NAT 简介
咱们晓得，WebRTC 会依照内网、P2P、直达的程序来尝试连贯。在大部分的状况下，理论是应用 P2P 或者直达的。这里 P2P 的场景次要应用的技术就是 NAT 穿透。
咱们先简略理解下 NAT。NAT 在实在网络中是常见的，它的呈现一是为了解决 ipv4 地址不够用的问题，二是为了网络安全思考的。
- 首先，让同一个内网中的多台主机共用一个公网 ip，能够大大缓解 ipv4 向 ipv6 适度期间，ipv4 地址不够用的问题。
- 另外，NAT 将主机暗藏在内网中，也就使得黑客想拜访起来并没有那么容易了。
NAT 的标准在 RFC 3022 中定义，其次要作用就是做网络地址转换。NAT 设施（路由器）会在内网地址和外网地址之间建设起映射关系。当内网主机向外网主机发送信息时，NAT 会将内网地址替换为映射的外网地址。绝对应的，当外网主机向内网主机产生信息时，NAT 会将外网地址替换为映射的内网地址。
因为 NAT 设施的存在，外网主机通常无奈间接与内网主机通信。所以在建设 P2P 连贯之前，须要做的就是 NAT 穿透，也就是俗称的“打洞”。
NAT 类型
RFC3489 和 RFC5389 是对于 NAT 穿透的协定，其中 RFC3489 中把 NAT 分成了 4 个类型。它们对 NAT 穿透的限度呈递进趋势。
齐全锥型
- 齐全锥型 NAT 的标准是，只有内网主机 A 通过端口 p1 收回数据包，在 NAT 上生成了相应的映射表（这个表就是所谓的“洞”）。接管数据包的外网主机能从这个数据包的报文中失去这个映射关系。它能够将这个映射关系通知其余外网主机，这样任意外网主机发送到这个 NAT 上端口 p1 的数据包就都会被转发到内网主机 A 上。
- 齐全锥型 NAT 的特点就是只有“打洞”胜利，所有晓得这个“洞”的主机都能通过它和内网主机进行通信。
IP 限度锥型
- IP 限度锥型 NAT 的标准相比于齐全锥型 NAT，限度了外网来的 IP。也就是说，只有从内网主机发送数据包的目标 IP，发送到这个 NAT 上端口 p1 的数据包才会被转发到内网主机 A 上。
- IP 限度锥型 NAT 的特点就是“打洞胜利”后，只有胜利“打洞”的外网主机能力通过这个“洞”和内网主机进行通信。其余外网主机即便晓得这个“洞”，发来的数据包也回被 NAT 抛弃。
端口限度锥型
- 端口限度锥型 NAT 的标准相比于 IP 限度锥型 NAT，除了限度外网来的 IP，还要限度端口。也就是说只有从内网主机发送数据包的目标 IP 和端口，发送到这个 NAT 上端口 p1 的数据包才会被转发到内网主机 A 上。
- 端口限度锥型 NAT 的特点就是，除了限度了“洞”的外网 ip，还限度了“洞”的外网端口。
对称型
- 对称型 NAT 的标准相比于端口限度锥型 NAT，还减少了一条规定。从内网主机 A 上发到不同的外网主机的数据包通过 NAT 时，NAT 都会为之调配不同的外网端口。
- 对称型 NAT 的特点就是，内网主机每次发送数据包给不同的外网主机时，都会产生一个新的“洞”。
NAT 类型检测
要进行 NAT 穿透，内网主机首先要晓得本人连贯的 NAT 的类型。在 RFC3489 中给出了规范的检测流程。这个过程须要 2 台领有 2 个网卡的 STUN 服务器。具体流程如下图所示。
- 主机向 1 号服务器的某个 IP 和端口发送一条申请，如果超过超时工夫没有收到响应，则阐明主机与服务器之间UDP 不通。
- 如果收到服务端的响应，则比照本地 IP 和接管到的响应包中的主机的公网 IP。如果这两个 IP 统一，则阐明主机在公网上，没有 NAT 防护。如果不统一，则须要进一步的 NAT 类型检测，稍后详述。
- 接下来，主机再次向 1 号服务器雷同的 IP 和端口发送一条申请，1 号服务器在收到申请后，会应用第二个网卡返回响应。如果主机收到了这个响应，则阐明它在一个 凋谢的网络 上，是一台公网主机。如果主机没有收到这个响应，则阐明它在 对称型防火墙（能够认为与对称型 NAT 相似）前面。
- 回到下面进一步的 NAT 类型检测流程。主机也是向 1 号服务器雷同的 IP 和端口发送一条申请，1 号服务器也会应用第二个网卡返回响应。如果主机收到了这个响应，则阐明它在 齐全锥型 NAT前面。
- 如果主机没有收到这个响应，则向 2 号服务器发送一条申请。主机收到 2 号服务器的响应后，比照 1 号服务器返回的响应包中的主机的公网 IP 和 2 号服务器返回的响应包中的主机的公网 IP，如果不统一，则阐明它在一个 对称型 NAT的前面。如果统一，则须要进一步的检测。
- 主机再次向 1 号服务器发送一条申请，1 号服务器应用雷同的 IP（即接管申请的 IP）和不同的端口返回响应。如果主机收到了这个响应，则阐明它在 IP 限制型 NAT 前面，如果主机没有收到这个响应，则阐明它在 端口限制型 NAT前面。
NAT 穿透流程
在确认完主机所在网络中的 NAT 类型后，就能够判断是否能进行 NAT 穿透，以及确认 NAT 穿透的办法。
一般而言，齐全锥型 NAT 以及 IP 限制型 NAT 能够与任何其余类型的 NAT 互通；两边都是端口限制型 NAT 的也能够互通；一边是端口限制型 NAT，另一边是对称型 NAT，或者两边都是对称型 NAT 的状况下想实现穿透很难，所以这种状况个别会通过 TRUN 协定进行数据直达。
在 WebRTC 中通信的单方通过 ICE 替换了下面获取到的一些网络信息，之后就能够尝试 NAT 穿透，建设 P2P 连贯了。
假如须要建设 P2P 通信的单方为主机 A 和主机 B。
- 如果主机 A 在齐全锥型 NAT 或者 IP 限制型 NAT 后，只有主机先往主机 B 发送一个数据，就会在该 NAT 上留下“洞”，即便发送的数据被对方的 NAT 抛弃。后续主机 B 发往主机 A 的数据也能通过主机 A 这边的 NAT 上的“洞”实现穿透了。总的来说，这种状况下，只有单方不停的发送数据包，且没有某一方的数据包被全副抛弃，就能胜利穿透。
- 如果主机 A 在端口限制型 NAT 后，而主机 B 也在端口限制型 NAT 后，只有单方相互发送数据包则和后面状况一样，能够利用 NAT 上的“洞”来穿透。
- 主机 A 在端口限制型 NAT 后，主机 B 在对称型 NAT 后，或者两边都在对称型 NAT 后，就只能通过服务器直达来通信了。服务器直达的 TURN 协定在 RFC5766 中进行了具体的标准。