1. STUN協議概述
STUN(Session Traversal Utilities for NAT/NAT環境下的會話傳輸工具），是一種處理NAT傳輸的協議，主要作爲工具來服務其他協議。它允許位於NAT（或者多重NAT後的客戶端找出自己的公網地址，查出自己位於哪種類型的NAT之後以及NAT爲某一個本地端口所綁定的Internet端端口。這些信息被用來在兩個同時處於NAT路由器之後的主機之間建立UDP通信。目的就是找到外界連接內部地址所需的信息。
2. STUN協議的架構
STUN協議是一個C/S架構的協議，支持兩種傳輸類型：
1.請求/響應（request/response）類型，由客戶端給服務器發送請求，並等待服務端返回響應，用於確定一個NAT給客戶端分配的具體綁定。客戶端通過事務ID將請求響應連接起來。
2.指示類型（indication transaction），由服務器或者客戶端發送指示，另一方不產生響應，用於保持綁定的激活狀態。事務ID通常作爲debugging aid使用。
所有的STUN報文信息都包含有一個固定頭部，包含了方法，類和事務ID。方法表示是具體哪一種傳輸類型。STUN中只定義了一種方法，即binging（綁定），其他方法可以由使用者自行擴展；Binding方法可以用於請求/響應類型和指示類型。
STUN基於客戶機-服務器協議。如一個VoIP電話或者軟件可能會包含一個STUN客戶端。這個客戶端向STUN服務器發送請求，之後，服務器就會向STUN客戶端報告NAT路由器的公網IP地址以及NAT爲允許傳入流量傳回內網而開通的端口。同時還使得STUN客戶端能夠確定正在使用的NAT類型——因爲不同的NAT類型處理傳入的UDP分組的方式不同。四種主要網絡類型中有三種是可以使用的：完全圓錐型NAT、受限圓錐型NAT和端口受限圓錐型NAT。但大型公司網絡中經常採用的對稱型NAT（又稱爲雙向NAT）則不能使用。
3. STUN報文格式
3.1 STUN報頭格式
STUN報文和大多數網絡類型的格式一樣，是以大端編碼（big-endian）的，即最高有效位在左邊。所有的STUN報文都是以20字節的頭部開始，後面跟着若干個屬性。下面來詳細說說。
STUN頭部包含了STUN消息類型，magic cookie，事務ID和消息長度，如下：
最高的兩位必須爲0，當STUN和其他協議複用的時候，用來區分STUN包和其他數據包。
STUN Message Type（16位，包括前面置零的2位） 定義了STUN的消息類型：
0x0001:捆綁請求
0x0101:捆綁響應
0x0111:捆綁錯誤響應
0x0002:共享私密請求
0x0102:共享私密響應
0x0112:共享私密錯誤響應
Message Type（後14位）又可以進一步分解爲以下結構：
1.其中M11到M0表示方法的12位編碼。STUN目前只定義了一個方法，即bindingO（綁定），其他的方法可以由使用者自行拓展；Binding方法可以用於請求/響應類型和指示類型。
2.C1-C0表示類編碼，分別標識報文的reqest（0b00），indicatioon（0b01），success response（0b10），error response（0b11），每一個不同的方法都有可能對應不同的類別。
Message Length 16位消息大小的字節數，但不包括20字節的頭部。所有的STUN屬性都是四字節對齊的
Magic Cookie：32位字段包含固定值0x2112A442
Stransaction ID，96位的事務ID標識符，用於隨機請求和響應，請求其相應的所有響應具有相同的標識符。
3.2 STUN報文常見屬性
3.2.1 MAPPED-ADDRESS/映射地址
MAPPED-ADDRSS同時也是class STUN的一個屬性，之所以還存在也是爲了前向兼容。其包含了NAT客戶端的反射地址。
Family位IP類型，即IPV4（0x01）或IPV6（0x02）
port位端口
address爲32位或128位的IP地址。
3.2.2 XOR-MAPPED-ADDRESS/異或映射地址
XOR-MAPPED-ADDRESS和MAPPED-ADDRESS基本相同，不同點是反射地址部分經過一次異或（XOR）處理。
X-port字段：是將NAT的映射端口以小端形式與magic cookie的高16位進行異或，再將結果轉換成大段形式而得到的，X-Address也是類似。之所以要經過這麼一次轉換，是因爲在實踐中發現很多NAT會修改payload中自身公網IP的32位數據，從而導致NAT打洞失敗。
3.2.3 ERROR-CODE/錯誤碼
ERROR-CODE屬性用於error response報文中。其中包含了300-699表示的錯誤碼，以及一個UTF-8格式的文字出錯信息（Reason phrase）。
