P2P之UDP穿透NAT的原理与实现
P2P之UDP穿透NAT的原理与实现
声明：原文来自P2P中国网，C#实现是也是转载别人的，供参考
再次声明，转载过来的时候没有经过我的亲自测试，代码编译和运行可能会碰到问题，请擅于发现和解决问题。我们学习的思想方法，不是复制过来编译一下，就打上了自己的标记。尊重原作者的劳动成果，转载请注明原出处。
论坛上经常有对P2P原理的讨论，但是讨论归讨论，很少有实质的东西产生（源代码）。呵呵，在这里我就用自己实现的一个源代码来说明UDP穿越NAT的原理。
首先先介绍一些基本概念：
NAT(Network Address Translators)，网络地址转换：网络地址转换是在IP地址日益缺乏的情况下产生的，它的主要目的就是为了能够地址重用。NAT分为两大类，基本的NAT和NAPT(Network Address/Port Translator)。
最开始NAT是运行在路由器上的一个功能模块。
最先提出的是基本的NAT，它的产生基于如下事实：一个私有网络（域）中的节点中只有很少的节点需要与外网连接（呵呵，这是在上世纪90年代中期提出的）。那么这个子网中其实只有少数的节点需要全球唯一的IP地址，其他的节点的IP地址应该是可以重用的。
因此，基本的NAT实现的功能很简单，在子网内使用一个保留的IP子网段，这些IP对外是不可见的。子网内只有少数一些IP地址可以对应到真正全球唯一的 IP地址。如果这些节点需要访问外部网络，那么基本NAT就负责将这个节点的子网内IP转化为一个全球唯一的IP然后发送出去。(基本的NAT会改变IP 包中的原IP地址，但是不会改变IP包中的端口)
关于基本的NAT可以参看RFC 1631
另外一种NAT叫做NAPT，从名称上我们也可以看得出，NAPT不但会改变经过这个NAT设备的IP数据报的IP地址，还会改变IP数据报的TCP/UDP端口。基本NAT的设备可能我们见的不多（呵呵，我没有见到过），NAPT才是我们真正讨论的主角。看下图：
Server S1
18.181.0.31:1235
|
^ Session 1 (A-S1) ^ |
| 18.181.0.31:1235 | |
v 155.99.25.11:62000 v |
|
NAT
155.99.25.11
|
^ Session 1 (A-S1) ^ |
| 18.181.0.31:1235 | |
v 10.0.0.1:1234 v |
|
Client A
10.0.0.1:1234
有一个私有网络10.*.*.*，Client A是其中的一台计算机，这个网络的网关（一个NAT设备）的外网IP是155.99.25.11(应该还有一个内网的IP地址，比如 10.0.0.10)。如果Client A中的某个进程（这个进程创建了一个UDP Socket,这个Socket绑定1234端口）想访问外网主机18.181.0.31的1235端口，那么当数据包通过NAT时会发生什么事情呢？
首先NAT会改变这个数据包的原IP地址，改为155.99.25.11。接着NAT会为这个传输创建一个Session（Session是一个抽象的概念，如果是TCP，也许Session是由一个SYN包开始，以一个FIN包结束。而UDP呢，以这个IP的这个端口的第一个UDP开始，结束呢，呵呵，也许是几分钟，也许是几小时，这要看具体的实现了）并且给这个Session分配一个端口，比如62000，然后改变这个数据包的源端口为62000。所以本来是（10.0.0.1:1234->18.181.0.31:1235）的数据包到了互联网上变为了（155.99.25.11:62000->18.181.0.31:1235）。
一旦NAT创建了一个Session后，NAT 会记住62000端口对应的是10.0.0.1的1234端口，以后从18.181.0.31发送到62000端口的数据会被NAT自动的转发到 10.0.0.1上。（注意：这里是说18.181.0.31发送到62000端口的数据会被转发，其他的IP发送到这个端口的数据将被NAT抛弃）这样 Client A就与Server S1建立以了一个连接。
呵呵，上面的基础知识可能很多人都知道了，那么下面是关键的部分了。
看看下面的情况：
Server S1 Server S2
18.181.0.31:1235 138.76.29.7:1235
| |
| |
+----------------------+----------------------+
|
^ Session 1 (A-S1) ^ | ^ Session 2 (A-S2) ^
| 18.181.0.31:1235 | | | 138.76.29.7:1235 |
v 155.99.25.11:62000 v | v 155.99.25.11:62000 v
|
Cone NAT
155.99.25.11
|
^ Session 1 (A-S1) ^ | ^ Session 2 (A-S2) ^
| 18.181.0.31:1235 | | | 138.76.29.7:1235 |
v 10.0.0.1:1234 v | v 10.0.0.1:1234 v
|
Client A
10.0.0.1:1234
接上面的例子，如果Client A的原来那个Socket(绑定了1234端口的那个UDP Socket)又接着向另外一个Server S2发送了一个UDP包，那么这个UDP包在通过NAT时会怎么样呢？
这时可能会有两种情况发生，一种是NAT再次创建一个Session，并且再次为这个Session分配一个端口号（比如：62001）。另外一种是 NAT再次创建一个Session，但是不会新分配一个端口号，而是用原来分配的端口号62000。前一种NAT叫做Symmetric NAT，后一种叫做Cone NAT。我们期望我们的NAT是第二种，呵呵，如果你的NAT刚好是第一种，那么很可能会有很多P2P软件失灵。（可以庆幸的是，现在绝大多数的NAT属于后者，即Cone NAT）
好了，我们看到，通过NAT,子网内的计算机向外连结是很容易的（NAT相当于透明的，子网内的和外网的计算机不用知道NAT的情况）。
但是如果外部的计算机想访问子网内的计算机就比较困难了（而这正是P2P所需要的）。
那么我们如果想从外部发送一个数据报给内网的计算机有什么办法呢？首先，我们必须在内网的NAT上打上一个“洞”（也就是前面我们说的在NAT上建立一个 Session），这个洞不能由外部来打，只能由内网内的主机来打。而且这个洞是有方向的，比如从内部某台主机（比如：192.168.0.10）向外部的某个IP(比如：219.237.60.1)发送一个UDP包，那么就在这个内网的NAT设备上打了一个方向为219.237.60.1的“洞”，（这就是称为UDP Hole Punching的技术）以后219.237.60.1就可以通过这个洞与内网的192.168.0.10联系了。（但是其他的IP不能利用这个洞）。
