NAT 映射过期 NAT mapping timeout

原因 ID hn-nat · 主责 研发团队·客户端开发 · 配合研发团队·服务器开发

路由器会把一段时间没有数据包往来的空闲连接从 NAT 表中删除。这是挂机一段时间后一动就掉线的常见原因。

起因路由器把“内网设备 ↔ 外部服务器”的连接记录在 NAT 表（地址转换表）中 → 结果一段时间没有数据包就从表中删除（UDP 通常为 30~120 秒） → 画面表现 服务器的数据包进不了家里，掉线

症状: 掉线
因素: 丢包
谁会遇到: 只有我, 同一家庭
何时出现: 挂机一段时间后
负责方: 主责 研发团队·客户端开发 · 配合研发团队·服务器开发
研发团队要做的事: 客户端：以不超过最短空闲超时一半的间隔发送心跳（UDP 映射只有从家里往外发的数据包才能可靠刷新，所以由客户端发），断开后自动重连。服务器：响应心跳，一段时间收不到就主动清理连接；映射被删、外部地址和端口变化时，用会话令牌（连接时拿到的确认码）确认是同一玩家并接续。
监控图上: 连接成批断开 · 掉线次数（心跳超时）、断开前的空闲时长
查看位置: 汇总服务器的断线原因，以及断开前该连接最后一个数据包往来后经过的时间（空闲时长），看其分布。测试时把 UDP 发包间隔逐步拉长到 30 秒、60 秒、120 秒，测出响应中断时的间隔
确认依据: 只有挂机中的连接会断，空闲时长集中在 30~120 秒这类特定值之后。把心跳间隔缩短到比它更短后消失
排除依据: 正在操作时也掉线，是线路或路由问题。只在特定移动运营商下集中在较短的值上，看“运营商共享 IP（CGNAT）”
确认手段: 需要游戏服务器/客户端的日志和指标

出处

RFC 4787: Network Address Translation (NAT) Behavioral Requirements for Unicast UDP IETF
UDP 映射计时器不得短于 2 分钟，建议默认 5 分钟以上；内网往外发的数据包必须刷新映射，外部进来的数据包刷新映射为可选
An Experimental Study of Home Gateway Characteristics (IMC 2010) ACM
对 34 款家用路由器的测量：UDP 映射保持 30~691 秒，中位数 90 秒，超过一半不到 2 分钟；TCP 中位数约 60 分钟
RFC 9308: Applicability of the QUIC Transport Protocol IETF
路径上有 NAT 的互联网环境中，约 30 秒间隔的 keep-alive 比较合适，更频繁会浪费流量和电量