好的，我们来聊聊P2P通信标准协议系列的第一个——STUN（Session Traversal Utilities for NAT）。
P2P通信标准协议(一) — STUN
1. 什么是STUN？
STUN 是一种网络协议，全称是 Session Traversal Utilities for NAT，它的作用是帮助客户端设备在 NAT（网络地址转换）或防火墙后面，确定自己的公网 IP 地址和端口，从而实现点对点（P2P）通信。
简单来说，就是告诉你的设备“你在互联网外面长什么样”，方便两个设备直接连通。
2. 为什么需要STUN？
- 现代网络环境中，绝大多数设备都在 NAT 后面，使用的是私有 IP 地址，这样它们之间不能直接通信。
- P2P应用（比如视频通话、文件共享、游戏）需要知道对方的公网地址，才能建立直接连接。
- 直接连接可以减少服务器负载，降低延迟，节省带宽。
3. STUN的工作原理
- 客户端向STUN服务器发送请求
设备向公网的 STUN 服务器发出请求，询问“我现在的公网 IP 和端口是多少？” - STUN服务器返回映射的公网地址
服务器收到请求后，会在请求的报文中记录下客户端请求的公网IP和端口，然后返回给客户端。 - 客户端获知公网地址
客户端根据返回的地址，知道自己映射到公网的 IP:Port。 - P2P连接辅助
双方都获知各自的公网地址后，可以尝试直接连接对方（结合其他技术如ICE、TURN进行穿透）。
4. STUN协议的特点
- 简单高效：协议轻量，报文很小，通信过程快。
- 只提供地址发现功能，不负责数据转发。
- 一般配合ICE（Interactive Connectivity Establishment）使用，作为建立连接的第一步。
- UDP为主，因为UDP更适合实时通信且易于穿透NAT。
5. STUN协议消息结构
- 请求（Request）：客户端发出请求。
- 响应（Response）：服务器返回客户端公网映射地址。
- 错误响应（Error Response）：如果请求有误，服务器会返回错误代码。
6. STUN的局限和补充
- STUN只能帮助发现公网地址，但不保证能成功穿透所有类型的NAT。
- 对于对称NAT，直接P2P连接较难，通常需要TURN服务器中继转发数据。
- 因此STUN常与TURN、ICE协议配合使用，统称为 “NAT穿透三剑客”。
7. STUN协议标准
- STUN的RFC是 RFC 5389（2010年发布）
- 该RFC定义了STUN的协议细节，消息格式和交互方式。
总结
| 名称 | 作用 | 局限 | 常见搭配 |
|---|---|---|---|
| STUN | 探测客户端公网IP和端口 | 不能穿透所有NAT | TURN（中继）、ICE |
| TURN | 中继服务器，转发数据 | 服务器资源消耗大 | |
| ICE | 连接建立策略，使用STUN/TURN | 复杂度较高 |
好！下面给你简单示范一下 STUN 协议的基本交互流程示例，以及补充介绍 ICE 和 TURN，帮你理解三者如何协同实现 NAT 穿透和 P2P 通信。
一、STUN 协议交互示例（简化版）
假设你是客户端，想知道自己的公网 IP 和端口。
1. 客户端发送 STUN 请求
- 协议基于 UDP。
- 客户端向已知的 STUN 服务器（比如
stun.l.google.com:19302）发一个请求包。 - 请求包结构遵循 RFC 5389，里面有随机 Transaction ID。
2. STUN 服务器接收请求，记录客户端公网 IP:Port
服务器从UDP包头看到的源地址，就是客户端在公网的地址。
3. 服务器返回响应包
- 响应包包含
MAPPED-ADDRESS属性，告诉客户端自己在公网的 IP 和端口。
4. 客户端解析响应，获得自己的公网地址
简单伪代码演示：
client_socket = UDP socket
// 1. 构造STUN请求包（含Transaction ID）
stun_request = build_stun_request()
// 2. 发送到STUN服务器
client_socket.sendto(stun_request, ("stun.server.ip", 19302))
// 3. 等待响应
response = client_socket.recv()
// 4. 解析响应包，提取 MAPPED-ADDRESS
public_ip, public_port = parse_mapped_address(response)
print("My public IP:", public_ip)
print("My public Port:", public_port)
二、ICE（Interactive Connectivity Establishment）
- ICE是一个框架，结合STUN和TURN帮客户端自动寻找最佳路径建立P2P连接。
- 流程大致是：
- 收集候选地址（本地IP、STUN获得的公网IP、TURN服务器地址）
- 交换候选地址
- 测试候选地址连通性（ping对方）
- 选择最优路径建立连接
三、TURN（Traversal Using Relays around NAT）
- 如果 NAT 过于严格，STUN不能穿透，P2P连接失败。
- TURN服务器作为中继，转发双方的数据流。
- 性能开销大，但保证通信连通。
总结配合图示（文字版）
Client A Client B
| |
|------ STUN request --------->| (to STUN Server)
|<----- STUN response ---------| (public IP:Port)
| |
|<---- ICE Candidate Exchange ->|
|------ Connectivity Checks -->|
| |
|<------- Peer-to-Peer --------> (如果NAT能穿透)
| |
|<----- TURN Relay Data ------->| (否则通过TURN转发)
好，下面给你用 JavaScript + WebRTC 写一个基础示例，演示如何利用 STUN/ICE 建立 P2P 连接。WebRTC 内置了 STUN 和 ICE，调用很方便，示例主要演示最核心的部分。
WebRTC 利用 STUN/ICE 建立P2P连接基础示例
// 创建RTCPeerConnection，指定STUN服务器
const configuration = {
iceServers: [
{ urls: 'stun:stun.l.google.com:19302' } // Google免费STUN服务器
]
};
const pc = new RTCPeerConnection(configuration);
// 监听ICE候选产生事件，发送给对端
pc.onicecandidate = event => {
if (event.candidate) {
console.log('New ICE candidate:', event.candidate);
// TODO: 通过信令服务器发送candidate给对端
}
};
// 创建数据通道（可选，做点对点数据传输）
const dataChannel = pc.createDataChannel('chat');
dataChannel.onopen = () => console.log('Data channel open');
dataChannel.onmessage = e => console.log('Received message:', e.data);
// 处理对方发来的ICE候选
function onRemoteIceCandidate(candidate) {
pc.addIceCandidate(new RTCIceCandidate(candidate));
}
// 处理对方发来的Offer或Answer
async function onRemoteDescription(desc) {
await pc.setRemoteDescription(desc);
if (desc.type === 'offer') {
const answer = await pc.createAnswer();
await pc.setLocalDescription(answer);
// TODO: 发送answer给对端
}
}
// 发起连接流程（作为Caller）
async function startConnection() {
const offer = await pc.createOffer();
await pc.setLocalDescription(offer);
// TODO: 发送offer给对端
}
// 下面是伪代码，展示信令服务器消息传递流程
// 假设用WebSocket或其它方式交换信令数据
/*
websocket.onmessage = async (message) => {
const data = JSON.parse(message.data);
if (data.offer) {
await onRemoteDescription(data.offer);
} else if (data.answer) {
await onRemoteDescription(data.answer);
} else if (data.candidate) {
onRemoteIceCandidate(data.candidate);
}
};
*/
// 开始连接（Caller调用）
startConnection();
说明
- STUN服务器帮助获取公网地址，支持ICE候选地址收集。
- 需要信令服务器（WebSocket等）在两端交换 offer/answer 和 ICE candidates。
- 以上代码只示范了本地逻辑，信令交换需你自己实现。
- 建立成功后，双方可以通过
dataChannel实现实时P2P数据通信。
发表回复