通信。

所以，libjingle 組合使用了 STUN 和 TURN 技術(shù)來實現(xiàn) NAT 穿透，以便在實時通信應(yīng)用中建立點對點的連接

STUN（Session Traversal Utilities for NAT，NAT會話穿越實用工具）是一種用于網(wǎng)絡(luò)通信的協(xié)議，用于解決NAT（Network Address Translation）帶來的問題。NAT會導(dǎo)致設(shè)備在私有網(wǎng)絡(luò)中使用私有IP地址，無法直接與公共網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備通信。STUN允許設(shè)備通過公共網(wǎng)絡(luò)中的STUN服務(wù)器獲取其對外部的公共IP地址和端口號，以便進行直接通信。STUN協(xié)議通過向STUN服務(wù)器發(fā)送請求并解析響應(yīng)，幫助設(shè)備發(fā)現(xiàn)其NAT后面的公共地址和端口。

TURN（Traversal Using Relays around NAT，通過NAT進行中繼）是一種用于解決NAT穿透問題的協(xié)議。在某些情況下，STUN無法成功穿透某些類型的NAT，這時就需要使用TURN協(xié)議。TURN允許設(shè)備將其通信流量通過一個中繼服務(wù)器進行轉(zhuǎn)發(fā)，以實現(xiàn)與其他設(shè)備的直接通信。當(dāng)設(shè)備無法直接建立點對點連接時，可以將數(shù)據(jù)流量通過TURN服務(wù)器中繼，從而解決NAT穿透的問題。

綜合起來，libjingle 是一個實時通信引擎，用于構(gòu)建實時音視頻通信應(yīng)用程序。STUN 是一種協(xié)議，用于幫助設(shè)備解決NAT帶來的通信問題，通過獲取公共IP地址和端口號實現(xiàn)直接通信。而TURN 則是一種協(xié)議，用于解決無法通過STUN穿透NAT的情況，通過中繼服務(wù)器進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)設(shè)備之間的直接通信。這些技術(shù)在實時通信應(yīng)用中常用于解決NAT穿透和建立點對點連接的問題。

6 CocoaAsyncSocket 如何 實現(xiàn) STUN 或 TURN 功能

CocoaAsyncSocket 是一個常用的 iOS 和 macOS 平臺上的網(wǎng)絡(luò)編程庫，它提供了 TCP 和 UDP 的套接字操作接口。雖然 CocoaAsyncSocket 本身并不提供 STUN 或 TURN 功能的實現(xiàn)，但你可以使用它作為底層的網(wǎng)絡(luò)通信框架來實現(xiàn) STUN 或 TURN 功能。

STUN（Session Traversal Utilities for NAT）和 TURN（Traversal Using Relays around NAT）是用于解決 NAT 穿透的協(xié)議。下面是一個簡單的示例，演示了如何使用 CocoaAsyncSocket 實現(xiàn) STUN 功能：

添加 CocoaAsyncSocket 到項目：

在你的 Xcode 項目中，使用 CocoaPods 或手動導(dǎo)入 CocoaAsyncSocket 庫。
創(chuàng)建一個 TCP 連接到 STUN 服務(wù)器：

使用 CocoaAsyncSocket 提供的 GCDAsyncSocket 類創(chuàng)建一個 TCP 客戶端連接到 STUN 服務(wù)器的 IP 地址和端口號。
發(fā)送 STUN 請求：

構(gòu)造一個符合 STUN 協(xié)議的請求消息，并使用 GCDAsyncSocket 發(fā)送到 STUN 服務(wù)器。
解析 STUN 響應(yīng)：

使用 GCDAsyncSocket 接收 STUN 服務(wù)器返回的響應(yīng)消息，并解析其中的信息。
注意：以上示例只是一個簡單的框架，實際的 STUN 功能需要參考 STUN 協(xié)議規(guī)范和相關(guān)文檔來構(gòu)建請求和解析響應(yīng)。

對于 TURN 功能的實現(xiàn)，可以使用 CocoaAsyncSocket 提供的 UDP 套接字操作接口來構(gòu)建 TURN 請求和解析響應(yīng)。需要了解 TURN 協(xié)議規(guī)范和相關(guān)文檔來實現(xiàn)相應(yīng)的功能。

總而言之，CocoaAsyncSocket 可以作為底層網(wǎng)絡(luò)通信框架來實現(xiàn) STUN 和 TURN 功能，但具體的實現(xiàn)還需要參考相關(guān)協(xié)議和文檔，并根據(jù)需要進行定制開發(fā)。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-619203.html

到了這里，關(guān)于網(wǎng)絡(luò)穿透 P2P 穿透 UDP打洞、TCP打洞 原理的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！