C#UDP广域网，局域网通讯-原理分析

一.UDP局域网通讯。

这个比较简单，关于局域网中的2台或者更多的计算机之间的UDP通讯，网络上一大把，直接复制粘贴就可使用，原理也很是简单。因此，本文不作详细介绍。

二.UDP广域通讯（包括路由器穿透技术）

广域网中的通讯就比局域网复杂多了，并且会出现不少状况，每种状况的处理方式不一样，下面一一道来。

1. 2台直接链接广域网中的计算机的UDP通讯：

这种状况是最简单的一种，由于这2台计算机直接暴露在广域网环境下，他们都拥有独立的外网IP地址。这种状况咱们能够直接利用2台计算机的外网IP和端口创建UDP数据通讯，和局域网很是相似。

2. 1台经过路由器上网的计算机与1台直接链接外网的计算机的UDP通讯（不考虑路由器端口映射的状况）：

这种状况就和上面的状况不同了。咱们将经过路由上网的计算机称做A，将直接链接外网的计算机称做S。要实现A和S的UDP相互通讯，只有一个办法。就是A主动和S联系，也就是说，A先向S发送UDP数据包。必定不能反向，由于S根本不知道A的通讯地址。就算是知道了，S向A发送的数据包也会被A的路由器所拦截，由于在A的路由器看来，S主动发出的UDP数据包是不请自来的，是不安全的，因此会主动摒弃掉。可是，当A主动和S联系后，A的路由器就会记录下S的地址，咱们能够理解为一个通行证，这个时候S在向A发数据的时候，S已经拥有了通向A的通行证，因此，路由器会友好的将这个数据包传递到A。从而，咱们就创建起了A到S的通讯。同理，咱们能够推出N台经过路由器上网的计算机和一台直接链接外网的计算机间的UDP通讯。而这个时候，咱们S就充当起了服务器的做用，用于和每台其余客户机的链接并传递数据，如今咱们所用的大多数广域网的通讯软件，都是采用服务器转发的机制来实现计算机间的通讯。

3. 2台都经过路由器上网的计算机之间的UDP通讯：

这种状况就变得很是复杂了，若是要实现2台经过路由器上网的计算机间的UDP通讯，咱们必需要在他们直接搭建一个桥梁，这个桥梁就是直接链接外网的S（服务器）。虽然这种方式不推荐，可是抱着研究学习的态度，我仍是研究了下。可能在现实的项目中根本用不到这种方式，由于咱们彻底能够经过服务器转发的方式来完成全部计算机（不论是内网仍是外网）的相互通讯。

下面开始本篇文章的重点，2台内网计算机（经过路由器等设备上网的计算机）的UDP穿透。首先，咱们把这2台计算机称为C和D。若是C或者D直接向对方发送UDP数据包，即使是他们已经知道对方经过路由器转换后的外网IP和端口，他们也不会收到来自对方的任何数据包，缘由在第二种状况中已经说明，他们的路由器都会认为对方的数据包是不请自来的，不安全，都会一一摒弃掉。这个时间，咱们就须要服务器S了，他要在他们二者中充当介绍人的身份。

经过第二种方式，咱们已经知道了内网计算机怎样和外网计算机之间创建UDP通讯，因此，咱们的C和D均可以分别和S创建UDP通讯，他们与S的通道是能够一一打通的。这个时候，咱们的S端，已经有了C和D经过路由器转换后的外网通讯IP和端口，而且保存下来，在接下来的步骤中有重要做用。这个时候，①C向S发出请求，告知C想和D通讯而且请求D的外网IP和端口。②S端口收到C的请求后，向C发送有关D外网地址的数据包。③C收到有关D的通讯地址数据包后，很是重要的一步来了，C立刻向D的通讯地址发出一个UDP数据包，能够是任何内容，由于这个数据包D根本不会收到。但之因此要这样作的缘由是让C的路由器记录下D的通讯地址，也就是说，让D在C的路由器处得到通往C的通行证。④这个时候，C立刻向S发送数据包，让S告诉D，C已经容许D经过了，⑤而且向D发送C的外网IP和端口。⑥当D收到S发出的这个数据包后，D立刻向获取的C的地址发送一个UDP请求包，这个时候，C是会收到的。当D向C发出数据包后，D的路由器也记录下了C的通讯地址，因此，C也有了向D发送数据的通行证。当C接收到D的数据包后，C再向D回一个UDP应答包，这个时候，他们2者的UDP通讯已经创建了，咱们也就大功告成了。下面是整个通讯的流程图：