今天我們來看一下NAT穿越的原理
NAT一共有四種類型，分别是完全錐型NAT (Full Cone NAT)、位址限制錐型NAT(Address Restricted Cone NAT)、端口限制錐型NAT (Port Restricted Cone NAT)、對稱型NAT (Symmetric NAT)，對NAT穿越來說，其實每一種穿越都不一樣，下面我就來看一下每一種不同類型，如何進行NAT穿越。
完全錐型NAT
完全錐型是非常簡單的 ，左邊是内網的主機，它有自己的内網IP位址和端口 ，通過防火牆之後，它形成一個外網的IP位址，那麼外網的三台主機要想與内網的主機進行通信的時候，首先要由内網的主機向外發送一個請求，請求外網中的其中一台主機，這樣會形成的結果就是它會在NAT服務上打 一個洞，這樣會形成一個外網的IP位址和端口，那麼形成了外網的IP位址和端口之後，其他的主機隻要獲得了這個IP位址和端口它都可以向它發送資料。并且可以順利的通過防火牆發送給内網的主機。這樣就可以進行通訊了，這是完全錐型，也是最好穿越的一種 NAT類型。但是安全性就差很多。
位址限制錐型NAT
它的安全性好一些，它會在防火牆上形成一個五元組，就是内網主機的IP位址和端口和映射後的公網IP位址和端口以及我要請求的這個主機IP位址，他們首先有一個公共的步驟，第一步就是要先由内網的主機向外網發送一個請求，在這個防火牆上或者NAT服務上形成一個映射表，那形成之後外網的主機就可以和内網的主機進行通訊了。
如圖所示，它首先向P的主機發送請求，那麼P就可以通過不同的端口向内網的主機發送消息它都是可以接受到的，但是對于其他主機來說，由于IP位址的限制，它傳回來的時候，一看IP位址不對，就會被攔掉。隻有P的主機是可以通過的，而且它的各個主機都可以跟它進行通訊。這就是位址限制型，這個位址限制型的打通，首先就是這個内網主機無論跟哪個主機進行打通，首先它都要發送 一個請求，發送請求之後就形成了所謂的映射表在我們的網關上。其他主機就可以給它通訊了。這是位址限制型NAT。
端口限制錐型NAT
端口限制型就更加嚴格一些了，不光是對IP位址，還要對端口做限制，那是以在這個防火牆上就形成了六元組，不光有内網的IP位址和端口以及映射後的公網的IP位址和端口，還有你請求的主機的IP位址和端口，那麼在在這種情況下P這台主機，它發送消息的時候，如果請求的是P這台主機的這個q這個端口的服務，隻有它這個服務才能返來，其他的端口（如：r端口）發送資料就不行了。
那如果内網的主機沒有向S這個主機發送請求的話，S主機發送資訊到内網的主機是肯定不通的；但是如果内網的主機給M這台主機的n端口已經發送了請求，那麼M主機的n端口也是可以打通這個資料防火牆然後與這個内網主機進行通訊的。這就是端口限制錐型NAT。
對稱型NAT
對稱限制型就更加嚴格了，以前的類型是在防火牆上形成映射後的公網的IP位址是保持不變的，大家要找還是能找到它的，雖然不 通，但是對于 這個對稱型它就不一樣了，它就發生了變化，不光是形成了這個一個IP位址和端口，而且還會形成多個，對于每一台主機都會形成一個不同的IP位址和端口對，是以這個 時候當内網主機給Pq發送請求的時候，Pq可以回來資訊，其他的都回不來。但是給M主機 n端口發送資料的時候，又形成一個C和d，這個M，n在發資料的時候不會像A，b發送資料，必須向C，d發送資料 才可以過來，這樣才能進行互通，這個就是對稱型的NAT穿越。這個就是對稱型的NAT穿越。
下面我們在來看看NAT穿越的基本步驟
NAT穿越原理
C1，C2向STUN發消息
交換公網IP及端口
我們要進行穿越其實是兩台主機直接進行穿越，也就是C1，C2之間進行穿越。C1和C2之間進行穿越首先C2要知道C1的位址，C1要知道C2的位址，那就要通過STUN服務發送消息，STUN收到他們的消息之後就會拿到它們對應的公網的IP和端口；是以這個時候要進行資訊交換，就是将C1的公網IP和端口交給C2，将C2的公網IP和端口交給C1；交換完這些資訊之後，我們就要按照類型進行打通，如果是完全錐型的，他們就直接可以進行通訊了，已經具有公網的IP和端口了。
對于完全錐型，隻要我在防火牆上建立一個映射，那任何一台主機，如果我們把STUN當作一台主機的話，那C2就可以通過C1和STUN之間的這個公網的映射然後去發送資料。
對于IP位址限制錐型，STUN 不能用這個IP位址給這個C1發消息，那因為C1是知道C2的公網IP和端口，是以首先C1向C2發送一個請求 ，C2在利用C1形成的這個IP位址和端口給它傳回資料，這樣他們也是可以互通的。
對于端口限制型其實也一樣的，都可以通過這種方式。
C1->C2,C2->C1,甚至是端口猜測
那麼對于對稱型NAT就比較麻煩了，對于對稱型NAT來說，由于是IP位址和端口的變化 ，那更多的是端口的随機性和增長，就是說線性增長的變化，是以并不能直接進行互通，那怎麼才能通呢？其實也是有辦法的，就是通過端口猜測的方式，就是通過幾次的探測，然後找到它端口配置設定的規律，它是線性增長的，比如每次增1，或者每次增2等，還是一個 随機的，随機數是在 一定範圍的，不可能所有端口都随機，在這些随機的端口範圍内，實際它每一個都做一次嘗試，那麼這個時候就有可能打通，那麼這種打通的機率就低很多。
這個就是整個NAT穿越的基本原理。
下面我們再來看一看組合