如何用Python构建客户端无需端口转发的服务器客户端应用？

你观察到的这类场景本质是利用了NAT网络的出站连接规则，没有用到特殊的黑科技
首先明确一个前提：绝大多数民用、办公网络环境下，路由器默认禁止外部主动向内发起的未关联连接，但完全允许内部设备主动向外发起的连接，并且会自动为这个连接维持临时的端口映射条目，只要连接不中断，外部服务器就可以通过这个已经建立好的连接双向收发数据，完全不需要用户手动配置端口转发。

Discord、Chrome这类应用的通信逻辑就是：

• 客户端启动后主动向公网的自有服务器发起TCP/WebSocket连接（通常用80、443这类常用出站端口，基本不会被运营商或者路由器拦截）
• 连接建立后保持长连接不中断（通过定期发心跳包维持存活）
• 服务器需要给客户端发数据的时候，直接通过已经建立好的这个连接回传即可，不需要主动向客户端发起新连接

你之前搜不到对应内容可以用下面几个关键词检索：

• 客户端长连接推送
• 出站连接双向通信
• WebSocket全双工通信
• 服务端推送技术

最简单的实现可以用WebSocket协议，已经封装了全双工双向通信的能力，不需要自己处理底层连接维持逻辑：

依赖安装 #

pip install websockets

服务端示例代码（需要部署在有公网IP的服务器上） #

import asyncio
import websockets

# 存储所有已连接的客户端
connected_clients = set()

async def handle_client(websocket):
    connected_clients.add(websocket)
    try:
        # 循环接收客户端发送的消息
        async for message in websocket:
            print(f"收到客户端消息: {message}")
            # 示例：给所有其他客户端广播消息
            for client in connected_clients:
                if client != websocket:
                    await client.send(f"服务器转发: {message}")
    finally:
        connected_clients.remove(websocket)

async def main():
    async with websockets.serve(handle_client, "0.0.0.0", 8765):
        await asyncio.Future()  # 保持服务永久运行

if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(main())

客户端示例代码（运行在用户内网设备上，不需要任何端口转发） #

import asyncio
import websockets

async def client_run():
    # 此处替换为你公网服务器的IP和端口
    async with websockets.connect("ws://你的公网服务器IP:8765") as websocket:
        # 客户端主动发消息给服务器
        await websocket.send("客户端上线")
        # 循环接收服务器主动推送的消息
        async for message in websocket:
            print(f"收到服务器推送: {message}")

if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(client_run())

注意事项 #

• 服务端必须部署在有公网IP的服务器上，防火墙需要开放对应端口（示例用的8765）
• 如果要兼容更严格的网络环境，可以把WebSocket换成基于443端口的WSS（加密WebSocket），几乎不会被网络拦截
• 长时间运行的场景需要加心跳包逻辑，避免路由器的NAT映射超时自动断开连接

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Linxs