不同局域网内经Internet的P2P通信技术扫描.pdf

点到点（P2P）通信技术在不同局域网之间通过Internet进行连接时面临的主要挑战是如何穿透网络地址转换（NAT）。NAT允许局域网内的设备通过一个公共IP地址共享Internet连接，但同时也阻碍了这些设备直接与其他局域网内的设备通信，因为它们仅拥有内部IP地址。 我们要理解NAT的工作原理。当局域网内的一台机器想要与Internet上的服务器通信时，代理网关会分配一个临时的公共端口与该机器的内部端口建立映射关系。这样，所有进出的数据都会通过这个端口进行交换。对于TCP连接，映射关系在连接断开后才会失效；而对于UDP，映射的生存期则可能更短，例如2秒。 在P2P通信中，两个位于不同局域网内的设备A和B想要直接通信，就必须解决NAT穿透的问题。以下是四种常见的解决方案： 1. **重新实现数据链路层协议**：创建一个新的协议替代TCP/IP，直接在网卡硬件级别处理数据。这种方法复杂且不易实现。 2. **公网服务器中转**：数据通过Internet上的服务器进行中转。这种方法可能会受限于服务器和网络的带宽。 3. **服务器中介法**：服务器作为中介，将A和B的NAT端口映射信息互相传递，使得两者能够建立直接连接。一旦连接建立，服务器的作用完成。 4. **静态端口映射**：预先在代理网关上为每台需要通信的设备设置固定的端口映射。这种方法避免了中介服务器，但配置过程繁琐，尤其在大量设备间通信时。 对于静态映射，通常用于在局域网内搭建服务器，如HTTP或FTP，通过非标准端口提供服务，用户访问时需在URL中指定端口号。 在实际应用中，考虑到复杂性和效率，第三种和第四种方法更为可行。但是，第三种方法依赖中间服务器，而第四种方法在大量设备间通信时需要大量的手动配置。因此，结合动态和静态映射的策略可能是一个潜在的优化方案，但这需要进一步的测试和验证。 此外，NAT类型的不同（如严格NAT和非严格NAT），以及局域网内的子网结构、HTTP、SOCKS代理等复杂情况，都会影响P2P通信的实现。严格NAT限制较多，对P2P通信更为不利。在这种情况下，可以通过调整硬件结构，如将严格NAT转变为非严格NAT，或者在无法改变硬件时，寻找软件上的创新解决方案来克服这些障碍。 P2P通信在不同局域网间的实现涉及到对NAT机制的深刻理解和巧妙规避，同时也需要考虑网络架构的多样性及其对通信的影响。通过持续的技术发展和创新，这些问题有望得到更好的解决。