只要存在 Symmetric NAT 就无法打洞（穿透）了对吗？

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V2EX 提问指南

这是一个创建于 2878 天前的主题，其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

1. 不算猜端口；

2. 不算中转服务器流量转发；

是不是只要某一方是 Symmetric NAT 就无法打洞（穿透）？
如果确实是这样，那希望后来者看到这篇文章之后，不用跟我一样执念于寻找 NAT 穿透方案了

NAT

穿透

Symmetric

后来者

9 条回复 • 2021-06-28 16:54:46 +08:00

zk8802

2017-02-10 06:08:55 +08:00 via iPhone

猜端口应该是唯一的解决方案了。但是猜端口的成功率也可以很高的，参见 http://www.goto.info.waseda.ac.jp/~wei/file/wei-apan-v10.pdf 。

2017-02-10 14:02:55 +08:00

@zk8802 但网上有个说法是猜端口就算猜到了，能用多久也要看 NAT 设备，有可能就只有几分钟。而且如果双方都是 Symmetric NAT 则连猜端口都不行。

zk8802

2017-02-11 06:19:28 +08:00

你可以自己试一下。我之前尝试的时候没遇到你所说的问题。

> 而且如果双方都是 Symmetric NAT 则连猜端口都不行。

为什么？根据我的理解，只有对称 NAT 才需要猜端口吧？

linxy19957

2017-04-09 11:55:05 +08:00

如果有一方是完全锥形，我觉得应该还是可以的吧
A 是完全锥形， B 是对称
A 向公网服务器发送数据包，打洞
公网服务器告诉 B A 的地址和端口
B 连接 A ， A 接收到 B 的包，也就知道了 B 的地址和端口

2017-04-09 12:04:21 +08:00 via iPhone

@linxy19957 主题里有两行加粗的，不看吗……

linxy19957

2017-04-09 12:08:35 +08:00

@RE 没懂，我没有猜端口，公网服务器也只是沟通一下双方地址端口，不是在转发流量呀

newbie666

2017-09-13 08:08:19 +08:00

一楼 pdf 中介绍的对称 NAT 的穿透方法，我找到了具体实现的源码。
看了下源码，就是用了端口预测还有生日攻击算法。
https://github.com/jflyup/nat_traversal
我下载后进行了测试，但源码只实现了两个对称 nat 之间的打洞。
而我的环境，一个是 symmetric NAT，另外一个是 port-restricted cone。用以上的代码测试没有成功。
看哪位大牛再能修改完善下，再做成一个库，那就完美了。

foxset

2020-02-20 16:25:15 +08:00

自己是对称型 NAT，如果对方是全锥型、限制锥型，还是可以打通的
但是对方是对称型、端口限制锥型，那就只能靠猜了

AlexGuo1998

2021-06-28 16:54:46 +08:00

前几天刚好发现这个问题，仔细研究了一下。
如果允许猜测的话，不妨把对称性 NAT 分为端口有规律和无规律两种，其中端口有规律定义为“可以在一定程度上预测下几次连接的外部端口”，端口无规律定义为“多次连接中内部端口、目标 IP 、目标端口任意一个变化时，外部端口在几乎全部范围内随机变化”，则一共有五种 NAT 。
甲：全锥形乙：IP 限制锥形丙：IP 和端口限制锥形丁：有规律对称性戊：无规律对称性（用甲乙丙丁戊来标识是为了防止和别处定义的 NAT 类型混淆）
甲和乙自然不必多说，可以和任意其他 NAT 连接；丙和丙之间也没有问题。剩下五组传统意义上都是不可能的，考虑猜测和概率的情况分别讨论：

丙丁：丙针对某一内部端口有确定的外部端口（ a ），丁可以预测下一次连接的外部端口（ b ）。丙用 a 连接丁的 b，丁连接丙的 a 。此时很有可能丁使用的外部端口是 b，即打通。
为了增加成功率，丙可以用 a 连接多个丁的外部预测端口（ b1, b2...），则丁使用任意一个外部端口时都可打通。

丁丁：两边都用多个内部端口连接对方的预测外部端口（不一定是下一次的外部端口，可能是几次后的）。
不妨记丁 1 的预测端口为 a，丁 2 的预测端口为 b，开始连接时，因为使用不同的内部端口，对称 NAT 会分配不同的外部端口，即丁 1 用（ a1, a2...）连接丁 2 的 b，丁 2 用（ b1, b2...）连接丁 1 的 a 。
只要 a 在（ a1, a2...）中且 b 在（ b1, b2...）中，即打通。
这就是一楼论文说的“两个对称 NAT 连接”的方法，据作者所说，测试成功率非常高，接近 100%。我这里没有实测过。
顺便论文链接挂掉了，这里好像还能下载到： https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.455.3700

丙戊：理论上是可行的，但是需要同时开大量（几百个）端口，且与概率相关。
丙用同一个外部端口（ a ）连接多个戊的外部端口（ c1, c2...），戊用多个内部端口连接丙的外部端口（ a ）。
戊的内部端口不重要，重要的是 NAT 对这些端口分配了不同的外部端口（ b1, b2...）。这样只要（ b1, b2...）和（ c1, c2...）中有一个重叠即打通。
听起来概率好像很低，但是实际上算一下还是可能的：设丙开启 m 个连接，戊开启 n 个连接，可以用以下递推公式算出打通的概率：
P(m,n) = P(m,n-1) + (1-P(m,n-1))*m/(65535-(n-1))，其中 P(m,0) = 0 。取几个数字：m=n=213 时 P=50.07%； m=n=300 时 P=74.83%； m=n=500 时 P=97.86%； m=n=600 时 P=99.61%； m=n=700 时 P=99.95%。
经过仿真，公式计算结果与仿真结果一致。不过我这里没有做实际的测试，也许会遇到开太多端口被临时封杀的情况。

丁戊：在可操作的范围内可能性很低。
我唯一能想到的方法就是丁连接戊的多个随机端口（ d1, d2...），戊按顺序连接丁的多个预测端口（ c1, c2...）。
记丁实际使用的外部端口为（ a1, a2...），戊实际使用的外部端口为（ b1, b2...），即丁第 m 次连接使用外部端口 a_m 连接 d_m，戊第 n 次连接使用外部端口 b_n 连接 c_n 。
因为丁可预测，可知（ a1, a2...）与（ c1, c2...）之间有较大部分重叠，取使 a_m 与 c_n 相同的 mn，判断 d_m 和 b_n 是否相同，如果相同则打通。
如果预测足够精准，每次 d_m 和 b_n 相等的概率就是 1/65535，而次数之间独立，P(m)=1-(1-1/65535)^m 。m=45425 时 P=50%。
不过两边都不需要同时打开上千个端口，可能和下面相比还算有一点微小的可能性——

戊戊：在可操作的范围内不可能。因为两边都是对不同目标端口随机选择外部端口，要打通约等于两只无头苍蝇撞上。单次连接成功的概率为 1/(65535^2)。
（当然如果两边都开 65535 个端口还不被封杀，概率还是比较高的。仿真结果不到 50%）

纯手打，如果有错还请大家纠正。