這個(gè)標(biāo)題用了兩個(gè)頓號(hào)三個(gè)名稱，其實(shí)說(shuō)得是同一個(gè)東西，只是網(wǎng)上有不同的說(shuō)法罷了，另外好像還有人叫TCP打孔（我的朋友小妞聽(tīng)說(shuō)后問(wèn)“要打孔啊，要不要我?guī)湍闳ソ鑲€(gè)電鉆過(guò)來(lái)啊？”“~！·￥%……·！”）。

閑話少說(shuō)，我們先看一下技術(shù)背景：
Internet的迅速發(fā)展以及IPv4 地址數(shù)量的限制使得網(wǎng)絡(luò)地址翻譯(NAT,Network Address Trans2lation)設(shè)備得到廣泛應(yīng)用。NAT設(shè)備允許處于同一NAT后的多臺(tái)主機(jī)共享一個(gè)公網(wǎng)(本文將處于同一NAT后的網(wǎng)絡(luò)稱為私網(wǎng),處于NAT前的網(wǎng)絡(luò)稱為公網(wǎng)) IP 地址。一個(gè)私網(wǎng)IP 地址通過(guò)NAT設(shè)備與公網(wǎng)的其他主機(jī)通信。公網(wǎng)和私網(wǎng)IP地址域，如下圖所示：

廣域網(wǎng)與私網(wǎng)示意圖

一般來(lái)說(shuō)都是由私網(wǎng)內(nèi)主機(jī)（例如上圖中“電腦A-01”）主動(dòng)發(fā)起連接，數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)NAT地址轉(zhuǎn)換后送給公網(wǎng)上的服務(wù)器（例如上圖中的“Server”），連接建立以后可雙向傳送數(shù)據(jù)，NAT設(shè)備允許私網(wǎng)內(nèi)主機(jī)主動(dòng)向公網(wǎng)內(nèi)主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù),但卻禁止反方向的主動(dòng)傳遞，但在一些特殊的場(chǎng)合需要不同私網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)進(jìn)行互聯(lián)（例如P2P軟件、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議、視頻傳輸?shù)龋琓CP穿越NAT的問(wèn)題必須解決。網(wǎng)上關(guān)于UDP穿越NAT的文章很多，而且還有配套源代碼，但是我個(gè)人認(rèn)為UDP數(shù)據(jù)雖然速度快，但是沒(méi)有保障，而且NAT為UDP準(zhǔn)備的臨時(shí)端口號(hào)有生命周期的限制，使用起來(lái)不夠方便，在需要保證傳輸質(zhì)量的應(yīng)用上TCP連接還是首選（例如：文件傳輸）。
網(wǎng)上也有不少關(guān)于TCP穿越NAT（即TCP打洞）的介紹文章，但不幸我還沒(méi)找到相關(guān)的源代碼可以參考，我利用空余時(shí)間寫了一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)TCP穿越NAT，讓不同的私網(wǎng)內(nèi)主機(jī)建立直接的TCP通信的源代碼。

這里需要介紹一下NAT的類型：
NAT設(shè)備的類型對(duì)于TCP穿越NAT,有著十分重要的影響,根據(jù)端口映射方式,NAT可分為如下4類,前3種NAT類型可統(tǒng)稱為cone類型。
(1)全克隆( Full Cone) : NAT把所有來(lái)自相同內(nèi)部IP地址和端口的請(qǐng)求映射到相同的外部IP地址和端口。任何一個(gè)外部主機(jī)均可通過(guò)該映射發(fā)送IP包到該內(nèi)部主機(jī)。
(2)限制性克隆(Restricted Cone) : NAT把所有來(lái)自相同內(nèi)部IP地址和端口的請(qǐng)求映射到相同的外部IP地址和端口。但是,只有當(dāng)內(nèi)部主機(jī)先給IP地址為X的外部主機(jī)發(fā)送IP包,該外部主機(jī)才能向該內(nèi)部主機(jī)發(fā)送IP包。
(3)端口限制性克隆( Port Restricted Cone) :端口限制性克隆與限制性克隆類似,只是多了端口號(hào)的限制,即只有內(nèi)部主機(jī)先向IP地址為X,端口號(hào)為P的外部主機(jī)發(fā)送1個(gè)IP包,該外部主機(jī)才能夠把源端口號(hào)為P的IP包發(fā)送給該內(nèi)部主機(jī)。
(4)對(duì)稱式NAT ( Symmetric NAT) :這種類型的NAT與上述3種類型的不同,在于當(dāng)同一內(nèi)部主機(jī)使用相同的端口與不同地址的外部主機(jī)進(jìn)行通信時(shí), NAT對(duì)該內(nèi)部主機(jī)的映射會(huì)有所不同。對(duì)稱式NAT不保證所有會(huì)話中的私有地址和公開(kāi)IP之間綁定的一致性。相反,它為每個(gè)新的會(huì)話分配一個(gè)新的端口號(hào)。