呵呵，现在该轮到我们的正题P2P了。有了上面的理论，实现两个内网的主机通讯就差最后一步了：那就是鸡生蛋还是蛋生鸡的问题了，两边都无法主动发出连接请求，谁也不知道谁的公网地址，那我们如何来打这个洞呢？我们需要一个中间人来联系这两个内网主机。
现在我们来看看一个P2P软件的流程，以下图为例：
Server S （219.237.60.1）
|
|
+----------------------+----------------------+
| |
NAT A (外网IP:202.187.45.3) NAT B (外网IP:187.34.1.56)
| (内网IP:192.168.0.1) | (内网IP:192.168.0.1)
| |
Client A (192.168.0.20:4000) Client B (192.168.0.10:40000)
首先，Client A登录服务器，NAT A为这次的Session分配了一个端口60000，那么Server S收到的Client A的地址是202.187.45.3:60000，这就是Client A的外网地址了。同样，Client B登录Server S，NAT B给此次Session分配的端口是40000，那么Server S收到的B的地址是187.34.1.56:40000。
此时，Client A与Client B都可以与Server S通信了。如果Client A此时想直接发送信息给Client B，那么他可以从Server S那儿获得B的公网地址187.34.1.56:40000，是不是Client A向这个地址发送信息Client B就能收到了呢？答案是不行，因为如果这样发送信息，NAT B会将这个信息丢弃（因为这样的信息是不请自来的，为了安全，大多数NAT都会执行丢弃动作）。现在我们需要的是在NAT B上打一个方向为202.187.45.3（即Client A的外网地址）的洞，那么Client A发送到187.34.1.56:40000的信息,Client B就能收到了。这个打洞命令由谁来发呢，呵呵，当然是Server S。
总结一下这个过程：如果Client A想向Client B发送信息，那么Client A发送命令给Server S，请求Server S命令Client B向Client A方向打洞。呵呵，是不是很绕口，不过没关系，想一想就很清楚了，何况还有源代码呢（侯老师说过：在源代码面前没有秘密 8）），然后Client A就可以通过Client B的外网地址与Client B通信了。
注意：以上过程只适合于Cone NAT的情况，如果是Symmetric NAT，那么当Client B向Client A打洞的端口已经重新分配了，Client B将无法知道这个端口（如果Symmetric NAT的端口是顺序分配的，那么我们或许可以猜测这个端口号，可是由于可能导致失败的因素太多，我们不推荐这种猜测端口的方法）。
下面是一个模拟P2P聊天的过程的源代码，过程很简单，P2PServer运行在一个拥有公网IP的计算机上，P2PClient运行在两个不同的NAT 后（注意，如果两个客户端运行在一个NAT后，本程序很可能不能运行正常，这取决于你的NAT是否支持loopback translation，详见http://midcom-p2p.sourceforge.net/draft-ford-midcom-p2p-01.txt，当然，此问题可以通过双方先尝试连接对方的内网IP来解决，但是这个代码只是为了验证原理，并没有处理这些问题），后登录的计算机可以获得先登录计算机的用户名，后登录的计算机通过send username message的格式来发送消息。如果发送成功，说明你已取得了直接与对方连接的成功。
程序现在支持三个命令：send , getu , exit
send格式：send username message
功能：发送信息给username
getu格式：getu
功能：获得当前服务器用户列表
exit格式：exit
功能：注销与服务器的连接（服务器不会自动监测客户是否吊线）
源代码
注：原文代码是用C++写的，这里仅附上C#代码
1． WellKnown公用库
namespace P2P.WellKnown2
3
{
4
5
using System;6
7
using System.IO;8
9
using System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary;10
11
/// <summary>12
13
/// P2PConsts 的摘要说明。14
15
/// </summary> 16
17
public class P2PConsts18
19
{20
21
/// <summary>22
23
/// 服务器侦听端口号24
25
/// </summary> 26
27
public const int SRV_PORT = 2280;28
29
}30
31
/// <summary>32
33
/// User 的摘要说明。34
35
/// </summary> 36
37
[Serializable]38
39
public class User40
41
{42
43
protected string userName;44
45
protected IPEndPoint netPoint;46
47
48
49
public User(string UserName, IPEndPoint NetPoint)50
51
{52
53
this.userName = userName;54
55
this.netPoint = NetPoint;56
57
}58
59
public string UserName60
61
{62
63
get { return userName; }64
65
}66
67
68
69
public IPEndPoint NetPoint70
71
{72
73
get { return netPoint; }74
75
set { netPoint = value;}76
77
}78
79
}80
81
/// <summary>82
83
