N4：双 NAT4 网络打洞测试工具

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我是 Natter 的作者。我创作 Natter 的起因是：我有一条移动送的千兆宽带，没有公网，但为 NAT1 。

创作 Natter ，也是为了证明：

TCP 也能打洞
单端打洞是可能的（利用公共 STUN & HTTP 服务器，且对端无需打洞客户端）

但是，好景不长，两年后家庭宽带 IPv6 被停，IPv4 变为 NAT4 (/t/1044806) 🤦‍♂️

然而我发现，我这里移动 NAT4 的外部端口是递增分配的。手机流量也是。于是着手开发 N4 工具。

N4 工具是为了证明：

NAT4 - NAT4 也能打洞
只要最外侧 NAT 均为端口递增型，无论后面套多少层 NAT 都能成功打洞

具体工具和实现原理见：

https://github.com/MikeWang000000/n4

P.S. 本质上是端口预测，递增型是最好预测的一种情形。如果不是递增，但具有某种规律，或许通过机器学习等方法预测未来的端口也是可行的...

16 条回复 • 2024-06-03 22:16:56 +08:00

w568w

20 天前

NAT4 无法穿透的本质是 Address&Port-Dependent Filtering ，猜测 NAT4 端口目前通用的策略就两种，假设规律（比如递增或者别的什么规律）和生日攻击。

生日攻击的实现可以参考 https://github.com/jflyup/nat_traversal 。不过实际中运营商不会允许同一 IP 同时占用那么多表项，所以成功率很低。

之前论坛里也有说 Frp 的 XTCP 模式会尝试猜测 nat4 端口，可以看看他们的算法： https://www.v2ex.com/t/995966 。

不过我从家宽连接教育网里的服务器（两边 NAT4 ），从来没成功过…

icaolei

20 天前

膜拜一下，才几天时间就搓出这个项目了。这效率太强了。👍

mikewang

20 天前

@w568w #1

Address and Port-Dependent Filtering 对应的应该是 NAT3 ，这个还能通过 STUN 找到外部端口对应； NAT4 更严格，问题在于不知道外部端口。

生日攻击在理论上成立，但是实际上应用有点困难（和你所说的原因一样）：

类似于 TCP 的 “最大连接数”，UDP 也存在类似限制（实质就是映射表项数量的限制）。
在我的环境测试，UDP “连接数” 到达 100 往上时，便出现随机丢包，超过 2000 便无法向新地址发包。

此时再怎么测都是无效的，因为实际上 UDP 包根本就没有发出去，甚至没有形成映射。

所以 N4 只能采用不那么暴力的方式预测，每次在小范围内（默认一轮 25 个端口）尝试，这样就存在成功的可能。

mikewang

20 天前

@w568w #1
另外感谢指路，jflyup/nat_traversal 使用小 TTL 防止触发 flooding protection 的思路很妙。
我也参考下其他算法看看能否进一步提升成功概率。