upnp原理

WANIPConnection

参考：http://upnp.org/specs/gw/UPnP-gw-WANIPConnection-v2-Service.pdf

AddPortMapping()
NAT
upnp流程
最多进行4层映射，第一层路由通过/proc/net/route获取本地网关，也就是route -n的功能，第一层映射成功后，可以根据GetExternalIPAddress获得该层路由出口ip，如果出口ip为内网ip，说明还有多层路由，traceroute可以跟踪路由信息，如traceroute -m 4 -w 1 -q 2 www.baidu.com，设置为各层路由的网关，使用出口ip作为NewInternalClient，发送upnp映射请求给各层路由的网关，尝试多层映射。

1. 设备 A 向多播地址发送信息（例如，发送到组播地址 X.X.X.X）。
2. 其他监听同一组播地址的设备 B、C、D 等可能会收到这个信息。
3. 设备 B 在收到信息后，如果需要回复，会使用单播（Unicast）向设备 A 发送回复。
4. 回复消息中的来源 IP 地址是设备 B 的 IP 地址。

#define UPNP_MULTICAST "239.255.255.250"
#define UPNP_MULTICAST_PORT 1900
#define UPNP_SERVICE_WANIP "urn:schemas-upnp-org:service:WANIPConnection:1"
#define UPNP_SERVICE_WANPPP "urn:schemas-upnp-org:service:WANPPPConnection:1"

struct sockaddr_in addr = { 0 };
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(UPNP_MULTICAST);
addr.sin_port = htons(UPNP_MULTICAST_PORT);

//发送组播搜索路由器
char buf[1024] = { 0 };
snprintf(buf, sizeof(buf), "M-SEARCH * HTTP/1.1\r\nHOST: 239.255.255.250:1900\r\nMAN: \"ssdp:discover\"\r\nMX: 6\r\nST: %s\r\n\r\n", UPNP_SERVICE_WANPPP);
sendto(sock, buf, strlen(buf), 0, (sockaddr*)&addr, sizeof(addr);

memset(buf, 0, 1024);
snprintf(buf, sizeof(buf), "M-SEARCH * HTTP/1.1\r\nHOST: 239.255.255.250:1900\r\nMAN: \"ssdp:discover\"\r\nMX: 6\r\nST: %s\r\n\r\n", UPNP_SERVICE_WANIP);
sendto(sock, buf, strlen(buf), 0, (sockaddr*)&addr, sizeof(addr))

//还要循环发给各级网关，第二层nat打洞只需要往该层网关发就行
for (auto it = gatewaySet.begin(); it != gatewaySet.end(); ++it) {
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(it->c_str());
    addr.sin_port = htons(UPNP_MULTICAST_PORT);

    snprintf(buf, sizeof(buf), "M-SEARCH * HTTP/1.1\r\nHOST: 239.255.255.250:1900\r\nMAN: \"ssdp:discover\"\r\nMX: 6\r\nST: %s\r\n\r\n", UPNP_SERVICE_WANPPP);
    sendto(sock, buf, strlen(buf), 0, (sockaddr*)&addr, sizeof(addr));

    memset(buf, 0, 1024);
    snprintf(buf, sizeof(buf), "M-SEARCH * HTTP/1.1\r\nHOST: 239.255.255.250:1900\r\nMAN: \"ssdp:discover\"\r\nMX: 6\r\nST: %s\r\n\r\n", UPNP_SERVICE_WANIP);
    sendto(sock, buf, strlen(buf), 0, (sockaddr*)&addr, sizeof(addr))
}

//接收路由器的响应
char buf[4096] = { 0 };
socklen_t addrLen = sizeof(sockaddr_in);
recvfrom(sock, buf, sizeof(buf) - 1, 0, (sockaddr*)&addr, &addrLen);

解析流程如下：

GetExternalIPAddress，获取externalIp，作为下次映射的localIp
CheckPortMapping
DelPortMapping
AddPortMapping
CheckPortMapping

WANIPv6FirewallControl

参考：http://upnp.org/specs/gw/UPnP-gw-WANIPv6FirewallControl-v1-Service.pdf

AddPinhole()
UpdatePinhole()
DeletePinhole()
GetOutboundPinholeTimeout()
GetFirewallStatus()
GetPinholePackets()
CheckPinholeWorking()

在 IPv4 中，NAT（网络地址转换）是缓解 IPv4 地址短缺的流行服务。例如，NAT 允许私有网络上的多台主机使用单个公共 IP 地址访问 Internet。 IPv6 的设计部分是为了纠正 IPv4 中的某些缺陷。特别是，IPv6 地址空间比 IPv4 地址空间大得多，因此希望不存在 IPv6 地址短缺的风险。
因此，IPv6 不再需要 NAT，恢复了端到端的通信范式。然而，使用 IPv4 NAT 的副作用之一是许多供应商和用户认为 NAT 通过隐藏设备的 IP 地址来为设备提供一些基本的安全性，从而保护设备免受外部攻击。
许多专家对 NAT 的假定安全声明提出异议。然而，许多供应商和用户可能希望防火墙服务保护内部主机免受外部访问，以便内部设备继续具有抵御外部攻击的基本安全性。
在 IPv6 防火墙很常见的可能场景中，如果有一种类似于 NAT 穿越的方式来动态控制防火墙，那么对某些应用程序将是有益的。在这种情况下，IPv6 IGD 供应商可以实施 WANIPv6FirewallControl 服务（而不是 WANIPConnection 服务）以允许 UPnP 控制点控制 IGD 的防火墙。
对于使用以前的 WANIPConnection 服务的 UPnP CP，使用 WANIPv6FirewallControl 服务所需的返工量有望减少，因为这两种服务非常相似。