/// UserCollection 的摘要说明。84
85
/// </summary> 86
87
[Serializable]88
89
public class UserCollection : CollectionBase90
91
{92
93
public void Add(User user)94
95
{96
97
InnerList.Add(user);98
99
}100
101
102
103
public void Remove(User user)104
105
{106
107
InnerList.Remove(user);108
109
}110
111
112
113
public User this[int index]114
115
{116
117
get { return (User)InnerList[index]; }118
119
}120
121
122
123
public User Find(string userName)124
125
{126
127
foreach(User user in this)128
129
{130
131
if (string.Compare(userName, user.UserName, true) == 0)132
133
{134
135
return user;136
137
}138
139
}140
141
return null;142
143
}144
145
}146
147
/// <summary>148
149
/// FormatterHelper 序列化，反序列化消息的帮助类150
151
/// </summary> 152
153
public class FormatterHelper154
155
{156
157
public static byte[] Serialize(object obj)158
159
{160
161
BinaryFormatter binaryF = new BinaryFormatter();162
163
MemoryStream ms = new MemoryStream(1024*10);164
165
binaryF.Serialize(ms, obj);166
167
ms.Seek(0, SeekOrigin.Begin);168
169
byte[] buffer = new byte[(int)ms.Length];170
171
ms.Read(buffer, 0, buffer.Length);172
173
ms.Close();174
175
return buffer;176
177
}178
179
180
181
public static object Deserialize(byte[] buffer)182
183
{184
185
BinaryFormatter binaryF = new BinaryFormatter();186
187
MemoryStream ms = new MemoryStream(buffer, 0, buffer.Length, false);188
189
object obj = binaryF.Deserialize(ms);190
191
ms.Close();192
193
return obj;194
195
}196
197
}198
199
/// <summary>200
201
/// Message base class202
203
/// </summary>204
205
[System.Serializable]206
207
public abstract class MessageBase208
209
{210
211
}212
213
214
215
// Message from Client to Server216
217
namespace C2S218
219
{220
221
/// <summary>222
223
/// 客户端发送到服务器的消息基类224
225
/// </summary>226
227
public abstract class CSMessage : MessageBase228
229
{230
231
private string userName;232
233
protected CSMessage(string anUserName)234
235
{236
237
userName = anUserName;238
239
}240
241
public string UserName242
243
{244
245
get { return userName; }246
247
}248
249
}250
251
/// <summary>252
253
/// 用户登录消息254
255
/// </summary>256
257
public class LoginMessage : CSMessage258
259
{260
261
private string password;262
263
public LoginMessage(string userName, string password) : base(userName)264
265
{266
267
this.password = password;268
269
}270
271
public string Password272
273
{274
275
get { return password; }276
277
}278
279
}280
281
/// <summary>282
283
/// 用户登出消息284
285
/// </summary>286
287
public class LogoutMessage : CSMessage288
289
{290
291
public LogoutMessage(string userName) : base(userName)292
293
{}294
295
}296
297
/// <summary>298
299
/// 请求用户列表消息300
301
/// </summary>302
303
public class GetUsersMessage : CSMessage304
305
{306
307
public GetUsersMessage(string userName) : base(userName)308
309
{}310
311
}312
313
/// <summary>314
315
