91网首页-91网页版-91网在线观看-91网站免费观看-91网站永久视频-91网站在线播放

首先先介紹一些基本概念：[br]nat(network address [br]translators)，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換：網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換是在ip地址日益缺乏的情況下產(chǎn)生的，它的主要目的就是為了能夠地址重用。nat分為兩大類，基本的nat和napt(network [br]address/port translator)。[br]最開(kāi)始nat是運(yùn)行在路由器上的一個(gè)功能模塊。
[p]最先提出的是基本的nat，它的產(chǎn)生基于如下事實(shí)：一個(gè)私有網(wǎng)絡(luò)（域）中的節(jié)點(diǎn)中只有很少的節(jié)點(diǎn)需要與外網(wǎng)連接（呵呵，這是在上世紀(jì)90年代中期提出 的）。那么這個(gè)子網(wǎng)中其實(shí)只有少數(shù)的節(jié)點(diǎn)需要全球唯一的ip地址，其他的節(jié)點(diǎn)的ip地址應(yīng)該是可以重用的。[br]因此，基本的nat實(shí)現(xiàn)的功能很簡(jiǎn)單，在子網(wǎng)內(nèi)使用一個(gè)保留的ip子網(wǎng)段，這些ip對(duì)外是不可見(jiàn)的。子網(wǎng)內(nèi)只有少數(shù)一些ip地址可以對(duì)應(yīng)到真正全球唯一的ip地址。如果這些節(jié)點(diǎn)需要訪問(wèn)外部網(wǎng)絡(luò)，那么基本nat就負(fù)責(zé)將這個(gè)節(jié)點(diǎn)的子網(wǎng)內(nèi)ip轉(zhuǎn)化為一個(gè)全球唯一的ip然后發(fā)送出去。(基本的nat會(huì)改變ip包中的原ip地址，但是不會(huì)改變ip包中的端口)[br]關(guān)于基本的nat可以參看rfc 1631[/p]
[p]另外一種nat叫做napt，從名稱上我們也可以看得出，napt不但會(huì)改變經(jīng)過(guò)這個(gè)nat設(shè)備的ip數(shù)據(jù)報(bào)的ip地址，還會(huì)改變ip數(shù)據(jù)報(bào)的tcp/udp端口?；緉at的設(shè)備可能我們見(jiàn)的不多（呵呵，我沒(méi)有見(jiàn)到過(guò)），napt才是我們真正討論的主角?？聪聢D：[br]server s1[br]18.181.0.31:1235[br]|[br]^ session 1 (a-s1) ^ |[br]| 18.181.0.31:1235 | |[br]v 155.99.25.11:62000 v |[br]|[br]nat[br]155.99.25.11[br]|[br]^ session 1 (a-s1) ^ |[br]| 18.181.0.31:1235 | |[br]v 10.0.0.1:1234 v |[br]|[br]client a[br]10.0.0.1:1234[br]有一個(gè)私有網(wǎng)絡(luò)10.*.*.*，client [br]a是其中的一臺(tái)計(jì)算機(jī)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)（一個(gè)nat設(shè)備）的外網(wǎng)ip是155.99.25.11(應(yīng)該還有一個(gè)內(nèi)網(wǎng)的ip地址，比如10.0.0.10)。如果client [br]a中的某個(gè)進(jìn)程（這個(gè)進(jìn)程創(chuàng)建了一個(gè)udp [br]socket,這個(gè)socket綁定1234端口）想訪問(wèn)外網(wǎng)主機(jī)18.181.0.31的1235端口，那么當(dāng)數(shù)據(jù)包通過(guò)nat時(shí)會(huì)發(fā)生什么事情呢？[br]首先nat會(huì)改變這個(gè)數(shù)據(jù)包的原ip地址，改為155.99.25.11。接著nat會(huì)為這個(gè)傳輸創(chuàng)建一個(gè)session（session是一個(gè)抽象的概 念，如果是tcp，也許session是由一個(gè)syn包開(kāi)始，以一個(gè)fin包結(jié)束。而udp呢，以這個(gè)ip的這個(gè)端口的第一個(gè)udp開(kāi)始，結(jié)束呢，呵呵， 也許是幾分鐘，也許是幾小時(shí)，這要看具體的實(shí)現(xiàn)了）并且給這個(gè)session分配一個(gè)端口，比如62000，然后改變這個(gè)數(shù)據(jù)包的源端口為62000。