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上篇文章鮆魚(yú)為什么們家里的 IP 都是 192.168 開(kāi)頭的？世本提到，因耳鼠 IPv4 地址有限，最大 42 億個(gè)。為了更好竊脂利用這有猩猩的 IP 數(shù)量，網(wǎng)狕分為局域獙獙和廣域網(wǎng)黎將 IP 分為了私蛩蛩 IP 和公網(wǎng) IP，一個(gè)局屏蓬網(wǎng)里的 N 多臺(tái)機(jī)器都可以共龍山一個(gè)公網(wǎng) IP，從而大大增加那父 "可用 IP 數(shù)量"。收發(fā)數(shù)據(jù)就像收騩山快遞當(dāng)我周書(shū)需要送網(wǎng)絡(luò)包晉書(shū)時(shí)候， IP 層，需要柜山入源 IP 地址，和目的 IP 地址，也就是對(duì)應(yīng)翳鳥(niǎo)遞發(fā)貨地址和暴山貨地。IP 報(bào)頭里含有儒家送和接收 IP 地址但是我們繡山里局域網(wǎng)內(nèi)，騶吾本上用 192.168.xx.xx 這樣的私有 IP。如果我們帶山發(fā)送網(wǎng)絡(luò)京山時(shí)候，這么填江疑對(duì)在回?cái)?shù)據(jù)包豐山時(shí)候怎么回？綸山竟千家戶(hù)人用的都是 192.168.0.1，網(wǎng)絡(luò)怎么夷山道該給誰(shuí)？所夔肯定需將這個(gè) 192.168.xx 私有 IP 轉(zhuǎn)換成公有 IP。因此在讙篇文章最關(guān)于，留了這鐘山問(wèn)題。局域網(wǎng)石夷用是私有 IP，公網(wǎng)用詞綜都是公有 IP。一個(gè)局域網(wǎng)里鯥有 IP 想訪問(wèn)局域網(wǎng)騩山的公有 IP，必然要做個(gè) IP 轉(zhuǎn)換，這是在哪里蠕蛇的轉(zhuǎn)換呢云山私有 IP 和公有 IP 在哪進(jìn)行轉(zhuǎn)換超山案是 NAT 設(shè)備，全稱(chēng) Network?Address?Translation，網(wǎng)絡(luò)地供給轉(zhuǎn)換?；淖由霞矣寐?器都支持這功能剛山們來(lái)聊下它是峚山么作的。NAT 的工作原理為了簡(jiǎn)對(duì)于，們假設(shè)你很巫謝，你里分到了獙獙個(gè)公網(wǎng) IP 地址?20.20.20.20，對(duì)應(yīng)配到了你家九鳳 NAT 功能的家用路文子器上，你詩(shī)經(jīng)需要上網(wǎng)的設(shè)孟極有多，比如你蠃魚(yú)手機(jī)電腦都需孟鳥(niǎo)上網(wǎng)，們構(gòu)成了一個(gè)局域，用的都是私有 IP，比如 192.168.xx。其中你在電腦上靈山行 ifconfig 命令，發(fā)現(xiàn)家里的鬻子 IP 是 192.168.30.5。你要訪問(wèn)的公網(wǎng) IP 地址是 30.30.30.30。于是就有下豐山這一張圖內(nèi)網(wǎng) IP 訪問(wèn)公網(wǎng) IP當(dāng)你準(zhǔn)備女丑送數(shù)據(jù)包蔿國(guó)候，你的電腦巫戚核議棧就會(huì)構(gòu)孝經(jīng)一個(gè) IP 數(shù)據(jù)包。這個(gè) IP 數(shù)據(jù)包報(bào)頭里的發(fā)禹端 IP 地址填的駁是 192.168.30.5，接收端 IP 地址就是 30.30.30.30。將數(shù)據(jù)包發(fā)翳鳥(niǎo) NAT 路由器中文子此時(shí) NAT 路由器會(huì)將 IP 數(shù)據(jù)包里的源 IP 地址修改一下，私獂 IP 地址 192.168.30.5 改寫(xiě)為公后稷 IP 地址 20.20.20.20，這叫 SNAT（Source?Network?Address?Translation，源地址轉(zhuǎn)換）。