Life is beautiful

　端末が家庭用のルーターなどに代表されるNATに繋がっていてグローバルIPアドレスを持っていない場合、いかにして端末間のP2Pコミュニケーションを確立するかについてとても良くまとめて書いてあるドキュメントである。

　まず、NATがプライベートIPアドレス空間とグローバルIPアドレス空間をどのようにマッピングするかを説明している。ただし同じNATでも Core NAT方式とSymmetric NAT 方式という２つのタイプがあり、Symmetric NAT 方式のものだとP2P通信の確立が難しいと指摘してある。プライベートIPアドレスとポート番号（以下 IP:Port と略）を一度グローバルIP:Portにマッピングすると、通信相手が変わっても同じマッピングを続けるのが Core NATで、マッピングを変えてしまうのが Symmetric NATである。Core NATの場合には、一度サーバー側で端末のグローバルIP:Portを取得すれば、それを別の端末に渡して使わせることが出来るが、Symmetric NAT の場合はそれが出来ない点が難点である。

　次にUDP Port Punching のテクニックが丁寧に解説してある。まずは両方の端末がサーバーを介して互いのグローバルなIP:Portを交換し、次に一つの端末Aからもう一つの端末Bに相手のグローバル IP:Port でUDPパケットを送信する。この送信は端末B側のNATで拒否されるが、端末A側のNATには「端末BのグローバルIP:Port 向きの通信」がされた履歴が残る。引き続いて今度は逆に端末Bから端末AのグローバルIP:Port に対してUDPパケットを送信すると、端末A側のNATには先の「端末BのグローバルIP:Portに向けた通信」の履歴が残っているためそのパケットは素通りする。同時に端末B側のNATにも「端末AのグローバルIP:port外向き通信」の履歴が残り、この時点で２つの端末のUDP通信が確立されたことになる、と言うものである。（後、細かなことだが、両端末が同じNATにぶら下がっていた場合、この手法だとパケットのルーティングをしてくれないタイプのNATがあるらしく、そのケースに備えてローカルの IP:port も交換しておき、グローバルのものが働かなかった場合にローカルのを試すよう薦めている）。

　筆者は、これ以外にも、TCP/IP Port Punching の方法（ただしあまり信頼性は高くない）、Symmetric NAT で UDP Port Punching をする方法（これもあまり信頼性は高くない）なども述べているが、確実性という意味で、Core NAT 向けの UDP Port Punching を強く薦めている。その他にも、NAT設計者向けのメッセージや、P2Pアプリケーションを作る人向けの注意点（特にセキュリティに関して）がしっかりと書かれており、P2Pアプリケーションを作る人はぜひ一度は読むべき資料である。