所 以本來(lái)是（10.0.0.1:1234->18.181.0.31:1235）的數(shù)據(jù)包到了互聯(lián)網(wǎng)上變?yōu)榱?（155.99.25.11:62000->18.181.0.31:1235）。[br]一旦nat創(chuàng)建了一個(gè)session后，nat會(huì)記住62000端口對(duì)應(yīng)的是10.0.0.1的1234端口，以后從18.181.0.31發(fā)送到62000端口的數(shù)據(jù)會(huì)被nat自動(dòng)的轉(zhuǎn)發(fā)到10.0.0.1上。（注意：這里是說(shuō)18.181.0.31發(fā)送到62000端口的數(shù)據(jù)會(huì)被轉(zhuǎn)發(fā)，其他的ip發(fā)送到這個(gè)端口的數(shù)據(jù)將被nat拋棄）這樣client [br]a就與server s1建立以了一個(gè)連接。[/p]
[p]呵呵，上面的基礎(chǔ)知識(shí)可能很多人都知道了，那么下面是關(guān)鍵的部分了。[br]看看下面的情況：[br]server s1 server s2[br]18.181.0.31:1235 138.76.29.7:1235[br]| |[br]| |[br]+----------------------+----------------------+[br]|[br]^ session 1 (a-s1) ^ | ^ session 2 (a-s2) ^[br]| 18.181.0.31:1235 | | | 138.76.29.7:1235 |[br]v 155.99.25.11:62000 v | v 155.99.25.11:62000 v[br]|[br]cone nat[br]155.99.25.11[br]|[br]^ session 1 (a-s1) ^ | ^ session 2 (a-s2) ^[br]| 18.181.0.31:1235 | | | 138.76.29.7:1235 |[br]v 10.0.0.1:1234 v | v 10.0.0.1:1234 v[br]|[br]client a[br]10.0.0.1:1234[br]接上面的例子，如果client a的原來(lái)那個(gè)socket(綁定了1234端口的那個(gè)udp socket)又接著向另外一個(gè)server [br]s2發(fā)送了一個(gè)udp包，那么這個(gè)udp包在通過(guò)nat時(shí)會(huì)怎么樣呢？[br]這時(shí)可能會(huì)有兩種情況發(fā)生，一種是nat再次創(chuàng)建一個(gè)session，并且再次為這個(gè)session分配一個(gè)端口號(hào)（比如：62001）。另外一種是nat再次創(chuàng)建一個(gè)session，但是不會(huì)新分配一個(gè)端口號(hào)，而是用原來(lái)分配的端口號(hào)62000。前一種nat叫做symmetric [br]nat，后一種叫做cone [br]nat。我們期望我們的nat是第二種，呵呵，如果你的nat剛好是第一種，那么很可能會(huì)有很多p2p軟件失靈。（可以慶幸的是，現(xiàn)在絕大多數(shù)的nat屬于后者，即cone [br]nat）[/p]
[p]好了，我們看到，通過(guò)nat,子網(wǎng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)向外連結(jié)是很容易的（nat相當(dāng)于透明的，子網(wǎng)內(nèi)的和外網(wǎng)的計(jì)算機(jī)不用知道nat的情況）。[br]但是如果外部的計(jì)算機(jī)想訪問(wèn)子網(wǎng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)就比較困難了（而這正是p2p所需要的）。[br]那么我們?nèi)绻霃耐獠堪l(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)給內(nèi)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)有什么辦法呢？首先，我們必須在內(nèi)網(wǎng)的nat上打上一個(gè)“洞”（也就是前面我們說(shuō)的在nat上建立一個(gè)session），這個(gè)洞不能由外部來(lái)打，只能由內(nèi)網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)來(lái)打。而且這個(gè)洞是有方向的，比如從內(nèi)部某臺(tái)主機(jī)（比如：192.168.0.10）向外部 的某個(gè)ip(比如：219.237.60.1)發(fā)送一個(gè)udp包，那么就在這個(gè)內(nèi)網(wǎng)的nat設(shè)備上打了一個(gè)方向?yàn)?19.237.60.1的“洞”，（這 就是稱為udp [br]hole [br]punching的技術(shù)）以后219.237.60.1就可以通過(guò)這個(gè)洞與內(nèi)網(wǎng)的192.168.0.10聯(lián)系了。（但是其他的ip不能利用這個(gè)洞）。[/p]
