1.p2p 是什么？
p2p 是对等网络（peer-to-peer networking）其能够定义为：端对端的资源共享，每一端即可是服务端，也能够是客户端。既能够是资源的提供者，也能够是资源的共享者。
传统 C / S 模型须要实现端和端的资源共享，须要将资源上传到直达服务器。另外一端再去直达服务器下载，如下图：
传统 CS 架构，客户端 1 和客户端 2 之间是无间接交互.png
而 P2P 则不须要将资源上传到服务器，它是端对端传输，每一个端既能够是服务器，也能够是客户端
p2p 架构，无需直达服务器.png
劣势：实时性最高，流量少，更加平安。在视频直播，在线教育，视频安防行业用的比拟多 劣势：一旦进行 p2p 传输之后，用户之间的内容将无奈监管，节约用户带宽，频繁进行读写磁盘
客户端 1 和客户端 2 这样交互是 p2p 最现实的状况 图中客户端 1 和客户端 2 间接连贯，如果他们处于两个不同的内网呢?
2.NAT 是什么？
NAT 俗称网络地址转换，它是一种把外部公有网络地址（IP 地址）转换成公网网络 IP 地址的技术。比方咱们电脑外面网卡地址是 192.168.1.100，然而咱们再百度搜寻“IP”却显示 220.112.224.53，这就是 NAT 的性能。
**NAT 次要是部署在路由器或者交换机上。
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为什么须要 NAT？
次要还是 IP 地址的有余，应用大量的私有 IP 地址代表较多的公有 IP 地址的形式，将有助于减缓可用的 IP 地址空间的枯竭。用大白话：比方你有一个路由器（家用的那种就能够）这个路由器自身连贯了公网（被调配到了一个公网的 IP 地址）。路由器前面有接了 N 多个设施，每个设施都调配到了一个公有的地址（内网地址），这些地址能够通过这个路由器和外网交互。
其次可能无效地防止来自网络内部的攻打，暗藏并爱护网络外部的计算机。RFC3489 中将 NAT 的实现分为四大类：
- Full Cone NAT(齐全圆锥型)
- Address Restricted Cone NAT(地址限度圆锥型)
- Port Restricted Cone NAT(端口限度圆锥型)
- Symmetric NAT(对称型)
1. 齐全圆锥型 NAT
在齐全圆锥型 NAT（Full Cone NAT）中，NAT 会将客户机地址 {X:y} 转换成公网地址 {A:b} 并绑定。任何包都能够通过地址 {A:b} 送到客户主机的 {X:y} 地址上。如图所示：
RFC3581——齐全锥型 NAT
2. 地址限度圆锥型 NAT
地址限度圆锥型 NAT（Address Restricted Cone NAT）会将客户机地址 {X:y} 转换成公网地址 {A:b} 并绑定，只有来自主机 {P} 的包能力和主机 {X:y} 通信。如下图所示：
RFC3581——地址限制型 NAT
3. 端口限度圆锥型 NAT
端口限度圆锥型 NAT(Port Restricted Cone NAT)会将客户机地址 {X:y} 转换成公网地址 {A:b} 并绑定，只有来自主机 {P,q} 的包能力和主机 {X:y} 通信。如下图所示：
转存失败从新上传勾销
RFC3581——端口限制型 NAT
4. 对称型 NAT
对称型 NAT（Symmetric NAT）会将客户机地址 {X:y} 转换成公网地址 {A:b} 并绑定为 {X:y}|{A:b}<->{P:q}。对称型 NAT 只承受来自{P:q} 的连贯，将它转给{X:y}，每次客户机申请一个不同的公网地址和端口，NAT 会新调配一个端口号{C,d}。如下图所示：
RFC3581——对称型 NAT
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其中齐全最上层的齐全圆锥形 NAT 的穿透性最好，而最上层的对称形 NAT 的安全性最高。
3. 如何穿透 NAT？
事实上两个客户端互相通信还须要一个辅助服务器(p2pserver) 来保留两个用户的外网地址端口。当用户 A 连贯 B 时、或者 B 连贯 A 时，会向辅助服务器询问对方的外网地址和端口
NAT 穿透组合状况.png
从下面的 NAT 类型中能够看出，有 4 种 NAT，一共 10 种组合
**1. 齐全圆锥型 NAT 和齐全圆锥型 NAT 这种最简略，只须要 B 从辅助服务器拿到 A 的内外网信息，就能够和 A 进行连贯
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**2. 齐全圆锥型 NAT 和地址限制型 NAT 同上
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**3. 齐全圆锥型 NAT 和端口限制性 NAT 同上
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**4. 齐全圆锥型 NAT 和对称型 NAT 同上
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5. 地址限制型 NAT 和地址限制型 NAT
- 当 B 从辅助服务器拿到 A 的内外网信息，B 向 A 发送连贯，这个时候 NAT A 设施会抛弃掉 B 发送过去的连贯。
- 这个时候 B 就向辅助服务器发送申请，让 A 连贯 B 一次，连完后 B 就能够连贯到 A 了，NAT A 不再拦挡 B 过去的连贯。
6. 地址限制型 NAT 和端口限制型 NAT
同上
7. 地址限制性 NAT 和对称型 NAT
同上
8. 端口限制型 NAT 和端口限制型 NAT
同上
9. 端口限制型 NAT 和对称型 NAT
这种无奈穿透，因为 A 须要连过 B，B 能力连到 A，然而 A 无奈连贯到 B，因为 B 的是对称型 NAT，端口始终在变
10. 对称型 NAT 和对称型 NAT
这种也无奈穿透，因为客户机每次申请一个不同的公网地址和端口，NAT 会新调配一个端口号，所以从辅助服务器拿到的端口号是有效的（只是针对和服务器相连的端口号）。
eg:A 和辅助服务器相连，NAT A 会调配一个端口 8081。
A 和 B 相连，NAT A 会调配一个端口号 10020，所以 B 连 A 并不知道 A 须要从 10020 进，所以无奈穿透过 NAT A。不过也有人通过端口预测算法胜利连贯，然而这种并不牢靠。
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4. 为什么须要保活链路？
因为一个连贯通过 NAT 设施之后，在 NAT 设施下面绑定的端口是有时效性的，个别是 30 分钟，然而起码的三五分钟就生效了，所以要不停的发送心跳包来保活 NAT 上的这个“洞”。
5. 挪动、联通网络为什么没有电信快？
起因是电信拨号之后调配的是公网 IP。而联通、挪动拨号之后还是内网 IP，也就是 NAT 设施下面还有多层 NAT，屡次转发并且最终的进口只有一个，所以总体来说比较慢