/// 请求Purch Hole消息316
317
/// </summary>318
319
public class TranslateMessage : CSMessage320
321
{322
323
protected string toUserName;324
325
public TranslateMessage(string userName, string toUserName) : base(userName)326
327
{328
329
this.toUserName = toUserName;330
331
}332
333
public string ToUserName334
335
{336
337
get { return this.toUserName; }338
339
}340
341
}342
343
}344
345
346
347
// Message from server to the client348
349
namespace S2C350
351
{352
353
/// <summary>354
355
/// 服务器发送到客户端消息基类356
357
/// </summary>358
359
public abstract class SCMessage : MessageBase360
361
{}362
363
/// <summary>364
365
/// 请求用户列表应答消息366
367
/// </summary>368
369
public class GetUsersResponseMessage : SCMessage370
371
{372
373
private UserCollection userList;374
375
public GetUsersResponseMessage(UserCollection users)376
377
{378
379
this.userList = users;380
381
}382
383
public UserCollection UserList384
385
{386
387
get { return userList; }388
389
}390
391
}392
393
/// <summary>394
395
/// 转发请求Purch Hole消息396
397
/// </summary>398
399
public class SomeOneCallYouMessage : SCMessage400
401
{402
403
protected System.Net.IPEndPoint remotePoint;404
405
public SomeOneCallYouMessage(System.Net.IPEndPoint point)406
407
{408
409
this.remotePoint = point;410
411
}412
413
public System.Net.IPEndPoint RemotePoint414
415
{416
417
get { return remotePoint; }418
419
}420
421
}422
423
}424
425
426
427
// Message from peer to the peer428
429
namespace P2P430
431
{432
433
/// <summary>434
435
/// 点对点消息基类436
437
/// </summary>438
439
public abstract class PPMessage : MessageBase440
441
{}442
443
/// <summary>444
445
/// 测试消息446
447
/// </summary>448
449
public class WorkMessage : PPMessage450
451
{452
453
private string message;454
455
public WorkMessage(string msg)456
457
{458
459
message = msg;460
461
}462
463
public string Message464
465
{466
467
get { return message; }468
469
}470
471
}472
473
/// <summary>474
475
/// 测试应答消息476
477
/// </summary>478
479
public class ACKMessage : PPMessage480
481
{482
483
}484
485
/// <summary>486
487
/// P2P Purch Hole Message488
489
/// </summary>490
491
public class TrashMessage : PPMessage492
493
{}494
495
} 496
497
}498
499
500
2． P2Pserver
2
3
namespace P2P.P2PServer4
5
{6
7
using System;8
9
using System.Net;10
11
using System.Net.Sockets;12
13
using System.Threading;14
15
using P2P.WellKnown;16
17
/// <summary>18
19
/// AppClass 的摘要说明。20
21
/// </summary>22
23
public class AppClass24
25
{26
27
public static void Main()28
29
{30
31
Server server = new Server();32
33
try34
35
{36
37
server.Start();38
39
Console.ReadLine();40
41
server.Stop();42
43
}44
45
catch46
47
{48
49
}50
51
}52
53
}54
55
/// <summary>56
57
/// Server 的摘要说明。58
59
/// </summary>60
61
public class Server62
63
{64
65
private UdpClient server;66
67
private UserCollection userList;68
69
