五分鐘搞懂內網和外網之間的通訊的原理

cpp軟體架構獅 2018-09-25 15:01:33

對於初學者而已，我們學習的網路程式設計（如tcp,udp程式設計），我們通常都是在區域網內進行通訊測試，有時候我們或者會想，我們現在寫的內網網路資料和外網的網路資料有什麼不同，我們內網的資料是如何走出外網的呢？

首先，我們需要了解一下什麼是公有 ip 和私有 ip ？

公有位址（public address）：由 inter nic（internet network information center 網際網路資訊中心）負責。這些 ip 位址分配給註冊並向inter nic提出申請的組織機構，公有 ip 全球唯一，通過它直接訪問網際網路（直接能上網）。

而我們平時通過運營商（電信、移動、聯通寬頻等）上網，家裡面通過路由器分出來的 ip 都是私有 ip（區域網 ip），大家可能會疑問，我們可以上網啊，怎麼會是私有 ip 呢？

接下來，給大家介紹一下什麼是埠對映？

埠對映是 nat 的一種，它將外網主機的 ip 位址的乙個埠對映到內網中一台機器，提供相應的服務。當使用者訪問該 ip 的這個埠時，伺服器自動將請求對映到對應區域網內部的機器上。

現在市場上的家庭路由器都具備 nat 功能，也可以實現埠對映。下圖為小公尺路由器的埠對映設定圖：

我們平時經過路由器，通過寬頻，最終去到運營商那邊，資料是從運營商出去，最終資料是回到運營商那邊，運營商再把資料傳送到使用者的電腦。

路由器，至少有兩個埠：wan 口和 lan 口。

這裡，我們簡化這個過程，我們把運營商當做乙個 nat 裝置。

為了方便大家理解，我們把 ip 的轉化方向反過來分析（準確來說，公網轉區域網）。

a 電腦的 ip 是區域網 ip（192.168.31.11），這個 ip（192.168.31.11）是從路由器的 lan口分配的。

首先，我們需要在運營商那邊申請（租用）乙個公有 ip （長城寬頻一年需要 2000 元左右），假如這個公有 ip 為：128.0.0.123。

假如，我們寫的伺服器如下：

接著，找個 nat 裝置進行相應的埠對映，家庭路由器都有這個功能。這裡以小公尺路由器為例：

對映關係如下：

最後，其他人寫客戶端程式時（電腦能上外網），只要指定目的 ip 位址為 128.0.0.123，埠為 8888，通過這個位址，就能找到192.168.31.248：8080，因為這兩者已經建立好對映，如上圖，這樣，我們的伺服器就能收到資料。