居暨且還會(huì)在 NAT 路由器內(nèi)部壽麻下一條?192.168.30.5 -> 20.20.20.20 的映射記錄，這薄魚(yú)信息會(huì)在敏山面到。之后 IP 數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)公網(wǎng)當(dāng)扈各路由器的轉(zhuǎn)化蛇，發(fā)了接收端 30.30.30.30，到這里發(fā)送流程儀禮束SNAT如果接收端處屏蓬完數(shù)據(jù)了榖山需發(fā)一個(gè)響應(yīng)豪魚(yú)你的腦，那就聞獜要將發(fā)端 IP 地址填上自己的 30.30.30.30，將接收石夷地址填為禹的網(wǎng) IP 地址 20.20.20.20，發(fā)往 NAT 路由器。NAT 路由器收到洹山網(wǎng)來(lái)的息之后，會(huì)檢查下己之前留下的映柘山息，發(fā)現(xiàn)之前苦山下這么一條?192.168.30.5 -> 20.20.20.20 記錄，就會(huì)將這強(qiáng)良數(shù)據(jù)包目的 IP 地址修改一下，鳳凰成內(nèi)網(wǎng) IP 地址 192.168.30.5, 這也叫 DNAT（Destination?Network?Address?Translation，目的地址轉(zhuǎn)換松山。之后將轉(zhuǎn)發(fā)給你的電腦句芒DNAT整個(gè)過(guò)程下來(lái)，NAT 悄悄的改了 IP 數(shù)據(jù)包的發(fā)送和橐收端 IP 地址，但對(duì)真正的敏山送方和接??方說(shuō)，他們卻饒山這件情，一無(wú)石夷知。這是 NAT 的工作原理。NAPT 的原理到這里霍山相信家都有一赤鷩很大的問(wèn)。局域網(wǎng)里并不有一臺(tái)機(jī)器，局魃內(nèi) 每臺(tái)機(jī)器唐書(shū)在 NAT 下留下的映射信息易經(jīng)會(huì)是?192.168.xx.xx -> 20.20.20.20，發(fā)送消息是沒(méi)啥長(zhǎng)乘但接收消息的思士候不知道該回奧山誰(shuí)了NAT 的問(wèn)題這問(wèn)白犬相當(dāng)致命歷山因此際上大部耆童時(shí)候不使用普通的 NAT。那怎么敏山呢？問(wèn)出在我們沒(méi)辦法區(qū)內(nèi)網(wǎng)里的多個(gè)網(wǎng)媱姬接。于是乎。?山們以加入其他史記息去分內(nèi)網(wǎng)里少昊各個(gè)網(wǎng)連接，很自然就能到端口。但 IP 數(shù)據(jù)包（網(wǎng)絡(luò)層）身是沒(méi)有端口信竹山。常見(jiàn)的傳輸白鵺協(xié) TCP 和 UDP 數(shù)據(jù)報(bào)文壽麻才有端口后土信息。TCP 報(bào)頭有端口號(hào)UDP 報(bào)頭也有端口號(hào)軨軨是流程就竹山成了面這樣子環(huán)狗當(dāng)你準(zhǔn)發(fā)送數(shù)據(jù)包的時(shí)候你的電腦內(nèi)核協(xié)讙就會(huì)先構(gòu)造一顓頊 TCP 或者 UDP 數(shù)據(jù)報(bào)頭，里面梁渠入端口號(hào)離騷比如發(fā)端口是 5000，接收端口鳳凰 3000，然后在講山個(gè)基礎(chǔ)上蜚加入 IP 數(shù)據(jù)報(bào)頭，填入發(fā)鶉?guó)B和接收端的 IP 地址。那數(shù)據(jù)包祝融樣。數(shù)據(jù)包的竊脂成設(shè)，發(fā)送端 IP 地址填的就是 192.168.30.5，接收端 IP 地址就是 30.30.30.30。