传统网络模式
传统的 cs 模式，如上图。多个客户端向一个中央服务器请求资源，统一由中央服务器提供资源响应。但这样的模式，对于大文件下载（比如影视片文件），中央服务器将要承担很大的性能压力。包括带宽压力，服务器本身的性能压力。 如果客户端测的带宽高，但服务端的带宽上限较低，客户的下载体验受到制约。尤其当多个人同时下载时，卡顿尤为显著。 我们也能看出这种模式存在的一些劣势：
- 风险高，中央服务器挂了，一切都完了。所有资源都无法下载了
- 网络的资源利用率低，所有的用户都只能从这个中央服务器下载资源。兴许客户端 A 要的资源，客户端 B 正好有呢
P2P 网络特点
为了解决以上问题，P2P（peer-to-peer）网络模型应用而生。它的核心思想即：所有人的资源都可以被别人找到并使用，而不依赖中央服务器
这里涉及寻找资源和下载资源。大致步骤如下
- 假设 ClientA 想要下载一份《程序员自我修养》这本电子书。会给他的邻居发出一份询问，咨询有没有这本电子书
- 被问到的节点没有资源会接着转发给它的邻居。这样层层转发下去知道一个叫 ClientN 的说他这有这本书。
- ClinetN 给 ClientA 发消息，告知它那有资源可以下载
- 于是 ClientA 和 ClientN 就直接通讯上了，直接进行了资源的下载
在 p2p 里面，可以理解为所有人即是服务器又是客户端。以上看着很美好，但也有其缺点
- 占带宽,这种地毯式的搜索资源的方式毕竟在占用带宽。
- 安全
- 自私，我不共享资源，但我下载资源。如果没有一定的奖惩机制，也很难组织一个大型的 p2p 网络
- 知识产权的管理问题
使用场景
- 个人组建自己的 p2p 网络，比如家与公司的两个局域网穿透，相互访问。 比如利用 开源的openp2p，实现内网穿透。让你在公司也能访问家里的内网设备
- 还有某 T 下载等
背后原理
P2P 内网穿透是一种使得位于 NAT（网络地址转换）或防火墙后面的设备能够直接通信的技术。其核心目的是绕过 NAT 设备的限制，从而实现不同网络之间的 P2P 通信。
内网穿透的原理
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NAT 和防火墙的概念：
- NAT：网络地址转换，将私有 IP 地址转换为公共 IP 地址，允许多台设备共享一个公共 IP。
- 防火墙：控制和监测进出网络的流量，通常会阻止未授权的访问。
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P2P 通信：
- 直接在设备之间进行数据传输，而无需通过中心服务器转发所有流量，从而降低延迟并节省带宽。
内网穿透的常见方法
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STUN（Session Traversal Utilities for NAT）：
- 用于确定 NAT 类型和公共 IP 地址。
- 客户端向 STUN 服务器发送请求，STUN 服务器返回其公共 IP 和端口。设备可以使用这些信息与其他设备建立连接。
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TURN（Traversal Using Relays around NAT）：
- 当直接 P2P 连接无法建立时，使用 TURN 服务器作为中继。这种方法比 STUN 更为消耗资源，但在 NAT 类型较复杂时仍然有效。
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ICE（Interactive Connectivity Establishment）：
- 结合 STUN 和 TURN，尝试多种连接方式并选择最佳路径进行通信。
内网穿透实现步骤
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注册客户端：
- 客户端连接到一个公共服务器（例如信令服务器），注册自己。服务器记录客户端的公共 IP 和端口。
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交换地址信息：
- 客户端通过公共服务器交换彼此的地址和端口信息。这是信令的过程。
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尝试直接连接：
- 客户端根据交换的地址尝试直接建立连接。如果连接成功，则直接进行 P2P 通信。
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处理 NAT 问题：
- 如果连接失败，可能是因为 NAT 类型的原因。这时，客户端可能通过 TURN 服务器进行数据中转。
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建立连接并传输数据：
- 连接建立后，客户端可以直接发送和接收数据。
示例
假设有两个设备 A 和 B 都在 NAT 后，需要建立 P2P 连接：
- A 和 B 向信令服务器注册。
- 服务器返回 A 的公共地址和 B 的公共地址。
- A 尝试直接连接 B 的地址。
- 如果连接成功，A 和 B 可以开始 P2P 通信。
- 如果连接失败，A 可以通过 TURN 服务器将数据发送给 B。
常见应用
- 实时通信（如视频会议、VoIP）。
- 文件共享。
- 在线游戏。
总结
P2P 内网穿透利用 STUN、TURN 和 ICE 等技术手段，实现了在 NAT 和防火墙后设备之间的直接通信。它的核心在于通过公共服务器交换信息并尝试直接连接，从而避免通过中心服务器转发所有流量。这种方式有效提高了通信效率，降低了延迟。