private Thread serverThread;70
71
private IPEndPoint remotePoint;72
73
74
75
public Server()76
77
{78
79
userList = new UserCollection();80
81
remotePoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);82
83
serverThread = new Thread(new ThreadStart(Run));84
85
}86
87
88
89
public void Start()90
91
{92
93
try94
95
{96
97
server = new UdpClient(P2PConsts.SRV_PORT);98
99
serverThread.Start();100
101
Console.WriteLine("P2P Server started, waiting client connect
");102
103
}104
105
catch(Exception exp)106
107
{108
109
Console.WriteLine("Start P2P Server error: " + exp.Message);110
111
throw exp;112
113
}114
115
}116
117
118
119
public void Stop()120
121
{122
123
Console.WriteLine("P2P Server stopping");124
125
try126
127
{128
129
serverThread.Abort();130
131
server.Close();132
133
Console.WriteLine("Stop OK.");134
135
}136
137
catch(Exception exp)138
139
{140
141
Console.WriteLine("Stop error: " + exp.Message);142
143
throw exp;144
145
}146
147
148
149
}150
151
152
153
private void Run()154
155
{156
157
byte[] buffer = null;158
159
while (true)160
161
{162
163
byte[] msgBuffer = server.Receive(ref remotePoint);164
165
try166
167
{168
169
object msgObj = FormatterHelper.Deserialize(msgBuffer);170
171
Type msgType = msgObj.GetType();172
173
if (msgType == typeof(P2P.WellKnown.C2S.LoginMessage))174
175
{176
177
// 转换接受的消息178
179
P2P.WellKnown.C2S.LoginMessage lginMsg = (P2P.WellKnown.C2S.LoginMessage)msgObj;180
181
Console.WriteLine("has an user login: {0}", lginMsg.UserName);182
183
// 添加用户到列表184
185
IPEndPoint userEndPoint = new IPEndPoint(remotePoint.Address, remotePoint.Port);186
187
User user = new User(lginMsg.UserName, userEndPoint);188
189
userList.Add(user);190
191
// 发送应答消息192
193
P2P.WellKnown.S2C.GetUsersResponseMessage usersMsg = new P2P.WellKnown.S2C.GetUsersResponseMessage(userList);194
195
buffer = FormatterHelper.Serialize(usersMsg);196
197
server.Send(buffer, buffer.Length, remotePoint);198
199
}200
201
else if (msgType == typeof(P2P.WellKnown.C2S.LogoutMessage))202
203
{204
205
// 转换接受的消息206
207
P2P.WellKnown.C2S.LogoutMessage lgoutMsg = (P2P.WellKnown.C2S.LogoutMessage)msgObj;208
209
Console.WriteLine("has an user logout: {0}", lgoutMsg.UserName);210
211
// 从列表中删除用户212
213
User lgoutUser = userList.Find(lgoutMsg.UserName);214
215
if (lgoutUser != null)216
217
{218
219
userList.Remove(lgoutUser);220
221
}222
223
}224
225
else if (msgType == typeof(P2P.WellKnown.C2S.TranslateMessage))226
227
{228
229
// 转换接受的消息230
231
P2P.WellKnown.C2S.TranslateMessage transMsg = (P2P.WellKnown.C2S.TranslateMessage)msgObj;232
233
Console.WriteLine("{0}(1) wants to p2p {2}", remotePoint.Address.ToString(), transMsg.UserName, transMsg.ToUserName);234
235
// 获取目标用户236
237
User toUser = userList.Find(transMsg.ToUserName);238
239
// 转发Purch Hole请求消息240
241
if (toUser == null)242
243
{244
245
