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2.TCP的特性保证了数据传输的可靠性，只要适当定制好协议，基本不会有网络丢包与边界的问题。
假设一台在NAT211.133.*后的192.168.1.77:8000要向NAT211.134.*后的192.168.1.88:9000发送数据，假设你向211.134.*这个IP地址的9000端口直接发送数据包，则数据包在到达NAT211.134.*之后，会被当做无效非法的数据包被丢弃，NAT在此时相当于一个防火墙，会对没有建立起有效SESSION的数据包进行拒绝转递。当然，你也不能直接用内网地址192.168.1.88进行发送数据包，这就好比你在广州要打电话到上海的某个地方，如果你不加区号，直接拨打区域内电话是件很愚蠢的事。
首先我们要认识NAT设备，NAT英文全拼是Network Address Translator(网络地址转换器)，说白了就是凡是经过NAT发出去的数据包，都会通过一定的端口转换（而非使用原端口）再发出去，也就是说内网和外网之间的通信不是直接由内网机器与外网NAT进行，而是利用内网对外网的NAT建立起SESSION与外网NAT的SESSION进行。
根据SESSION的不同，NAT主要分成两种：SymmetricNAPT以及CONE NAPT。简单的说，Symmetric NAPT是属于动态端口映射的NAT，而CONE NAPT是属于静态端口映射的NAT。而市场上目前大多属于后者，CONE的英文意思锥，意思就是一个端口可以对外部多台NAT设备通信。这个也正是我们做点对点穿透的基本，是我们所希望的，否则现在的大部分点对点软件将无法正常使用。
像上面的例子，NAT211.133.*和NAT211.134.*之间需要进行通信，但开始不能直接就发数据包，我们需要一个中间人，这个就是外部索引服务器（我们假设是211.135.*:7000），当NAT211.133.*向211.135.*:7000发送数据包，211.135.*:7000是可以正常接收到数据，因为它是属于对外型开放的服务端口。当211.135.*:7000收到数据包后可以获知NAT211.133.*对外通信的临时SESSION信息（这个临时的端口，假设是6000会过期，具体的时间不同，但我个人的测试是每30秒发送一个心跳包keep住连接以保证端口维持住通信连接不断开），索引服务器此时应将此信息保存起来。而同时，NAT211.134.*也在时刻向索引服务器发送心跳包，索引服务器就向NAT211.134.*发送一个通知，让它向NAT211.133.*:6000发送探测包（这个数据包最好多发几个），NAT211.133.*在收到通知包之后再向索引服务器发送反馈包，说明自己已经向NAT211.133.*:6000发送了探测包，索引服务器在接收到反馈包之后再向NAT211.133.*转发反馈包，NAT211.133.*在接收到数据包之后再向原本要请求的NAT211.134.*发送数据包，此时连接已经打通，实现穿透，NAT211.134.*会将信息转发给192.168.1.88的9000端口。
对于Symmetric NAPT的情况，网上有人说可以通过探测端口的方式，不过成功率并不高，我建议可用服务器进行中转。另外，最好在数据包发送前先检测是否进行的是同个NAT的情况，也就是内网发内网，如果是，直接发送即可，而无需通过外网再绕回来。
其次关于第二点，解决UDP传输的不稳定问题，其实这里涉及到另一个方面的知识，就是滑动窗口的东西，可以开一个缓冲区用于循环接收数据以及重组，另外加上超时重发机制以及确认发送机制，有点像TCP的传输原理，不过如果处理的好，效率绝对比采用TCP的方式要高。
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一片技术文章，最主要的讲清楚原理，如果再有完整的能运行的源代码也可，关键是要把核心部分代码分析清楚。
大部分的电脑上网都是用动态ip地址。内网的ip是由net（路由、网关）分配的，net发出去的时候，映射到一个公网地址，这是一个动态计算的过程（特别是端口号），因此称为动态ip地址。外部网是无法直接访问内网计算机的，但在大部分情况下，借助一台有公网ip地址电脑（这里叫服务器），通过某种方式，可以实现连接，这种技术较“打洞”。
有一个私有网络192.168.0.2，client a是其中的一台计算机，这个网络的网关natA（一个nat设备）的外网ip是202.103.142.29(应该还有一个内网的ip地址，比如10.0.0.10)。如果client a中的某个进程（这个进程创建了一个socket,这个socket绑定1234端口）想访问外网主机129.208.12.38的2000端口，那么当数据包通过nat时会发生什么事情呢？
