首先先介紹一些基本概念：
            NAT(Network Address
            Translators)，網路地址轉換：網路地址轉換是在IP地址日益缺乏的情況下產生的，它的主要目的就是為了能夠地址重用。NAT分為兩大類，基本的NAT和NAPT(Network
            Address/Port Translator)。
            最開始NAT是執行在路由器上的一個功能模組。

            最先提出的是基本的NAT，它的產生基於如下事實：一個私有網路（域）中的節點中只有很少的節點需要與外網連線（呵呵，這是在上世紀90年代中期提出的）。那麼這個子網中其實只有少數的節點需要全球唯一的IP地址，其他的節點的IP地址應該是可以重用的。
            因此，基本的NAT實現的功能很簡單，在子網內使用一個保留的IP子網段，這些IP對外是不可見的。子網內只有少數一些IP地址可以對應到真正全球唯一的IP地址。如果這些節點需要訪問外部網路，那麼基本NAT就負責將這個節點的子網內IP轉化為一個全球唯一的IP然後傳送出去。(基本的NAT會改變IP包中的原IP地址，但是不會改變IP包中的埠)
            關於基本的NAT可以參看RFC 1631

            另外一種NAT叫做NAPT，從名稱上我們也可以看得出，NAPT不但會改變經過這個NAT裝置的IP資料報的IP地址，還會改變IP資料報的TCP/UDP埠。基本NAT的裝置可能我們見的不多（呵呵，我沒有見到過），NAPT才是我們真正討論的主角。看下圖：
            Server S1
            18.181.0.31:1235
            |
            ^ Session 1 (A-S1) ^ |
            | 18.181.0.31:1235 | |
            v 155.99.25.11:62000 v |
            |
            NAT
            155.99.25.11
            |
            ^ Session 1 (A-S1) ^ |
            | 18.181.0.31:1235 | |
            v 10.0.0.1:1234 v |
            |
            Client A
            10.0.0.1:1234
            有一個私有網路10.*.*.*，Client
            A是其中的一臺計算機，這個網路的閘道器（一個NAT裝置）的外網IP是155.99.25.11(應該還有一個內網的IP地址，比如10.0.0.10)。如果Client
            A中的某個程序（這個程序建立了一個UDP
            Socket,這個Socket繫結1234埠）想訪問外網主機18.181.0.31的1235埠，那麼當資料包通過NAT時會發生什麼事情呢？
            首先NAT會改變這個資料包的原IP地址，改為155.99.25.11。接著NAT會為這個傳輸建立一個Session（Session是一個抽象的概念，如果是TCP，也許Session是由一個SYN包開始，以一個FIN包結束。而UDP呢，以這個IP的這個埠的第一個UDP開始，結束呢，呵呵，也許是幾分鐘，也許是幾小時，這要看具體的實現了）並且給這個Session分配一個埠，比如62000，然後改變這個資料包的源埠為62000。所以本來是（10.0.0.1:1234->18.181.0.31:1235）的資料包到了網際網路上變為了（155.99.25.11:62000->18.181.0.31:1235）。
            一旦NAT建立了一個Session後，NAT會記住62000埠對應的是10.0.0.1的1234埠，以後從18.181.0.31傳送到62000埠的資料會被NAT自動的轉發到10.0.0.1上。（注意：這裡是說18.181.0.31傳送到62000埠的資料會被轉發，其他的IP傳送到這個埠的資料將被NAT拋棄）這樣Client
            A就與Server S1建立以了一個連線。

            呵呵，上面的基礎知識可能很多人都知道了，那麼下面是關鍵的部分了。
            看看下面的情況：
            Server S1 Server S2
            18.181.0.31:1235 138.76.29.7:1235
            | |
            | |
            +----------------------+----------------------+
            |
            ^ Session 1 (A-S1) ^ | ^ Session 2 (A-S2) ^
            | 18.181.0.31:1235 | | | 138.76.29.7:1235 |
            v 155.99.25.11:62000 v | v 155.99.25.11:62000 v
            |
            Cone NAT
            155.99.25.11
            |
            ^ Session 1 (A-S1) ^ | ^ Session 2 (A-S2) ^
            | 18.181.0.31:1235 | | | 138.76.29.7:1235 |
            v 10.0.0.1:1234 v | v 10.0.0.1:1234 v
            |
            Client A
            10.0.0.1:1234
            接上面的例子，如果Client A的原來那個Socket(綁定了1234埠的那個UDP Socket)又接著向另外一個Server
            S2傳送了一個UDP包，那麼這個UDP包在通過NAT時會怎麼樣呢？
            這時可能會有兩種情況發生，一種是NAT再次建立一個Session，並且再次為這個Session分配一個埠號（比如：62001）。另外一種是NAT再次建立一個Session，但是不會新分配一個埠號，而是用原來分配的埠號62000。前一種NAT叫做Symmetric
            NAT，後一種叫做Cone
            NAT。我們期望我們的NAT是第二種，呵呵，如果你的NAT剛好是第一種，那麼很可能會有很多P2P軟體失靈。（可以慶幸的是，現在絕大多數的NAT屬於後者，即Cone
            NAT）

