PC（サーバ役）とandroid端末（クライアント役）間で通信したい

Question

前提・実現したいこと

現在javaで，端末間でP2P通信が出来るようなリアルタイムコミュニケーションアプリ（公には出さないアプリ）を自作しています．
その際に，NAT越えなどに必要なSTUNサーバ，Singnalingサーバをpc側で担おうと考えています．
クライアント側の処理をandroid studio
サーバ側の処理をeclipseで書き，それぞれ実行しています．

しかしlogを見ると，クライアントによるパケット送信処理までは進むのですが，STUNサーバのsocket.receive.();まで届いていないため，その後のステップに処理が流れません．おそらく，端末とPC間で通信が出来ていないとは推測できるのですが，なぜできないのか，何の処理が不足しているのかが分かりません．

1つのpc上でクライアントとサーバを担うプログラムをそれぞれの起動すると動くのですが，クライアントの処理をandroid端末で実装すると通信が出来ません。

以下を設定

STUNサーバ　　　　　 IP:"127.0.0.1"，port:55554
Singnalingサーバ    IP:"127.0.0.1"，port:55555

可読性が良くないですが，コードを載せておきます．
(1) eclipse上で以下のSTUNサーバの受信クラスを実行しておきます．

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

public class UDPHolePunchingServerReceive extends Thread {
    DatagramSocket serverSocket;
    UDPHolePunchingServerReceiveListener udpHolePunchingServerReceiveListener;

    UDPHolePunchingServerReceive(DatagramSocket datagramSocket,UDPHolePunchingServerReceiveListener udpHolePunchingServerReceiveListener){
        this.serverSocket = datagramSocket; //　datagramSocket = new DatagramSocket(port)   port = 55554
        this.udpHolePunchingServerReceiveListener = udpHolePunchingServerReceiveListener;
    }


    public void run(){

    	if(serverSocket == null) {
    		System.out.println( "socket is  null");
    	}
    	while(true) {
            // receive Data
            DatagramPacket receivePacket = new DatagramPacket(new byte[1024], 1024);
            try {
                serverSocket.receive(receivePacket);　// android studioの送信パケットが届かない
                String getMsg = new String(receivePacket.getData(), 0, receivePacket.getLength());
                if(getMsg.equals("Hello")){
                    udpHolePunchingServerReceiveListener.onReceiveMsg(receivePacket);
                    System.out.println("UDPHolePunchingReceive;getMsg:"+getMsg);
                }else{
                	System.out.println("UDPHolePunchingReceive;getMsg:"+getMsg);
                }
            } catch (IOException e) {
                System.out.println( "受信失敗"+e);
            }
        }
    }
}

(2) android studioから以下のSTUNサーバへの送信クラスを実行します．

import android.os.AsyncTask;
import android.util.Log;

import com.example.g_lockonbyaw.main.UtilCommon;

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;


public class STUNServerClientSend extends AsyncTask<String, String, Integer> {
    private DatagramSocket socket;
    ISTUNServerClientSend iSendSTUNServerClient;

    //コンストラクタ
    STUNServerClientSend(DatagramSocket socket, ISTUNServerClientSend iSendSTUNServerClient){
        this.socket = socket;
        this.iSendSTUNServerClient = iSendSTUNServerClient;
    }

    // 自端末からSTUN Serverへpingを送り続ける
    @Override
    protected Integer doInBackground(String... ttt) {
        String sendMsg = "Hello";
        UtilCommon utilCommon = (UtilCommon) UtilCommon.getAppContext();
        String stunServerIP = utilCommon.getStunServerIP();  // "127.0.0.1"
        int stunServerPort = utilCommon.getStunServerPort(); // 55554
        while(true) {
            try{
                byte[] sendData = sendMsg.getBytes();
                DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(
                        sendData,
                        sendData.length,
                        InetAddress.getByName(stunServerIP), 
                        stunServerPort
                );
                socket.send(sendPacket); //ping 送信
                if(sendMsg.equals("Hello")){
                    sendMsg = "Ping";
                    iSendSTUNServerClient.onSentHelloMsgToStun();
                }
                Log.d("STUNServerClientSender","doInBackgroundが呼ばれたよ");
                sleep();
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    private void sleep(){
        try {
            Thread.sleep(60000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

疑問

サーバについて実装したことがないため，詳しくないのですが，
通信を行う場合，「クライアントとサーバ側の最低2つの実行構成が必要である」という認識で合っていますか．
私は，この認識の基，クライアントの実装をandroid studioで，サーバ側の実装をeclipse上で実行しています．

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

android studio: 4.2
eclipse: Version: 2020-12 M1 (4.18.0 M1)

Comments

[y_waiwai]

いまいち構成がよくわからんですが、
すべて同一PC上で走らせて通信できないってことなんでしょうか

[jimbe]

確か AndroidStudio で実機でテストする場合、localhost をパソコンとして認識させるような設定が必要だったような気がしますが・・・そんな設定をした覚えはあるのですが何のためだったかが思い出せません(><;;;

