局域网IP怎么变成广域网的IP

2020-04-2614:31:03 评论 551
摘 要

局域网IP怎么变成广域网的IP,其实在路由器上做nat(端口映射)就行了首先先介绍一些基本概念:NAT(Network

局域网IP怎么变成广域网的IP,其实在路由器上做nat(端口映射)就行了

首先先介绍一些基本概念:

NAT(Network   Address   Translators),网络地址转换:网络地址转换是在IP地址日益缺乏的情况下产生的,它的主要目的就是为了能够地址重用。NAT分为两大类,基本的NAT和NAPT(Network   Address/Port  Translator)。

最开始NAT是运行在路由器上的一个功能模块。

最先提出的是基本的NAT,它的产生基于如下事实:一个私有网络(域)中的节点中只有很少的节点需要与外网连接(呵呵,这是在上世纪90年代中期提出的)。那么这个子网中其实只有少数的节点需要全球唯一的IP地址,其他的节点的IP地址应该是可以重用的。

因此,基本的NAT实现的功能很简单,在子网内使用一个保留的IP子网段,这些IP对外是不可见的。子网内只有少数一些IP地址可以对应到真正全球唯一的IP地址。如果这些节点需要访问外部网络,那么基本NAT就负责将这个节点的子网内IP转化为一个全球唯一的IP然后发送出去。(基本的NAT会改变IP包中的原IP地址,但是不会改变IP包中的端口)

关于基本的NAT可以参看RFC   1631

另外一种NAT叫做NAPT,从名称上我们也可以看得出,NAPT不但会改变经过这个NAT设备的IP数据报的IP地址,还会改变IP数据报的TCP/UDP端口。基本NAT的设备可能我们见的不多(呵呵,我没有见到过),NAPT才是我们真正讨论的主角。看下图:

Server  S1

181.0.31:1235

|

^     Session   1   (A-S1)   ^      |

|     18.181.0.31:1235       |      |

v   155.99.25.11:62000       v      |

|

NAT

155.99.25.11

|

^     Session   1   (A-S1)    ^     |

|     18.181.0.31:1235        |     |

v       10.0.0.1:1234         v     |

|

Client   A

10.0.0.1:1234

有一个私有网络10.*.*.*,Client   A是其中的一台计算机,这个网络的网关(一个NAT设备)的外网IP是155.99.25.11(应该还有一个内网的IP地址,比如10.0.0.10)。如果Client   A中的某个进程(这个进程创建了一个UDP   Socket,这个Socket绑定1234端口)想访问外网主机18.181.0.31的1235端口,那么当数据包通过NAT时会发生什么事情呢?

首先NAT会改变这个数据包的原IP地址,改为155.99.25.11。接着NAT会为这个传输创建一个Session(Session是一个抽象的概念,如果是TCP,也许Session是由一个SYN包开始,以一个FIN包结束。而UDP呢,以这个IP的这个端口的第一个UDP开始,结束呢,呵呵,也许是几分钟,也许是几小时,这要看具体的实现了)并且给这个Session分配一个端口,比如62000,然后改变这个数据包的源端口为62000。所以本来是(10.0.0.1:1234-> 18.181.0.31:1235)的数据包到了上变为了(155.99.25.11:62000-> 18.181.0.31:1235)。

一旦NAT创建了一个Session后,NAT会记住62000端口对应的是10.0.0.1的1234端口,以后从18.181.0.31发送到62000端口的数据会被NAT自动的转发到10.0.0.1上。(注意:这里是说18.181.0.31发送到62000端口的数据会被转发,其他的IP发送到这个端口的数据将被NAT抛弃)这样Client   A就与Server   S1建立以了一个连接。

呵呵,上面的基础知识可能很多人都知道了,那么下面是关键的部分了。

看看下面的情况:

Server   S1                                                    Server   S2

18.181.0.31:1235                                               138.76.29.7:1235

|                                                            |

|                                                            |

------------------ -------------------- --------------------

|

^     Session   1   (A-S1)    ^        |             ^     Session   2   (A-S2)  ^

|     18.181.0.31:1235        |        |             |     138.76.29.7:1235      |

v   155.99.25.11:62000        v        |             v   155.99.25.11:62000      v

|

Cone   NAT

155.99.25.11

|

^     Session   1   (A-S1)     ^       |             ^     Session   2   (A-S2)    ^

|     18.181.0.31:1235         |       |             |     138.76.29.7:1235        |

v       10.0.0.1:1234          v       |             v       10.0.0.1:1234         v

|

Client   A

10.0.0.1:1234

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