STUN 服務器

STUN 服務器是一個網絡服務器，可以協助網絡設備（例如 VoIP 設備）解決 NAT 穿透、防火牆等問題，使得設備可以正常地進行數據傳輸。本文將從多個方面對 STUN 服務器做詳細的闡述。

一、STUN 服務器的基本原理

STUN 服務器的基本原理是通過向 NAT 設備發送包含特定數據的數據包，獲得 NAT 分配給該設備的公網 IP 和端口，以便在設備之間建立連接。它通過以下步驟來實現 NAT 穿透：

1、設備向 STUN 服務器發送請求，請求中包含了設備本地網絡中的 IP、端口等信息；

2、STUN 服務器向設備返迴響應，響應中包含了設備的公網 IP 和端口，STUN 服務器還將此綁定信息存儲在 NAT 中；

3、設備將響應中包含的公網 IP 和端口信息與自身的 NAT 綁定信息進行比較，如果不同，則意味着 NAT 發生了變化，此時設備需要重新請求 STUN 服務器獲取最新信息。

二、STUN 服務器的功能

STUN 服務器主要的功能包括：

1、NAT 穿透：幫助設備解決 NAT 造成的連接問題，有了 STUN 服務器，設備不需要通過 NAT 自己進行端口映射。

2、防火牆穿透：當設備所在的網絡中有防火牆時，往往會限制數據傳輸，STUN 服務器通過與設備之間的握手通信，讓防火牆知道該設備是合法的，從而允許數據傳輸的進行。

3、網絡差速提示：STUN 服務器可以向設備發送 ping 命令，以獲取設備間的網絡延遲，從而判斷是否需要進行調整以改善數據傳輸。

三、STUN 服務器的配置和使用

我們可以使用 Python 的 Twisted 模塊來構建一個簡單的 STUN 服務器：

from twisted.internet.protocol import DatagramProtocol
from twisted.internet import reactor

class StunServer(DatagramProtocol):
    def datagramReceived(self, datagram, address):
        r = self.parse_stun(datagram)
        self.transport.write(r, address)

    def parse_stun(self, m):
        print(m)
        response = b'<\0x01\0x01\0x00\x0c\0x21\0x12\xa4\x42\x26\x13\xd2\xeb\x85\xb6\x23\xac\x55\x81\x40'
        return response

StunServer = StunServer()
reactor.listenUDP(3478, StunServer)
reactor.run()

上面的代碼使用 Twisted 模塊構建了一個基礎的 STUN 服務器，並指定該服務器所監聽的端口為 3478。從這個例子可以看出，開發 STUN 服務器並不是很難，實際上還可以更具體地定製化功能。

四、STUN 服務器的局限和改進

儘管 STUN 服務器已經可以很好地解決網絡設備之間的連接問題，但是仍有一些局限和缺陷：

1、STUN 服務器需要在公網上進行部署才能發揮作用，這增加了 STUN 服務器的成本和難度。

2、STUN 服務器只適用於網絡同級之間的連接，即同一級別的 NAT 突破。如果兩個 NAT 屬於不同級別的話，STUN 服務器將不能協助設備建立連接。

3、局域網內部的設備無法直接通過 STUN 服務器進行連接，因為 NAT 只能將同一用戶的請求進行端口映射，因此一個局域網中的設備無法直接穿越到另一個自治系統，除非從公網穿透。

為了解決以上問題，人們引入了一些新的技術，例如 TURN 服務器。TURN 服務器可以在 NAT 不可穿透的情況下，幫助設備建立最終的直接連接。