使用STUN与TURN进行NAT穿透

# 1. NAT的介绍

## 1.1 什么是NAT
NAT（Network Address Translation）即网络地址转换，是一种将专用网络地址转换为全局唯一 IP 地址的技术。它广泛应用于家庭和企业网络中，将内部网络的多个主机共享一个公网 IP 地址。

## 1.2 NAT对实时通信的影响
NAT技术对实时通信产生了一定影响，由于内网主机无法直接通过公网 IP 地址进行通信，需要额外的技术手段来实现穿透，以确保实时通信的稳定性和可靠性。

## 1.3 NAT类型的分类与特点
NAT类型主要包括对称型NAT、全锥型NAT、限制型NAT等，不同类型的NAT具有不同的转发规则和对端的响应特点，对实时通信的影响也不尽相同。

# 2. STUN的原理与应用

### 2.1 STUN的定义
STUN（Session Traversal Utilities for NAT）是一种网络协议，用于实现NAT穿透。它的主要功能是帮助设备在NAT环境下获取自己的公网IP地址和端口，以及判断自身所处的NAT类型。

### 2.2 STUN的工作原理
在进行实时通信时，设备需要获取自己的公网IP地址和端口，以便与其他设备进行直接通信。而在NAT环境下，设备被分配了私有IP地址和端口，无法直接通信。STUN通过向公共STUN服务器发送特殊的请求，来获取设备的公网IP地址和端口。

STUN分为基于UDP和基于TCP的两种协议。基于UDP的STUN使用UDP报文进行通信，而基于TCP的STUN使用TCP连接进行通信。STUN服务器会向设备返回包含设备公网IP地址和端口的响应，设备通过解析响应获取自己的公网信息。

### 2.3 STUN在实时通信中的应用
STUN在实时通信中起到了关键的作用。通过STUN，设备可以获取到自己的公网IP地址和端口，从而实现NAT穿透，直接与其他设备进行通信。在WebRTC等实时通信协议中，STUN通常用于进行NAT类型检测和NAT穿透。

通过STUN，设备可以发现自己是否在全锥形、可锥形或对称型NAT后面。不同类型的NAT对实时通信的影响不同，因此在选择合适的通信方式和协议时，需要参考STUN的检测结果。

以上是关于STUN的原理和应用的介绍，下一章将介绍TURN的原理与应用。

# 3. TURN的原理与应用

### 3.1 TURN的概念

TURN（Traversal Using Relays around NAT）是一种基于代理服务器的NAT穿透技术。相对于STUN只提供外部IP地址和端口等信息，TURN允许通过代理服务器中转数据流量，实现两个位于NAT之后的主机之间的直接通信。

### 3.2 TURN的工作原理

在使用TURN进行NAT穿透时，两个NAT之间的通信流程如下：

1. 客户端A通过STUN服务器获得自己的外部IP地址和端口，同时获得TURN服务器的地址和凭证。
2. 客户端A使用自己的外部IP地址和端口与TURN服务器建立连接。
3. 客户端B通过STUN服务器获得自己的外部IP地址和端口，同时获得TURN服务器的地址和凭证。
4. 客户端B使用自己的外部IP地址和端口与TURN服务器建立连接。
5. 客户端A将需要发送给客户端B的数据发送到TURN服务器。
6. TURN服务器将数据转发给客户端B。
7. 客户端B收到数据并进行处理。

通过TURN服务器的中转，客户端A和客户端B可以绕过各自的NAT，直接通信。

### 3.3 TURN的应用场景与注意事项

TURN的应用场景主要包括以下几个方面：

1. 点对点通信：当两个位于不同NAT后面的主机需要进行实时通信时，可以使用TURN进行中转，保证通信的稳定性和可靠性。
2. 服务器扩展：对于服务器端应用，如果服务器位于NAT后面且无法直接访问，可以使用TURN将接收到的数据中转到服务器端，实现扩展和负载均衡。
3. 防火墙穿透：防火墙常常会限制网络流量，使用TURN可以绕过防火墙，实现穿透，使得通信能够正常进行