C# p2p UDP穿越NAT,UDP打洞源码

思路如下（参照源代码）：

　　1、 frmServer启动两个网络侦听，主连接侦听，协助打洞的侦听。

　　2、 frmClientA和frmClientB分别与frmServer的主连接保持联系。

　　3、 当frmClientA需要和frmClientB建立直接的udp连接时，首先连接frmServer的协助打洞端口，并发送协助连接申请,同时在该端口号上启动侦听。

4、  frmServer的协助打洞连接收到frmClientA的申请后通过主连接通知frmClientB，并将frmClientA经过NAT-A转换后的公网IP地址和端口等信息告诉frmClientB。

　　5、 frmClientB收到frmServer的连接通知后首先与frmServer的协助打洞端口连接，发送一些数据后立即断开，目的是让frmServer能知道frmClientB经过NAT-B转换后的公网IP和端口号。

　　6、 frmClientB尝试与frmClientA的经过NAT-A转换后的公网IP地址和端口进行connect，不同的路由器会有不同的结果，多数路由器对未知不请自到的SYN请求包直接丢弃而导致connect失败，但NAT-A会纪录此次连接的源地址和端口号，为接下来真正的连接做好了准备，这就是所谓的打洞，即frmClientB向frmClientA打了一个洞，下次frmClientA就能直接连接到frmClientB刚才使用的端口号了。

　　7、 客户端frmClientB打洞的同时在相同的端口上启动侦听。frmClientB在一切准备就绪以后通过与frmServer的主连接回复消息“可以了，已经准备”，frmServer在收到以后将frmClientB经过NAT-B转换后的公网IP和端口号告诉给frmClientA。

　　8、 frmClientA收到frmServer回复的frmClientB的公网IP和端口号等信息以后，开始连接到frmClientB公网IP和端口号，由于在步骤6中frmClientB曾经尝试连接过frmClientA的公网IP地址和端口，NAT-A纪录了此次连接的信息，所以当frmClientA主动连接frmClientB时，NAT-B会认为是合法的SYN数据，并允许通过，从而直接的udp连接建立起来了。

• frmClientB

客户端核心代码：

 private void Run()
         {
             try
             {
                 byte[] buffer;//接受数据用
                 while (true)
                 {
                     buffer = _client.Receive(ref _remotePoint);//_remotePoint变量返回当前连接的用户IP地址 

                     object msgObj = ObjectSerializer.Deserialize(buffer);
                     Type msgType = msgObj.GetType();
                     DoWriteLog("接收到消息:" + msgType.ToString() + " From:" + _remotePoint.ToString());

                     if (msgType == typeof(S2C_UserListMessage))
                     {
                         // 更新用户列表
                         S2C_UserListMessage usersMsg = (S2C_UserListMessage)msgObj;
                         _userList.Clear();

                         foreach (User user in usersMsg.UserList)
                             _userList.Add(user);

                         this.DisplayUsers(_userList);
                     }
                     else if (msgType == typeof(S2C_UserAction))
                     {
                         //用户动作，新用户登录/用户登出
                         S2C_UserAction msgAction = (S2C_UserAction)msgObj;
                         if (msgAction.Action == UserAction.Login)
                         {
                             _userList.Add(msgAction.User);
                             this.DisplayUsers(_userList);
                         }
                         else if (msgAction.Action == UserAction.Logout)
                         {
                             User user = _userList.Find(msgAction.User.UserName);
                             if (user != null) _userList.Remove(user);
                             this.DisplayUsers(_userList);
                         }
                     }
                     else if (msgType == typeof(S2C_HolePunchingMessage))
                     {
                         //接受到服务器的打洞命令
                         S2C_HolePunchingMessage msgHolePunching = (S2C_HolePunchingMessage)msgObj;

                         //NAT-B的用户给NAT-A的用户发送消息,此时UDP包肯定会被NAT-A丢弃，
                         //因为NAT-A上并没有A->NAT-B的合法Session, 但是现在NAT-B上就建立了有B->NAT-A的合法session了!
                         P2P_HolePunchingTestMessage msgTest = new P2P_HolePunchingTestMessage(_LocalUserName);
                         this.SendMessage(msgTest, msgHolePunching.RemotePoint);
                     }
                     else if (msgType == typeof(P2P_HolePunchingTestMessage))
                     {
                         //UDP打洞测试消息
                         //_HoleAccepted = true;
                         P2P_HolePunchingTestMessage msgTest = (P2P_HolePunchingTestMessage)msgObj;
                         UpdateConnection(msgTest.UserName, _remotePoint);

