如何使用Python实现不同ISP下两台计算机连接与文件传输

核心原则：完全免费、无付费云服务器依赖、代码符合Pythonic简洁高效的设计风格、专门针对大体积视频文件双向传输场景优化，无冗余功能。

选型逻辑 #

• 优先走直连链路，不依赖中转服务器，能跑满两端带宽，无流量限制
• 所有依赖组件均为Python生态开源免费组件，无付费门槛
• 逻辑分层做兜底，从最优到最差链路自动切换，无需手动调试复杂配置
• 代码尽量用标准库+成熟轻量第三方包，避免过度封装，可读性和可维护性拉满

具体实现路径 #

• 第一步：链路探测按优先级自动切换
  • 优先探测两端公网IPv6地址：目前国内主流家宽、手机热点基本都已分配公网IPv6，只要两端能拿到IPv6地址，直接走IPv6 TCP直连，零成本、打洞成功率100%
  • 无可用IPv6的场景，用公共免费STUN服务探测两端NAT类型和公网UDP映射端口，通过免费公共MQTT broker做信令交换（无需自行搭建信令服务，零成本），交换地址信息后自动做UDP打洞，打洞成功后切TCP链路传文件，90%以上的家宽NAT场景都能打通
  • 极端对称NAT场景打洞失败的话，用身边闲置的低功耗设备（比如树莓派、旧手机跑Python脚本）做临时中继，不用额外花钱买云服务器，中继只在打洞失败时启用，平时不占资源
• 第二步：文件传输逻辑（完全Pythonic实现）

  遵循Python"直白优于隐晦"的设计原则，不搞花里胡哨的功能，只针对视频传输做核心优化

  • 用asyncio+aiofiles做异步分块读写，单块大小设为1MB，哪怕是几十G的4K视频，也不会占满内存，传输过程不会卡进程
  • 内置断点续传逻辑：传文件前先交换两端文件的MD5值和已传输分片大小，传输中断后下次启动直接从断点续传，不用从头重传
  • 双向传输无主次：两台设备跑同一份脚本，既可以主动选本地视频推送给对端，也可以自动接收对端发来的文件存到指定目录，没有服务端客户端的强制区分
  • 内置轻量AES加密，用cryptography库实现，传输内容全程加密，不会被链路窃听
• 第三步：部署方式
  • 依赖安装只需要一条命令：pip install pystun3 paho-mqtt aiofiles cryptography
  • 脚本写完后可以用pyinstaller打包成单文件可执行程序，不用在两台电脑上装Python环境，双击就能跑
  • 第一次跑只需要填对端唯一识别码、本地文件存储目录两个参数，剩下的链路探测、打洞、连接逻辑全自动运行，不用手动配端口映射

核心代码片段示例 #

STUN地址探测代码：

import stun
# 探测本地NAT类型和公网映射地址
nat_type, external_ip, external_port = stun.get_ip_info()

信令交换核心代码（用免费公共MQTT服务，无需自建）：

import paho.mqtt.client as mqtt
import json
from uuid import uuid4

PEER_ID = str(uuid4())
TOPIC = "p2p_video_transfer_peers"

# 初始化MQTT客户端连接公共服务
client = mqtt.Client(client_id=f"video_transfer_{PEER_ID}")
client.connect("public-mqtt-broker", 1883, 60)

# 上报自己的连接信息
def report_addr(ip, port):
    msg = json.dumps({"peer_id": PEER_ID, "ip": ip, "port": port})
    client.publish(TOPIC, msg)

# 订阅对端上报的地址信息
client.subscribe(TOPIC)
client.on_message = lambda client, userdata, msg: handle_peer_msg(json.loads(msg.payload))
client.loop_start()

避坑说明 #

• 用IPv6直连的时候，记得给Python程序放开系统防火墙的入站权限，不然会被防火墙拦截连接
• 公共STUN、MQTT服务是免费公共资源，只用来做信令交换和地址探测，不要用来跑大流量中继，个人传文件使用完全不会被限流
• 传输大视频的时候不要开VPN类软件，不然会路由错乱导致打洞失败

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mrin9san