aldy120
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5 years ago NAT Traversal
如果今天要用 UDP 來做一個 P2P 的應用的話，在從外面的 request 要穿越 NAT device 到內部的時候，同樣會有問題。內部的人不知道他的 public IP ，因此通常會傳自己的 private IP 出去給外面的人。這時候外面得人如果對這個 private IP 發送請求，裡面的人根本就收不到。因此裡面的人必須要想辦法拿到自己的 public IP:port 。這邊講的裡面跟外面，分別指的是 NAT 的裡面跟外面，跟 NAT 在同一個 private network 的機器稱為裡面。簡單來說，從裡面出去不是問題，問題出在外面的人怎麼進來。
STUN, TURN, and ICE
- Session Traversal Utilities for NAT (STUN)
- Traversal Using Relays around NAT (TURN)
- Interactive Connectivity Establishment (ICE)
你可以在 public network 放一台 STUN server ，一旦 private network 裡面的機器要發送訊息到外面，可以先向這台 STUN server 拿他的 Public IP:port ，在必要時把這組資訊放進去 application data 裡面。這樣外面的人就可以很清楚的知道要向哪個 IP:port 發送請求了。此外 STUN protocol 有 keep-alive 機制，讓 NAT table 不要 timeout 。
TURN server 負責當中間人，轉送訊息，也就是說任何一方發 UDP 的訊息的時候，都要發給 TURN server 來請他幫忙送。企業網路中，通常會將來路不明的 UDP ban 掉的問題，因此可以用一個受到信任的 TURN server 來解決這個問題。雖然說，一旦使用了 TURN server 來幫忙 Relay ，嚴格來講就不算是 P2P 了。而且 TURN server 接受雙方的請求，理論上來說會有比較大的 loading 。
一個方法是使用 TURN 來作為 STUN 的 failover ，一旦發現使用 STUN 不行，就轉而使用 TRUN 。這種作法稱作 ICE 。
Invented in 1980 by Jon Postel
Null Protocol
User Datagram Protocol(UDP) 有時被叫做 null protocol 。原因是他只有在原本的 IP 層加上了四個欄位。
IP
UDP
Network Address Translate(NAT)
NAT 裡面會需要紀錄 private ip:port 跟 public ip:port 的對應關係，好分清楚誰要換成誰。理想狀況下，應該要再連線結束後清掉這次的 ip:port 對應關係，但是 UDP 是 stateless ，完全不能知道連線斷了沒。TCP 至少還會有建立連線跟結束連線的訊號，可以讓 NAT 知道。
實際上這個 ip:port 的對應表何時會清掉，是看各家廠商的實作，通常是設定一個 timeout ，沒收到從來源傳的封包一定時間後就刪掉對應關係。就算你是 TCP ，有些廠商也不管你是不是 TCP ，一樣用 timeout 來清掉 ip:port 對應關係。因此通常會使用 keep-alive packets 的方式維持連線。如果你的 TCP 連線不明原因被斷掉，可能是 NAT 惹的禍。