go语言nat穿透 NAT穿透失败

NAT穿透什么意思

内网穿透即NAT穿透，网络连接时术语，计算机是局域网内时，外网与内网的计算机节点需要连接通信，有时就会出现不支持内网穿透。

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就是说映射端口,能让外网的电脑找到处于内网的电脑,提高下载速度。

不管是内网穿透还是其他类型的网络穿透，都是网络穿透的统一方法来研究和解决。在百科词条

NAT穿越，nat穿透中有关于网络穿透的详细信息。

NAT,即NAT Traversal，可译为网络地址转换或网络地址翻译。

网络中的nat 是什么概念 能否简单明白的讲解下。。编写网络程序时候nat穿透什么概念？

NAT英文全称是“Network Address Translation”，中文意思是“网络地址转换”，它是一个IETF(Internet Engineering Task Force, Internet工程任务组)标准，允许一个整体机构以一个公用IP（Internet Protocol）地址出现在Internet上。顾名思义，它是一种把内部私有网络地址（IP地址）翻译成合法网络IP地址的技术。

简单的说，NAT就是在局域网内部网络中使用内部地址，而当内部节点要与外部网络进行通讯时，就在网关（可以理解为出口，打个比方就像院子的门一样）处，将内部地址替换成公用地址，从而在外部公网（internet）上正常使用，NAT可以使多台计算机共享Internet连接，这一功能很好地解决了公共IP地址紧缺的问题。通过这种方法，您可以只申请一个合法IP地址，就把整个局域网中的计算机接入Internet中。这时，NAT屏蔽了内部网络，所有内部网计算机对于公共网络来说是不可见的，而内部网计算机用户通常不会意识到NAT的存在。

nat穿透:在处于使用了NAT设备的私有TCP/IP网络中的主机之间建立连接

Golang gRPC实现内网穿透

内网穿透即是使用公网服务器作为代理，转发内网（如办公室、家里）的网络请求使其能够在外网中被访问到。

server端监听两个端口，一个用来和接收用户的http请求，一个监听gRPC客户端，和内网服务器进行通信；

client启动时连接server端；

当User请求server http端口时，将http进行阻塞，并将User请求内容通过gRPC发给client；

client将从server收到的请求发往本地的http服务；

client将从本地程序收到的http response通过gRPC发送给server；

server结束http阻塞，将从client收到的http response发给User。

github地址：

[转]NAT穿透的详细讲解及分析

原文链接：

一、什么是NAT？为什么要使用NAT？

NAT是将私有地址转换为合法IP地址的技术，通俗的讲就是将内网与内网通信时怎么将内网私有IP地址转换为可在网络中传播的合法IP地址。NAT的出现完美地解决了lP地址不足的问题，而且还能够有效地避免来自网络外部的攻击，隐藏并保护网络内部的计算机。

二、NAT的分类

STUN标准中，根据内部终端的地址(LocalIP:LocalPort)到NAT出口的公网地址(PublicIP:PublicPort)的影射方式，把NAT分为四种类型：

1、Full Cone NAT: 内网主机建立一个socket(LocalIP:LocalPort) 第一次使用这个socket给外部主机发送数据时NAT会给其分配一个公网(PublicIP:PublicPort),以后用这个socket向外面任何主机发送数据都将使用这对(PublicIP:PublicPort)。此外，任何外部主机只要知道这个(PublicIP:PublicPort)就可以发送数据给(PublicIP:PublicPort)，内网的主机就能收到这个数据包。

2、Restricted Cone NAT: 内网主机建立一个socket(LocalIP:LocalPort) 第一次使用这个socket给外部主机发送数据时NAT会给其分配一个公网(PublicIP:PublicPort),以后用这个socket向外面任何主机发送数据都将使用这对(PublicIP:PublicPort)。此外，如果任何外部主机想要发送数据给这个内网主机，只要知道这个(PublicIP:PublicPort)并且内网主机之前用这个socket曾向这个外部主机IP发送过数据。只要满足这两个条件，这个外部主机就可以用自己的(IP,任何端口)发送数据给(PublicIP:PublicPort)，内网的主机就能收到这个数据包。