                         //发送确认消息
                         P2P_HolePunchingResponse response = new P2P_HolePunchingResponse(_LocalUserName);
                         this.SendMessage(response, _remotePoint);
                     }
                     else if (msgType == typeof(P2P_HolePunchingResponse))
                     {
                         //_HoleAccepted = true;//打洞成功
                         P2P_HolePunchingResponse msg = msgObj as P2P_HolePunchingResponse;
                         UpdateConnection(msg.UserName, _remotePoint);

                     }
                     else if (msgType == typeof(P2P_TalkMessage))
                     {
                         //用户间对话消息
                         P2P_TalkMessage workMsg = (P2P_TalkMessage)msgObj;
                         DoWriteLog(workMsg.Message);
                     }
                     else
                     {
                         DoWriteLog("收到未知消息!");
                     }
                 }
             }
             catch (Exception ex) { DoWriteLog(ex.Message); }
         }

• frmClientA

服务端核心代码：

 private void Run()
         {
             byte[] msgBuffer = null;

             while (true)
             {
                 msgBuffer = _server.Receive(ref _remotePoint); //接受消息
                 try
                 {
                     //将消息转换为对象
                     object msgObject = ObjectSerializer.Deserialize(msgBuffer);
                     if (msgObject == null) continue;

                     Type msgType = msgObject.GetType();
                     DoWriteLog("接收到消息:" + msgType.ToString());
                     DoWriteLog("From:" + _remotePoint.ToString());

                     //新用户登录
                     if (msgType == typeof(C2S_LoginMessage))
                     {
                         C2S_LoginMessage lginMsg = (C2S_LoginMessage)msgObject;
                         DoWriteLog(string.Format("用户’{0}’已登录!", lginMsg.FromUserName));

                         // 添加用户到列表
                         IPEndPoint userEndPoint = new IPEndPoint(_remotePoint.Address, _remotePoint.Port);
                         User user = new User(lginMsg.FromUserName, userEndPoint);
                         _userList.Add(user);

                         this.DoUserChanged(_userList);

                         //通知所有人，有新用户登录
                         S2C_UserAction msgNewUser = new S2C_UserAction(user, UserAction.Login);
                         foreach (User u in _userList)
                         {
                             if (u.UserName == user.UserName) //如果是自己，发送所有在线用户列表
                                 this.SendMessage(new S2C_UserListMessage(_userList), u.NetPoint);
                             else
                                 this.SendMessage(msgNewUser, u.NetPoint);
                         }
                     }
                     else if (msgType == typeof(C2S_LogoutMessage))
                     {
                         C2S_LogoutMessage lgoutMsg = (C2S_LogoutMessage)msgObject;
                         DoWriteLog(string.Format("用户’{0}’已登出!", lgoutMsg.FromUserName));

                         // 从列表中删除用户
                         User logoutUser = _userList.Find(lgoutMsg.FromUserName);
                         if (logoutUser != null) _userList.Remove(logoutUser);

                         this.DoUserChanged(_userList);

                         //通知所有人，有用户登出
                         S2C_UserAction msgNewUser = new S2C_UserAction(logoutUser, UserAction.Logout);
                         foreach (User u in _userList)
                             this.SendMessage(msgNewUser, u.NetPoint);
                     }
                     else if (msgType == typeof(C2S_HolePunchingRequestMessage))
                     {
                         //接收到A给B打洞的消息,打洞请求，由客户端发送给服务器端
                         C2S_HolePunchingRequestMessage msgHoleReq = (C2S_HolePunchingRequestMessage)msgObject;

                         User userA = _userList.Find(msgHoleReq.FromUserName);
                         User userB = _userList.Find(msgHoleReq.ToUserName);

                         // 发送打洞(Punching Hole)消息
                         DoWriteLog(string.Format("用户:[{0} IP:{1}]想与[{2} IP:{3}]建立对话通道.",
                         userA.UserName, userA.NetPoint.ToString(),
                         userB.UserName, userB.NetPoint.ToString()));

                         //由Server发送消息给B,将A的IP的IP地址信息告诉B,然后由B发送一个测试消息给A.
                         S2C_HolePunchingMessage msgHolePunching = new S2C_HolePunchingMessage(_remotePoint);
                         this.SendMessage(msgHolePunching, userB.NetPoint); //Server->B
                     }
                     else if (msgType == typeof(C2S_GetUsersMessage))
                     {
                         // 发送当前用户信息
                         S2C_UserListMessage srvResMsg = new S2C_UserListMessage(_userList);
                         this.SendMessage(srvResMsg, _remotePoint);
                     }
                 }
                 catch (Exception ex) { DoWriteLog(ex.Message); }
             }
         }

• frmServer

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