P2P之UDP穿透NAT的原理与实现
论坛上经常有对P2P原理的讨论，但是讨论归讨论，很少有实质的东西产生（源代码）。呵呵，在这里我就用自己实现的一个源代码来说明UDP穿越NAT的原理。
首先先介绍一些基本概念：
??? NAT(Network Address Translators)，网络地址转换：网络地址转换是在IP地址日益缺乏的情况下产生的，它的主要目的就是为了能够地址重用。NAT分为两大类，基本的NAT和NAPT(Network Address/Port Translator)。
??? 最开始NAT是运行在路由器上的一个功能模块。
???
??? 最先提出的是基本的NAT，它的产生基于如下事实：一个私有网络（域）中的节点中只有很少的节点需要与外网连接（呵呵，这是在上世纪90年代中期提出的）。那么这个子网中其实只有少数的节点需要全球唯一的IP地址，其他的节点的IP地址应该是可以重用的。
??? 因此，基本的NAT实现的功能很简单，在子网内使用一个保留的IP子网段，这些IP对外是不可见的。子网内只有少数一些IP地址可以对应到真正全球唯一的IP地址。如果这些节点需要访问外部网络，那么基本NAT就负责将这个节点的子网内IP转化为一个全球唯一的IP然后发送出去。(基本的NAT会改变IP包中的原IP地址，但是不会改变IP包中的端口)
??? 关于基本的NAT可以参看RFC 1631
???
??? 另外一种NAT叫做NAPT，从名称上我们也可以看得出，NAPT不但会改变经过这个NAT设备的IP数据报的IP地址，还会改变IP数据报的TCP/UDP端口。基本NAT的设备可能我们见的不多（呵呵，我没有见到过），NAPT才是我们真正讨论的主角。看下图：
?
/* 异常类 * * 文件名：Exception.h * * 日期：2004.5.5 * * 作者：shootingstars(zhouhuis22@sina.com) */#ifndef __HZH_Exception__#define __HZH_Exception__#define EXCEPTION_MESSAGE_MAXLEN 256#include "string.h"class Exception{private: char m_ExceptionMessage[EXCEPTION_MESSAGE_MAXLEN];public: Exception(char *msg) { strncpy(m_ExceptionMessage, msg, EXCEPTION_MESSAGE_MAXLEN); } char *GetMessage() { return m_ExceptionMessage; }};#endif/* P2P 程序传输协议 * * 日期：2004-5-21 * * 作者：shootingstars(zhouhuis22@sina.com) * */#pragma once#include <list>// 定义iMessageType的值#define LOGIN 1#define LOGOUT 2#define P2PTRANS 3#define GETALLUSER 4// 服务器端口#define SERVER_PORT 2280// Client登录时向服务器发送的消息struct stLoginMessage{ char userName[10]; char password[10];};// Client注销时发送的消息struct stLogoutMessage{ char userName[10];};// Client向服务器请求另外一个Client(userName)向自己方向发送UDP打洞消息struct stP2PTranslate{ char userName[10];};// Client向服务器发送的消息格式struct stMessage{ int iMessageType; union _message { stLoginMessage loginmember; stLogoutMessage logoutmember; stP2PTranslate translatemessage; }message;};// 客户节点信息struct stUserListNode{ char userName[10]; unsigned int ip; unsigned short port;};// Server向Client发送的消息struct stServerToClient{ int iMessageType; union _message { stUserListNode user; }message;};//======================================// 下面的协议用于客户端之间的通信//======================================#define P2PMESSAGE 100 // 发送消息#define P2PMESSAGEACK 101 // 收到消息的应答#define P2PSOMEONEWANTTOCALLYOU 102 // 服务器向客户端发送的消息 // 希望此客户端发送一个UDP打洞包#define P2PTRASH 103 // 客户端发送的打洞包，接收端应该忽略此消息// 客户端之间发送消息格式struct stP2PMessage{ int iMessageType; int iStringLen; // or IP address unsigned short Port; };using namespace std;typedef list<stUserListNode *> UserList;?
