P2P应用中的直接TCP/IP连接

Question

来自Joel关于Copilot的帖子:

直接连接！我们一直尽最大努力确保Fog Creek Copilot可以在任何网络环境下连接，无论有什么防火墙或NAT。为了实现这一点，双方都会向我们的服务器发出出站连接请求，服务器代表它们中继流量。嗯，在许多情况下，这并不是必要的。因此2.0版本做了一件相当聪明的事情：它通过我们的服务器建立起最初的连接，这样您就可以100%地可靠地连接。但是，一旦你连接上了，它就安静地在后台寻找建立P2P（peer-to-peer）连接的方法。如果没有，那没关系：你只需继续通过我们的服务器进行中继。如果您可以建立直接的点对点连接，它会将您的数据悄悄地转移到直接连接上。除了可能更快的通信之外，您不会注意到任何东西。

他们如何将服务器连接更改为P2P连接？

- Greg Roberts

Answer 1

这个很棘手，但也很有趣。我相信我可能有些细节理解错误，但概述如下:

这些程序已经通过Joel的服务器相互通信，因此它们可以相互交换信息并与Joel的服务器通信。此外，Joel有它们的外部IP地址，并且他们向Joel提供了关于他们的内部IP地址的信息。

他们决定尝试这种“破洞技术”。计算机A使用B的外部IP地址初始化与计算机B的TCP连接。连接不会成功，但它告诉A的路由器需要允许从B进入给定端口的传入数据包。

计算机B也做同样的事情，但是它的消息可以通过到达A，因为A的路由器打开了一个与B发送的匹配端口/IP组合相对应的端口。在这里发生了一些端口魔法 - 这是非平凡的，但可行的。

B的路由器记住了B在给定的端口和IP上与A建立了连接，因此A的数据包现在也能正确地流入B的路由器中。

所以实际上这很简单，但是实现细节很复杂，特别是关于如何为新的TCP连接分配端口，以及NAT路由器通常如何处理TCP请求以及如何映射到外部端口等方面。这些细节是有趣且困难的部分。

-Adam

- Adam Davis

---

那么当 A 获取 B 的 IP 时，它会打开一个新的套接字连接到 B 吗？还是使用连接到中央服务器时使用的相同套接字？我希望后者不是这种情况，因为那样他们还需要同步他们的 seq 和 ack 数字。 - ffff

@FaizHalde，细节比这篇文章所需的还要复杂。请考虑提出一个新问题来了解NAT打洞方法的工作原理。 - Adam Davis

Answer 2

有一种技术叫做“打洞”，它与“锥形”NAT（锥形是路由器的一个技术家族）非常配合。这并不是一种100%可靠的技术，但今天，在大约80%的路由器上，它在UDP上运行良好。

有一些库的实现可以实现打洞：STUN（wikipedia）

- Steve Gury

Answer 3

我认为简单的版本是，他们断开了服务器连接，并用P2P连接替换它。

大致如下：

1. Machine1连接到copilot的服务器。
2. Machine1连接到copilot的服务器。
3. Machine1连接到copilot的服务器。
4. 随后Machine2连接，他们开始屏幕共享。
5. Machine2打开一个端口，供Machine1连接。
6. Machine1尝试连接到现在打开的Machine2端口。

如果建立了此连接：

1. 与copilot的服务器的连接将被切断。
2. 数据将通过两台机器之间的直接（P2P）连接传输。

- Jack M.