我們先假設(shè)一下：有一個(gè)服務(wù)器S在公網(wǎng)上有一個(gè)IP，兩個(gè)私網(wǎng)分別由NAT-A和NAT-B連接到公網(wǎng)，NAT-A后面有一臺(tái)客戶端A，NAT-B后面有一臺(tái)客戶端B，現(xiàn)在，我們需要借助S將A和B建立直接的TCP連接，即由B向A打一個(gè)洞，讓A可以沿這個(gè)洞直接連接到B主機(jī)，就好像NAT-B不存在一樣。
實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下（請(qǐng)參照源代碼）：
1、 S啟動(dòng)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)偵聽(tīng)，一個(gè)叫【主連接】偵聽(tīng)，一個(gè)叫【協(xié)助打洞】的偵聽(tīng)。
2、 A和B分別與S的【主連接】保持聯(lián)系。
3、 當(dāng)A需要和B建立直接的TCP連接時(shí)，首先連接S的【協(xié)助打洞】端口，并發(fā)送協(xié)助連接申請(qǐng)。同時(shí)在該端口號(hào)上啟動(dòng)偵聽(tīng)。注意由于要在相同的網(wǎng)絡(luò)終端上綁定到不同的套接字上，所以必須為這些套接字設(shè)置 SO_REUSEADDR 屬性（即允許重用），否則偵聽(tīng)會(huì)失敗。
4、 S的【協(xié)助打洞】連接收到A的申請(qǐng)后通過(guò)【主連接】通知B，并將A經(jīng)過(guò)NAT-A轉(zhuǎn)換后的公網(wǎng)IP地址和端口等信息告訴B。
5、 B收到S的連接通知后首先與S的【協(xié)助打洞】端口連接，隨便發(fā)送一些數(shù)據(jù)后立即斷開(kāi)，這樣做的目的是讓S能知道B經(jīng)過(guò)NAT-B轉(zhuǎn)換后的公網(wǎng)IP和端口號(hào)。
6、 B嘗試與A的經(jīng)過(guò)NAT-A轉(zhuǎn)換后的公網(wǎng)IP地址和端口進(jìn)行connect，根據(jù)不同的路由器會(huì)有不同的結(jié)果，有些路由器在這個(gè)操作就能建立連接（例如我用的TPLink R402），大多數(shù)路由器對(duì)于不請(qǐng)自到的SYN請(qǐng)求包直接丟棄而導(dǎo)致connect失敗，但NAT-A會(huì)紀(jì)錄此次連接的源地址和端口號(hào)，為接下來(lái)真正的連接做好了準(zhǔn)備，這就是所謂的打洞，即B向A打了一個(gè)洞，下次A就能直接連接到B剛才使用的端口號(hào)了。
7、 客戶端B打洞的同時(shí)在相同的端口上啟動(dòng)偵聽(tīng)。B在一切準(zhǔn)備就緒以后通過(guò)與S的【主連接】回復(fù)消息“我已經(jīng)準(zhǔn)備好”，S在收到以后將B經(jīng)過(guò)NAT-B轉(zhuǎn)換后的公網(wǎng)IP和端口號(hào)告訴給A。
8、 A收到S回復(fù)的B的公網(wǎng)IP和端口號(hào)等信息以后，開(kāi)始連接到B公網(wǎng)IP和端口號(hào)，由于在步驟6中B曾經(jīng)嘗試連接過(guò)A的公網(wǎng)IP地址和端口，NAT-A紀(jì)錄了此次連接的信息，所以當(dāng)A主動(dòng)連接B時(shí)，NAT-B會(huì)認(rèn)為是合法的SYN數(shù)據(jù)，并允許通過(guò)，從而直接的TCP連接建立起來(lái)了。