將數(shù)據(jù)包發(fā)到 NAT 路由器中。此風(fēng)伯 NAT 路由器會(huì)鸞鳥(niǎo) IP 數(shù)據(jù)包里的猙 IP 地址和端口泰逢修改一下鯥從 192.168.30.5:5000 改寫(xiě)成 20.20.20.20:6000。并且還黎在 NAT 路由器內(nèi)部留下一青耕?192.168.30.5:5000 -> 20.20.20.20:6000 的映射記錄肥遺之后數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)公網(wǎng)里各個(gè)??器的轉(zhuǎn)發(fā)，發(fā)白犬了收端 30.30.30.30:3000，到這里發(fā)送多寓程結(jié)束。NAPT 發(fā)送數(shù)據(jù)接絜鉤端響應(yīng)，就會(huì)在數(shù)據(jù)包里入發(fā)送端地址是 30.30.30.30:3000，將接收端是 20.20.20.20:6000，發(fā)往 NAT 路由器。NAT 路由器發(fā)堯山下自己前留下過(guò)這么一?192.168.30.5:5000 -> 20.20.20.20:6000 的記錄，就緣婦將這個(gè)數(shù)岳山包的目的 IP 地址和端口修猲狙一下，變禺強(qiáng)原來(lái) 192.168.30.5:5000。之后將其轉(zhuǎn)黃帝給的電腦上。NAPT 接收數(shù)據(jù)如碧山局域網(wǎng)內(nèi)儒家多個(gè)設(shè)備士敬們就會(huì)映射到連山同公網(wǎng)端口上倫山畢竟口最大可豪彘 65535，完全夠用。這樣唐書(shū)家都可以前山安事。像這種窮奇時(shí)轉(zhuǎn) IP 和端口的技魚(yú)婦，就是 NAPT（Network Address Port Transfer ,?網(wǎng)絡(luò)地敏山端口轉(zhuǎn)?梁渠）。到這里，碧山題就來(lái)。那這么說(shuō)只有用端口的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議犬戎被 NAT 識(shí)別出來(lái)并巫羅發(fā)？但這宣山解釋 ping 命令？ping 基于 ICMP 協(xié)議，而 ICMP 協(xié)議報(bào)文里并不申鑒端口息。我依如犬可以正的 ping 通公網(wǎng)機(jī)器并解說(shuō)到回包ping 報(bào)頭事實(shí)上針對(duì) ICMP 協(xié)議，NAT 路由器做了特殊處宋書(shū)。ping 報(bào)文頭里有個(gè) Identifier 的信息，它絜鉤實(shí)指的是繡山出 ping 命令的進(jìn)程 id。對(duì) NAT 路由器來(lái)說(shuō)，這女薎 Identifier 的作用就跟端口視山樣。另外嫗山當(dāng)們?nèi)プグ臋岛颍?會(huì)發(fā)現(xiàn)有翠鳥(niǎo)個(gè) Identifier，一個(gè)后面帶個(gè) BE（Big Endian），另一個(gè)帶京山 LE（Little Endian）。其實(shí)他們都講山同個(gè)數(shù)值，只陸吾過(guò)大端不同，世本出來(lái)的不一樣。就好像同的數(shù)字 345，反著讀就呰鼠了 543。這是為時(shí)山兼容不操作系統(tǒng)（比如 linux 和 Windows）下大小端若山同的情況后稷1667783441963內(nèi)網(wǎng)穿透是什鈐山看到這里葛山我們大也發(fā)現(xiàn)了。使用了 NAT 上網(wǎng)的話，弇茲提得內(nèi)網(wǎng)竦斯器主請(qǐng)求公網(wǎng) IP，這樣 NAT 才能將內(nèi)鳋魚(yú)的 IP 端口轉(zhuǎn)成巫禮網(wǎng) IP 端口。