            好了，我們看到，通過NAT,子網內的計算機向外連結是很容易的（NAT相當於透明的，子網內的和外網的計算機不用知道NAT的情況）。
            但是如果外部的計算機想訪問子網內的計算機就比較困難了（而這正是P2P所需要的）。
            那麼我們如果想從外部發送一個數據報給內網的計算機有什麼辦法呢？首先，我們必須在內網的NAT上打上一個“洞”（也就是前面我們說的在NAT上建立一個Session），這個洞不能由外部來打，只能由內網內的主機來打。而且這個洞是有方向的，比如從內部某臺主機（比如：192.168.0.10）向外部的某個IP(比如：219.237.60.1)傳送一個UDP包，那麼就在這個內網的NAT裝置上打了一個方向為219.237.60.1的“洞”，（這就是稱為UDP
            Hole
            Punching的技術）以後219.237.60.1就可以通過這個洞與內網的192.168.0.10聯絡了。（但是其他的IP不能利用這個洞）。

            呵呵，現在該輪到我們的正題P2P了。有了上面的理論，實現兩個內網的主機通訊就差最後一步了：那就是雞生蛋還是蛋生雞的問題了，兩邊都無法主動發出連線請求，誰也不知道誰的公網地址，那我們如何來打這個洞呢？我們需要一箇中間人來聯絡這兩個內網主機。
            現在我們來看看一個P2P軟體的流程，以下圖為例：

            Server S （219.237.60.1）
            |
            |
            +----------------------+----------------------+
            | |
            NAT A (外網IP:202.187.45.3) NAT B (外網IP:187.34.1.56)
            | (內網IP:192.168.0.1) | (內網IP:192.168.0.1)
            | |
            Client A (192.168.0.20:4000) Client B (192.168.0.10:40000)

            首先，Client A登入伺服器，NAT A為這次的Session分配了一個埠60000，那麼Server S收到的Client
            A的地址是202.187.45.3:60000，這就是Client A的外網地址了。同樣，Client B登入Server S，NAT
            B給此次Session分配的埠是40000，那麼Server S收到的B的地址是187.34.1.56:40000。
            此時，Client A與Client B都可以與Server S通訊了。如果Client A此時想直接傳送資訊給Client
            B，那麼他可以從Server S那兒獲得B的公網地址187.34.1.56:40000，是不是Client
            A向這個地址傳送資訊Client B就能收到了呢？答案是不行，因為如果這樣傳送資訊，NAT
            B會將這個資訊丟棄（因為這樣的資訊是不請自來的，為了安全，大多數NAT都會執行丟棄動作）。現在我們需要的是在NAT
            B上打一個方向為202.187.45.3（即Client A的外網地址）的洞，那麼Client
            A傳送到187.34.1.56:40000的資訊,Client B就能收到了。這個打洞命令由誰來發呢，呵呵，當然是Server S。
            總結一下這個過程：如果Client A想向Client B傳送資訊，那麼Client A傳送命令給Server S，請求Server
            S命令Client B向Client
            A方向打洞。呵呵，是不是很繞口，不過沒關係，想一想就很清楚了，何況還有原始碼呢（侯老師說過：在原始碼面前沒有祕密
            8）），然後Client A就可以通過Client B的外網地址與Client B通訊了。

            注意：以上過程只適合於Cone NAT的情況，如果是Symmetric NAT，那麼當Client B向Client
            A打洞的埠已經重新分配了，Client B將無法知道這個埠（如果Symmetric
            NAT的埠是順序分配的，那麼我們或許可以猜測這個埠號，可是由於可能導致失敗的因素太多，我們不推薦這種猜測埠的方法）。

             另一篇文章接上：

            下面解釋一下上面的文章中沒有提及或者說我覺得比較欠缺的地方.
             私有地址/埠和公有地址/埠:我們知道,現在大部分網路採用的都是NAPT(Network Address/Port Translator)了,這個東東的作用是一個對外的對話在經過NAT之後IP地址和埠號都會被改寫,在這裡把一次會話中客戶自己認為在使用的IP地址和埠號成為私有地址/埠,而把經過NAPT之後被改寫的IP地址和埠號稱為公有地址/埠.或者可以這麼理解,私有地址/埠是你家裡人對你的暱稱而公有地址/埠則是你真正對外公開的名字.如何獲得使用者的私用地址/埠號,這個很簡單了,而要得到公有地址/埠號就要在連線上另一臺機器之後由那臺機器看到的IP地址和埠號來表示.

             如果明白了上面的東西,下面進入我們的程式碼,在這裡解釋一下關鍵部分的實現:

             客戶端首先得到自己的私有地址/終端,然後向server端傳送登陸請求,server端在得到這個請求之後就可以知道這個client端的公有地址/終端,server會為每一個登陸的client儲存它們的私有地址/埠和公有地址/埠.