整個(gè)實(shí)現(xiàn)過(guò)程靠文字恐怕很難講清楚，再加上我的語(yǔ)言表達(dá)能力很差（高考語(yǔ)文才考75分，總分150分，慚愧），所以只好用代碼來(lái)說(shuō)明問(wèn)題了。

//?服務(wù)器地址和端口號(hào)定義
#define?SRV_TCP_MAIN_PORT????????4000????//?服務(wù)器主連接的端口號(hào)
#define?SRV_TCP_HOLE_PORT????????8000????//?服務(wù)器響應(yīng)客戶端打洞申請(qǐng)的端口號(hào)

這兩個(gè)端口是固定的，服務(wù)器S啟動(dòng)時(shí)就開(kāi)始偵聽(tīng)這兩個(gè)端口了。

//
//?將新客戶端登錄信息發(fā)送給所有已登錄的客戶端，但不發(fā)送給自己
//
BOOL?SendNewUserLoginNotifyToAll?(?LPCTSTR?lpszClientIP,?UINT?nClientPort,?DWORD?dwID?)
{
????ASSERT?(?lpszClientIP?&&?nClientPort?>?0?);
????g_CSFor_PtrAry_SockClient.Lock();
????for?(?int?i=0;?i<g_PtrAry_SockClient.GetSize();?i++?)
????{
????????CSockClient?*pSockClient?=?(CSockClient*)g_PtrAry_SockClient.GetAt(i);
????????if?(?pSockClient?&&?pSockClient->m_bMainConn?&&?pSockClient->m_dwID?>?0?&&?pSockClient->m_dwID?!=?dwID?)
????????{
????????????if?(?!pSockClient->SendNewUserLoginNotify?(?lpszClientIP,?nClientPort,?dwID?)?)
????????????{
????????????????g_CSFor_PtrAry_SockClient.Unlock();
????????????????return?FALSE;
????????????}
????????}
????}

????g_CSFor_PtrAry_SockClient.Unlock?();
????return?TRUE;
}

當(dāng)有新的客戶端連接到服務(wù)器時(shí)，服務(wù)器負(fù)責(zé)將該客戶端的信息（IP地址、端口號(hào)）發(fā)送給其他客戶端。

//
//?執(zhí)行者：客戶端A
//?有新客戶端B登錄了，我（客戶端A）連接服務(wù)器端口?SRV_TCP_HOLE_PORT?，申請(qǐng)與客戶端B建立直接的TCP連接
//
BOOL?Handle_NewUserLogin?(?CSocket?&MainSock,?t_NewUserLoginPkt?*pNewUserLoginPkt?)
{
????printf?(?"New?user?(?%s:%u:%u?)?login?server\n",?pNewUserLoginPkt->szClientIP,
????????pNewUserLoginPkt->nClientPort,?pNewUserLoginPkt->dwID?);

????BOOL?bRet?=?FALSE;
????DWORD?dwThreadID?=?0;
????t_ReqConnClientPkt?ReqConnClientPkt;
????CSocket?Sock;
????CString?csSocketAddress;
????char?szRecvBuffer[NET_BUFFER_SIZE]?=?{0};
????int?nRecvBytes?=?0;
????//?創(chuàng)建打洞Socket，連接服務(wù)器協(xié)助打洞的端口號(hào)?SRV_TCP_HOLE_PORT
????try
????{
????????if?(?!Sock.Socket?()?)
????????{
????????????printf?(?"Create?socket?failed?:?%s\n",?hwFormatMessage(GetLastError())?);
????????????goto?finished;
????????}
????????UINT?nOptValue?=?1;
????????if?(?!Sock.SetSockOpt?(?SO_REUSEADDR,?&nOptValue?,?sizeof(UINT)?)?)
????????{
????????????printf?(?"SetSockOpt?socket?failed?:?%s\n",?hwFormatMessage(GetLastError())?);
????????????goto?finished;
????????}
????????if?(?!Sock.Bind?(?0?)?)
????????{
????????????printf?(?"Bind?socket?failed?:?%s\n",?hwFormatMessage(GetLastError())?);
????????????goto?finished;
????????}
????????if?(?!Sock.Connect?(?g_pServerAddess,?SRV_TCP_HOLE_PORT?)?)
????????{
????????????printf?(?"Connect?to?[%s:%d]?failed?:?%s\n",?g_pServerAddess,?
????????????????SRV_TCP_HOLE_PORT,?hwFormatMessage(GetLastError())?);
????????????goto?finished;
????????}
????}
????catch?(?CException?e?)
????{
????????char?szError[255]?=?{0};
????????e.GetErrorMessage(?szError,?sizeof(szError)?);
????????printf?(?"Exception?occur,?%s\n",?szError?);
????????goto?finished;
????}
????g_pSock_MakeHole?=?&Sock;
????ASSERT?(?g_nHolePort?==?0?);
????VERIFY?(?Sock.GetSockName?(?csSocketAddress,?g_nHolePort?)?);

