C#UDP廣域網，局域網通訊-原理分析

一.UDP局域網通訊。

這個比較簡單，關於局域網中的2臺或者更多的計算機之間的UDP通訊，網絡上一大把，直接複製粘貼就可使用，原理也很是簡單。因此，本文不作詳細介紹。

二.UDP廣域通訊（包括路由器穿透技術）

廣域網中的通訊就比局域網複雜多了，並且會出現不少狀況，每種狀況的處理方式不一樣，下面一一道來。

1. 2臺直接鏈接廣域網中的計算機的UDP通訊：

這種狀況是最簡單的一種，由於這2臺計算機直接暴露在廣域網環境下，他們都擁有獨立的外網IP地址。這種狀況咱們能夠直接利用2臺計算機的外網IP和端口創建UDP數據通訊，和局域網很是相似。

2. 1臺經過路由器上網的計算機與1臺直接鏈接外網的計算機的UDP通訊（不考慮路由器端口映射的狀況）：

這種狀況就和上面的狀況不同了。咱們將經過路由上網的計算機稱做A，將直接鏈接外網的計算機稱做S。要實現A和S的UDP相互通訊，只有一個辦法。就是A主動和S聯繫，也就是說，A先向S發送UDP數據包。必定不能反向，由於S根本不知道A的通訊地址。就算是知道了，S向A發送的數據包也會被A的路由器所攔截，由於在A的路由器看來，S主動發出的UDP數據包是不請自來的，是不安全的，因此會主動摒棄掉。可是，當A主動和S聯繫後，A的路由器就會記錄下S的地址，咱們能夠理解爲一個通行證，這個時候S在向A發數據的時候，S已經擁有了通向A的通行證，因此，路由器會友好的將這個數據包傳遞到A。從而，咱們就創建起了A到S的通訊。同理，咱們能夠推出N臺經過路由器上網的計算機和一臺直接鏈接外網的計算機間的UDP通訊。而這個時候，咱們S就充當起了服務器的做用，用於和每臺其餘客戶機的鏈接並傳遞數據，如今咱們所用的大多數廣域網的通訊軟件，都是採用服務器轉發的機制來實現計算機間的通訊。

3. 2臺都經過路由器上網的計算機之間的UDP通訊：

這種狀況就變得很是複雜了，若是要實現2臺經過路由器上網的計算機間的UDP通訊，咱們必需要在他們直接搭建一個橋樑，這個橋樑就是直接鏈接外網的S（服務器）。雖然這種方式不推薦，可是抱着研究學習的態度，我仍是研究了下。可能在現實的項目中根本用不到這種方式，由於咱們徹底能夠經過服務器轉發的方式來完成全部計算機（不論是內網仍是外網）的相互通訊。

下面開始本篇文章的重點，2臺內網計算機（經過路由器等設備上網的計算機）的UDP穿透。首先，咱們把這2臺計算機稱爲C和D。若是C或者D直接向對方發送UDP數據包，即使是他們已經知道對方經過路由器轉換後的外網IP和端口，他們也不會收到來自對方的任何數據包，緣由在第二種狀況中已經說明，他們的路由器都會認爲對方的數據包是不請自來的，不安全，都會一一摒棄掉。這個時間，咱們就須要服務器S了，他要在他們二者中充當介紹人的身份。

經過第二種方式，咱們已經知道了內網計算機怎樣和外網計算機之間創建UDP通訊，因此，咱們的C和D均可以分別和S創建UDP通訊，他們與S的通道是能夠一一打通的。這個時候，咱們的S端，已經有了C和D經過路由器轉換後的外網通訊IP和端口，而且保存下來，在接下來的步驟中有重要做用。這個時候，①C向S發出請求，告知C想和D通訊而且請求D的外網IP和端口。②S端口收到C的請求後，向C發送有關D外網地址的數據包。③C收到有關D的通訊地址數據包後，很是重要的一步來了，C立刻向D的通訊地址發出一個UDP數據包，能夠是任何內容，由於這個數據包D根本不會收到。但之因此要這樣作的緣由是讓C的路由器記錄下D的通訊地址，也就是說，讓D在C的路由器處得到通往C的通行證。④這個時候，C立刻向S發送數據包，讓S告訴D，C已經容許D經過了，⑤而且向D發送C的外網IP和端口。⑥當D收到S發出的這個數據包後，D立刻向獲取的C的地址發送一個UDP請求包，這個時候，C是會收到的。當D向C發出數據包後，D的路由器也記錄下了C的通訊地址，因此，C也有了向D發送數據的通行證。當C接收到D的數據包後，C再向D回一個UDP應答包，這個時候，他們2者的UDP通訊已經創建了，咱們也就大功告成了。下面是整個通訊的流程圖：