Console.WriteLine("Remote host {0} cannot be found at index server", transMsg.ToUserName); 246
247
}248
249
else250
251
{252
253
P2P.WellKnown.S2C.SomeOneCallYouMessage transMsg2 = new P2P.WellKnown.S2C.SomeOneCallYouMessage(remotePoint);254
255
buffer = FormatterHelper.Serialize(transMsg);256
257
server.Send(buffer, buffer.Length, toUser.NetPoint); 258
259
}260
261
}262
263
else if (msgType == typeof(P2P.WellKnown.C2S.GetUsersMessage))264
265
{266
267
// 发送当前用户信息到所有登录客户268
269
P2P.WellKnown.S2C.GetUsersResponseMessage srvResMsg = new P2P.WellKnown.S2C.GetUsersResponseMessage(userList); 270
271
buffer = FormatterHelper.Serialize(srvResMsg);272
273
foreach(User user in userList)274
275
{276
277
server.Send(buffer, buffer.Length, user.NetPoint);278
279
}280
281
}282
283
Thread.Sleep(500);284
285
}286
287
catch{}288
289
}290
291
}292
293
}294
295
}296
3． P2Pclient
namespace P2P.P2PClient2
3
{4
5
using System;6
7
using System.Net;8
9
using System.Net.Sockets;10
11
using System.Threading;12
13
using P2P.WellKnown;14
15
/// <summary>16
17
/// AppClass 的摘要说明。18
19
/// </summary>20
21
public class AppClass22
23
{24
25
public static void Main()26
27
{28
29
Client client = new Client("202.96.134.103");30
31
client.ConnectToServer("myname", "mypassword");32
33
client.Start();34
35
Console.WriteLine("test arguments");36
37
while (true)38
39
{40
41
string str = Console.ReadLine();42
43
client.PaserCommand(str);44
45
}46
47
}48
49
}50
51
/// <summary>52
53
/// Client 的摘要说明。54
55
/// </summary>56
57
public class Client : IDisposable58
59
{60
61
private const int MAXRETRY = 10;62
63
private UdpClient client;64
65
private IPEndPoint hostPoint;66
67
private IPEndPoint remotePoint;68
69
private UserCollection userList;70
71
private string myName;72
73
private bool ReceivedACK;74
75
private Thread listenThread;76
77
78
79
public Client(string serverIP)80
81
{82
83
ReceivedACK = false;84
85
remotePoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);86
87
hostPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse(serverIP), P2PConsts.SRV_PORT);88
89
client = new UdpClient();90
91
userList = new UserCollection();92
93
listenThread = new Thread(new ThreadStart(Run));94
95
}96
97
98
99
public void Start()100
101
{102
103
if (this.listenThread.ThreadState==ThreadState.Unstarted)104
105
{106
107
this.listenThread.Start();108
109
Console.WriteLine("You can input you command:\n");110
111
Console.WriteLine("Command Type:\"send\",\"exit\",\"getu\"");112
113
Console.WriteLine("Example : send Username Message");114
115
Console.WriteLine(" exit");116
117
Console.WriteLine(" getu");118
119
}120
121
}122
123
124
125
public void ConnectToServer(string userName, string password)126
127
{128
129
myName = userName;130
131
// 发送登录消息到服务器132
133
P2P.WellKnown.C2S.LoginMessage lginMsg = new P2P.WellKnown.C2S.LoginMessage(userName, password);134
