【问题标题】:UDP Hole Punching Java ExampleUDP打孔Java示例
【发布时间】:2015-01-23 14:34:35
【问题描述】:

我想在具有静态 IP 的服务器的帮助下对两个客户端进行 UDP 打孔。服务器在端口 7070 和 7071 上等待两个客户端。之后,它将 IP 地址和端口发送给对方。这部分工作正常。但我无法在两个客户端之间建立通信。我在不同的 Wifi 网络和 3G 移动网络中尝试了代码。客户端程序抛出 IO-Exception “No route to host”。 客户端代码用于两个客户端。一次使用端口 7070,一次使用 7071。

您认为我正确地实现了 UDP 打孔概念吗?有什么想法让它发挥作用吗? 这里首先是服务器代码,然后是客户端代码。

感谢您的帮助。

服务器代码:

public class UDPHolePunchingServer {

    public static void main(String args[]) throws Exception {

    // Waiting for Connection of Client1 on Port 7070
    // ////////////////////////////////////////////////

    // open serverSocket on Port 7070
    DatagramSocket serverSocket1 = new DatagramSocket(7070);

    System.out.println("Waiting for Client 1 on Port "
            + serverSocket1.getLocalPort());

    // receive Data
    DatagramPacket receivePacket = new DatagramPacket(new byte[1024], 1024);
    serverSocket1.receive(receivePacket);

    // Get IP-Address and Port of Client1
    InetAddress IPAddress1 = receivePacket.getAddress();
    int port1 = receivePacket.getPort();
    String msgInfoOfClient1 = IPAddress1 + "-" + port1 + "-";

    System.out.println("Client1: " + msgInfoOfClient1);

    // Waiting for Connection of Client2 on Port 7071
    // ////////////////////////////////////////////////

    // open serverSocket on Port 7071
    DatagramSocket serverSocket2 = new DatagramSocket(7071);

    System.out.println("Waiting for Client 2 on Port "
            + serverSocket2.getLocalPort());

    // receive Data
    receivePacket = new DatagramPacket(new byte[1024], 1024);
    serverSocket2.receive(receivePacket);

    // GetIP-Address and Port of Client1
    InetAddress IPAddress2 = receivePacket.getAddress();
    int port2 = receivePacket.getPort();
    String msgInfoOfClient2 = IPAddress2 + "-" + port2 + "-";

    System.out.println("Client2:" + msgInfoOfClient2);

    // Send the Information to the other Client
    // /////////////////////////////////////////////////

    // Send Information of Client2 to Client1
    serverSocket1.send(new DatagramPacket(msgInfoOfClient2.getBytes(),
            msgInfoOfClient2.getBytes().length, IPAddress1, port1));

    // Send Infos of Client1 to Client2
    serverSocket2.send(new DatagramPacket(msgInfoOfClient1.getBytes(),
            msgInfoOfClient1.getBytes().length, IPAddress2, port2));

    //close Sockets
    serverSocket1.close();
    serverSocket2.close();
}

客户代码

public class UDPHolePunchingClient {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
    // prepare Socket
    DatagramSocket clientSocket = new DatagramSocket();

    // prepare Data
    byte[] sendData = "Hello".getBytes();

    // send Data to Server with fix IP (X.X.X.X)
    // Client1 uses port 7070, Client2 uses port 7071
    DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(sendData,
            sendData.length, InetAddress.getByName("X.X.X.X"), 7070);
    clientSocket.send(sendPacket);

    // receive Data ==> Format:"<IP of other Client>-<Port of other Client>"
    DatagramPacket receivePacket = new DatagramPacket(new byte[1024], 1024);
    clientSocket.receive(receivePacket);

    // Convert Response to IP and Port
    String response = new String(receivePacket.getData());
    String[] splitResponse = response.split("-");
    InetAddress ip = InetAddress.getByName(splitResponse[0].substring(1));

    int port = Integer.parseInt(splitResponse[1]);

    // output converted Data for check
    System.out.println("IP: " + ip + " PORT: " + port);

    // close socket and open new socket with SAME localport
    int localPort = clientSocket.getLocalPort();
    clientSocket.close();
    clientSocket = new DatagramSocket(localPort);

    // set Timeout for receiving Data
    clientSocket.setSoTimeout(1000);

    // send 5000 Messages for testing
    for (int i = 0; i < 5000; i++) {

        // send Message to other client
        sendData = ("Datapacket(" + i + ")").getBytes();
        sendPacket = new DatagramPacket(sendData, sendData.length, ip, port);
        clientSocket.send(sendPacket);

        // receive Message from other client
        try {
            receivePacket.setData(new byte[1024]);
            clientSocket.receive(receivePacket);
            System.out.println("REC: "
                    + new String(receivePacket.getData()));

        } catch (Exception e) {
            System.out.println("SERVER TIMED OUT");
        }
    }

    // close connection
    clientSocket.close();
}

更新 该代码通常可以正常工作。我现在已经在两个不同的家庭网络中尝试过它并且它正在工作。但它不适用于我的 3G 或大学网络。在 3G 中,我验证了 NAT 将两个端口(客户端端口和路由器分配的端口)再次映射在一起,即使在关闭和打开 clientSocket 之后也是如此。有谁知道为什么它不工作?

【问题讨论】:

    标签: java sockets udp tunneling hole-punching


    【解决方案1】:

    无法通过所有类型的 NAT 实现 UDP 打孔。没有为所有类型的 NAT 定义通用或可靠的方法。对称NAT甚至非常困难。

    根据 NAT 行为,发送 UDP 数据包的不同设备的端口映射可能不同。 就像,如果 A 向 B 发送一个 UDP 数据包,它可能会得到一些端口,比如 50000。但是如果 A 向 C 发送一个 UDP 数据包,那么它可能会得到一个不同的映射,比如 50002。所以,在你的情况下,向服务器发送一个数据包可能给客户端一些端口,但向其他客户端发送数据包可能会提供其他端口。

    您将在此处阅读有关 NAT 行为的更多信息:

    https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc4787

    https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc5128

    UDP hole punching not going through on 3G

    【讨论】:

      【解决方案2】:

      【讨论】:

        【解决方案3】:

        您正确地使用集合服务器根据 UDP 连接通知每个节点其他 IP/端口。但是,使用公共 IP 和端口(将通过连接获得的组合)意味着在两个主机都存在于同一个专用网络上的情况下,有时不支持 NAT 需要发夹转换。

        要解决此问题,您可以将您的节点认为自己在消息中拥有的 IP 和端口发送到服务器(私有 ip/端口),并将其包含在每个节点从另一个节点接收到的信息中。然后尝试在公共组合(您正在使用的组合)和我刚刚提到的组合上建立连接,并使用第一个成功建立的组合。

        【讨论】:

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