內網和外網之間的通訊
阿新 • • 發佈：2019-02-02
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？
再者，我們大多人都是使用寬頻上網，結果發現，A 和 B 的區域網 IP 都是192.168.31.11,當他們都訪問百度瀏覽網頁時，百度伺服器回覆資料時，如何區分是給 A 還是給 B 呢？
公有 IP 和私有 IP 的區別
首先，我們需要了解一下什麼是公有 IP 和私有 IP ？
公有地址（Public address）：由 Inter NIC（Internet Network Information Center 因特網資訊中心）負責。這些 IP 地址分配給註冊並向Inter NIC提出申請的組織機構，公 有 IP 全球唯一，通過它直接訪問因特網（直接能上網）。
私有地址（Private address）：屬於非註冊地址，專門為組織機構內部使用，說白了，私有 IP 不能直接上網。
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？租用（申請）公有 IP 是需要錢的。 運營商買了一些公有 IP，然後通過這些公有 IP 分出來，再分給一個一個的使用者使用。這個過程有點類似於，我們去安裝了寬度，通過路 由器分出幾個 IP，讓好幾個人都能上網，當然運營商通過公有 IP 分出來的過程肯定比這個複雜多了。所以，我們平時上網用的 IP 是私有 IP，真正擁有公有 IP 的是運營商（當 然，我們可以租用一個公有 IP ）。所以，A 家庭的區域網 IP 和 B 家庭的區域網 IP 相同很正常，但是，最終 A 和 B 能上網（資料走出去）還是通過運營商的公有 IP，畢竟，公 有 IP 的資源有限，這一片區域的使用者使用的很有可能（實際上就是這樣的）是同一個公有 IP，這樣的話，又回到前面的問題，假如 A 和 B 的區域網 IP 相同（192.168.31.11） ，當他們同時訪問百度伺服器的時候，百度伺服器如何區分哪個是 A，哪個是 B 呢？
埠對映
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 地址的一個埠對映到內網中一臺機器，提供相應的服務。當用戶訪問該 IP 的這個埠時，伺服器自動將請求對映到對應局 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。下圖為小米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。
WAN：接外部 IP 地址用，通常指的是出口，轉發來自內部 LAN 介面的 IP 資料包，這個口的 IP 是唯一的。
LAN：接內部 IP 地址用，LAN 內部是交換機。
這裡，我們簡化這個過程，我們把運營商當做一個 NAT 裝置。
最後，經過運營商，運營商那邊會做相應的埠對映（而且是動態埠對映），子網 IP（10.221.0.24:8080）轉化為公網 IP（128.0.0.1:8888），通過這個公網 IP 去訪問 百度伺服器。
如何讓外網能夠訪問自己寫的網路程式（伺服器）
首先，我們需要在運營商那邊申請（租用）一個公有 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。這裡以小米路由器為例：
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 地址為 128.0.0.123，埠為 8888，通過這個地址，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。
再者，我們大多人都是使用寬頻上網，結果發現，A 和 B 的區域網 IP 都是192.168.31.11,當他們都訪問百度瀏覽網頁時，百度伺服器回覆資料時，如何區分是給 A 還是給 B 呢？
公有 IP 和私有 IP 的區別首先，我們需要了解一下什麼是公有 IP 和私有 IP ？
公有地址（Public address）：由 Inter NIC（Internet Network Information Center 因特網資訊中心）負責。這些 IP 地址分配給註冊並向Inter NIC提出申請的組織機構，公 有 IP 全球唯一，通過它直接訪問因特網（直接能上網）。
私有地址（Private address）：屬於非註冊地址，專門為組織機構內部使用，說白了，私有 IP 不能直接上網。
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？租用（申請）公有 IP 是需要錢的。 運營商買了一些公有 IP，然後通過這些公有 IP 分出來，再分給一個一個的使用者使用。這個過程有點類似於，我們去安裝了寬度，通過路 由器分出幾個 IP，讓好幾個人都能上網，當然運營商通過公有 IP 分出來的過程肯定比這個複雜多了。所以，我們平時上網用的 IP 是私有 IP，真正擁有公有 IP 的是運營商（當 然，我們可以租用一個公有 IP ）。所以，A 家庭的區域網 IP 和 B 家庭的區域網 IP 相同很正常，但是，最終 A 和 B 能上網（資料走出去）還是通過運營商的公有 IP，畢竟，公 有 IP 的資源有限，這一片區域的使用者使用的很有可能（實際上就是這樣的）是同一個公有 IP，這樣的話，又回到前面的問題，假如 A 和 B 的區域網 IP 相同（192.168.31.11） ，當他們同時訪問百度伺服器的時候，百度伺服器如何區分哪個是 A，哪個是 B 呢？
埠對映
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 地址的一個埠對映到內網中一臺機器，提供相應的服務。當用戶訪問該 IP 的這個埠時，伺服器自動將請求對映到對應局 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。下圖為小米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。
WAN：接外部 IP 地址用，通常指的是出口，轉發來自內部 LAN 介面的 IP 資料包，這個口的 IP 是唯一的。
LAN：接內部 IP 地址用，LAN 內部是交換機。
這裡，我們簡化這個過程，我們把運營商當做一個 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。
當我們上百度的時候，經過路由器的 wan口，進行相應的IP、埠轉化：192.168.31.11:80 -> 10.221.0.24:8080,所以，從 wan口出去的地址為：
10.221.0.24:8080。
最後，經過運營商，運營商那邊會做相應的埠對映（而且是動態埠對映），子網 IP（10.221.0.24:8080）轉化為公網 IP（128.0.0.1:8888），通過這個公網 IP 去訪問 百度伺服器。
如何讓外網能夠訪問自己寫的網路程式（伺服器）
首先，我們需要在運營商那邊申請（租用）一個公有 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。這裡以小米路由器為例：
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 地址為 128.0.0.123，埠為 8888，通過這個地址，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。