3、Port Restricted Cone NAT: 内网主机建立一个socket(LocalIP:LocalPort) 第一次使用这个socket给外部主机发送数据时NAT会给其分配一个公网(PublicIP:PublicPort),以后用这个socket向外面任何主机发送数据都将使用这对(PublicIP:PublicPort)。此外，如果任何外部主机想要发送数据给这个内网主机，只要知道这个(PublicIP:PublicPort)并且内网主机之前用这个socket曾向这个外部主机(IP,Port)发送过数据。只要满足这两个条件，这个外部主机就可以用自己的(IP,Port)发送数据给(PublicIP:PublicPort)，内网的主机就能收到这个数据包。

4、Symmetric NAT: 内网主机建立一个socket(LocalIP,LocalPort),当用这个socket第一次发数据给外部主机1时,NAT为其映射一个(PublicIP-1,Port-1),以后内网主机发送给外部主机1的所有数据都是用这个(PublicIP-1,Port-1)，如果内网主机同时用这个socket给外部主机2发送数据，NAT会为其分配一个(PublicIP-2,Port-2), 以后内网主机发送给外部主机2的所有数据都是用这个(PublicIP-2,Port-2).如果NAT有多于一个公网IP，则PublicIP-1和PublicIP-2可能不同，如果NAT只有一个公网IP,则Port-1和Port-2肯定不同，也就是说一定不能是PublicIP-1等于 PublicIP-2且Port-1等于Port-2。此外，如果任何外部主机想要发送数据给这个内网主机，那么它首先应该收到内网主机发给他的数据，然后才能往回发送，否则即使他知道内网主机的一个(PublicIP,Port)也不能发送数据给内网主机，这种NAT无法实现P2P通信，但是如果另一方是Full Cone NAT，还是可以实现穿透的，下面我会详细分析各种类型NAT穿透的情况。

NAT 功能通常被集成到路由器、防火墙、ISDN路由器或者单独的NAT设备中。所以我们大家很少会知道NAT，上面NAT类型的概念描述是比较通俗的，但为了更便于理解，我再举例阐述一下NAT的原理。

现有通信的双方A和B，当A和B都是在公网的时候，通信是不用NAT的。假设A在内网，内网IP是192.168.1.3，端口号是5000，A经过NAT后的IP是221.221.221.100，端口号是8000，B的IP是202.105.124.100，端口是8500。如果B要去主动连接A，即使B知道A经过NAT后的IP和端口也是无法连接成功的，因为A没有向B(202.105.124.100:8500)发送过数据，所以B的数据包会被A的NAT丢弃，于是连接失败。但是A如果去主动连接B，由于B是在公网，所以会连接成功，通信也就会建立。这也就是反弹连接木马“反弹”二字的精髓。

当客户端A和B都是处在内网的时候，双方由于都不知道对方的公网IP和端口，就会无从下手，所以要在客户端A和B之间架设一台服务器S来为它们牵线，而且S是处在公网，以保证A和B都能连接到S。客户端A和B登录时都首先连接S，S就会知道A和B经过NAT后的IP和端口，当A想要连接B时，就像S发出请求，S会把B经过NAT后的IP和端口告诉A，同时S向B发送A经过NAT后的IP和端口，并要求B发送数据给A，B发送数据到达A时会被A的NAT抛弃，但是B的NAT会有B发送数据到A的记录，这是A再向B发送数据时就会被B的NAT放行，因为B曾经向A的外网IP和端口发送过数据。可能有点乱，下面以故事的形式叙述一下这个情景。

人物：A（男） NAT_A(A家接线员)  B（女） NAT_B  （B家接线员） S

场景介绍：A想认识B，但是不知道B的电话，S跟A、B都是朋友，并且知道A和B的电话。接线员的职责：对往外转接的电话不做询问，对往内转接的电话则要过滤以免有骚扰电话。过滤规则：在一定时间内没有拨打过的号码就过滤。