つまり、パソコン上でサーバが動いていて、同じパソコン上でAndroidStudio でエミュレーダで動かすならサーバは localhost ですが、実機に入れて動かしたら localhost は(パソコンでは無く)実機になってしまうので、サーバのアドレスはちゃんとIPアドレスを指定しないといけないのでは・・・と、
String stunServerIP = utilCommon.getStunServerIP(); // "127.0.0.1"
のコメントを見て思いました。

[Jhon_McClane]

y_waiwai様
コメントありがとうございます。
実機にAndroidStudioでつくったアプリをインストールさせ実行し，
pc（サーバ）と実機間で通信したいです。
実機とpcで通信するため，同一pc上ではないと私は考えていました（同一上になっているのかわからない）。。。

[Jhon_McClane]

jimbe様
コメントありがとうございます．
そうすると，サーバをＰＣで代用しているため，pcのグローバルIPアドレスを指定する認識で合っていますでしょうか．

[ishina_yum]

Android機とPCは通信できている状態なのでしょうか？

たとえば「PC側で立ち上げたWebサーバーにAndroid機からアクセスすると、正常にWebページを表示できた」とかそういった確認はされていますか？

[Jhon_McClane]

ishina_yum様
コメントありがとうございます．
結論から言うと確認していません．互いに通信できていないと思われます。
サーバに強くないのですが，「PC側で立ち上げたWebサーバー」をすぐ作って確かめることは可能なのでしょうか。

[jimbe]

> pcのグローバルIPアドレス
実機がどう経由して PC に繋がるかによりますが… PC がインターネットに公開されていて 4G 等経由でインターネットから接続するのでしょうか。
それとも PC 繋がっている LAN に Wifi で繋がっているのでしょうか。
どちらにしても、その接続で使えるアドレスということになるでしょう。

[Jhon_McClane]

>jimbe様
PC 繋がっている LAN に Wifi で繋がっている状況です。
ゆくゆくは、レンタルサーバを借りる予定なので、それを考えると、実機テストはまだまだ先でいい気がしてきました。

[dodox86]

Androidのクライアントからサーバーに接続するときに、宛先サーバーのIPアドレスが
> STUNサーバ　　　　　 IP:"127.0.0.1"，port:55554
> Singnalingサーバ IP:"127.0.0.1"，port:55555
とかだったら、泣いても笑っても繋がりません。127.0.0.1はlocalhostへのループバックアドレスです。それと、以下の設定と確認は必須です。
https://developer.android.com/training/basics/network-ops/connecting?hl=ja

Answer 1

不慣れでしたら、余計な部分を省いたもので確認しておくのも良いのではないでしょうか。

以下のコードで PC 側を動かした後 Android 側を動かしてボタンを押すと、Eclipse のコンソールは

受信
Hello World!
終了

となりました。
"192.168.1.6" は Eclipse (や AndroidStudio) の動いている PC の LAN 側アドレスです。
ちなみに実機は Wifi で LAN に繋がっており、LAN 内でのアドレスは 192.168.1.9 (DHCP 配布)です。

PC 側(Eclipse で作成・実行)
UdpServer.java

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;

public class UdpServer {
  public static void main(String[] args) throws SocketException, IOException {
    byte[] buf = new byte[1024];

    DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
    try(DatagramSocket socket = new DatagramSocket(55554);) {
      System.out.println("受信");
      socket.receive(packet);
      int len = packet.getLength();
      System.out.println(new String(buf, 0, len));
      System.out.println("終了");
    }
  }
}

Android側(AndroidStudio で作成・エミュレータもしくは実機で実行)
MainActivity.java

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.widget.Button;

import java.io.IOException;
import java.net.*;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);

    Button sendButton = findViewById(R.id.send);
    sendButton.setOnClickListener(v -> {
      new Thread(() -> {
        byte[] data = "Hello World!".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
        try {
          InetAddress ip = InetAddress.getByName("192.168.1.6");
          DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length, ip, 55554);
          try(DatagramSocket socket = new DatagramSocket();) {
            socket.send(packet);
            Log.d("MainActivity","send");
          } catch(IOException e) {
            e.printStackTrace();
          }
        } catch(UnknownHostException | SecurityException e) {
          e.printStackTrace();
        }
      }).start();
    });
  }
}

レイアウト
activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout
    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    tools:context=".MainActivity">

  <Button
      android:id="@+id/send"
      android:layout_width="wrap_content"
      android:layout_height="wrap_content"
      android:text="Hello World!"
      app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
      app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
      app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"
      app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

</androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout>

AndroidManifest.xml に追加

  <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
  <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />

Comments

[Jhon_McClane]

jimbe様
解決することが出来ました。ありがとうございます。
やっと次のステップに進むことが出来ます。＾＾

Answer 2

括弧書きですが、公には出さないアプリという仕様なのですね。
それでしたら、SoftEatherを使うと、簡単にNAT超えしてVPN構築できます。
面倒なコーディングとか抜きで、同一LANとしてプログラミングできますよ。Open Sourceですが、企業向けサービスも展開しているのでオススメです。