使用服务器绕过路由器发起连接

Question

我想用Java 创建简单的聊天程序，它可以在p2p 基础上工作。使用公共服务器仅发起连接。但我什至不确定这是否可能。

我成功地用 Java 实现了聊天解决方案，只要至少一台 PC 转发了正确的端口，该解决方案就可以工作。我还设法使用外部服务器，而不是必须在客户端转发端口。

因此，我什至有可能以某种方式使用公共服务器来启动连接，然后在客户端之间发送数据，从而减轻服务器的负载？

我不太熟悉路由器的工作原理，但我希望当您从内部 IP 呼叫公共服务器时，路由器会记住来自该公共 IP 的呼叫和传入响应，而不是发送到您的 PC。所以我想，也许如果第一个客户端连接到服务器，服务器将信息传递给第二个客户端，也许他们可以以某种方式直接通信？路由器中的规则是否是由服务器建立的？

我希望我解释清楚了。如果没有请原谅。我什至不知道这到底是如何做到的，我只是想知道我的概念是否正确，而且我必须更加努力地学习，才有机会让它发挥作用。谢谢。

Answer 1

我认为 TeleHash 是一个可以做这样的事情的新项目。我是最近才知道的，所以不太了解。

我制作了这个答案社区 wiki，以便其他人可以更新它以解释 TeleHash 如何用于此目的。

Answer 2

这是一个很大的主题，搜索打洞（对于 TCP：http://en.wikipedia.org/wiki/TCP_hole_punching)

Answer 3

编辑：在评论（并阅读链接页面）之后，我应该撤回我的建议。为了漂亮的图形，我没有删除它，但更改了最后一部分。

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如果我理解正确的话，您有两个客户端都位于 NAT 防火墙后面，该防火墙允许传出连接，但如果没有专门配置为这样做，则不会转发传入连接（因为它们不知道它的目的地是哪一个本地主机）。

原则上，TCP 连接在其整个存在期间始终连接相同的两个 IP 地址和这些地址上的端口号（例如，我们有四个保持不变的数字）。在 NAT 情况下，您实际上有两个连接，但这从客户端计算机 A（也从服务器 S）看不到：

Client A  -------(LAN)------ NAT B      ------ (Internet) -------- Server S
  IP A                   IP B1 | IP B2                               IP S
  Port a                       | Port b                              Port s

TCP 数据包具有 [A:a / S:s]（或 [S:s / A :a]) LAN 部分的地址和 Internet 部分的 [B2:b / S:s]（或 [S:s / B2:b]）地址。连接由这个 [IP:port / IP:port] 四元组标识，因此，如果您尝试更改这四个数字之一，则这必须是一个新连接（否则数据包将被丢弃）。

因此，如果您首先与服务器通信，则无法继续与同一连接上的其他客户端通信，除非服务器正在转发内容。

实际上 UDP 数据包的情况也是如此，不同之处在于没有连接，并且 NAT 必须很聪明，并猜测哪个数据包是另一个数据包的答案，从而将其转发到正确的方向。

正如评论和其他答案所指出的，这里是 NAT 可能被欺骗的地方：我们首先向另一个客户端发送一个 UDP 数据包，该数据包将被那里的 NAT 丢弃。但随后另一个客户端发送一个应答数据包，该应答数据包并不是对传出数据包的真正应答（因为由于其他客户端 NAT，该数据包从未收到），但 IP 地址和端口号匹配，它仍然会被允许通过。如果 NAT 还转换端口号，则情况会变得更加复杂。

对于 TCP，如果两个 NAT 并未真正保持开放连接，而只是在之前发送了 SYN 时转发（已更改）数据包，则它可以类似地工作。它甚至更复杂，因为 TCP 序列号也必须在这里匹配。