[p]呵呵，現(xiàn)在該輪到我們的正題p2p了。有了上面的理論，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)內(nèi)網(wǎng)的主機(jī)通訊就差最后一步了：那就是雞生蛋還是蛋生雞的問(wèn)題了，兩邊都無(wú)法主動(dòng)發(fā)出連接 請(qǐng)求，誰(shuí)也不知道誰(shuí)的公網(wǎng)地址，那我們?nèi)绾蝸?lái)打這個(gè)洞呢？我們需要一個(gè)中間人來(lái)聯(lián)系這兩個(gè)內(nèi)網(wǎng)主機(jī)。[br]現(xiàn)在我們來(lái)看看一個(gè)p2p軟件的流程，以下圖為例：[/p]
[p]server s （219.237.60.1）[br]|[br]|[br]+----------------------+----------------------+[br]| |[br]nat a (外網(wǎng)ip:202.187.45.3) nat b (外網(wǎng)ip:187.34.1.56)[br]| (內(nèi)網(wǎng)ip:192.168.0.1) | (內(nèi)網(wǎng)ip:192.168.0.1)[br]| |[br]client a (192.168.0.20:4000) client b (192.168.0.10:40000)[/p]
[p]首先，client a登錄服務(wù)器，nat a為這次的session分配了一個(gè)端口60000，那么server s收到的client [br]a的地址是202.187.45.3:60000，這就是client a的外網(wǎng)地址了。同樣，client b登錄server s，nat [br]b給此次session分配的端口是40000，那么server s收到的b的地址是187.34.1.56:40000。[br]此時(shí)，client a與client b都可以與server s通信了。如果client a此時(shí)想直接發(fā)送信息給client [br]b，那么他可以從server s那兒獲得b的公網(wǎng)地址187.34.1.56:40000，是不是client [br]a向這個(gè)地址發(fā)送信息client b就能收到了呢？答案是不行，因?yàn)槿绻@樣發(fā)送信息，nat [br]b會(huì)將這個(gè)信息丟棄（因?yàn)檫@樣的信息是不請(qǐng)自來(lái)的，為了安全，大多數(shù)nat都會(huì)執(zhí)行丟棄動(dòng)作）。現(xiàn)在我們需要的是在nat [br]b上打一個(gè)方向?yàn)?02.187.45.3（即client a的外網(wǎng)地址）的洞，那么client [br]a發(fā)送到187.34.1.56:40000的信息,client b就能收到了。這個(gè)打洞命令由誰(shuí)來(lái)發(fā)呢，呵呵，當(dāng)然是server s。[br]總結(jié)一下這個(gè)過(guò)程：如果client a想向client b發(fā)送信息，那么client a發(fā)送命令給server s，請(qǐng)求server [br]s命令client b向client [br]a方向打洞。呵呵，是不是很繞口，不過(guò)沒(méi)關(guān)系，想一想就很清楚了，何況還有源代碼呢（侯老師說(shuō)過(guò)：在源代碼面前沒(méi)有秘密 [br]8）），然后client a就可以通過(guò)client b的外網(wǎng)地址與client b通信了。[/p]
[p]注意：以上過(guò)程只適合于cone nat的情況，如果是symmetric nat，那么當(dāng)client b向client [br]a打洞的端口已經(jīng)重新分配了，client b將無(wú)法知道這個(gè)端口（如果symmetric [br]nat的端口是順序分配的，那么我們或許可以猜測(cè)這個(gè)端口號(hào)，可是由于可能導(dǎo)致失敗的因素太多，我們不推薦這種猜測(cè)端口的方法）。[/p]
[p]另一篇文章接上：[/p]
