我正在尝试在 Java 中实现一个简单的 UDP-Holepunching 草图来测试它的概念并稍后在我的 C/C++ 应用程序中使用它。

概念:

根据维基百科，我对这个概念的理解是这样的: 设 A 和 B 是未定义网络结构背后的客户端，C 是众所周知的公共(public)可访问服务器。

1. A 向服务器 C 发送一个数据包，服务器保存它的 IP 地址和端口。 C 将获得 A 的 NAT 的公共(public) IP 地址。这样做，A 前面的 NAT 将创建一条路由，将此端口上的所有数据包传递给 A。
2. B 和 A 一样，发送数据包到服务器 C，C 会保存它的地址和端口，B 的 NAT 创建路由等。
3. 此时，C 知道每个客户端的地址和端口。 C 将 B 的地址和端口发送给 A，再从 A 发送给 B。
4. A 向 B 发送一个数据包，该数据包将被 B 的 NAT 拒绝，但这样做会在 A 的 NAT 中打开一个“洞”，让来自 B 的更多数据包通过。
5. B 向 A 发送一个数据包，该数据包将到达 A，因为之前“打”了一个“洞”。这样做也会在 B 的 NAT 中打开一个“洞”，让来自 A 的更多数据包通过。
6. 现在打洞已经完成，A 和 B 应该能够相互进行 P2P 通信

这在 localhost 上运行良好(这并不奇怪)，但在真实世界的示例中却失败了。

问题:

A 和 B 都能够连接到服务器 C，服务器 C 获取他们的数据包，存储他们的地址和端口并将其传输到另一个客户端。 但在这一点上它失败了。 A 和 B 无法相互通信。 所以我问自己哪里做错了。我花了几天时间在 google 和 stackoverflow 中搜索工作示例，但我偶然发现的是使用 STUN 的建议，这不是我想要的。

实现:

下面我将在Java中发布我的草图，因为我不知道我的概念或实现是否有问题。

这是服务器的代码:

public class Server
{
    public static void main(String[] args)
    {
        int port1 = 0, port2 = 0;
        String address1 = null, address2;
        byte[] bytes = new byte[1024];
        try
        {
            System.out.println("Server waiting");
            DatagramSocket ds = new DatagramSocket(789);
            while(!Thread.interrupted())
            {
                DatagramPacket p = new DatagramPacket(bytes, bytes.length);
                ds.receive(p);
                if(port1 == 0)
                {
                    port1 = p.getPort();
                    address1 = p.getAddress().getHostAddress();
                    System.out.println("(1st) Server received:" + new String(bytes) + " from " + address1 + " on port " + port1);
                }
                else
                {
                    port2 = p.getPort();
                    address2 = p.getAddress().getHostAddress();
                    System.out.println("(2nd) Server received:" + new String(bytes) + " from " + address1 + " on port " + port1);
                    sendConnDataTo(address1, port1, address2, port2, ds);
                    sendConnDataTo(address2, port2, address1, port1, ds);
                }
            }
            ds.close();
        }
        catch(Exception e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void sendConnDataTo(String a1, int p1, String a2, int p2, DatagramSocket ds)
    {
        byte[] bA, bP;
        bA = a1.getBytes();
        bP = Integer.toString(p1).getBytes();
        DatagramPacket pck;
        try
        {
            pck = new DatagramPacket(bA, bA.length, InetAddress.getByName(a2), p2);
            ds.send(pck);
            pck = new DatagramPacket(bP, bP.length, InetAddress.getByName(a2), p2);
            ds.send(pck);
        }
        catch(Exception e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

请注意，这只是一些草图，没有真正的应用。服务器应该只接收来自两个客户端的数据包，保存它们的地址和端口并将其传递给另一个客户端。

这是客户端的代码:

public class Client
{
    private DatagramSocket socket;
    private int init = 0;
    private String target;
    private int port;

    public Client()
    {
        try
        {
            socket = new DatagramSocket();
        }
        catch(SocketException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
        Thread in = new Thread()
        {
            public void run()
            {
                while(true)
                {
                    byte[] bytes = new byte[1024];
                    DatagramPacket packet = new DatagramPacket(bytes, bytes.length);
                    try
                    {
                        socket.receive(packet);
                        bytes = Arrays.copyOfRange(bytes, 0, packet.getLength());
                        String s = new String(bytes);
                        System.out.println("Received: " + s);
                        if(init == 0)
                        {
                            target = s;
                            System.out.println("Target: " + target);
                            init++;
                        }
                        else if(init == 1)
                        {
                            port = Integer.parseInt(s);
                            System.out.println("Port: " + port);
                            init++;
                        }
                        else System.out.println(new String(bytes));
                    }
                    catch(IOException e)
                    {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        };
        in.start();
        connectToSupervisor();
    }

    private void connectToSupervisor()
    {
        byte[] bytes = new byte[1024];
        System.out.println("Greeting server");
        System.arraycopy("EHLO".getBytes(), 0, bytes, 0, 4);
        try
        {
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(bytes, bytes.length, InetAddress.getByName("localhost"), 789);
            socket.send(packet);
            System.out.println("Greetings sent...");
        }
        catch(IOException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
        send();
    }

    private void send()
    {
        while(init != 2)
        {
            try
            {
                Thread.sleep(20L);
            }
            catch(InterruptedException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("Init completed!");
        while(true)
        {
            byte[] b2 = "Hello".getBytes();
            byte[] b1 = new byte[6];
            System.arraycopy(b2, 0, b1, 0, b2.length);
            try
            {
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(b1, b1.length, InetAddress.getByName(target), port);
                socket.send(packet);
            }
            catch(Exception e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args)
    {
        new Client();
    }
}

客户端只会向服务器发送一个数据包，监听来自它的数据包，从另一个客户端获取连接数据，然后不断地向它发送包含“Hello”的数据包。

很抱歉代码太长，但我想保持完整。

如果你们中的任何人能指出我正在做的错误，向我解释为什么这不起作用，给我一个可行的例子或者至少给我一个替代方案，我会很高兴。

最佳答案

您的代码似乎是正确的。我测试了你的代码，它工作正常。这个概念也是正确的。但是请检查您运行的两个客户端是否在同一 NAT 设备或不同的 NAT 设备中。如果您在同一个 NAT 设备下运行两个客户端，那么它可能无法工作，因为并非所有 NAT 设备都支持发夹，即两个客户端都将数据包发送到需要传递给自身的 NAT 外部 IP。有关更多信息，请参阅此链接: https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc4787#section-6

关于java - NAT背后的UDP打洞，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/19087036/