135
byte[] buffer = FormatterHelper.Serialize(lginMsg);136
137
client.Send(buffer, buffer.Length, hostPoint);138
139
// 接受服务器的登录应答消息140
141
buffer = client.Receive(ref remotePoint);142
143
P2P.WellKnown.S2C.GetUsersResponseMessage srvResMsg = (P2P.WellKnown.S2C.GetUsersResponseMessage)FormatterHelper.Deserialize(buffer);144
145
// 更新用户列表146
147
userList.Clear();148
149
foreach(User user in srvResMsg.UserList)150
151
{152
153
userList.Add(user);154
155
}156
157
this.DisplayUsers(userList);158
159
}160
161
162
163
/// <summary>164
165
/// 这是主要的函数：发送一个消息给某个用户(C)166
167
/// 流程：直接向某个用户的外网IP发送消息，如果此前没有联系过168
169
/// 那么此消息将无法发送，发送端等待超时。170
171
/// 超时后，发送端将发送一个请求信息到服务端，要求服务端发送172
173
/// 给客户C一个请求，请求C给本机发送打洞消息174
175
/// *以上流程将重复MAXRETRY次176
177
/// </summary>178
179
/// <param name="toUserName">对方用户名</param>180
181
/// <param name="message">待发送的消息</param>182
183
/// <returns></returns>184
185
private bool SendMessageTo(string toUserName, string message)186
187
{188
189
User toUser = userList.Find(toUserName);190
191
if (toUser == null)192
193
{194
195
return false;196
197
}198
199
for (int i=0; i<MAXRETRY; i++)200
201
{202
203
P2P.WellKnown.P2P.WorkMessage workMsg = new P2P.WellKnown.P2P.WorkMessage(message);204
205
byte[] buffer = FormatterHelper.Serialize(workMsg);206
207
client.Send(buffer, buffer.Length, toUser.NetPoint);208
209
210
211
// 等待接收线程将标记修改212
213
for (int j=0; j<10; j++)214
215
{216
217
if (this.ReceivedACK)218
219
{220
221
this.ReceivedACK = false;222
223
return true;224
225
}226
227
else228
229
{230
231
Thread.Sleep(300);232
233
}234
235
}236
237
// 没有接收到目标主机的回应，认为目标主机的端口映射没有238
239
// 打开，那么发送请求信息给服务器，要服务器告诉目标主机240
241
// 打开映射端口（UDP打洞）242
243
P2P.WellKnown.C2S.TranslateMessage transMsg = new P2P.WellKnown.C2S.TranslateMessage(myName, toUserName);244
245
buffer = FormatterHelper.Serialize(transMsg);246
247
client.Send(buffer, buffer.Length, hostPoint);248
249
// 等待对方先发送信息250
251
Thread.Sleep(100);252
253
}254
255
return false;256
257
}258
259
260
261
public void PaserCommand(string cmdstring)262
263
{264
265
cmdstring = cmdstring.Trim();266
267
string[] args = cmdstring.Split(new char[]{' '});268
269
if (args.Length > 0)270
271
{272
273
if (string.Compare(args[0], "exit", true) == 0)274
275
{276
277
P2P.WellKnown.C2S.LogoutMessage lgoutMsg = new P2P.WellKnown.C2S.LogoutMessage(myName);278
279
byte[] buffer = FormatterHelper.Serialize(lgoutMsg);280
281
client.Send(buffer, buffer.Length, hostPoint);282
283
// do clear something here284
285
Dispose();286
287
System.Environment.Exit(0);288
289
}290
291
else if (string.Compare(args[0], "send", true) == 0)292
293
{ 294
295
if (args.Length > 2)296
297
{298
299
string toUserName = args[1];300
301
string message = "";302
303
for(int i=2; i<args.Length; i++)304
305
{306
307
if (args[i] == "") message += " ";308
309
