Дмитрий

Пробитие НАТа -- это оооочень сложная и неоднозначная тема. Там используется целый комплекс различных процедур, который называется Interactive Connectivity Establishment.
То, что вы описали, это самый элементарный вариант техники. Который применим в 15-20% случаев.

Торрент-клиентам, по сути, это не так важно как, например, для стримминга видео или голоса. Но они тоже используют очень много всего для этой задачи: от UPnP и NAT-PMP до довольно сложных техник из стандарта ICE.
Ещё в торрентах используется DHT, у которой часто есть bootstrap-узлы с постоянными белыми адресами, потом через эти узлы идёт уже инициализация всей системы, и последующий поиск адресов в ней.

В общем, если вам интересно, можете заняться исследованиями, но суть в том, что результат будет зависеть от настроек НАТа провайдера. На вашем провайдере будет работать, а у соседа уже не будет... С этим бьются корпорации типа Гугла, например. Да и то, с переменным результатом.

Если нужно на поиграться, можете взять существующую библиотеку, например, PJNATH или libnice. Если для серьёзного проекта, то лучше выдрать реализацию из гугловского WebRTC, там она постабильнее будет.

но они сразу создаются конечного размера, по 5 Гб каждый

А вы уверены, что это не sparse-файлы? Насколько я помню, когда давным давно юзал трансмишн, он не создавал целые файлы, а только разреженные.

Просто суть в том, что все файлы при создании раздачи идут как поток байт. Этот поток делится на чанки определённого размера. Так вот, этот чанк может захватить конец нужного вам файла, и начало ненужного, а скачать его частично вы не можете, только чанк целиком. Ну и, соответственно, если вы вдруг заходите потом докачать, клиент сохраняет конкретно этот маленький кусок.

Может быть, у вас ФС без поддержки разреженных файлов?