p2p的基石： 快樂udp打洞試驗

因疫情在家辦公，遠程操作公司電腦。突然想起來試一試很久以前一直想做的試驗： udp打洞。畢竟男人鱔變，最愛鑽洞。

試驗步驟記錄如下：

注：家裏的電腦記爲PC_A，公司電腦記爲PC_B

1.利用stun服務，檢測兩邊電腦的NAT類型，並得到兩邊的內網，外網地址。

這裏使用https://github.com/ccding/go-stun這個庫。由於go-stun並沒有在控制檯輸出本機udp的端口，故需要到他的源碼中加上一句：

fmt.Println("local addr:", conn.LocalAddr().String())

func (c *Client) Discover() (NATType, *Host, error) {
	if c.serverAddr == "" {
		c.SetServerAddr(DefaultServerAddr)
	}
	serverUDPAddr, err := net.ResolveUDPAddr("udp", c.serverAddr)
	if err != nil {
		return NATError, nil, err
	}
	// Use the connection passed to the client if it is not nil, otherwise
	// create a connection and close it at the end.
	conn := c.conn
	if conn == nil {
		conn, err = net.ListenUDP("udp", nil)
        // 在此處新增以打印出本機的端口
		fmt.Println("local addr:", conn.LocalAddr().String())
		if err != nil {
			return NATError, nil, err
		}
		defer conn.Close()
	}
	return c.discover(conn, serverUDPAddr)
}

重新打包生成go-stun.exe後,分別在PC_A,PC_B中執行以下命令

 go-stun.exe -s stun.sipgate.net:10000

其中stun.sipgate.net:10000爲免費的公網stun服務器，這裏面一定要挑選能用的，因爲某些不可描述原因，大部分的stun服務器是無法訪問的.

PC_A輸出如下:

PC_B輸出如下:

幸運的是，PC_A, PC_B都是屬於端口限制型NAT，理論上打洞能夠成功。

2.編寫python代碼

經過上一步，我們有：

PC_A 內部端口 52280 外部地址 xxx.xxx.0.195

PC_B 內部端口 64320 外部地址 xxx.xxx.169.96

那麼，py程序的大概工作便是：

1.建立一個udp socket，綁定至本機的內部端口

2.起一個發送線程，每隔若干時間，向對方的外部地址發送消息

3.主線程起一個循環，接收對方發來的消息

PC_A, PC_B的py腳本應該完全一致的，區別僅是一些參數。

PC_A的py腳本如下：

import socket
import time
from threading import Thread

local_port = 52280
remote_ip, remote_port = "xxx.xxx.169.96", 64320
msg = "hello, i am aaaaaaaaaaaa"
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
s.bind(("0.0.0.0", local_port))


class SendThread(Thread):

    def run(self):
        while True:
            s.sendto(msg.encode(), (remote_ip, remote_port))
            print("sent")
            time.sleep(1)


st = SendThread()
st.start()

while True:
    data = s.recv(1024)  # 一次接收1024字節
    print(data.decode())  # decode()解碼收到的字節

類似的，PC_B的py腳本如下：

import socket
import time
from threading import Thread

local_port = 64320
remote_ip, remote_port = "xxx.xxx.0.195", 52280
msg = "hello, i am bbbbbbbb"
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
s.bind(("0.0.0.0", local_port))


class SendThread(Thread):

    def run(self):
        while True:
            s.sendto(msg.encode(), (remote_ip, remote_port))
            print("sent")
            time.sleep(1)


st = SendThread()
st.start()

while True:
    data = s.recv(1024)  # 一次接收1024字節
    print(data.decode())  # decode()解碼收到的字節

3.開始打洞！

分別在PC_A, PC_B運行py腳本

PC_A的控制檯輸出：

sent
sent
sent
sent
sent
hello, i am bbbbbbbb
sent
hello, i am bbbbbbbb
sent
hello, i am bbbbbbbb
sent
hello, i am bbbbbbbb
sent
hello, i am bbbbbbbb
sent

PC_B的控制檯輸出:

sent
hello, i am aaaaaaaaaaaa
sent
hello, i am aaaaaaaaaaaa
sent
hello, i am aaaaaaaaaaaa
sent
hello, i am aaaaaaaaaaaa
sent
hello, i am aaaaaaaaaaaa
sent
hello, i am aaaaaaaaaaaa
sent
hello, i am aaaaaaaaaaaa
sent
hello, i am aaaaaaaaaaaa

顯而易見，打出了一個完美的洞

4.後記 

一條簡簡單單的hello消息，卻是代表着文件傳輸，遠程桌面的無限可能