一直以來，說起nat穿透，很多人都會被告知使用udp打孔這個技術，基本上沒有人會告訴你如何使用tcp協議去穿透（甚至有的人會直接告訴你tcp協議是無法實現穿透的）。但是，眾所周知的是，udp是乙個無連線的資料報協議，使用它就必須自己維護收發資料報的完整性，這常常會大大增加程式的複雜度，而且一些程式由於某些原因，必須使用tcp協議，這樣就常常令一些開發tcp網路程式的人員「談穿透色變」。那麼，使用tcp協議是不是就不能實現穿透呢？答案當然是否定的：tcp協議不僅能實現nat穿透，而且實現起來比udp穿透甚至還簡單一些。
要了解如何使用tcp穿透nat，就要首先看看如何使用udp穿透nat。
我們假設在兩個不同的區域網後面分別有2臺客戶機a和 b，ab所在的區域網都分別通過乙個路由器接入網際網路。網際網路上有一台伺服器s。
現在ab是無法直接和對方傳送資訊的，ab都不知道對方在網際網路上真正的ip和埠， ab所在的區域網的路由器只允許內部向外主動傳送的資訊通過。對於b直接傳送給a的路由器的訊息，路由會認為其「不被信任」而直接丟棄。
要實現 ab直接的通訊，就必須進行以下3步：a首先連線網際網路上的伺服器s並傳送一條訊息（對於udp這種無連線的協議其實直接初始會話傳送訊息即可），這樣s就獲取了a在網際網路上的實際終端（傳送訊息的ip和埠號）。接著 b也進行同樣的步驟，s就知道了ab在網際網路上的終端（這就是「打洞」）。接著s分別告訴a和b對方客戶端在網際網路上的實際終端，也即s告訴a客戶b的會話終端，s告訴b客戶a的會話終端。這樣，在ab都知道了對方的實際終端之後，就可以直接通過實際終端傳送訊息了（因為先前雙方都向外傳送過訊息，路由上已經有允許資料進出的訊息通道）。
用udp來實現以上3步不存在什麼理論上的問題，因為udp是無連線的協議，它允許socket進行「多對一」的通訊（即幾個具有不同ip和埠號的socket向乙個接收socket傳送訊息）。但是使用tcp就出現了問題：在一般情況下，tcp socket不允許在已經建立連線的埠上再進行監聽和使用該本地埠。換句話說，當ab連線上伺服器s後，s將ab的實際終端告訴對方，下一步本該是ab利用對方的實際終端進行直連，但這時你會發現對方的實際終端已經被占用了（就是各自連線到伺服器s的會話占用了終端），無法同時listen和 connect。於是很多人得出結論：tcp無法實現nat穿透。
於是問題的關鍵變成了如何復用乙個tcp連線的本地終端，這其實不是協議的問題，而是乙個api的問題。幸運的是，所有主流作業系統都支援乙個特定的tcp套接字選項——so_reuseaddr。這個選項允許將多個socket繫結到同乙個本地終端。我們建立socket的時候只要加上這麼一行：
setsockopt(socket, sol_socket, so_reuseaddr, &flag, len) ; //c++就這麼做
_client.setsocketoption(socketoptionlevel.socket, socketoptionname.reuseaddress, true) '這是vb.net 更加簡單
知道上面的知識就很好辦了，下面我來說說tcp協議的穿透流程：
機器布局還是和上面使用udp的一樣。現在假設客戶a想和客戶b建立tcp連線。
首先還是 ab分別和伺服器s分別建立連線，s記錄ab的網際網路實際終端。然後s分別向ab傳送對方的實際終端。接著，從a和b向s連線時使用的埠，ab都非同步呼叫connect函式連線對方的實際終端（就是s告訴的終端），同時，ab雙方都在同乙個本地埠監聽到來的連線（也可以先監聽，再connect更好）。由於雙方都向對方傳送了connect請求（假設各自的syn封包已經穿過了自己的nat），因此在對方connect請求到達本地的監聽埠時，路由器會認為這個請求是剛剛那個connect會話的一部分，是已經被許可的，本地監聽埠就會用syn-ack響應，同意連線。這樣，tcp穿透nat的點對點連線就成功了。
nat 穿透原理
其實很早我就已經實現了使用tcp協議穿透nat了，但是苦於一直沒有時間，所以沒有寫出來，現在終於放假有一點空閒，於是寫出來共享之。一直以來，說起nat穿透，很多人都會被告知使用udp打孔這個技術，基本上沒有人會告訴你如何使用tcp協議去穿透 甚至有的人會直接告訴你tcp協議是無法實現穿透的 但是，眾...
NAT穿透實戰
1 使用者a 登入伺服器 s，伺服器 s記錄使用者a經 nat轉換後的位址。2 使用者 b登入伺服器 s，伺服器 s記錄使用者b經 nat轉換後的位址。3 使用者 a想與使用者b建立 p2p通訊。4 使用者 a向伺服器傳送請求，告訴伺服器想與使用者b建立 p2p通訊。5 伺服器 s接收到使用者 a傳...
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