[p]下面解釋一下上面的文章中沒(méi)有提及或者說(shuō)我覺(jué)得比較欠缺的地方. [br]私有地址/端口和公有地址/端口:我們知道,現(xiàn)在大部分網(wǎng)絡(luò)采用的都是napt(network address/port translator)了,這個(gè)東東的作用是一個(gè)對(duì)外的對(duì)話在經(jīng)過(guò)nat之后ip地址和端口號(hào)都會(huì)被改寫(xiě),在這里把一次會(huì)話中客戶自己認(rèn)為在使用的ip地址和端口號(hào)成為私有地址/端 口,而把經(jīng)過(guò)napt之后被改寫(xiě)的ip地址和端口號(hào)稱為公有地址/端口.或者可以這么理解,私有地址/端口是你家里人對(duì)你的昵稱而公有地址/端口則是你真 正對(duì)外公開(kāi)的名字.如何獲得用戶的私用地址/端口號(hào),這個(gè)很簡(jiǎn)單了,而要得到公有地址/端口號(hào)就要在連接上另一臺(tái)機(jī)器之后由那臺(tái)機(jī)器看到的ip地址和端口 號(hào)來(lái)表示. [br][br]如果明白了上面的東西,下面進(jìn)入我們的代碼,在這里解釋一下關(guān)鍵部分的實(shí)現(xiàn): [br][br]客戶端首先得到自己的私有地址/終端,然后向server端發(fā)送登陸請(qǐng)求,server端在得到這個(gè)請(qǐng)求之后就可以知道這個(gè)client端的公有地址/終 端,server會(huì)為每一個(gè)登陸的client保存它們的私有地址/端口和公有地址/端口. [br][br]ok,下面開(kāi)始關(guān)鍵的打洞流程.假設(shè)client a要向client b對(duì)話,但是a不知道b的地址,即使知道根據(jù)nat的原理這個(gè)對(duì)話在第一次會(huì)被拒 絕,因?yàn)閏lient b的nat認(rèn)為這是一個(gè)從沒(méi)有過(guò)的外部發(fā)來(lái)的請(qǐng)求.這個(gè)時(shí)候,a如果發(fā)現(xiàn)自己沒(méi)有保存b的地址,或者說(shuō)發(fā)送給b的會(huì)話請(qǐng)求失敗了,它會(huì)要求server端讓b向a打一個(gè)洞,這個(gè)b->a的會(huì)話意義在于它使nat b認(rèn)為a的地址/端口是可以通過(guò)的地址/端口,這樣a再向b發(fā)送 對(duì)話的時(shí)候就不會(huì)再被nat b拒絕了.打一個(gè)比方來(lái)說(shuō)明打洞的過(guò)程,a想來(lái)b家做客,但是遭到了b的管家nat b的拒絕,理由是:我從來(lái)沒(méi)有聽(tīng)我家b提過(guò)你的名字,這時(shí)a找到了a,b都認(rèn)識(shí)的朋友server,要求server給b報(bào)一個(gè)信,讓b去跟管家說(shuō)a是我的朋友,于是,b跟管家nat b說(shuō),a是我認(rèn)識(shí)的朋友,這樣a的訪問(wèn)請(qǐng)求就不會(huì)再被管家nat b所拒絕了.簡(jiǎn)而言之,udp打洞就是一個(gè)通過(guò)server保存下來(lái)的地址使得彼此之間能 夠直接通信的過(guò)程,server只管幫助建立連接,在建立間接之后就不再介入了. [/p]
[p]下面是一個(gè)模擬p2p聊天的過(guò)程的源代碼，過(guò)程很簡(jiǎn)單，p2pserver運(yùn)行在一個(gè)擁有公網(wǎng)ip的計(jì)算機(jī)上，p2pclient運(yùn)行在兩個(gè)不同的nat后（注意，如果兩個(gè)客戶端運(yùn)行在一個(gè)nat后，本程序很可能不能運(yùn)行正常，這取決于你的nat是否支持loopback [br]translation，詳見(jiàn)[url=http://midcom-p2p.sourceforge.net/draft-ford-midcom-p2p-01.txt]http://midcom-p2p.sourceforge.net/draft-ford-midcom-p2p-01.txt[/url]，當(dāng)然，此問(wèn)題可以通過(guò)雙方先嘗試連接對(duì)方的內(nèi)網(wǎng)ip來(lái)解決，但是這個(gè)代碼只是為了驗(yàn)證原理，并沒(méi)有處理這些問(wèn)題），后登錄的計(jì)算機(jī)可以獲得先登錄計(jì)算機(jī)的用戶名，后登錄的計(jì)算機(jī)通過(guò)send [br]username message的格式來(lái)發(fā)送消息。如果發(fā)送成功，說(shuō)明你已取得了直接與對(duì)方連接的成功。[br]程序現(xiàn)在支持三個(gè)命令：send , getu , exit[/p]
[p]send格式：send username message[br]功能：發(fā)送信息給username[/p]