????//?創(chuàng)建一個(gè)線程來(lái)偵聽(tīng)端口?g_nHolePort?的連接請(qǐng)求
????dwThreadID?=?0;
????g_hThread_Listen?=?::CreateThread?(?NULL,?0,?::ThreadProc_Listen,?LPVOID(NULL),?0,?&dwThreadID?);
????if?(!HANDLE_IS_VALID(g_hThread_Listen)?)?return?FALSE;
????Sleep?(?3000?);

????//?我（客戶端A）向服務(wù)器協(xié)助打洞的端口號(hào)?SRV_TCP_HOLE_PORT?發(fā)送申請(qǐng)，希望與新登錄的客戶端B建立連接
????//?服務(wù)器會(huì)將我的打洞用的外部IP和端口號(hào)告訴客戶端B
????ASSERT?(?g_WelcomePkt.dwID?>?0?);
????ReqConnClientPkt.dwInviterID?=?g_WelcomePkt.dwID;
????ReqConnClientPkt.dwInvitedID?=?pNewUserLoginPkt->dwID;
????if?(?Sock.Send?(?&ReqConnClientPkt,?sizeof(t_ReqConnClientPkt)?)?!=?sizeof(t_ReqConnClientPkt)?)
????????goto?finished;

????//?等待服務(wù)器回應(yīng)，將客戶端B的外部IP地址和端口號(hào)告訴我（客戶端A）
????nRecvBytes?=?Sock.Receive?(?szRecvBuffer,?sizeof(szRecvBuffer)?);
????if?(?nRecvBytes?>?0?)
????{
????????ASSERT?(?nRecvBytes?==?sizeof(t_SrvReqDirectConnectPkt)?);
????????PACKET_TYPE?*pePacketType?=?(PACKET_TYPE*)szRecvBuffer;
????????ASSERT?(?pePacketType?&&?*pePacketType?==?PACKET_TYPE_TCP_DIRECT_CONNECT?);
????????Sleep?(?1000?);
????????Handle_SrvReqDirectConnect?(?(t_SrvReqDirectConnectPkt*)szRecvBuffer?);
????????printf?(?"Handle_SrvReqDirectConnect?end\n"?);
????}
????//?對(duì)方斷開(kāi)連接了
????else
????{
????????goto?finished;
????}
????
????bRet?=?TRUE;
finished:
????g_pSock_MakeHole?=?NULL;
????return?bRet;

}

這里假設(shè)客戶端A先啟動(dòng)，當(dāng)客戶端B啟動(dòng)后客戶端A將收到服務(wù)器S的新客戶端登錄的通知，并得到客戶端B的公網(wǎng)IP和端口，客戶端A啟動(dòng)線程連接S的【協(xié)助打洞】端口(本地端口號(hào)可以用GetSocketName()函數(shù)取得，假設(shè)為M)，請(qǐng)求S協(xié)助TCP打洞，然后啟動(dòng)線程偵聽(tīng)該本地端口（前面假設(shè)的M）上的連接請(qǐng)求，然后等待服務(wù)器的回應(yīng)。