首先A给S打电话：

A说：我想认识你朋友B，你把她电话给我呗。

S说：行，她的电话是PublicIP_B，我让她先给你打个电话，要不她家接线员不帮你转接。

A说：好。

S跟B打电话：

S说：我有一个朋友A，人挺好的，他想认识你，你给他打个电话，他的电话号码是PublicIP_A。

B说：行，打完告诉你。

S说：好的。

B打电话到A家，B家接线员NET_B看到女主人想往PublicIP_A打电话就转接到A家了，同时把号码PublicIP_A记录下来，A家接线员NAT_A一看号码是个近期没打过的号，就给挂断了。

B给S打电话：

B说：我打完电话了

S说：好，等着吧，一会他就给你打进来了。

S给A打电话：

S说：他给你打完电话了，你快点给她打。

A打电话到B家， A家接线员NET_A看到男主人想往PublicIP_B打电话就转接到B家了，B家接线员NET_B看到是刚刚拨过的PublicIP_A号码打过来的，就转接给B了，A和B的电话也就打通了。

A和B通话：

A说：电话终于打通了，想认识你挺困难的。

B说：是啊。

∶

∶

以上虽然和实际不太一样，但穿透的整体过程基本就是这样。A往B发送数据的唯一阻碍就是NET_B，所以想要成功发送数据，必须把NET_B穿一个洞，A是无法完成这项工作的，所以就得让B完成这个打洞操作，也就是让B往A发送数据，这样NET_B就会误以为A发送的数据是上次会话的一部分从而不予阻拦。

但是，由于NAT的类型没有一个统一的标准，所以NAT穿透使用的技术有很多种，穿透的成功率也不一样。还有些NAT类型的内网之间几乎无法穿透。下面我们用实例详细分析一下各种NAT类型穿透的可行性。

A机器在私网（192.168.0.3）

A侧NAT服务器（221.221.221.100）

B机器在另一个私网（192.168.0.5）

B侧NAT服务器（210.30.224.70）

C机器在公网（210.202.14.36）作为A和B之间的中介

A机器连接C机器，假使是A（192.168.0.3:5000）- A侧NAT（转换后221.221.221.100:8000）- C（210.202.14.36:2000）

B机器也连接C机器，假使是B（192.168.0.5:5000）- B侧NAT（转换后210.30.224.70:8000）- C（210.202.14.36:2000）

A机器连接过C机器后，A向C报告了自己的内部地址（192.168.0.3:5000），此时C不仅知道了A的外部地址（C通过自己看到的221.221.221.100:8000）也知道了A的内部地址。同理C也知道了B的外部地址（210.30.224.70:8000）和  内部地址（192.168.0.5:5000）。之后，C作为中介，把A的两个地址告诉了B，同时也把B的两个地址告诉了A。

假设A先知道了B的两个地址，则A从192.168.0.3:5000处同时向B的两个地址192.168.0.5:5000和210.30.224.70:8000发包，由于A和B在两个不同的NAT后面，故从A（192.168.0.3:5000）到B（192.168.0.5:5000）的包肯定不通，现在看A（192.168.0.3:5000）到B（210.30.224.70:8000）的包，分如下两种情况：

1、B侧NAT属于Full  Cone  NAT

则无论A侧NAT属于Cone  NAT还是Symmetric  NAT，包都能顺利到达B。如果程序设计得好，使得B主动到A的包也能借用A主动发起建立的通道的话，则即使A侧NAT属于Symmetric  NAT，B发出的包也能顺利到达A。

结论1：只要单侧NAT属于Full  Cone  NAT，即可实现双向通信。

2、B侧NAT属于Restricted  Cone或Port  Restricted  Cone

则包不能到达B。再细分两种情况

（1）、A侧NAT属于Restricted  Cone或Port  Restricted  Cone

虽然先前那个初始包不曾到达B，但该发包过程已经在A侧NAT上留下了足够的记录：A（192.168.0.3:5000）-（221.221.221.100:8000）-B（210.30.224.70:8000）。如果在这个记录没有超时之前，B也重复和A一样的动作，即向A（221.221.221.100:8000）发包，虽然A侧NAT属于Restricted  Cone或Port Restricted Cone，但先前A侧NAT已经认为A已经向B（210.30.224.70:8000）发过包，故B向A（221.221.221.100:8000）发包能够顺利到达A。同理，此后A到B的包，也能顺利到达。

