在非对称NAT上，UDP Hole Punching失败-Java 学习之路

一段时间以来，我的UDP打孔系统出现了严重问题，这可能涉及到我现在无法触及的事情 . 我会尽可能准确地解释，因为这真的困扰着我：

UDP Hole打孔方法涉及第三个主机S，它基本上是公共的（不在任何类型的NAT或持久防火墙之后），将由两个客户端A和B使用以相互了解 . 客户端A向S发送udp数据包，以便S可以知道其公共IP和端口（由A的NAT映射） . 客户B也这样做 . 然后S通过发送到A B的公共地址和A的公共地址来匹配A和B.因此，他们每个人都知道彼此的地址并且可以进行通信 .

到目前为止一切都很好，但这里有一个问题：它仅适用于特殊情况 .

我知道对称NAT（NAT将您的私有IP和端口映射到您想要到达的每个目标地址的特定不同地址的问题），所以假设我发送一个数据包到S1和S2，S1会看到一个公共地址为50263，而S2为50264 . 我也知道一些非对称NAT要求您在允许从同一地址接收UDP数据包之前将UDP数据包发送到特定地址 .

所以我到目前为止所理解的是，只要你的NAT不是Symmetric，当打开一个新套接字，并发送任何字节数组时，你的NAT将为它分配一个公共IP和端口 . 公共服务器告诉您的对等方这个公共地址，以便它可以与您通信 . 然后，您必须向该对等方发送数据包以允许他回复 .

但它实际上并不是每次都有效 . 我已经在我的大学公寓里尝试过，并设法使用我的公共IP地址连接到自己，即使是在NAT后面 . 我还设法向朋友发送UDP数据包，但它在我做的一百次测试中只工作了一次 . 我现在正在家里尝试它根本不起作用 .

我在互联网上设置了2个公共VPS，并向每个人发送了一个数据包，看看我的NAT是否是Symmetric，但不是，两个端口显示的端口是相同的 . 我只能从那些公共服务器上找到自己 . 使用Wireshark，我观察到数据包离开了我的计算机，但似乎它们被丢弃了 .

我编写了简单的python脚本来尝试简单地发送给自己：

Server

import socket
import sys
from helper import *

# This script is used to allow a client to know which external address it has.

def main():

    # Port used to receive client requests
    port = 6666

    # We create a UDP socket on this port
    sockfd = socket.socket (socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    sockfd.bind (("", port))

    print ("Address discoverer started on port %d" % port)

    # Server loop
    while True:

        # We wait for any client to request for his address.
        data, addr = sockfd.recvfrom(1)

        # Once a client has sent a request, we send him back his external address, which we obtained using the packet he sent us.
        sockfd.sendto (addr2bytes(addr), addr)

        print ("Client %s:%d requested his address" % addr)

if __name__ == "__main__":
    main()

Client

import sys
import socket
from helper import *

def main():

    master = ("xxx.xxx.xxx.xxx", 6666)
    me = ("yyy.yyy.yyy.yyy", 6666)

    sockfd = socket.socket (socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    sockfd.bind(('',6666))
    sockfd.sendto (bytearray([0]), master)

    data, addr = sockfd.recvfrom (6)
    a = bytes2addr(data)
    print ('My address is %s:%d' % a)

    for i in range (0, 10):

        sockfd.sendto ('hi myself'.encode('utf-8'), me)
        data, addr = sockfd.recvfrom (1024)
        print ("Received : " + data.decode('utf-8'))

if __name__ == "__main__":
    main()

在我的一个公共VPS上执行，它的工作原理 . 在家里执行，我什么都没收到 . 似乎从公共主机发送授予所有访问权限，但NAT背后的完全不同 .

我错过了什么基本的东西？我想我做了很多可能的测试，但没有成功 .

1 回答

根据您要实现的目标，您可能希望使用IGD（spec）来检索您的公共IP和/或自动配置端口转发 . 据我所知，大多数家用路由器都支持UPnP IGD .

这是一个示例脚本，它使用miniupnpc，一个最小的UPnP IGD客户端，以及来自python标准库的ipaddress和socket模块：

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: UTF-8 -*-
"""
    IGDTestScript.py
    ================

    Description:           UPnP IGD example script
    Author:                shaggyrogers
    Creation Date:         2018-03-28
    License:               None / Public domain
"""

import ipaddress
import socket
import sys

import miniupnpc


def main(args):
    # Get IP address for default interface
    allhosts = ipaddress.ip_address(socket.INADDR_ALLHOSTS_GROUP)
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    sock.connect((allhosts.compressed, 0))
    localIP = ipaddress.ip_address(sock.getsockname()[0])

    if localIP.is_global:
        print(f'Public IP: {localIP} (no NAT)')
        return 0

    print(f'Local IP: {localIP}')

    # Discover and connect to IGD device
    igd = miniupnpc.UPnP()
    assert igd.discover() > 0
    assert igd.selectigd() != ''

    # Get public IP
    publicIP = ipaddress.ip_address(igd.externalipaddress())
    assert publicIP.is_global
    print(f'Public IP: {publicIP}')

    # Dump port mappings
    i, mapping = 0, igd.getgenericportmapping(0)

    while mapping:
        print(f'Port mapping {i}: {mapping}')
        i += 1
        mapping = igd.getgenericportmapping(i)

    # Create/update port mapping
    externalPort, internalPort, protocol = 1234, 4321, 'TCP'
    assert igd.addportmapping(externalPort, protocol, localIP.compressed,
                            internalPort, 'test mapping', '')
    print((f'Added port mapping: {protocol} {publicIP}:{externalPort}'
           f' --> {localIP.compressed}:{internalPort}'))

    return 0


if __name__ == '__main__':
    sys.exit(main(sys.argv[1:]))

样本输出：

Local IP: 192.168.1.123
Public IP: 203.0.113.1
Port mapping 0: (8908, 'TCP', ('192.168.1.123', 9100), 'tcp_map', '1', '', 0)
Port mapping 1: (22222, 'UDP', ('192.168.1.123', 22222), 'udp_map', '1', '', 0)
Added port mapping: TCP 203.0.113.1:1234 -> 192.168.1.123:4321

回复于 2024-04-28T21:34:12+08:00

在非对称NAT上，UDP Hole Punching失败

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