2、UDP NAT与防火墙穿透的实际效果研究

UDP NAT与防火墙穿透的实际效果研究

1. 引言

在对等网络（P2P）中，互联网上的计算机以对称方式相互连接，它们同时承担客户端和服务器的角色。这就要求网络中的任意计算机都能相互连接，但防火墙和网络地址转换器（NAT）的存在却成了阻碍。

防火墙的本质是对连接进行管控，常被配置为仅允许基于客户端 - 服务器模型的出站连接。而在P2P环境中，连接可能是入站的，且常使用非标准端口，这就导致这些防火墙不允许此类连接。NAT本身并非连接过滤技术，但它也给连接建立带来了难题。计算机在NAT之后，无法看到公共通信端点（IP和端口组合），而且不同的远程端点看到的可能还不一样。更糟糕的是，NAT常与防火墙结合，让连接建立难上加难。

虽然应对NAT和防火墙的技术已为人熟知，如STUN协议可确定计算机与公网间NAT和防火墙的类型，连接建立可通过连接代理或 rendez - vous 实现，但这些技术对UDP流量更为实用。当两台计算机都在NAT/防火墙之后时，为TCP流量建立连接需要非标准的TCP和IP机制，且可能依赖特定的NAT/防火墙行为。

本文对UDP NAT和防火墙穿透进行了实际测量研究，通过实现基于已知技术的P2P解决方案来测量连接建立的成功率。结果表明，穿透技术能让更多对等节点建立连接，增强P2P网络的健壮性。

2. 相关工作

此前已有大量关于NAT和防火墙问题及解决办法的研究。STUN协议可检测计算机与公网间NAT和防火墙的类型，并确定其公共可见地址。它通过向预定义的公共IP地址的STUN服务器发送UDP消息（也支持TCP）来实现。不过，STUN协议无法保证所获取的地址可用于连接建立，但它仍是确定NAT和防火墙类型的常用方