结论2：只要两侧NAT都不属于Symmetric  NAT，也可双向通信。换种说法，只要两侧NAT都属于Cone  NAT，即可双向通信。

（2）、A侧NAT属于Symmetric  NAT

因为A侧NAT属于Symmetric  NAT，且最初A到C发包的过程在A侧NAT留下了如下记录：A（192.168.0.3:5000）-（221.221.221.100:8000）- C（210.202.14.36:2000），故A到B发包过程在A侧NAT上留下的记录为：

A（192.168.0.3:5000）-（221.221.221.100:8001）-B（210.30.224.70:8000）（注意，转换后端口产生了变化）。而B向A的发包，只能根据C给他的关于A的信息，发往A（221.221.221.100:8000），因为A端口受限，故此路不通。再来看B侧NAT，由于B也向A发过了包，且B侧NAT属于Restricted  Cone或Port  Restricted  Cone，故在B侧NAT上留下的记录为：B（192.168.0.5:5000）-（210.30.224.70:8000）-A（221.221.221.100:8000），此后，如果A还继续向B发包的话（因为同一目标，故仍然使用前面的映射），如果B侧NAT属于Restricted  Cone，则从A（221.221.221.100:8001）来的包能够顺利到达B；如果B侧NAT属于Port  Restricted  Cone，则包永远无法到达B。

结论3：一侧NAT属于Symmetric  NAT，另一侧NAT属于Restricted  Cone，也可双向通信。

反过来想，则可以得出另一个结论：两个都是Symmetric NAT或者一个是Symmetric  NAT、另一个是Port Restricted Cone，则不能双向通信，因为NAT无法穿透。

上面的例子虽然只是分析了最初发包是从A到B的情况，但是，由于两者的对称性，前面得出的几条结论没有方向性，双向都适用。

我们上面得出了四条结论，natcheck网站则把他归结为一条：只要两侧NAT都属于Cone  NAT（含Full  Cone、Restricted  Cone和Port  Restricted  Cone三者），即可双向通信。没有把我们的结论3包括进去。

一般情况下，只有比较注重安全的大公司会使用Symmetric NAT，禁止使用P2P类型的通信，很多地方使用的都是Cone  NAT，因此穿透技术还是有发展前景的。

三、使用UDP、TCP穿透NAT

上面讲的情况可以直接应用于UDP穿透技术中，使用TCP 协议穿透NAT 的方式和使用UDP 协议穿透NAT 的方式几乎一样，没有什么本质上的区别，只是将无连接的UDP 变成了面向连接的TCP 。值得注意是：

1、 B在向A打洞时，发送的SYN 数据包，而且同样会被NAT_A 丢弃。同时，B需要在原来的socket 上监听，由于重用socket ，所以需要将socket 属性设置为SO_REUSEADDR 。

A向B发送连接请求。同样，由于B到A方向的孔已经打好，所以连接会成功，经过3 次握手后，A到B之间的连接就建立起来了。具体过程如下：

1、 S启动两个网络侦听，一个叫【主连接】侦听，一个叫【协助打洞】的侦听。

2、 A和B分别与S的【主连接】保持联系。

3、 当A需要和B建立直接的TCP连接时，首先连接S的【协助打洞】端口，并发送协助连接申请。同时在该端口号上启动侦听。注意由于要在相同的网络终端上绑定到不同的套接字上，所以必须为这些套接字设置 SO_REUSEADDR 属性（即允许重用），否则侦听会失败。

4、 S的【协助打洞】连接收到A的申请后通过【主连接】通知B，并将A经过NAT-A转换后的公网IP地址和端口等信息告诉B。

5、 B收到S的连接通知后首先与S的【协助打洞】端口连接，随便发送一些数据后立即断开，这样做的目的是让S能知道B经过NAT-B转换后的公网IP和端口号。

6、 B尝试与A的经过NAT-A转换后的公网IP地址和端口进行connect，大多数路由器对于不请自到的SYN请求包直接丢弃而导致connect失败，但NAT-B会纪录此次连接的源地址和端口号，为接下来真正的连 接做好了准备，这就是所谓的打洞，即B向A打了一个洞，下次A就能直接连接到B刚才使用的端口号了。

