分散型ホールパンチング

libp2pにて使われているノード同士の接続確立の仕組み

まずIdentifyを用いてダイアルしたい相手のIPアドレスを取得する

AutoNATで自身がNATもしくはファイアウォールに秘匿されていないパブリックノードかプライベートノードかを判別する

パブリックノードがリレーサーバーの役割を務める

プライベートノードの場合Circuit v2プロトコルの上でリレーサーバーとの接続を確立する

DHTアルゴリズムを用いれば最も近いリレーノードを見つけることもできる

以下はDCUtRが司どる

ダイアルされる側のみプライベートノードの場合

https://scrapbox.io/files/634a67dcb31dc000200d8ef8.jpg

(YがXにダイヤルしている)

1. Yはリレーサーバーに接続し、Xへのリレーを要請する

2. リレーサーバーはXへ接続をリレーする

3. XはYとの接続を試みる。Yはパブリックノードであるためこれは成功する

双方がプライベートノードの場合

https://scrapbox.io/files/634a6cc3861239001f7f7467.jpeg

上から続く

(X→Yへのホールパンチング)

4. Xはリレーサーバーを介してYへパケットを送る

5. リレーサーバーを介して4を受け取ったYはパケットを送り返す

6. Xは5を受け取ることでRTTを計測し、YにCONNECTメッセージを送る

7. またXは6を送ってからRTT/2が経過したらYに直接パケットを送信する

8. Yは6受け取ったらすぐにXに直接パケットを送信する

RTTに大きな誤差がなければ4と5のタイミングはほぼ等しくなり、双方はお互いにポートを開けた状態で相手のパケットを受け取れることになる。これがサーバーを介さないホールパンチングの肝である

以下は各プロトコルにおける方法である

従来のホールパンチングが可能なプロトコルであれば分散型も実現できる

TCPにおける処理

QUICにおける処理