关于使用UDP(TCP)跨局域网,NAT穿透的心得

前言:
       最近我用java做了一个C/S的类似QQ之类的IM系统(即时通讯系统),遇到了不能跨局域网通讯的问题,经过在网上,和书上查阅了一些资料,了解了一些情况,现在就总结一下我的解决方案吧(本人也是在不断错误中学习,如果有什么不对的地方,请大家多多指教)。

问题描述:
         一般情况下,只能在同一个子网即同一个虚拟局网里通讯,或者子网访问外网,外网访问不了内网。因为虚拟局域网相对于外网都是透明的,所以外网是不能直接访问子网,举个例子:校园网里的学生信息管理系统(MIS),需要是校园网里面的IP地址才能访问,校园网以外的IP是不能访问,这样的做法的好处不用我多说吧。。
而即时通讯需要相互交流信息,所以需要相互都能访问到,问题是:如何跨子网通讯?

问题分析:

2.ClientA在子网,ClientB在外网

者IP的数据包;如果ClientA发送数据包给ClientB,ClientB接受数据包的IP来源并不是ClientA,而已中转站(路由器)的IP。

解决方案:

单,这里就不多说了。

吧。
1)NAT
这里默认是用NAT,端口号没有转换,如果是NAPT,实现的原理也是差不多的,只是细节不同。

关于第二种情况,原理如下:
NATA:路由器对外的wlanIP:168.38.2.2;路由器对内的lanIP:192.168.1.10

1.首先,A(内网IP)先向B(外网IP)发送UDP包,NAT会产生session,存放192.168.1.10-- >168.38.2.225的映射关系

2.接下来,只要B把信息发给NATA,NATA会自动把信息转发给A

关于第三种情况,原理如下:

务器,记录了所有客户端的真实IP(如果是内网IP就记录内网IP),我是用TCP来实现客户端和服务器的通讯,这里要用到了TCP穿透,这里先不讲,最后总结说一下。

关于使用UDP(TCP)跨局域网,NAT穿透的心得

或者如图:(ps:图片是网上下载的)

关于使用UDP(TCP)跨局域网,NAT穿透的心得

务器--客户端之间可以相互通讯。客户端会向客户端发送自身的真实IP(如A:192.168.1.110),服务器接受到这信息之后,同时也会知道信息源的IP(如:NATA的外网IP:210.38.196.110),因为接受方总能知道信息包的最直接来源。此时,服务器就记录了ClientA的IP、NATA外网IP和ClientB的IP、NATB外网IP。

要想A<------>B之间无需经过第三方的通讯,必须在NATA中为B打个洞,在NATB中为A打个洞。

NATB发送到NATA的,都会转发到A子网中,此过程叫NATA为B打洞。同理NATB也可以为A打洞。

具体过程:server会发送信息告知A,B的NATB的外网IP;告知B,A的NATA的外网IP。这样子,A可以先发送一个数据包到NATB(外网IP:210.38.196.30),NATA会生成一个session记录A————>NATB的映射关系。数据包到达NATB时,NATB因为还未为A打洞,会丢包。然后B向NATA(外网IP:210.38.196.110)发送数据包,NATB会生成一个session记录B————>NATA的映射关系。此时,NATA接受到来自NATB的数据包,会查找下session映射,发现有A————>NATB的映射关系,会把包转发给A。只要A再发信息给NATB时,NATB也会根据session来转发给B。双方打洞完成。

利用第三方服务器来帮P2P对等点之间的UDP打洞,是比较全面的方案,此方案适用于P2P对等点在任何网络点(说得可能比较绝对吧,大家有什么不同意见记得提出来哦,纯属个人的偏见)

总结:

立方打洞)
样)
一样)

由于我开发的只是简单的即时通讯系统,可能很多复杂的情况我没有考虑进去,例如存在多个NAT的嵌套,NAPTIP地址端口号转换没有考虑进去,路由器中的session的生命周期的不确定(有时候是几分钟,有时候几个小时不定),所以需要定期地进行穿透等等等等。

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