7、 客户端B打洞的同时在相同的端口上启动侦听。B在一切准备就绪以后通过与S的【主连接】回复消息“我已经准备好”，S在收到以后将B经过NAT-B转换后的公网IP和端口号告诉给A。

8、 A收到S回复的B的公网IP和端口号等信息以后，开始连接到B公网IP和端口号，由于在步骤6中B曾经尝试连接过A的公网IP地址和端口，NAT-B纪录了此次连接的信息，所以当A主动连接B时，NAT-B会认为是合法的SYN数据，并允许通过，从而直接的TCP连接建立起来了。

参考网址：

哪家公司的内网穿透产品用户口碑更好？

holer 轻量级的内网穿透工具，holer服务端采用Java语言实现，服务端界面漂亮简洁。

Holer客户端采用了Java语言和GO语言实现了两种版本，支持几乎所有的OS平台。

用到流行的微服务框架springboot和Java网络框架netty。

配置很简单，针对所有TCP协议只需在客户端设置一个holer access key即可。

采用MySQL数据库统一管理数据。

NAT穿透（UDP打洞）

NAT有两大类，基本NAT和NAPT。

静态NAT：一个公网IP对应一个内部IP，一对一转换

动态NAT：N个公网IP对应M个内部IP，不固定的一对一转换关系

现在基本使用这种，又分为对称和锥型NAT。

锥型NAT ，有完全锥型、受限制锥型、端口受限制锥型三种：

对称NAT ：

把所有来自相同内部IP地址和端口号，到特定目的IP地址和端口号的请求映射到相同的外部IP地址和端口。如果同一主机使用不同的源地址和端口对，发送的目的地址不同，则使用不同的映射。只有收到了一个IP包的外部主机才能够向该内部主机发送回一个UDP包。对称的NAT不保证所有会话中的(私有地址，私有端口)和(公开IP，公开端口)之间绑定的一致性。相反，它为每个新的会话分配一个新的端口号。

对称NAT是一个请求对应一个端口，非对称NAT是多个请求对应一个端口(象锥形，所以叫Cone NAT)。

连接服务器为A，NAT检测服务器为B。

第一步：当一个接收客户端(Endpoint-Receiver ,简称 EP-R)需要接收文件信息时，在其向连接服务器发送文件请求的同时紧接着向检测服务器发送NAT检测请求。此处再次强调是“紧接着”，因为对于对称型NAT来说，这个操作可以直接算出其地址分配的增量(⊿p)。

第二步：当EP-R收到A或B的反馈信息时发现其外部地址与自身地址不同时就可以确定自己在NAT后面；否则，就是公网IP。

第三步：由服务器A向B发送其获得的EP-R的外部映射地址(IPa/Porta)，服务器B获得后进行比较，如果端口不同，则说明这是对称型NAT，同时可以直接计算出其分配增量：

⊿p=Portb-Porta

第四步：如果端口号相同，则由B向EP-R的Porta发送连接请求，如果EP-R有响应，则说明EP-R没有IP和Port的限制，属于全ConeNAT类型。

第五步：如果没有响应，则由服务器B使用其新端口b’向EP-R的Portb端口发送连接请求，如果有响应，则说明EP-R只对IP限制，属于限制性ConeNAT类型；否则就是对IP和port都限制，属于端口限制性ConeNAT类型。

通过上述五步基本可以全部检测出EP-R是否在公网，还是在某种NAT后面。

这也是一项可选配置任务，可根据需要为NAT 地址映射表配置老化时间，以控制用户对NAT 配置的使用，确保内、外网的通信安全。

配置NAT 地址映射表项老化时间的方法也很简单，只须在系统视图下使用firewall-nat session { dns | ftp | ftp-data | http | icmp | tcp | tcp-proxy | udp | sip | sip-media | rtsp |rtsp-media }aging-time time-value 命令配置即可。参数 time-value的取值范围为1～65 535的整数秒。如果要配置多个会话表项的超时时间需要分别用本命令配置。

