병원침대란 정지해 있는데도 요금미터기가 마구 돌아가는 택시와 같은 것. ―G.M.

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NAT�� P2P

* 원문링크 : [http]

http://www.alumni.caltech.edu/~dank/peer-nat.html

흔히 얘기하는 UDP 릴레이에 관한 글입니다. 경험적인 얘길 해주신 레이옷님께 감사드립니다.

Peer-to-peer is a style of networking in which a group of computers communicate directly with each other, rather than through a central server. This is often used for multiplayer online games, such as Activision's Battlezone, to avoid the expense and delay of handling all that traffic at the server. However, this style of networking often has problems dealing with Network Address Translators (NATs). In this page, I describe a way to solve these problems. Products that use this technique now work properly through several commercial NATs.

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The situation #

The Internet is based on 32-bit IP (Internet Protocol) addresses, which means the theoretical maximum number of computers on the Internet is 4 billion or so. The practical limit is much lower, due to inefficiences in how IP addresses are used. In fact, the Internet may be only a few years away from running out of IP addresses. As IP addresses become scarce, a technique known as Network Address Translation, or NAT, was developed to allow the use of a single IP address for a whole network of computers.

A NAT sits inbetween the public Internet and the network it serves, and works by rewriting IP addresses and port numbers in IP headers on the fly so the packets all appear to be coming from (or going to) the single public IP address of the NAT device instead of the actual source or destination.

NAT is now commonly employed in small home-office routers and in software used by consumers to connect several personal computers to a single cable modem. It is even used by some Internet Service providers.

(NAT is not the only possible solution; proxy servers are also commonly used, but require more configuration, and sometimes require custom client software. Eventually, we'll all switch to IPv6, which will have 128-bit addresses, and will solve the problem once and for all, but that's probably not going to be commonplace for many years.)

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Some Protocols Aren't NAT-Friendly #

Some applications send IP addresses or port numbers hidden inside their datapackets, where NAT can't properly rewrite them - so those applications don't work when you try to use them on computers behind NATs. Some NATs, for security reasons, only allow incoming traffic from an outside address if an outgoing packet has already been sent to that outside address. This means that two people behind different NATs can't open up connections to each other in the usual way - ever!

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해결책 #

Peer-to-peer protocols that wish to be NAT-friendly must be aware that any addresses they embed in their data packets may be invalid once the packets pass through the NAT, and compensate accordingly. 이것을 실행하기 위한 방법은 다음과 같습니다:

피어간 모든 트래픽은 단하나의 UDP 포트를 통하여 실행됩니다. 우선 NAT뒤에 놓여있지 않은 주소 서버가 있어야합니다. 사용자들은 먼저 주소 서버에 연결한다음, 사용자 자신들이 보유하고 있다고 생각하는 IP 주소를 전송합니다; 서버는 UDP 헤더안에 있는 주소와 패킷안에 적어놓은 주소 모두를 기록해둡니다. 그다음 서버는 다른 피어들에게 이 2개의 주소정보들을 전송합니다. 이 시점에서, 모든 사람은 각자의 주소들을 알고 있게됩니다.

P2P 연결을 열기 위해서, 모든 기존 피어들은 신규 피어에게 UDP 패킷을 전송하며, 신규 피어는 기존 피어들 각각에게 UDP 패킷을 보냅니다. 맨처음에 동일한 NAT뒤에 놓여있는지 여부를 아는 사람은 없기 때문에, 맨 처음 패킷은 언제나 public, private 주소 양쪽 모두를 전송해야만 합니다.

이렇게 하면 모든 사용자들의 NAT는 사용할 UDP 트래픽의 양방향 구멍을 열게 됩니다. 처음 각각의 피어들로부터 응답이 한번 도착하게 되면, 전송자는 사용할 주소가 어떤 것인지를 알게 되고, 이중으로 주소를 전송하는 것을 멈출 수 있습니다.

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이 방법이 호환되는데 필요한 사항 #

기존 NAT RFC문서에 따르면, 이러한 개념이 사용가능하기를 원하는 NAT 장치는 다음과 같은 특징을 가지고 있어야만 합니다:

NAT는 패킷 전송에 사용될 UDP 포트의 개수를 변경하지 않아야 합니다.

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