[p]getu格式：getu[br]功能：獲得當(dāng)前服務(wù)器用戶列表[/p]
[p]exit格式：exit[br]功能：注銷與服務(wù)器的連接（服務(wù)器不會(huì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)客戶是否吊線）[/p]
[p]代碼很短，相信很容易懂，如果有什么問(wèn)題，可以給我發(fā)郵件[url=mailto:[email protected]][email protected][/url] [br]或者在csdn上發(fā)送短消息。同時(shí)，歡迎轉(zhuǎn)發(fā)此文，但希望保留作者版權(quán)8-）。[br]_05/04052509317298.rar" [br][url=http://www.ppcn.net/upload/2004_05/04052509317298.rar]http://www.ppcn.net/upload/2004_05/04052509317298.rar[/url] 　[/p]
[p][/p]
[p]另一篇介紹打洞技術(shù)的（補(bǔ)充）[/p]
[p]udp打洞技術(shù)依賴于由公共防火墻和cone nat，允許適當(dāng)?shù)挠杏?jì)劃的端對(duì)端應(yīng)用程序通過(guò)nat"打洞"，即使當(dāng)雙方的主機(jī)都處于nat之后。這種技術(shù)在 rfc3027的5.1節(jié)[nat prot] 中進(jìn)行了重點(diǎn)介紹，并且在internet[kegel]中進(jìn)行了非正式的描敘，還應(yīng)用到了最新的一些協(xié)議，例如[teredo,ice]協(xié)議中。不過(guò)， 我們要注意的是，"術(shù)"如其名，udp打洞技術(shù)的可靠性全都要依賴于udp。[br]這里將考慮兩種典型場(chǎng)景，來(lái)介紹連接的雙方應(yīng)用程序如何按照計(jì)劃的進(jìn)行通信的，第一種場(chǎng)景，我們假設(shè)兩個(gè)客戶端都處于不同的nat之后；第二種場(chǎng)景，我們假設(shè)兩個(gè)客戶端都處于同一個(gè)nat之后，但是它們彼此都不知道(他們?cè)谕粋€(gè)nat中)。[br][br][br][br]處于不同nat之后的客戶端通信[br][br]我們假設(shè) client a 和 client b 都擁有自己的私有ip地址，并且都處在不同的nat之后，端對(duì)端的程序運(yùn)行于 client a,client b,s之間，并且它們都開(kāi)放了udp端口1234。 client a和client b首先分別與s建立通信會(huì)話，這時(shí)nat a把它自己的udp端口62000分配給client a與s的會(huì)話，nat b也把自己的udp端口31000分配給client b與s的會(huì)話。[br][br]假 如這個(gè)時(shí)候 client a 想與 client b建立一條udp通信直連，如果 client a只是簡(jiǎn)單的發(fā)送一個(gè)udp信息到client b的公網(wǎng)地址138.76.29.7:31000的話，nat b會(huì)不加考慮的將這個(gè)信息丟棄（除非nat b是一個(gè) full cone nat），因?yàn)?這個(gè)udp信息中所包含的地址信息，與client b和服務(wù)器s建立連接時(shí)存儲(chǔ)在nat b中的服務(wù)器s的地址信息不符。同樣的，client b如果做同樣的事情，發(fā)送的udp信息也會(huì)被 nat a 丟棄。[br][br]假如 client a 開(kāi)始發(fā)送一個(gè) udp 信息到 client b 的公網(wǎng)地址上，與此同時(shí)，他又通過(guò)s中轉(zhuǎn)發(fā)送了一個(gè)邀請(qǐng)信息給client b，請(qǐng)求client b也給client a發(fā)送一個(gè)udp信息到 client a的公網(wǎng)地址上。這時(shí)client a向client b的公網(wǎng)ip(138.76.29.7:31000)發(fā)送的信息導(dǎo)致 nat a 打開(kāi)一個(gè)處于 client a的私有地址和client b的公網(wǎng)地址之間的新的通信會(huì)話，與此同時(shí)，nat b 也打開(kāi)了一個(gè)處于client b的私有地址和client a的公網(wǎng)地址(155.99.25.11:62000)之間的新的通信會(huì)話。一旦這個(gè)新的udp會(huì)話各自向?qū)Ψ酱蜷_(kāi)了，client a和client b之間就可以直接通信，而無(wú)需s來(lái)牽線搭橋了。(這就是所謂的打洞技術(shù))！[/p]