//
//?客戶端A請(qǐng)求我（服務(wù)器）協(xié)助連接客戶端B，這個(gè)包應(yīng)該在打洞Socket中收到
//
BOOL?CSockClient::Handle_ReqConnClientPkt(t_ReqConnClientPkt?*pReqConnClientPkt)
{
????ASSERT?(?!m_bMainConn?);
????CSockClient?*pSockClient_B?=?FindSocketClient?(?pReqConnClientPkt->dwInvitedID?);
????if?(?!pSockClient_B?)?return?FALSE;
????printf?(?"%s:%u:%u?invite?%s:%u:%u?connection\n",?m_csPeerAddress,?m_nPeerPort,?m_dwID,
????????pSockClient_B->m_csPeerAddress,?pSockClient_B->m_nPeerPort,?pSockClient_B->m_dwID?);

????//?客戶端A想要和客戶端B建立直接的TCP連接，服務(wù)器負(fù)責(zé)將A的外部IP和端口號(hào)告訴給B
????t_SrvReqMakeHolePkt?SrvReqMakeHolePkt;
????SrvReqMakeHolePkt.dwInviterID?=?pReqConnClientPkt->dwInviterID;
????SrvReqMakeHolePkt.dwInviterHoleID?=?m_dwID;
????SrvReqMakeHolePkt.dwInvitedID?=?pReqConnClientPkt->dwInvitedID;
????STRNCPY_CS?(?SrvReqMakeHolePkt.szClientHoleIP,?m_csPeerAddress?);
????SrvReqMakeHolePkt.nClientHolePort?=?m_nPeerPort;
????if?(?pSockClient_B->SendChunk?(?&SrvReqMakeHolePkt,?sizeof(t_SrvReqMakeHolePkt),?0?)?!=?sizeof(t_SrvReqMakeHolePkt)?)
????????return?FALSE;

????//?等待客戶端B打洞完成，完成以后通知客戶端A直接連接客戶端外部IP和端口號(hào)
????if?(?!HANDLE_IS_VALID(m_hEvtWaitClientBHole)?)
????????return?FALSE;
????if?(?WaitForSingleObject?(?m_hEvtWaitClientBHole,?6000*1000?)?==?WAIT_OBJECT_0?)
????{
????????if?(?SendChunk?(?&m_SrvReqDirectConnectPkt,?sizeof(t_SrvReqDirectConnectPkt),?0?)?
????????????????==?sizeof(t_SrvReqDirectConnectPkt)?)
????????????return?TRUE;
????}

????return?FALSE;
}
服務(wù)器S收到客戶端A的協(xié)助打洞請(qǐng)求后通知客戶端B，要求客戶端B向客戶端A打洞，即讓客戶端B嘗試與客戶端A的公網(wǎng)IP和端口進(jìn)行connect。

//
//?執(zhí)行者：客戶端B
//?處理服務(wù)器要我（客戶端B）向另外一個(gè)客戶端（A）打洞，打洞操作在線程中進(jìn)行。
//?先連接服務(wù)器協(xié)助打洞的端口號(hào)?SRV_TCP_HOLE_PORT?，通過(guò)服務(wù)器告訴客戶端A我（客戶端B）的外部IP地址和端口號(hào)，然后啟動(dòng)線程進(jìn)行打洞，
//?客戶端A在收到這些信息以后會(huì)發(fā)起對(duì)我（客戶端B）的外部IP地址和端口號(hào)的連接（這個(gè)連接在客戶端B打洞完成以后進(jìn)行，所以
//?客戶端B的NAT不會(huì)丟棄這個(gè)SYN包，從而連接能建立）
//
BOOL?Handle_SrvReqMakeHole?(?CSocket?&MainSock,?t_SrvReqMakeHolePkt?*pSrvReqMakeHolePkt?)
{
????ASSERT?(?pSrvReqMakeHolePkt?);
????//?創(chuàng)建Socket，連接服務(wù)器協(xié)助打洞的端口號(hào)?SRV_TCP_HOLE_PORT，連接建立以后發(fā)送一個(gè)斷開(kāi)連接的請(qǐng)求給服務(wù)器，然后連接斷開(kāi)
????//?這里連接的目的是讓服務(wù)器知道我（客戶端B）的外部IP地址和端口號(hào)，以通知客戶端A
????CSocket?Sock;
????try
????{
????????if?(?!Sock.Create?()?)
????????{
????????????printf?(?"Create?socket?failed?:?%s\n",?hwFormatMessage(GetLastError())?);
????????????return?FALSE;
????????}
????????if?(?!Sock.Connect?(?g_pServerAddess,?SRV_TCP_HOLE_PORT?)?)
????????{
????????????printf?(?"Connect?to?[%s:%d]?failed?:?%s\n",?g_pServerAddess,?
????????????????SRV_TCP_HOLE_PORT,?hwFormatMessage(GetLastError())?);
????????????return?FALSE;
????????}
????}
????catch?(?CException?e?)
????{
????????char?szError[255]?=?{0};
????????e.GetErrorMessage(?szError,?sizeof(szError)?);
????????printf?(?"Exception?occur,?%s\n",?szError?);
????????return?FALSE;
????}