              OK,下面開始關鍵的打洞流程.假設client A要向client B對話,但是A不知道B的地址,即使知道根據NAT的原理這個對話在第一次會被拒絕,因為client B的NAT認為這是一個從沒有過的外部發來的請求.這個時候,A如果發現自己沒有儲存B的地址,或者說傳送給B的會話請求失敗了,它會要求server端讓B向A打一個洞,這個B->A的會話意義在於它使NAT B認為A的地址/埠是可以通過的地址/埠,這樣A再向B傳送對話的時候就不會再被NAT B拒絕了.打一個比方來說明打洞的過程,A想來B家做客,但是遭到了B的管家NAT B的拒絕,理由是:我從來沒有聽我家B提過你的名字,這時A找到了A,B都認識的朋友server,要求server給B報一個信,讓B去跟管家說A是我的朋友,於是,B跟管家NAT B說,A是我認識的朋友,這樣A的訪問請求就不會再被管家NAT B所拒絕了.簡而言之,UDP打洞就是一個通過server儲存下來的地址使得彼此之間能夠直接通訊的過程,server只管幫助建立連線,在建立間接之後就不再介入了.

            下面是一個模擬P2P聊天的過程的原始碼，過程很簡單，P2PServer執行在一個擁有公網IP的計算機上，P2PClient執行在兩個不同的NAT後（注意，如果兩個客戶端執行在一個NAT後，本程式很可能不能執行正常，這取決於你的NAT是否支援loopback
            translation，詳見http://midcom-p2p.sourceforge.net/draft-ford-midcom-p2p-01.txt，當然，此問題可以通過雙方先嚐試連線對方的內網IP來解決，但是這個程式碼只是為了驗證原理，並沒有處理這些問題），後登入的計算機可以獲得先登入計算機的使用者名稱，後登入的計算機通過send
            username message的格式來發送訊息。如果傳送成功，說明你已取得了直接與對方連線的成功。
            程式現在支援三個命令：send , getu , exit

            send格式：send username message
            功能：傳送資訊給username

            getu格式：getu
            功能：獲得當前伺服器使用者列表

            exit格式：exit
            功能：登出與伺服器的連線（伺服器不會自動監測客戶是否吊線）

另一篇介紹打洞技術的（補充）

UDP打洞技術依賴於由公共防火牆和cone NAT，允許適當的有計劃的端對端應用程式通過NAT"打洞"，即使當雙方的主機都處於NAT之後。這種技術在 RFC3027的5.1節[NAT PROT] 中進行了重點介紹，並且在Internet[KEGEL]中進行了非正式的描敘，還應用到了最新的一些協議，例如[TEREDO,ICE]協議中。不過，我們要注意的是，"術"如其名，UDP打洞技術的可靠性全都要依賴於UDP。
這裡將考慮兩種典型場景，來介紹連線的雙方應用程式如何按照計劃的進行通訊的，第一種場景，我們假設兩個客戶端都處於不同的NAT之後；第二種場景，我們假設兩個客戶端都處於同一個NAT之後，但是它們彼此都不知道(他們在同一個NAT中)。


 
處於不同NAT之後的客戶端通訊

    我們假設 Client A 和 Client B 都擁有自己的私有IP地址，並且都處在不同的NAT之後，端對端的程式運行於 CLIENT A,CLIENT B,S之間，並且它們都開放了UDP埠1234。 CLIENT A和CLIENT B首先分別與S建立通訊會話，這時NAT A把它自己的UDP埠62000分配給CLIENT A與S的會話，NAT B也把自己的UDP埠31000分配給CLIENT B與S的會話。

假如這個時候 CLIENT A 想與 CLIENT B建立一條UDP通訊直連，如果 CLIENT A只是簡單的傳送一個UDP資訊到CLIENT B的公網地址138.76.29.7:31000的話，NAT B會不加考慮的將這個資訊丟棄（除非NAT B是一個 full cone NAT），因為 這個UDP資訊中所包含的地址資訊，與CLIENT B和伺服器S建立連線時儲存在NAT B中的伺服器S的地址資訊不符。同樣的，CLIENT B如果做同樣的事情，傳送的UDP資訊也會被 NAT A 丟棄。

 假如 CLIENT A 開始傳送一個 UDP 資訊到 CLIENT B 的公網地址上，與此同時，他又通過S中轉發送了一個邀請資訊給CLIENT B，請求CLIENT B也給CLIENT A傳送一個UDP資訊到 CLIENT A的公網地址上。這時CLIENT A向CLIENT B的公網IP(138.76.29.7:31000)傳送的資訊導致 NAT A 開啟一個處於 CLIENT A的私有地址和CLIENT B的公網地址之間的新的通訊會話，與此同時，NAT B 也打開了一個處於CLIENT B的私有地址和CLIENT A的公網地址(155.99.25.11:62000)之間的新的通訊會話。一旦這個新的UDP會話各自向對方打開了，CLIENT A和CLIENT B之間就可以直接通訊，而無需S來牽線搭橋了。(這就是所謂的打洞技術)！