Skype通讯协议分析
通过分析得出的结论主要有三个：
1、Skype的通话质量较MSN和Yahoo的即时通信工具要好；
2、可以无缝的在NATs和防火墙后使用；
3、安装使用起来确实非常简单。
Skype与以往MSN等IM工具最大的不同在于基除了用户登录，其余工作基本不依赖中央服务器，Skype在穿透防火墙通讯时完全使用了Peer to Peer，而没用到中央服务器。上图中的小黑点是客户端，大黑点是超级节点（用于为其它客户端提供登录踏板及广播服务），灰色的点是Skype的登录服务 器。
用户下载安装完Skype后，Skype客户端会发送一段HTTP 1.1的请求到中央服务器，告诉它我装完了一个什么样的版本：
GET /ui/0/97/en/installed HTTP/1.1
User-Agent: Skype™ Beta 0.97
Host: ui.skype.com
Cache-Control: no-cache
服务器会返回一个200 OK的信息：
HTTP/1.1 200 OK
Date: Tue, 20 Apr 2004 04:51:39 GMT
Server: Apache/2.0.47 (Debian GNU/Linux) PHP/4.3.5
mod_ssl/2.0.47 OpenSSL/0.9.7b
X-Powered-By: PHP/4.3.5
Cache-control: no-cache, must revalidate
Pragma: no-cache
Expires: 0
Content-Length: 0
Content-Type: text/html; charset=utf-8
Content-Language: en
客户端会进行登录初始化工作，这一步工作包含很多内容，针对三种不同类型的网络情况有三种不同的登录方式：
1、直接有公众网的IP
2、在内部网，可以通过TCP访问外部网络
3、在内部网，但只能通过有限的几个端口（例如80和443）访问外部网络
Skype在登录的时候会先使用UDP请求HC中的IP，如果不行，就用TCP请求HC中的IP及端口，如果还不行，就用TCP请求HC中的IP及 80端口，如果又不行，就再请求HC中的IP及443端口。如果这时候还不行，那就登录不了了。整个过程中传输的数据量大概在8k-10k，持续的时间在 3至35秒。
1、端口
在Skype的连接属性对话框中可以设置监听的端口号，在安装的时候Skype会随机的选择一个端口作为监听的端口，这一点与 HTTP协议等不同，Skype没有默认的服务端口。同时，它还会打开对80和443端口的监听。80是常见的HTTP服务默认端口，而443则是 HTTPS服务的默认端口。
2、主机列表(HC，Host Cache)
这里的主机指的是可以提供踏板及广播服务的Super Node(SN)。通常它被存储在注册表里的：HKEY_CURRENT_USER / SOFTWARE / SKYPE / PHONE / LIB / CONNECTION / HOSTCACHE 中.一般情况下，运行两天后，HC中会有约200个机器地址及对应的端口号。
3、编解码器
要能语音通信，编解码器当然少不了。Global IP Sound在他的网站上 专用明它为Skype提供点对点语音通讯软件:Global IP Sound provides voice processing software to Skype's peer-to-peer voice-communications software.Skype应该是使用了他们的编解码器实现的语音通讯。
4、好友列表
当你换了一台计算机的时候可能会发现Skype上的好友列表没了，不要奇怪，Skype的好友列表没有保存在服务器上，而是保存在本地的注册表中，当然，是加过密的。
5、加密
Skype使用AES加密标准。
6、NAT与防火墙
Skype应该是使用了STUN和TURN协议来检测所处的NAT及防火墙环境。Skype定期的刷新这些信息，这些信 息也是存储在注册表中的。与另外一个点对点文件共享系统Kazza不同，普通客户端无法阻止自己成为Super Node(SN)，就是说它随时可能被征用成为别人登录服务和广播服务的提供者，就是类似于BT中的种子提供者的角色。
Skype的功能主要可以分为：初始化，登录，用户搜索，呼叫建立与终止，媒体传输和状态消息。
1、初始化
第一次安装后，Skype会发送一段HTTP 1.1的请求给中央服务器，包括关键字"installed"以及所装Skype的版本号。以后的每次登录Skype都会向中央服务器发送一小段包含关键 字"getlatestversion"的HTTP 1.1请求，检查是否有新版本的Skype。
2、登录
登录可能是Skype最重要的功能。在这个过程中，Skype终端到登录服务器上验证用户名密码，广播他在上线给好友及其它的点， 检查NAT和防火墙的类型，发现拥有公网IP地址的在线Skype节点，这些新发现的节被用于在所在Super Node无法使用后继续保持本机与Skype网络的连接。
登录的过程我们前面已经讲过，先用UDP连，然后是TCP，然后TCP到80，然后TCP到443，行的话就连上了，不行的话就显示无法登录。连接的对象是保存在本机中Host Cache中的。
登录服务器的IP是80.160.91.11，nslookup记录显示它的域名是：ns14.inet.tele.dk和ns15.inet.tele.dk，dk是丹麦的国家定级域名。
安装完第一次登录时，HC被初始化，里面包含7对IP与端口，而且基本总是这7个IP和端口，即使包含超过7对，这7对也在其中。当用户安装后第一次登录时，Skype通过其中的一对IP和端口建立TCP连接。
这7个IP-端口对，以及这些IP对应的主机名是：
IP address:port Reverse lookup result
66.235.180.9:33033 sls-cb10p6.dca2.superb.net
66.235.181.9:33033 ip9.181.susc.suscom.net
80.161.91.25:33033 0x50a15b19.boanxx15.adsl-dhcp.tele.dk
80.160.91.12:33033 0x50a15b0c.albnxx9.adsl-dhcp.tele.dk
64.246.49.60:33033 rs-64-246-49-60.ev1.net
64.246.49.61:33033 rs-64-246-49-61.ev1.net
64.246.48.23:33033 ns2.ev1.net
可以看到上述的主机分别属于4个ISP，其中Superb , Suscom, ev1.net是美国的ISP。
参考资料：
1、《An Analysis of the Skype Peer-to-Peer Internet Telephony Protocol》.