????CString?csSocketAddress;
????ASSERT?(?g_nHolePort?==?0?);
????VERIFY?(?Sock.GetSockName?(?csSocketAddress,?g_nHolePort?)?);

????//?連接服務(wù)器協(xié)助打洞的端口號(hào)?SRV_TCP_HOLE_PORT，發(fā)送一個(gè)斷開(kāi)連接的請(qǐng)求，然后將連接斷開(kāi)，服務(wù)器在收到這個(gè)包的時(shí)候也會(huì)將
????//?連接斷開(kāi)
????t_ReqSrvDisconnectPkt?ReqSrvDisconnectPkt;
????ReqSrvDisconnectPkt.dwInviterID?=?pSrvReqMakeHolePkt->dwInvitedID;
????ReqSrvDisconnectPkt.dwInviterHoleID?=?pSrvReqMakeHolePkt->dwInviterHoleID;
????ReqSrvDisconnectPkt.dwInvitedID?=?pSrvReqMakeHolePkt->dwInvitedID;
????ASSERT?(?ReqSrvDisconnectPkt.dwInvitedID?==?g_WelcomePkt.dwID?);
????if?(?Sock.Send?(?&ReqSrvDisconnectPkt,?sizeof(t_ReqSrvDisconnectPkt)?)?!=?sizeof(t_ReqSrvDisconnectPkt)?)
????????return?FALSE;
????Sleep?(?100?);
????Sock.Close?();

????//?創(chuàng)建一個(gè)線程來(lái)向客戶端A的外部IP地址、端口號(hào)打洞
????t_SrvReqMakeHolePkt?*pSrvReqMakeHolePkt_New?=?new?t_SrvReqMakeHolePkt;
????if?(?!pSrvReqMakeHolePkt_New?)?return?FALSE;
????memcpy?(?pSrvReqMakeHolePkt_New,?pSrvReqMakeHolePkt,?sizeof(t_SrvReqMakeHolePkt)?);
????DWORD?dwThreadID?=?0;
????g_hThread_MakeHole?=?::CreateThread?(?NULL,?0,?::ThreadProc_MakeHole,?
????????LPVOID(pSrvReqMakeHolePkt_New),?0,?&dwThreadID?);
????if?(!HANDLE_IS_VALID(g_hThread_MakeHole)?)?return?FALSE;

????//?創(chuàng)建一個(gè)線程來(lái)偵聽(tīng)端口?g_nHolePort?的連接請(qǐng)求
????dwThreadID?=?0;
????g_hThread_Listen?=?::CreateThread?(?NULL,?0,?::ThreadProc_Listen,?LPVOID(NULL),?0,?&dwThreadID?);
????if?(!HANDLE_IS_VALID(g_hThread_Listen)?)?return?FALSE;

