26、UDP NAT与防火墙穿透技术研究

UDP NAT与防火墙穿透技术研究

1. 引言

在当今的网络环境中，对等网络（Peer-to-Peer，P2P）系统扮演着重要的角色。在P2P系统里，互联网上的计算机以对称的方式相互连接，每台计算机同时承担着客户端和服务器的角色。这就要求互联网上的任意计算机都能够相互建立连接。然而，防火墙和网络地址转换（Network Address Translator，NAT）设备的广泛部署，给这种连接带来了诸多阻碍。

1.1 防火墙的影响

防火墙的主要功能是对网络连接进行管控。通常情况下，防火墙基于客户端 - 服务器通信模型，被配置为只允许计算机发起的出站连接。但在P2P网络环境中，连接可能是入站的，而且常常使用非标准端口，这些情况往往会被防火墙阻止。

1.2 NAT设备的问题

NAT本身并非用于连接过滤的技术，但它却给连接的建立带来了困难。处于NAT设备之后的计算机，无法直接看到其在公网上的通信端点（IP地址和端口的组合），而且对于不同的远程端点，这个通信端点可能还会有所不同。更为糟糕的是，NAT技术常常与防火墙结合使用，这进一步加大了连接建立的难度。

2. UDP洞穿技术的提出

为了解决上述问题，针对基于UDP协议的网络，提出了UDP洞穿（UDP hole-punching）技术。该技术旨在缓解NAT设备和防火墙对P2P网络连接的阻碍。

2.1 UDP洞穿技术的研究

有研究对UDP洞穿技术在实际P2P网络中的有效性进行了探讨。据了解，此前还没有类似的测量研究。研究结果表明，UDP洞穿是一种有效的方法，可以提高互联网上对等节点的可连接性。大约64%的对等