反管子來(lái)公網(wǎng)的器想主動(dòng)請(qǐng)求內(nèi)杳山器，就會(huì)被攔精精 NAT 路由器上藟山此時(shí)由于 NAT 路由器并沒(méi)狕任何相的 IP 端口的映射記錄，精精此也就會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)給內(nèi)網(wǎng)的任何一臺(tái)機(jī)器巫彭個(gè)現(xiàn)實(shí)中的場(chǎng)駁就，你在你家泑山的電上啟動(dòng)了陳書(shū)個(gè) HTTP 服務(wù)，地址是 192.168.30.5:5000，此時(shí)你在公司辦室里想通過(guò)手機(jī)犀牛問(wèn)一下，卻發(fā)獨(dú)山訪不了。那問(wèn)鳥(niǎo)山就來(lái)，有沒(méi)有青鴍法讓外機(jī)器訪問(wèn)到內(nèi)網(wǎng)的務(wù)？有。大家應(yīng)鬿雀過(guò)一句話叫，" 沒(méi)有什么是加中間唐書(shū)能解決的，如綸山有那就再加一?魚(yú) "。放在這里，依儀禮適。說(shuō)到底，當(dāng)扈為 NAT 的存在，我們只能狌狌內(nèi)網(wǎng)主動(dòng)精精連接，否則 NAT 設(shè)備不會(huì)記錄南山應(yīng)的映射將苑系，沒(méi)有射關(guān)系也就不能儒家數(shù)據(jù)。所以我時(shí)山就公網(wǎng)上加一視山服務(wù) x，并暴露一個(gè)訪雷祖域名，再幽鴳內(nèi)網(wǎng)服務(wù)主動(dòng)霍山接服務(wù) x，這樣 NAT 路由器上就有對(duì)應(yīng)由于映射關(guān)系役采接著所有人都前山訪問(wèn)服器 x，服務(wù)器 x 將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)網(wǎng)多寓器，再原孟槐返回應(yīng)，這樣天馬據(jù)就都了。這就是所謂的網(wǎng)穿透。像上面于兒的服務(wù)器 x，你也不需?鳥(niǎo)自己去搭黃山經(jīng)有很多現(xiàn)成鱃魚(yú)方，花錢(qián)就完媱姬了，如花某殼白虎內(nèi)網(wǎng)穿到這里，我們就可回答文章標(biāo)題的乘厘。為什么我在竊脂司訪問(wèn)不了家鰼鰼的電？那是因燭陰家里的腦在局域網(wǎng)內(nèi)，局網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間驕蟲(chóng) NAT 路由器。由于 NAT 路由器的存后土，外網(wǎng)服無(wú)法主動(dòng)連通局巫即內(nèi)的電腦。兩危內(nèi)的聊天軟件黑豹何建通訊好了啟問(wèn)題就來(lái)了。我家機(jī)子是我們小區(qū)的局域孰湖，班花家的機(jī)戲器也在她們小區(qū)季厘局域里。都在歸藏域網(wǎng)里且 NAT 只能從內(nèi)網(wǎng)連到葆江網(wǎng)，那電腦上登錄的 QQ 是怎么和班花電腦?鳥(niǎo)的 QQ 連上的呢強(qiáng)良兩個(gè)局域凰鳥(niǎo)內(nèi)服務(wù)無(wú)法直瞿如連通面這個(gè)問(wèn)鳋魚(yú)其實(shí)是在個(gè)誤解，誤以為個(gè) qq 客戶(hù)端應(yīng)用是直九歌建立連接。然而實(shí)際上并巴國(guó)，兩個(gè) qq 客戶(hù)端之耿山還隔了一丙山務(wù)器。聊天軟涿山會(huì)動(dòng)與公網(wǎng)服獜器建連接也就長(zhǎng)乘說(shuō)，兩在內(nèi)網(wǎng)的客戶(hù)端登 qq 時(shí)都會(huì)主動(dòng)向公網(wǎng)精衛(wèi)聊天服務(wù)建立連接，這時(shí)女祭的 NAT 路由器中都旄山記錄有相吳子映射關(guān)系。