????//?等待打洞和偵聽(tīng)完成
????HANDLE?hEvtAry[]?=?{?g_hEvt_ListenFinished,?g_hEvt_MakeHoleFinished?};
????if?(?::WaitForMultipleObjects?(?LENGTH(hEvtAry),?hEvtAry,?TRUE,?30*1000?)?==?WAIT_TIMEOUT?)
????????return?FALSE;
????t_HoleListenReadyPkt?HoleListenReadyPkt;
????HoleListenReadyPkt.dwInvitedID?=?pSrvReqMakeHolePkt->dwInvitedID;
????HoleListenReadyPkt.dwInviterHoleID?=?pSrvReqMakeHolePkt->dwInviterHoleID;
????HoleListenReadyPkt.dwInvitedID?=?pSrvReqMakeHolePkt->dwInvitedID;
????if?(?MainSock.Send?(?&HoleListenReadyPkt,?sizeof(t_HoleListenReadyPkt)?)?!=?sizeof(t_HoleListenReadyPkt)?)
????{
????????printf?(?"Send?HoleListenReadyPkt?to?%s:%u?failed?:?%s\n",?
????????g_WelcomePkt.szClientIP,?g_WelcomePkt.nClientPort,
????????????hwFormatMessage(GetLastError())?);
????????return?FALSE;
????}
????
????return?TRUE;
}
客戶端B收到服務(wù)器S的打洞通知后，先連接S的【協(xié)助打洞】端口號(hào)（本地端口號(hào)可以用GetSocketName()函數(shù)取得，假設(shè)為X），啟動(dòng)線程嘗試連接客戶端A的公網(wǎng)IP和端口號(hào)，根據(jù)路由器不同，連接情況各異，如果運(yùn)氣好直接連接就成功了，即使連接失敗，但打洞便完成了。同時(shí)還要啟動(dòng)線程在相同的端口（即與S的【協(xié)助打洞】端口號(hào)建立連接的本地端口號(hào)X）上偵聽(tīng)到來(lái)的連接，等待客戶端A直接連接該端口號(hào)。

//
//?執(zhí)行者：客戶端A
//?服務(wù)器要求主動(dòng)端（客戶端A）直接連接被動(dòng)端（客戶端B）的外部IP和端口號(hào)
//
BOOL?Handle_SrvReqDirectConnect?(?t_SrvReqDirectConnectPkt?*pSrvReqDirectConnectPkt?)
{
????ASSERT?(?pSrvReqDirectConnectPkt?);
????printf?(?"You?can?connect?direct?to?(?IP:%s??PORT:%d??ID:%u?)\n",?pSrvReqDirectConnectPkt->szInvitedIP,
????????pSrvReqDirectConnectPkt->nInvitedPort,?pSrvReqDirectConnectPkt->dwInvitedID?);

????//?直接與客戶端B建立TCP連接，如果連接成功說(shuō)明TCP打洞已經(jīng)成功了。
????CSocket?Sock;
????try
????{
????????if?(?!Sock.Socket?()?)
????????{
????????????printf?(?"Create?socket?failed?:?%s\n",?hwFormatMessage(GetLastError())?);
????????????return?FALSE;
????????}
????????UINT?nOptValue?=?1;
????????if?(?!Sock.SetSockOpt?(?SO_REUSEADDR,?&nOptValue?,?sizeof(UINT)?)?)
????????{
????????????printf?(?"SetSockOpt?socket?failed?:?%s\n",?hwFormatMessage(GetLastError())?);
????????????return?FALSE;
????????}
????????if?(?!Sock.Bind?(?g_nHolePort?)?)
????????{
????????????printf?(?"Bind?socket?failed?:?%s\n",?hwFormatMessage(GetLastError())?);
????????????return?FALSE;
????????}
????????for?(?int?ii=0;?ii<100;?ii++?)
????????{
????????????if?(?WaitForSingleObject?(?g_hEvt_ConnectOK,?0?)?==?WAIT_OBJECT_0?)
????????????????break;
????????????DWORD?dwArg?=?1;
????????????if?(?!Sock.IOCtl?(?FIONBIO,?&dwArg?)?)
????????????{
????????????????printf?(?"IOCtl?failed?:?%s\n",?hwFormatMessage(GetLastError())?);
????????????}
????????????if?(?!Sock.Connect?(?pSrvReqDirectConnectPkt->szInvitedIP,?pSrvReqDirectConnectPkt->nInvitedPort?)?)
????????????{
????????????????printf?(?"Connect?to?[%s:%d]?failed?:?%s\n",?
????????????????????pSrvReqDirectConnectPkt->szInvitedIP,?
????????????????????pSrvReqDirectConnectPkt->nInvitedPort,?
????????????????????hwFormatMessage(GetLastError())?);
????????????????????Sleep?(100);
????????????}
????????????else?break;
????????}
????????if?(?WaitForSingleObject?(?g_hEvt_ConnectOK,?0?)?!=?WAIT_OBJECT_0?)
????????{
????????????if?(?HANDLE_IS_VALID?(?g_hEvt_ConnectOK?)?)?SetEvent?(?g_hEvt_ConnectOK?);
????????????printf?(?"Connect?to?[%s:%d]?successfully?!!!\n",?
????????????pSrvReqDirectConnectPkt->szInvitedIP,?pSrvReqDirectConnectPkt->nInvitedPort?);
????????????
????????????//?接收測(cè)試數(shù)據(jù)
????????????printf?(?"Receiving?data?\n"?);
????????????char?szRecvBuffer[NET_BUFFER_SIZE]?=?{0};
????????????int?nRecvBytes?=?0;
????????????for?(?int?i=0;?i<1000;?i++?)
????????????{
????????????????nRecvBytes?=?Sock.Receive?(?szRecvBuffer,?sizeof(szRecvBuffer)?);
????????????????if?(?nRecvBytes?>?0?)
????????????????{
????????????????????printf?(?"-->>>?Received?Data?:?%s\n",?szRecvBuffer?);
????????????????????memset?(?szRecvBuffer,?0,?sizeof(szRecvBuffer)?);
????????????????????SLEEP_BREAK?(?1?);
????????????????}
????????????????else
????????????????{
????????????????????SLEEP_BREAK?(?300?);
????????????????}
????????????}
????????}
????}
????catch?(?CException?e?)
????{
????????char?szError[255]?=?{0};
????????e.GetErrorMessage(?szError,?sizeof(szError)?);
????????printf?(?"Exception?occur,?%s\n",?szError?);
????????return?FALSE;
????}

