P2P 通信原理

P2P 是指2台电脑之间相互通信。当2台电脑之间在不同的局域网下面是怎么互相通信的呢？

首先了解微信是怎么通信的，微信是通过微信服务器转发我们消息的

如客户端A和B之间通信，是借助了服务器131.12.12.1转发的。

服务器131.12.12.1启动微信程序后，绑定的端口是1111，客户端A和B均在线时，也就是A和B同时登陆到微信服务器，此时服务器和A和B均建立一个通道，有人可能会问，别人不在线我也能发送消息呢，那是因为服务器帮你把消息缓存在服务器，等对方上线后，在进行转发。这种情况下的消息过程是

因为目的地址是131.12.12.1 A先把消息转发到网关上，也是就192.168.10.1上，此时A应用服务器启动的端口假设是1111，这里会进行NAT转换.

NAT分为两种，一种是NAT, 一种是NAPT, 前者只进行IP地址转换，后者还会进行传输层的端口转换

发送方地址会变成172.1.13.1,端口假设是2222，然后目的地址任然是131.12.12.1，服务器接收到消息后。找到B的通信地址，这里其实就是141.1.1.2:2222,

B的路由器接收到消息后，这里其实有一个NAT转换表，也就是发送到141.1.1.2:2222端口上的数据会被转发到192.168.20.2:1111上，这样B就接收到消息了

整个过程：

192.168.10.2:1111 ---> 172.1.13.1:2222 ---->131.12.12.1:3333----> 141.1.12:2222----->192.168.20.2:1111

WAN	LAN
141.1.1.2:2222	192.168.20.2:1111

 

 

上面其实不是一个P2P，P2P是A和B之间直接访问，而不需要借助服务器。

可能会说A直接发给B的外网地址 141.1.12:2222，B发给A的外网地址172.1.13.1:2222，不就可以实现通信了吗，但是很多NAT服务器其实为了安全，这种情况不会进行转发的。

先了解NAT转换类型，有以下几种：

类型	描述
锥型NAT(Full-cone NAT)	内网ip1:port1会映射到公网ip2:port2，ip1：port1发往外网的包都将通过ip2:port2发出；外部任何ip3:port3都可以通过发送数据包给ip2:port2从而与ip1:port1进行通信。
（地址）限制型锥型NAT（(Address)-restricted-cone NAT）	内网ip1:port1会映射到公网ip2:port2，ip1:  port1发往外网的包都将通过ip2:port2发出；外部只有收到过ip2:port2数据包的ip3才可以发送数据包给ip2:port2从而与ip1:port1进行通信。
端口限制型锥型NAT（Port-restricted cone NAT）	内网ip1:port1会映射到公网ip2:port2，ip1:  port1发往外网的包都将通过ip2:port2发出；外部只有收到过ip2:port2数据包的ip3：port3才可以发送数据包给ip2:port2从而与ip1:port1进行通信。
对称性NAT（Symmetric NAT）	内网ip1:port1任何一个发往外网ip3:port3的请求，都将使用独有的公网ip2:port2；外部只有收到过ip1：port1数据包的服务才能返回数据。

锥型NAT先天支持，

限制型锥型NAT 和 端口限制型锥型NAT这里加了限制，如果一个陌生的IP发到对应端口，是不会进行转发的。所以要解决P2P，这里需要借助服务器进行P2P打洞。

当服务器同时接收到A和B的消息后，首先服务器要A发一个消息到B的外网141.1.1.2:2222(UDP就行),此时B不会进行消息转发，然后服务器要B发送一个消息到A的外网172.1.13.1:2222, 由于A已经发送过消息到B，所以A的路由器会接收B的消息，并转发到A，这样后面A和B就可以正常通信了，不需要借助服务器进行转发了