else message += args[i];310
311
}312
313
if (this.SendMessageTo(toUserName, message))314
315
{316
317
Console.WriteLine("Send OK!");318
319
}320
321
else322
323
Console.WriteLine("Send Failed!");324
325
}326
327
}328
329
else if (string.Compare(args[0], "getu", true) == 0)330
331
{332
333
P2P.WellKnown.C2S.GetUsersMessage getUserMsg = new P2P.WellKnown.C2S.GetUsersMessage(myName);334
335
byte[] buffer = FormatterHelper.Serialize(getUserMsg);336
337
client.Send(buffer, buffer.Length, hostPoint);338
339
}340
341
else342
343
{344
345
Console.WriteLine("Unknown command {0}", cmdstring);346
347
}348
349
}350
351
}352
353
354
355
private void DisplayUsers(UserCollection users)356
357
{358
359
foreach (User user in users)360
361
{362
363
Console.WriteLine("Username: {0}, IP:{1}, Port:{2}", user.UserName, user.NetPoint.Address.ToString(), user.NetPoint.Port);364
365
}366
367
}368
369
370
371
private void Run()372
373
{374
375
byte[] buffer;376
377
while (true)378
379
{380
381
buffer = client.Receive(ref remotePoint);382
383
object msgObj = FormatterHelper.Deserialize(buffer);384
385
Type msgType = msgObj.GetType();386
387
if (msgType == typeof(P2P.WellKnown.S2C.GetUsersResponseMessage))388
389
{390
391
// 转换消息392
393
P2P.WellKnown.S2C.GetUsersResponseMessage usersMsg = (P2P.WellKnown.S2C.GetUsersResponseMessage)msgObj;394
395
// 更新用户列表396
397
userList.Clear();398
399
foreach(User user in usersMsg.UserList)400
401
{402
403
userList.Add(user);404
405
}406
407
this.DisplayUsers(userList);408
409
}410
411
else if (msgType == typeof(P2P.WellKnown.S2C.SomeOneCallYouMessage))412
413
{414
415
// 转换消息416
417
P2P.WellKnown.S2C.SomeOneCallYouMessage purchReqMsg = (P2P.WellKnown.S2C.SomeOneCallYouMessage)msgObj;418
419
// 发送打洞消息到远程主机420
421
P2P.WellKnown.P2P.TrashMessage trashMsg = new P2P.WellKnown.P2P.TrashMessage();422
423
buffer = FormatterHelper.Serialize(trashMsg);424
425
client.Send(buffer, buffer.Length, purchReqMsg.RemotePoint);426
427
}428
429
else if (msgType == typeof(P2P.WellKnown.P2P.WorkMessage))430
431
{432
433
// 转换消息434
435
P2P.WellKnown.P2P.WorkMessage workMsg = (P2P.WellKnown.P2P.WorkMessage)msgObj;436
437
Console.WriteLine("Receive a message: {0}", workMsg.Message);438
439
// 发送应答消息440
441
P2P.WellKnown.P2P.ACKMessage ackMsg = new P2P.WellKnown.P2P.ACKMessage();442
443
buffer = FormatterHelper.Serialize(ackMsg);444
445
client.Send(buffer, buffer.Length, remotePoint);446
447
}448
449
else if (msgType == typeof(P2P.WellKnown.P2P.ACKMessage))450
451
{452
453
this.ReceivedACK = true;454
455
}456
457
else if (msgType == typeof(P2P.WellKnown.P2P.TrashMessage))458
459
{460
461
Console.WriteLine("Recieve a trash message");462
463
}464
465
Thread.Sleep(100);466
467
}468
469
}470
471
IDisposable 成员498
499
}500
501
}502
源码下载 （非本文源码 =_=!!! ）
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