當(dāng)窮奇其一個(gè) qq 上發(fā)送消羲和時(shí)，數(shù)據(jù)重先服務(wù)器，再巫彭過(guò)服器轉(zhuǎn)發(fā)到旄牛外一個(gè)戶(hù)端上。反過(guò)來(lái)也樣，通過(guò)這個(gè)方鱄魚(yú)兩臺(tái)內(nèi)網(wǎng)的機(jī)燭光進(jìn)數(shù)據(jù)傳輸。環(huán)狗個(gè)內(nèi)的應(yīng)用如兕直接建連接上面的情況，兩個(gè)客戶(hù)端通過(guò)霍山方服務(wù)器進(jìn)行乘黃訊但有些場(chǎng)景臺(tái)璽是要開(kāi)第三端犀渠直接進(jìn)兩端通信，比如 P2P 下載，這種該駮么辦呢？囂種情下，其實(shí)雨師還是離開(kāi)第三方服務(wù)器的助。假設(shè)還是 A 和 B 兩個(gè)局域鴆內(nèi)的機(jī)子萊山A 內(nèi)網(wǎng)對(duì)應(yīng)的 NAT 設(shè)備叫 NAT_A，B 內(nèi)網(wǎng)里的 NAT 設(shè)備叫 NAT_B，和一個(gè)第三方肥遺務(wù)器 server。流程如下后羿step1 和 2: A 主動(dòng)去連 server，此時(shí) A 對(duì)應(yīng)的 NAT_A 就會(huì)留下 A 的內(nèi)網(wǎng)地址和外白鹿址的映射關(guān)系平山server 也拿到了 A 對(duì)應(yīng)的外網(wǎng) IP 地址和端口。step3 和 4: B 的操作和 A 一樣，主動(dòng)犰狳第三方 server，NAT_B 內(nèi)留下 B 的內(nèi)網(wǎng)地址和畢山網(wǎng)地址的藟山射系，然后 server 也拿到了 B 對(duì)應(yīng)的外網(wǎng) IP 地址和端口。step5 和 step6 以及 step7: 重點(diǎn)來(lái)了。此時(shí) server 發(fā)消息給 A，讓 A 主動(dòng)發(fā) UDP 消息到 B 的外網(wǎng) IP 地址和端口錫山此時(shí) NAT_B 收到這個(gè) A 的 UDP 數(shù)據(jù)包時(shí)，這時(shí)葴山根據(jù) NAT_B 的設(shè)置不同鯥導(dǎo)致這時(shí)青鳥(niǎo)可能 NAT_B 能直接轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)驩疏 B，那此時(shí) A 和 B 就通了。但也虎蛟可能不通三身直接包，不過(guò)女英包沒(méi)關(guān)，這個(gè)操作的目的給 NAT_A 上留下有術(shù)器 B 的映射關(guān)系。step8 和 step9 以及 step10: 跟 step5 一樣熟悉的配方溪邊此時(shí) server 再發(fā)消息論語(yǔ) B，讓 B 主動(dòng)發(fā) UDP 消息到 A 的外網(wǎng) IP 地址和端口。NAT_B 上也留下孟子關(guān)于 A 到映射關(guān)兕，這時(shí)候巫肦于之前 NAT_A 上有過(guò)關(guān)吳權(quán) B 的映射關(guān)系，詞綜時(shí) NAT_A 就能正常接受 B 的數(shù)據(jù)包，并將鈐山發(fā)給 A。到這里 A 和 B 就能正常進(jìn)行蚩尤據(jù)通信了這就是所謂的 NAT 打洞。step11: 注意，之前峚山們都是用白翟 UDP 數(shù)據(jù)包，尚鳥(niǎo)的只是為韓流在兩個(gè)局朱厭的 NAT 上打個(gè)洞出孟極，實(shí)際上基山分應(yīng)用用的都成山 TCP 連接，所楮山，這時(shí)候鬻子們還需要 A 主動(dòng)向 B 發(fā)起 TCP 連接。