Peer-to-Peer (P2P) communication across middleboxes 之一
Peer-to-Peer (P2P) communication across middleboxes 之一 1．简介
在当今的互联网中，中间设备（middleboxs）的使用非常普遍，例如网络地址转换设备（NAT），其主要原因在于IPv4地址空间的枯竭。中间设备的使用会产生非对称的寻址和连接，而像电话会议和多人网络游戏这样的p2p应用及协议也会因此出现一些特殊的问题。就是使用了IPv6，NAT依然会为兼容IPv4而经常存在，或者即使不再需要NAT，防火墙也会司空见惯，因此上面的问题仍就会有。
当前部署的中间设备主要是围绕C/S模型设计的，匿名的客户端主动发起连接，连向具有固定IP和DNS的服务器。大多数中间设备实现了非对称的通信模型，即内网主机能向外主动连接到公网主机，然而反之不能，除非中间设备管理员做了特殊配置。使用NAPT（网络地址/端口转换）时，内网主机通常不会拥有一个可路由的公网地址，取而代之地是在NAPT的控制下，该主机与内网中的其他主机共享一个公网地址。位于中间设备之后的内网主机，具有匿名和无法访问的特点，这对于只需向外主动连接的客户端软件，例如web浏览器，就不是一个问题，某种程度上，无法访问还有保密的好处。
在p2p的模型中，网络主机（Internet hosts，即一般意义上的客户端）之间需要建立直接的通信会话。发起主机和响应主机可能位于不同的中间设备之后，它们或许没有固定的IP，或者即使有也不是公网IP。举例来说，在一种普通的网络游戏构架中，参与的主机都要连接到已知的服务器进行初始化并进行游戏，为了在游戏中快速有效的更新数据，这些主机之间也要建立直接的通信。同样地，一个文件共享程序也许要连接到服务器去查询资源，但在文件传输地时候却需要建立直连。中间设备为p2p连接制造了不少麻烦，位于中间设备之后的主机没有可用的公网端口，导致了它们无法接收来自其他主机直连而来的Tcp或Udp连接。RFC 3253[NAT-APPL]简要地提到了这个问题，但是没有给出任何通用的解决方案。
在这篇文章中，我们用两种方式讨论p2p/middlebox的问题。首先，我们对现有中间设备下的已知p2p工作原理做一总结。然后，为使p2p程序更为健壮地操作，基于已有的实践并结合当前部署的中间设备，我们提供了一组程序设计之南。接下来，我们提供了一些设计方案，以使将来的中间设备更为有效地支持p2p应用。讨论的焦点是如何穿透中间设备以满足p2p应用程序的需求。
