STUN: NAT 类型检测方法

STUN(Simple Transversal of UDP through NATs)[21]是RFC3489 规定的一种NAT 穿透方式，它采用辅助的方法探测NAT 的IP 和端口。

STUN 的探测过程需要有一个公网IP的STUN 服务器，在NAT 后面的客户端必须和此服务器配合，互相之间发送若干个UDP数据包。

UDP 包中包含有客户端需要了解的信息，比如NAT 外网IP，PORT 等等。客户端通过是否得到这个UDP 包和包中的数据判断自己的NAT 类型。

前提条件:有一个公网的Server 并且绑定了两个公网IP(IP1,IP2)。这个Server 做UDP 监听(IP1,Port1),(IP2,Port2)并根据客户端的要求进行应答。

 

第一步：检测客户端是否有能力进行UDP 通信以及客户端是否位于NAT 后面。客户端建立UDP socket，然后用这个socket 向服务器的(IP1,Port1)

发送数据包要求服务器返回客户端的IP 和Port, 客户端发送请求后立即开始接受数据包，要设定socketTimeout（300ms），防止无限堵塞，重复这个过程若干次。

如果每次都超时，无法接受到服务器的回应，则说明客户端无法进行UDP 通信，可能是防火墙或NAT 阻止UDP 通信，这样的客户端也就不能建立P2P 连接了 。

当客户端能够接收到服务器的回应时，需要把服务器返回的客户端（IP,Port）和这个客户端socket 的 （LocalIP，LocalPort）比较，

如果完全相同则客户端不在NAT 后，这样的客户端具有公网IP 可以直接监听UDP端口接收数据进行通信（检测停止）。

否则客户端在NAT后要做进一步的NAT类型检测(检测继续)。

第二步：检测客户端NAT 是否是Full Cone NAT。客户端建立UDP socket 然后用这个socket 向服务器的(IP1,Port1)发送数据包

要求服务器用另一对(IP2,Port2)响应客户端的请求往回发送一个数据包,客户端发送请求后立即开始接受数据包，要设定socket Timeout（300ms），防止无限堵塞. 重复这个过程若干次。

如果每次都超时，无法接受到服务器的回应，则说明客户端的NAT 不是一个Full Cone NAT，具体类型有待下一步检测(继续)。

如果能够接受到服务器从(IP2,Port2)返回的应答UDP 包，则说明客户端是一个Full Cone NAT，这样的客户端能够进行UDP-P2P 通信，检测停止。

第三步：检测客户端NAT 是否是Symmetric NAT。客户端建立UDP socket 然后用这个socket 向服务器的(IP1,Port1)发送数据包要求服务器返回客户端的IP 和Port,

因为第一步保证了这个客户端可以进行UDP 通信，那么肯定能够获得返回的数据。

用同样的方法用一个socket 向服务器的(IP2,Port2)发送数据包要求服务器返回客户端的IP和Port。

比较上面两个过程从服务器返回的客户端(IP,Port),如果两个过程返回的(IP,Port)有一对不同则说明客户端为Symmetric NAT，

这样的客户端无法进行UDP-P2P通信。否则是Restricted Cone NAT，是否为Port Restricted Cone NAT 有待检测。

 

第四步：检测客户端NAT 是否是Restricted Cone NAT 还是Port Restricted ConeNAT。

客户端建立UDP socket 然后用这个socket 向服务器的(IP1,Port1)发送数据包要求服务器用IP1 和一个不同于Port1 的端口发送一个UDP 数据包响应客户端,

客户端发送请求后立即开始接受数据包，要设定socket Timeout（300ms），防止无限堵塞. 重复这个过程若干次。

如果每次都超时，无法接受到服务器的回应，则说明客户端是一个Port Restricted Cone NAT，如果能够收到服务器的响应则说明客户端是一个Restricted Cone NAT。

以上两种NAT 都可以进行UDP-P2P 通信。

注：以上检测过程中只说明了可否进行UDP-P2P 的打洞通信，具体怎么通信一般要借助于另外的中间服务器。

另外对于Symmetric NAT 不是说完全不能进行UDP-P2P 打洞通信，可以进行端口预测打洞, 不过不能保证成功。