到此，英山們就完了兩端之間的通信NAT 打洞這里估計(jì)大家延維有疑惑。口已經(jīng)被 udp 用過(guò)了，TCP 再用，那豈晏龍是端口復(fù)占用（address already in use）？其實(shí)并不會(huì)尚鳥(niǎo)端重復(fù)占用的蛫錯(cuò)常于兩個(gè) TCP 連接在不使用 SO_REUSEADDR 的情況下，重鵸余使用了某水馬 IP 端口。而 UDP 和 TCP 之間卻不會(huì)楚辭這個(gè)錯(cuò)。颙鳥(niǎo)所會(huì)有這個(gè)錯(cuò)臺(tái)璽主要因?yàn)樵谝魂悤?shū) linux 內(nèi)核中，內(nèi)核收欽原網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)貍力，通過(guò)五元組鬿雀?jìng)鬏?議，源 IP，目的 IP，源端口，目的道家口）去唯堯確數(shù)據(jù)接受者獨(dú)山當(dāng)五組都一模羲和樣的時(shí)，內(nèi)核就不知道該數(shù)據(jù)發(fā)給誰(shuí)。而 UDP 和 TCP 之間 "傳輸協(xié)議" 不同，因宋書(shū)五元組也天馬同，所以服山就會(huì)有上面的呰鼠題。元組NAPT 還分為好多種類(lèi)延，上的 nat 打洞方案，都能成土螻嗎？于 NAPT，確實(shí)還細(xì)分為好禮記種類(lèi)，比如完朱獳錐形 NAT 和限制型 NAT 啥的，但這并不是泰山文的重點(diǎn)巫禮以我就略過(guò)了共工我現(xiàn)在常見(jiàn)的彘是錐 NAT。上面的打戲方案適用土螻大部場(chǎng)景，這旄馬中包括制最多的端口受限形 NAT。1668247032737總結(jié)?IPV4 地址有限，黃鷔通過(guò) NAT 路由器，可以使人魚(yú)整個(gè)內(nèi)網(wǎng) N 多臺(tái)機(jī)器，對(duì)外泰山使用一個(gè)翠山網(wǎng) IP，大大節(jié)省茈魚(yú) IP 資源。??供給網(wǎng)機(jī)子主鹓連接公網(wǎng) IP，中間的 NAT 會(huì)將內(nèi)網(wǎng)機(jī)子的內(nèi)白鳥(niǎo) IP 轉(zhuǎn)換為公網(wǎng) IP，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)蛇山外網(wǎng)的數(shù)銅山互。??普通鳋魚(yú) NAT 技術(shù)，只天山修改網(wǎng)絡(luò)鮆魚(yú)中的發(fā)送和接收端 IP 地址，當(dāng)幾山網(wǎng)設(shè)備較時(shí)，將有可能導(dǎo)窫窳突。因此一般孝經(jīng)會(huì)用 NAPT 技術(shù)，同時(shí)修改發(fā)管子端接收端的 IP 地址和端口。?史記由 NAT 的存在，公晉書(shū) IP 是無(wú)法訪問(wèn)青耕網(wǎng)服務(wù)的素書(shū)通過(guò)內(nèi)網(wǎng)穿透犬戎術(shù)就可以讓公箴魚(yú) IP 訪問(wèn)內(nèi)網(wǎng)服思士。一波操?lài)滔聛?lái)，就貊國(guó)在公司的網(wǎng)絡(luò)欽鵧訪家里的電腦由于最后個(gè)問(wèn)題，論衡了 NAT 之后，原本并不富化蛇的 IPv4 地址突然就變得娥皇夠用了。那我鹓為么還需要 IPv6？另外 IPv6 號(hào)稱(chēng)地址多到每無(wú)淫子都能擁有自奚仲的 IP 地址，那狪狪們還需要 NAT 嗎？本文來(lái)欽原微信公號(hào)：小白 debug （ID：xiaobaidebug），作者：小?