????return?TRUE;
}

在客戶端B打洞和偵聽(tīng)準(zhǔn)備好以后，服務(wù)器S回復(fù)客戶端A，客戶端A便直接與客戶端B的公網(wǎng)IP和端口進(jìn)行連接，收發(fā)數(shù)據(jù)可以正常進(jìn)行，為了測(cè)試是否真正地直接TCP連接，在數(shù)據(jù)收發(fā)過(guò)程中可以將服務(wù)器S強(qiáng)行終止，看是否數(shù)據(jù)收發(fā)還正常進(jìn)行著。

程序執(zhí)行步驟和方法：

  1. 要準(zhǔn)備好環(huán)境，如果要真實(shí)測(cè)試的話需要用2個(gè)連到公網(wǎng)上的局域網(wǎng)，1臺(tái)具有公網(wǎng)地址的電腦（為了協(xié)助我測(cè)試，小曹、小妞可費(fèi)了不少心，我還霸占了他們家的電腦，在此表示感謝）。如果不是這樣的環(huán)境，程序執(zhí)行可能會(huì)不正常，因?yàn)槲視簳r(shí)未做相同局域網(wǎng)的處理。
  2. 在具有公網(wǎng)地址的電腦上執(zhí)行“TcpHoleSrv.exe”程序，假設(shè)這臺(tái)電腦的公網(wǎng)IP地址是“129.208.12.38”。
  3. 在局域網(wǎng)A中的一臺(tái)電腦上執(zhí)行“TcpHoleClt-A.exe 129.208.12.38”
  4. 在局域網(wǎng)B中的一臺(tái)電腦上執(zhí)行“TcpHoleClt-B.exe 129.208.12.38”

程序執(zhí)行成功后的界面：客戶端出現(xiàn)“Send Data”或者“Received Data”表示穿越NAT的TCP連接已經(jīng)建立起來(lái)，數(shù)據(jù)收發(fā)已經(jīng)OK。


服務(wù)器S

客戶端A

客戶端B

本代碼在Windows XP、一個(gè)天威局域網(wǎng)、一個(gè)電信局域網(wǎng)、一個(gè)電話撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)中測(cè)試通過(guò)。
由于時(shí)間和水平的關(guān)系，代碼和文章寫得都不咋的，但愿能起到拋磚引玉的作用。代碼部分只是實(shí)現(xiàn)了不同局域網(wǎng)之間的客戶端相互連接的問(wèn)題，至于相同局域網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)或者其中一臺(tái)客戶端本身就具有公網(wǎng)IP的問(wèn)題這里暫時(shí)未做考慮（因?yàn)槟切┨幚韺?shí)在太簡(jiǎn)單了，比較一下掩碼或者公網(wǎng)IP就能判斷出來(lái)的）；另外程序的防錯(cuò)性代碼重用性也做得不好，只是實(shí)現(xiàn)了功能