Как реализован коннект мессенджеров и работа сети?

Несколько вопросов - по программированию в android и глобально по сетям.
Сразу хочу обратить внимание, что я не программист (но есть определенные знания), скорее продвинутый пользователь.

Вопрос 1-й. У меня установлено 4-ре мессенжера - viber, hangouts, watsapp, skype. Все они довольно шустро (по сравнению с десктопными версиями) откликаются на входящие сообщения. Задержка секунд 5-10 по сравнению с десктопом даже если телефон "спит". А иногда сообщения приходят и быстрее чем на десктоп.

Вопрос - как это реализовано?
Если допустить что я за NAT, или еду в машине и постоянно меняю базовую станцию (возможно и ip), то, следовательно инициатором соединения с сервером сообщений должен быть я (точнее мой телефон). Допускаю, что при определенном событии (отключение/подключение к точке wifi, смене cellId) android сообщает зарегистрированным слушателям (мессенжерам), что допустим ip изменился, и надо сообщить своим серверам новые данные для коннекта. После чего все (viber, hangouts, watsapp, skype) дружно ломятся к "родительским" серверам и сообщают - "Мы здесь".
Но что происходит в спящем режиме? Допустим сервер skype получил входящее мне сообщение. Куда он коннектится? Обычно, насколько я знаю, что бы установить коннект с другим компьютером в сети нужен ip и порт. Причем порт должен постоянно прослушиваться каким то процессом. Причем насколько я понимаю - одним. Но если я за NAT и никакой порт не проброшен? По идее тогда сервер skype должен ждать, пока мой клиент не проснется, сделает запрос и только тогда он сможет ему сказать - "парень, у тебя тут сообщение". Следовательно мой клиент-скайп должен периодически - скажем раз в 30 сек делать запрос? Но тогда нужно ли ему будить мой телефон (выводить из спящего режима)?
По моим ощущениям телефон с включенным skype ест не намного больше батарею, чем с отключенным. Если быть справедливым - то я практически не вижу разницы. При этом никакой активностью ночью (судя по данным androida - расход батареи). Но сообщения входящие - доходят.
В общем, интересен принцип работы.
Так же допускаю (предполагаю/фантазирую), что в android может быть какая то единая служба входящих сообщений (которая может работать условно говоря - аппаратно в спящем режиме). И которая при получении входящего - будит нужный процесс. За счет чего и получается, что основные наши процессы спят и будит разбужены извне только по событию (приход сообщения)

Из первого вопроса вытекает второй.
Допустим я за NAT. Посылаю запрос на сервер (сервер естественно с белым ip и открытым портом). Сервер мне отвечает. Причем понятно отвечает не мгновенно - допустим ему нужно время на обработку запроса. Какой время продержится этот условно говоря "канал". Это зависит от моего роутера? В нем же, как я понимаю, хранится таблица NAT (которая, как я понял временно хранит соответствие внутреннего ip и порта отправленного наружу пакета (с определенного, свободного порта роутера), что бы потом, при ответе внешнего сервера на этот порт переадресовать его на внутренний ip).
Так вот - сколько времени будет "жить" этот канал? Для домашних роутеров например. Секунд 30 предполагаю точно, а больше 5 минут? Час? Сутки? От чего это зависит?