当主机只有私有IP，没有公网IP的时候，如果想要连接到因特网，就需要使用NAT（Network Address Translation，网络地址转换）或PAT（Port Address Translation，端口地址转换）技术。
使用NAT上网时，需要在 连接局域网和因特网的 路由器上安装NAT软件，并且NAT路由器至少要有一个公网IP。当内网主机和因特网通信时，由NAT负责将（私有IP，私有Port）转换成（NAT公网IP，NAT公网Port）；当外部网络发来回应消息时，NAT还要负责将（NAT公网IP，NAT公网Port）转换回（私有IP，私有Port），并进行转发。NAT使用session记录这个映射关系。
NAT分为三类：
静态NAT：内网IP和公网IP是一对一的，一直不变的
动态NAT：适用于公网IP略少于内网IP的场景。将内网IP转换成公网IP时，公网IP是随机的，不确定的
NAPT（Network Address Port Translation，也叫PAT）：不仅会对源IP地址进行转换，还会对源端口进行转换，通过端口多路复用的方式，内网的所有主机可以共享一个公网IP地址。NAPT不仅可以最大程度的节约公网IP地址，还可以隐藏内部主机的端口，有效避免来自Internet的攻击。==目前应用最多的就是NAPT==
NAPT分为Cone NAPT（锥形NAPT）和Symmetric NAPT（对称NAPT）。
Cone NAPT又分为：
目前最常见的，应该是Port Restricted Cone NAPT（端口限制锥形NAPT）。它也是要穿透的目标。
这里只分析NAPT。
1，判断NAPT是Cone NAPT，还是Symmetric NAPT，Symmetric NAPT是无法穿透的
建立两个公网UDP Server，其中，Server1绑定（IP1，Port1），Server2绑定（IP2，Port2）。然后内网主机分别向这两个Server发送数据，Server收到的数据包的源地址就是（NATIP，NATPort），Server只需要把这个数据包的源地址进行序列化，然后发送到 该源地址 即可，NAT会将响应包转发给内网主机，最终内网主机就能拿到NAT转换后的IP地址和端口了。如果两次转换得到的IP地址和端口都相同，则说明是Cone NAPT，否则是Symmetric NAPT。
2，穿透Port Restricted Cone NAPT
如果程序能够穿透Port Restricted Cone NAPT，那么肯定能穿透Full Cone NAPT、Restricted Cone NAPT。
建立一个用于协调的公网UDP Server
假设有两个Client：
ClientA首先发送请求给Server。告知：Server转告ClientB（NATB-IP-B，NATB-Port-B），ClientA（NATA-IP-A，NATA-PORT-A）想要和它进行通信
ClientB向ClientA（NATA-IP-A，NATA-PORT-A）发送一个UDP数据包。该数据包到达NATA时，会被丢弃，因为ClientA没有和ClientB通信过。但是NATB会记住：ClientB（IP-B，Port-B）曾经向ClientA（NATA-IP-A，NATA-PORT-A）发送过报文，因此，以后以（NATA-IP-A，NATA-PORT-A）为源地址和源端口的数据包，会被NATB转发给ClientB（IP-B，Port-B）（也就是，ClientB为ClientA（NATA-IP-A，NATA-PORT-A）在NATB上打了个洞）
ClientB为ClientA（NATA-IP-A，NATA-PORT-A）在NATB上打完洞之后，需要通过Server转告ClientA（NATA-IP-A，NATA-PORT-A）：==洞已经为你打好，你可以跟我通信了==
ClientA收到Server的转告之后，会向ClientB（NATB-IP-B，NATB-Port-B）发起通信，数据包到达NATB时，NATB会将数据包转发给ClientB（IP-B，Port-B）。并且NATA会记住：ClientA（IP-A，Port-A）曾经向ClientB（NATB-IP-B，NATB-Port-B）发送过报文，因此，以后以（NATB-IP-B，NATB-Port-B）为源地址和源端口的数据包，会被NATA转发给ClientA（IP-A，Port-A）（也就是，ClientA为ClientB（NATB-IP-B，NATB-Port-B）在NATA上打了个洞）