搞懂 P2P 技術 (2) - STUN x TURN x ICE

前言

上一篇介紹完中心化、去中心化、分佈式網路以及 IPv4、NAT、NAT 類型，但我們依舊還有些問題未解決

• A, B 兩端要如何知道彼此的內部網路 IP 及外部網路 IP (STUN)
• 上篇有提到 NAT 類型如果是對稱型時，會無法打通 P2P，當遇到此情形時該 (TURN)
• 有沒有一種框架整合這整個 P2P 流程 (ICE)

STUN

STUN（Session Traversal Utilities for NAT，NAT 對談穿越應用程式）是一種網路協定，它允許位於 NAT（或多重 NAT）後的客戶端找出自己的公網位址，查出自己位於哪種類型的 NAT 之後以及 NAT 為某一個本地埠所繫結的 Internet 端埠。這些資訊被用來在兩個同時處於 NAT 路由器之後的主機之間建立 UDP 通信。該協定由 RFC 5389 定義。

STUN Wiki

TURN

TURN（全名 Traversal Using Relay NAT），是一種資料傳輸協定（data-transfer protocol）。允許在 TCP 或 UDP 的連線上跨越 NAT 或防火牆。

TURN 是一個 client-server 協定。TURN 的 NAT 穿透方法與 STUN 類似，都是通過取得應用層中的公有位址達到 NAT 穿透。但實現 TURN client 的終端必須在通訊開始前與 TURN server 進行互動，並要求 TURN server 產生”relay port”，也就是 relayed-transport-address。這時 TURN server 會建立 peer，即遠端端點（remote endpoints），開始進行中繼（relay）的動作，TURN client 利用 relay port 將資料傳送至 peer，再由 peer 轉傳到另一方的 TURN client。

當無法打通 NAT 時，就會需要用 TURN 的方式來解決 NAT 穿透

TURN Wiki

ICE

ICE（Interactive Connectivity Establishment），一種綜合性的 NAT 穿越的技術。

互動式連接建立是由 IETF 的 MMUSIC 工作組開發出來的一種 framework，可整合各種 NAT 穿透技術，如 STUN、TURN（Traversal Using Relay NAT，中繼 NAT 實現的穿透）、RSIP（Realm Specific IP，特定域 IP）等。該 framework 可以讓 SIP 的客戶端利用各種 NAT 穿透方式打穿遠程的防火牆。

ICE Wiki

總結

簡單來說

• STUN Server 是讓 client 端詢問自身的 Public IP，雙方交換 Public IP 來做 P2P
• TURN Server 是當 NAT 穿透失敗時(通常是 Symmetric NAT)的替代方案，透過 TURN server 做資料的轉傳，也稱為 Relay，走 TURN 時 TURN Server 傳輸流量等等就會需要額外費用
• ICE 是一種框架，結合了 STUN 及 TURN 等等協議，解決單一協議缺陷的問題，列如遇上 Symmetric NAT 但沒有實作 TURN，雙方就會無法通訊．

這篇介紹了 STUN、TURN 及 ICE，下一篇將介紹 Signaling Server, WebRTC 以及 AWS KVS for WebRTC．

參考資源

• STUN
• TURN
• ICE
• 《P2P 技术详解》系列文章
• flaticon

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