Как я могу получить доступ к ServerSocket за маршрутизатором NAT?

Цель

Я делаю приложение чата для Android и в настоящее время тестирую с 2 телефонами, которые в конечном итоге должны работать для нескольких тысяч пользователей.

проблема

Я получаю исключение ConnectionException, в котором говорится, что «Отказано в соединении», когда два телефона пытаются соединиться друг с другом через сокеты.

Текущий дизайн

Каждый телефон запускает ServerSocket, вызывает метод accept (), ожидая подключения какого-либо Socket, и какой бы телефон ни отправлял сообщение первым, будет создан клиентский Socket. Я уверен, что IP-адреса, которые я использую, являются правильными (они фактически используют один и тот же внешний IP).
Я считаю, что проблема с портами. Я генерирую номер порта в случайном порядке, и если он бесплатен, я говорю ServerSocket s = new ServerSocket( randomPortNumber ),

То, что я думаю, является источником проблемы

Проблема в том, что этот номер порта находится за маршрутизатором NAT. Поэтому, когда Socket пытается подключиться к ServerSocket, используя что-то вроде Socket socket = new Socket( ip, serverSocketRandomPortNumber ), он попытается подключиться к маршрутизатору NAT и передать ему этот номер порта, который не будет работать, так как сам маршрутизатор не прослушивает этот порт, но телефон за маршрутизатором находится.

Вопросы и мысли

У меня вопрос, как мне справиться с этой проблемой?

Должен ли я изменить свой дизайн?

Если нужно, альтернативный дизайн, о котором я думаю, — это использовать один ServerSocket на веб-хосте и использовать его для перенаправления сообщений, отправляемых из клиентских сокетов в другие клиентские сокеты.

Я буду реализовывать на стороне сервера в php ссылки на что-то вроде этого:
http://php.net/manual/en/sockets.examples.php

И я бы все еще использовал Java для клиентской стороны.