缺省情况下，各协议的老化时间为：DNS（120 s）、ftp（120 s）、ftp-data（120 s）、HTTP（120 s）、icmp（20 s）、tcp（600 s）、tcp-proxy（10 s）、udp（120 s）、sip（1 800 s）、sip-media （ 120 s ）、rtsp （ 60 s ）、rtsp-media （ 120 s ）， 可用undo firewall-natsession { all | dns | ftp | ftp-data | http | icmp | tcp | tcp-proxy | udp | sip | sip-media | rtsp |rtsp-media } aging-time 命令恢复对应会话表项的超时时间为缺省值。

1、 中间服务器保存信息、并能发出建立UDP隧道的命令

2、 网关均要求为Cone NAT类型。Symmetric NAT不适合。

3、 完全圆锥型网关可以无需建立udp隧道，但这种情况非常少，要求双方均为这种类型网关的更少。

4、 假如X1网关为Symmetric NAT， Y1为Address Restricted Cone NAT 或Full Cone NAT型网关，各自建立隧道后，A1可通过X1发送数据报给Y1到B1(因为Y1最多只进行IP级别的甄别)，但B2发送给X1的将会被丢弃（因为发送来的数据报中端口与X1上存在会话的端口不一致，虽然IP地址一致），所以同样没有什么意义。

5、 假如双方均为Symmetric NAT的情形，新开了端口，对方可以在不知道的情况下尝试猜解，也可以达到目的，但这种情形成功率很低，且带来额外的系统开支，不是个好的解决办法。

6、 不同网关型设置的差异在于，对内会采用替换IP的方式、使用不同端口不同会话的方式，使用相同端口不同会话的方式；对外会采用什么都不限制、限制IP地址、限制IP地址及端口。

7、 这里还没有考虑同一内网不同用户同时访问同一服务器的情形，如果此时网关采用AddressRestricted Cone NAT 或Full Cone NAT型，有可能导致不同用户客户端可收到别人的数据包，这显然是不合适的。

为什么网上讲到的P2P打洞基本上都是基于UDP协议的打洞？难道TCP不可能打洞？还是TCP打洞难于实现？

假设现在有内网客户端A和内网客户端B，有公网服务端S。

如果A和B想要进行UDP通信，则必须穿透双方的NAT路由。假设为NAT-A和NAT-B。

S也和A B 分别建立了会话，由S发到NAT-A的数据包会被NAT-A直接转发给A，

由S发到NAT-B的数据包会被NAT-B直接转发给B，除了S发出的数据包之外的则会被丢弃。

所以：现在A B 都能分别和S进行全双工通讯了，但是A B之间还不能直接通讯。

并转发给A了（即B现在能访问A了）；再由S命令B向A的公网IP发送一个数据包，则

NAT-B能接收来自NAT-A的数据包并转发给B了（即A现在能访问B了）。

以上就是“打洞”的原理。

pre style="margin: 0px; padding: 0px; white-space: pre-wrap; overflow-wrap: break-word;"为了保证A的路由器有与B的session，A要定时与B做心跳包，同样，B也要定时与A做心跳，这样，双方的通信通道都是通的，就可以进行任意的通信了。/pre