先nat会改变这个数据包的原ip地址，改为202.103.142.29。接着nat会为这个传输创建一个session（session是一个抽象的概念，如果是tcp，也许session是由一个syn包开始，以一个fin包结束。而udp呢，以这个ip的这个端口的第一个udp开始，结束不确定，也许是几分钟，也许是几小时，这要看具体的实现了）并且给这个session分配一个端口，比如62000，然后改变这个数据包的源端口为62000。所以本来是
一旦nat创建了一个session后，nat会记住62000端口对应的是192.168.0.2的1234端口，以后从129.208.12.38发送到62000端口的数据会被nat自动的转发到192.168.0.2上。（注意：这里是说129.208.12.38发送到62000端口的数据会被转发，其他的ip发送到这个端口的数据将被nat抛弃，这就是真正头痛的问题）这样client a就与server s1建立以了一个连接。
(1)全克隆( Full Cone) : NAT把所有来自相同内部IP地址和端口的请求映射到相同的外部IP地址和端口。任何一个外部主机均可通过该映射发送IP包到该内部主机。
(2)限制性克隆(Restricted Cone) : NAT把所有来自相同内部IP地址和端口的请求映射到相同的外部IP地址和端口。但是,只有当内部主机先给IP地址为X的外部主机发送IP包,该外部主机才能向该内部主机发送IP包。
(3)端口限制性克隆( Port Restricted Cone) :端口限制性克隆与限制性克隆类似,只是多了端口号的限制,即只有内部主机先向IP地址为X,端口号为P的外部主机发送1个IP包,该外部主机才能够把源端口号为P的IP包发送给该内部主机。
(4)对称式NAT ( Symmetric NAT) :这种类型的NAT与上述3种类型的不同,在于当同一内部主机使用相同的端口与不同地址的外部主机进行通信时, NAT对该内部主机的映射会有所不同。对称式NAT不保证所有会话中的私有地址和公开IP之间绑定的一致性。相反,它为每个新的会话分配一个新的端口号。
因此打洞的本质就是利用net的特性“只有当内部主机先给IP地址为X的外部主机发送IP包,该外部主机才能向该内部主机发送IP包”
我们先假设一下：有一个服务器S在公网上有一个IP，两个私网分别由NAT-A和NAT-B连接到公网，NAT-A后面有一台客户端A，NAT-B 后面有一台客户端B，现在，我们需要借助S将A和B建立直接的TCP连接，即由B向A打一个洞，让A可以沿这个洞直接连接到B主机，就好像NAT-B不存在一样。
3、 当A需要和B建立直接的TCP连接时，首先连接S的【协助打洞】端口，并发送协助连接申请。同时在该端口号上启动侦听（保证net类型3也能成功）。注意由于要在相同的网络终端上绑定到不同的套接字上，所以必须为这些套接字设置 SO_REUSEADDR 属性（即允许重用），否则侦听会失败。
4、 S的【协助打洞】连接收到A的申请后通过【主连接】通知B，并将A经过NAT-A转换后的公网IP地址和端口等信息告诉B。
5、 B收到S的连接通知后首先与S的【协助打洞】端口连接，随便发送一些数据后立即断开，这样做的目的是让S能知道B经过NAT-B转换后的公网IP和端口号。
6、 B尝试与A的经过NAT-A转换后的公网IP地址和端口进行connect（这就是所谓“打洞”），根据不同的路由器会有不同的结果，有些路由器在这个操作就能建立连接（例如我用的TPlink R402），大多数路由器对于不请自到的SYN请求包直接丢弃而导致connect失败，但NAT-A会纪录此次连接的源地址和端口号，为接下来真正的连接做好了准备，这就是所谓的打洞，即B向A打了一个洞，下次A就能直接连接到B刚才使用的端口号了。
7、 客户端B打洞的同时在相同的端口上启动侦听。B在一切准备就绪以后通过与S的【主连接】回复消息“我已经准备好”，S在收到以后将B经过NAT-B转换后的公网IP和端口号告诉给A。
8、 A收到S回复的B的公网IP和端口号等信息以后，开始连接到B公网IP和端口号，由于在步骤6中B曾经尝试连接过A的公网IP地址和端口，NAT-A纪录 了此次连接的信息，所以当A主动连接B时，NAT-B会认为是合法的SYN数据，并允许通过，从而直接的TCP连接建立起来了。
以上的应用主要在于做p2p软件，如果我们想用家里的电脑，做服务器，是不需要这项技术（“打洞”）的，应为我们可以把路由器设置为net1型，可以直接设置端口映射：
花生壳是可以把这个变化的ip映射为固定域名的域名服务商，如果不需要域名服务，只要用ip访问即可的应用（比如数据库），是用不上这个软件的。
但是还有一种办法，如果你已经有一台有静态ip的服务器，在上面部署一个代理服务器（比如nginx），然后把这个动态的ip通知它就可以了。
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