UDP打洞实验

 

依云 posted @  2 年前 in 网络 with tags python 网络 socat UDP , 7095 阅读

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两台没有外网 IP、在 NAT 后边的主机如何直连？UDP打洞通常可行，但是需要第三方服务器。方法如下：

在服务器 S 上监听一个 UDP 端口，在收到 UDP 数据包后把源地址发回去。代码如下（github）：

import sys
import time
import socket

def main(port):
  s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
  s.bind(('', port))
  try :
    while True :
      data, addr = s.recvfrom( 4096 )
      back = 'Your address is %r\n' % (addr,)
      s.sendto(back.encode(), addr)
      print (time.strftime( '%Y-%m-%d %H:%M:%S' ), addr, 'just sent us a message:' , data.decode( 'utf-8' , 'replace' ), end = '')
  except KeyboardInterrupt:
    print ()

if __name__ = = '__main__' :
  try :
    main( int (sys.argv[ 1 ]))
  except (ValueError, IndexError):
    sys.exit( 'which port to listen?' )

主机 A 发送数据包：

$ socat readline udp:xmpp.vim-cn.com:2727,sourceport=4567
my addr?
Your address is ( 'a.b.c.d' , 40060)

输入任意消息并回车，一个 UDP 就从本地的 4567 发送出去了。从上述示例我们可以看到，NAT 设备转发时是从 40060 端口发送出去的。为了让服务器返回的数据能够到达内网主机，在一段时间内，NAT 设备会记住外网来自 40060 端口的 UDP 数据包要发送给主机 a.b.c.d 的 4567 端口。完全圆锥型NAT不会在意外部数据包是从什么地方发回来的。受限圆锥型NAT会忽略掉其它主机的数据包，上例中只认可来自 xmpp.vim-cn.com 的数据包。端口受限圆锥型NAT更进一步地要求源端口（上例中是 2727）必须跟之前发出的数据包的目的端口一致。当然，「之前发出的数据包」不必是最后一个。所以，除了最后一种——对称NAT——之外，其它类型的NAT都是有可能成功穿透的。参见维基百科条目网络地址转换和STUN。

后来通过 pystun 程序，我得知我所处的 NAT 是完全圆锥型的。

在知道 A 的发送地址后，主机 B 就可以向这个地址发送数据了。接下来的操作使用 socat 命令就是：

# host A
$ socat readline udp-listen:4567
# host B
$ socat readline udp:A:4567

然后 B 先发送数据让 A 知道 B 的地址（socat 会 connect 到这个地址），双方就可以相互通信了。当然，因为是 UDP 协议，所以通信是不可靠的，丢包啊乱序啊都有可能。

2013年10月13日更新：想要连接到 NAT 后边的 mosh 请看这里～