API造成的。

UDP的socket允许多个socket绑定到同一个本地端口，而TCP的socket则不允许。

这是这样一个意思：A B要连接到S，肯定首先A B双方都会在本地创建一个socket，

去连接S上的socket。创建一个socket必然会绑定一个本地端口（就算应用程序里面没写

端口，实际上也是绑定了的，至少java确实如此），假设为8888，这样A和B才分别建立了到

S的通信信道。接下来就需要打洞了，打洞则需要A和B分别发送数据包到对方的公网IP。但是

问题就在这里：因为NAT设备是根据端口号来确定session，如果是UDP的socket，A B可以

分别再创建socket，然后将socket绑定到8888，这样打洞就成功了。但是如果是TCP的

socket，则不能再创建socket并绑定到8888了，这样打洞就无法成功。

**UDP打洞**的过程大致如此：

1、双方都通过UDP与服务器通讯后，网关默认就是做了一个外网IP和端口号 与你内网IP与端口号的映射，这个无需设置的，服务器也不需要知道客户的真正内网IP

2、用户A先通过服务器知道用户B的外网地址与端口

3、用户A向用户B的外网地址与端口发送消息，

4、在这一次发送中，用户B的网关会拒收这条消息，因为它的映射中并没有这条规则。

5、但是用户A的网关就会增加了一条允许规则，允许接收从B发送过来的消息

6、服务器要求用户B发送一个消息到用户A的外网IP与端口号

7、用户B发送一条消息，这时用户A就可以接收到B的消息，而且网关B也增加了允许规则

8、之后，由于网关A与网关B都增加了允许规则，所以A与B都可以向对方的外网IP和端口号发送消息。

TCP打洞 技术：

tcp打洞也需要NAT设备支持才行。

tcp的打洞流程和udp的基本一样，但tcp的api决定了tcp打洞的实现过程和udp不一样。

tcp按cs方式工作，一个端口只能用来connect或listen，所以需要使用端口重用，才能利用本地nat的端口映射关系。（设置SO_REUSEADDR，在支持SO_REUSEPORT的系统上，要设置这两个参数。）

连接过程：（以udp打洞的第2种情况为例（典型情况））

nat后的两个peer，A和B，A和B都bind自己listen的端口，向对方发起连接（connect），即使用相同的端口同时连接和等待连接。因为A和B发出连接的顺序有时间差，假设A的syn包到达B的nat时，B的syn包还没有发出，那么B的nat映射还没有建立，会导致A的连接请求失败（连接失败或无法连接，如果nat返回RST或者icmp差错，api上可能表现为被RST；有些nat不返回信息直接丢弃syn包（反而更好）），（应用程序发现失败时，不能关闭socket，closesocket（）可能会导致NAT删除端口映射；隔一段时间（1-2s）后未连接还要继续尝试）；但后发B的syn包在到达A的nat时，由于A的nat已经建立的映射关系，B的syn包会通过A的nat，被nat转给A的listen端口，从而进去三次握手，完成tcp连接。

从应用程序角度看，连接成功的过程可能有两种不同表现：（以上述假设过程为例）

1、连接建立成功表现为A的connect返回成功。即A端以TCP的同时打开流程完成连接。

2、A端通过listen的端口完成和B的握手，而connect尝试持续失败，应用程序通过accept获取到连接，最终放弃connect（这时可closesocket(conn_fd)）。

多数Linux和Windows的协议栈表现为第2种。

但有一个问题是，建立连接的client端，其connect绑定的端口号就是主机listen的端口号，或许这个peer后续还会有更多的这种socket。虽然理论上说，socket是一个五元组，端口号是一个逻辑数字，传输层能够因为五元组的不同而区分开这些socket，但是是否存在实际上的异常，还有待更多观察。

1、Windows XP SP2操作系统之前的主机，这些主机不能正确处理TCP同时开启，或者TCP套接字不支持SO_REUSEADDR的参数。需要让AB有序的发起连接才可能完成。

上述tcp连接过程，仅对NAT1、2、3有效，对NAT4（对称型）无效。

由于对称型nat通常采用规律的外部端口分配方法，对于nat4的打洞，可以采用端口预测的方式进行尝试。

ALG（应用层网关） ：它可以是一个设备或插件，用于支持SIP协议，主要类似与在网关上专门开辟一个通道，用于建立内网与外网的连接，也就是说，这是一种定制的网关。更多只适用于使用他们的应用群体内部之间。

UpnP ：它是让网关设备在进行工作时寻找一个全球共享的可路由IP来作为通道，这样避免端口造成的影响。要求设备支持且开启upnp功能，但大部分时候，这些功能处于安全考虑，是被关闭的。即时开启，实际应用效果还没经过测试。

STUN（Simple Traversalof UDP Through Network）： 这种方式即是类似于我们上面举例中服务器C的处理方式。也是目前普遍采用的方式。但具体实现要比我们描述的复杂许多，光是做网关Nat类型判断就由许多工作，RFC3489中详细描述了。

TURN(Traveral Using Relay NAT)： 该方式是将所有的数据交换都经由服务器来完成，这样NAT将没有障碍，但服务器的负载、丢包、延迟性就是很大的问题。目前很多游戏均采用该方式避开NAT的问题。这种方式不叫p2p。

ICE(Interactive Connectivity Establishment)： 是对上述各种技术的综合，但明显带来了复杂性。