如何进行 TCP 打孔？

Question

问题如下。这是我当前没有成功的测试代码。

static void Main(string[] args)
{
    if (args.Count() != 3)
    {
        Console.WriteLine("Bad args");
    }
    var ep = new IPEndPoint(IPAddress.Parse(args[0]), int.Parse(args[1]));
    var lp = new IPEndPoint(IPAddress.Any, int.Parse(args[2]));

    var s = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
    s.SetSocketOption(SocketOptionLevel.Socket, SocketOptionName.ReuseAddress, true);
    s.Bind(lp);

    var c = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
    c.SetSocketOption(SocketOptionLevel.Socket, SocketOptionName.ReuseAddress, true);
    c.Bind(lp);

    Task.Run(() => { try { c.Connect(ep); } catch { } });
    s.Listen(10);
    var v = s.Accept();
    v.Close();
}

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如何进行 TCP 打孔？我正在使用远程服务器进行测试。我正在运行wget local_public_ip:port/test。我的路由器设置为端口 80，因此不需要打孔。我的代码建立了联系。现在我尝试了其他端口，但我无法完全弄清楚如何打孔。

我所做的是（C#代码）

var l = new TcpListener(8090);
l.Start();
try { var o = new TcpClient(); o.Connect("myserverip", 123); }
catch(Exception ex) {}
var e = l.AcceptSocket();
Console.WriteLine(e.RemoteEndPoint.AddressFamily);

我想也许我需要在 out tcp 连接上设置本地端点。

TcpClient(new System.Net.IPEndPoint(new System.Net.IPAddress(bytearray), port));

我犯了一个错误，得到了这个异常

The requested address is not valid in its context

将字节数组修复为192,168,1,5 似乎使传出连接正确。现在我已经使用我的侦听端口与远程 IP 建立了连接，我认为 wget 能够连接到我。事实并非如此

如何进行 TCP 打孔？

Answer 1

我会使用http://www.bford.info/pub/net/p2pnat/index.html 中详述的“连续打孔技术”。执行同时连接和套接字重用似乎要简单得多。打孔没有必要完全同时做任何事情（无论如何，这在分布式系统中是一个毫无意义的概念）。

我已经实现了打孔。我的路由器似乎不喜欢它。 Wireshark 显示出站打孔 SYN 是正确的，但远程方无法与我联系。我使用 TcpView.exe 验证所有端口并禁用所有防火墙。应该是路由器问题。 （这是一个奇怪的侵入性路由器。）

class HolePunchingTest
{
    IPEndPoint localEndPoint;
    IPEndPoint remoteEndPoint;
    bool useParallelAlgorithm;

    public static void Run()
    {
        var ipHostEntry = Dns.GetHostEntry("REMOTE_HOST");

        new HolePunchingTest()
        {
            localEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("LOCAL_IP"), 1234),
            remoteEndPoint = new IPEndPoint(ipHostEntry.AddressList.First().Address, 1235),
            useParallelAlgorithm = true,
        }.RunImpl();
    }

    void RunImpl()
    {
        if (useParallelAlgorithm)
        {
            Parallel.Invoke(() =>
            {
                while (true)
                {
                    PunchHole();
                }
            },
            () => RunServer());
        }
        else
        {

            PunchHole();

            RunServer();
        }
    }

    void PunchHole()
    {
        Console.WriteLine("Punching hole...");

        using (var punchSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp))
        {
            EnableReuseAddress(punchSocket);

            punchSocket.Bind(localEndPoint);
            try
            {
                punchSocket.Connect(remoteEndPoint);
                Debug.Assert(false);
            }
            catch (SocketException socketException)
            {
                Console.WriteLine("Punching hole: " + socketException.SocketErrorCode);
                Debug.Assert(socketException.SocketErrorCode == SocketError.TimedOut || socketException.SocketErrorCode == SocketError.ConnectionRefused);
            }
        }

        Console.WriteLine("Hole punch completed.");
    }

    void RunServer()
    {
        using (var listeningSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp))
        {
            EnableReuseAddress(listeningSocket);

            listeningSocket.Bind(localEndPoint);
            listeningSocket.Listen(0);

            while (true)
            {
                var connectionSocket = listeningSocket.Accept();
                Task.Run(() => ProcessConnection(connectionSocket));
            }
        }
    }

    void ProcessConnection(Socket connectionSocket)
    {
        Console.WriteLine("Socket accepted.");

        using (connectionSocket)
        {
            connectionSocket.Shutdown(SocketShutdown.Both);
        }

        Console.WriteLine("Socket shut down.");
    }

    void EnableReuseAddress(Socket socket)
    {
        if (useParallelAlgorithm)
            socket.SetSocketOption(SocketOptionLevel.Socket, SocketOptionName.ReuseAddress, true);
    }
}

您可以对useParallelAlgorithm 尝试这两个值。两者都应该工作。

此代码用于服务器。它在本地 NAT 上打了一个洞。然后，您可以使用任何允许选择本地端口的客户端从远程端进行连接。我用curl.exe。显然，Windows 上的 telnet 不支持绑定到端口。 wget 显然两者都没有。

使用 TcpView 或 Process Explorer 验证两端的端口是否正确。您可以使用 Wireshark 来验证数据包。设置像tcp.port = 1234这样的过滤器。

当您“呼叫”打孔时，您可以使元组（您的 IP、您的端口、远程 IP、远程端口）进行通信。这意味着所有进一步的通信都必须使用这些值。所有套接字（入站或出站）都必须使用这些确切的端口号。如果您不知道：传出连接也可以控制本地端口。这并不常见。