我是一个路由器

我就是网卡TP-Link 7954经常和大家提起的网关路由器， 我在网络中的位置是这样的：

我是一个路由器

为啥叫网关呢？ 因为大家想上网，一定得经过我这一关 :-)

这不是开玩笑，确实是这样， 所有的对局域网之外的访问那非得经过我不可。

其实我直接和ISP(就是联通！)的网络相连， 我从联通那里搞了一个外网的地址： 61.52.247.112 。

可是只有这么一个地址， 我们局域网内这么多电脑， 如果轮流着让每个电脑去用， 那大家可就抱怨死了。

于是我巧妙的构思了一个网络世界， 成功的欺骗了TP-Link 7954这些网卡们。

1

NAT (网络地址转换)

还记得上次TP-Link 7954 向我要地址的事儿吗 ?

因为我不仅仅是个路由器， 还是一个DHCP服务器， 掌握着这个局域网的IP生杀大权。

我给TP-Link 7954 分配的IP是 192.168.1.2 ， 但是他拿这个地址是无法直接上网的， 因为这是属于我管辖的内网地址， 别的网站像www.baidu.com 根本都不知道！

即使知道了也没用， 因为在这个世界上可能有无数的路由器都会分配192.168.xxx.xxx 这样的地址， 你到底要找哪一个？

所以TP-Link 7954 想上网必须得通过我， 我需要施展一点点小魔法， 比如说它想访问百度， 通过交换机给我发来这么一个数据帧：

我是一个路由器

我把数据链路层的外衣去掉， 发现IP数据包中的目标地址是 115.239.211.112， 我就知道这是要向外网发出请求了。

于是我就把IP数据包中的源地址192.168.1.2 替换成我从联通那里搞到的外网地址 61.52.247.112。

这还不够， 我会创建一个新的端口号2001， 把TCP数据包中的源端口也替换掉， 数据包就变成了这个样子：

我是一个路由器

不知道你看出来其中的奥妙没有，我把源地址和源端口都替换了， 其实我的目的就是让外部的网络认为这是我（路由器）发出的， 他们根本不知道什么TP-Link 7954 这个网卡 ！

然后我需要查一下我的路由表，确定到底转发到哪个输出端口去，再给这个IP数据报穿上数据链路层的外衣，把数据包发给了联通的网络， 剩下的事我就不管了。

我是一个路由器

注意看以太网帧的MAC地址， 源地址已经是我了，而不是TP-Link 7954了， 因为这是我和联通网络之间的数据链路。

这个替换源地址和源端口的小把戏就叫做网络地址转换 , 人类简称为NAT。

当然不只是TP-Link7954通过我上网， 还有很多别的电脑呢， 我得把我的小把戏记下来 ，形成这么一张表：

我是一个路由器

过了不久， baidu 网站的回复就会通过别的路由器转到我这里，正如你所想的， 我需要反过来处理一遍：

首先去掉数据链路层的外衣，发现TCP和IP数据报中包含这样的信息：

目的地IP : 61.52.247.112 , 端口 2001

这时候我就去查表， 找到了 192.168.1.2:3345 ， 我就明白这是给TP-Link 7954的信了。

那就再次把数据报中的IP地址和端口号改了吧， 让TP-Link 7954 认为这个数据包就是我给他的。

就这样， 我成功的用区区一个外网的IP就支持了局域网内多个电脑的上网需求， 并且他们根本就不知道是怎么回事！

2

NAT 穿越

欺骗终究是不能长久的， 我的麻烦很快就来了。

TP-Link 7954 所在的机器为了下载一个大电影， 安装了一个P2P软件： 电驴。

所谓的P2P 就是Peer to Peer， 即网络中的机器是对等的。

所有使用电驴的机器不仅仅是一个发起请求下载数据的客户端， 他们同时也是一个能够接受请求，向外发送数据的服务器。

这样一来， 当下载大文件的时候， 你就可以从很多安装了电驴的机器上分块下载， 而不是仅仅从一个服务器上下载， 速度快了很多。

人人为我， 我为人人啊。

可是TP-Link7954 很快就发现， 当它试图做服务器的时候， 其他电驴根本就连不上它， 为什么？

因为IP地址是我分配的啊， 是个内网地址 192.168.1.2， 外网的人根本就不知道， 怎么连？

TP-Link 7954 给我发了一封措辞严厉的信件，质问我为什么他没法作为一个服务器接受外边的连接， 这强烈的阻碍了他们下载各种电影的需求。

我估摸着是瞒不住了， 只好把所有的网卡都召集起来，开个会大家商量一下。

我解释说： “现在IP地址很稀缺， 我用这种NAT的方法也是不得已而为之，要不然大家怎么上网啊， 你们之前不是过的也挺好吗？ 我听说电驴会占用很大的流量， 我们公司很快就会禁止的。”

D-Link 3925 说 : "公司的政策根本不是你应该考虑的事， 你考虑的是怎么才能让外网的电驴连上我们！"

可是我实在是没有办法， 就这一个外网的IP地址啊。

TP-Link 7954倒是很聪明，　他立刻就意识到了问题所在，想出了解决办法：

“这样吧，　路由器，你不是擅长搞玩小把戏吗， 可以继续玩下去， 但是得允许我们这些网卡参与进来玩， 比如说我（ip地址192.168.1.2）会主动的要求你建立一个NAT映射 (192.168.1.2 : 4096) <-> (61.52.247.112: 3001)。

“你还可以保存在你的NAT表中， 然后我就会对外通告了， 我是一个电驴服务器， 谁要是想连接我的话，请到这里来：61.52.247.112: 3001，当外网的连接来的时候， 你必须把连接请求转发到我这里来”

大家一致认为这个方法很简单， 很实用， 就这么决定了。

“码农翻身”公众号注：这其实就是UPnP , 你打开你的无线路由器，就能看到 ：

我是一个路由器

事情就这么解决了，生活又恢复了平静，当然，我作为一个路由器，这些NAT, UPnP都是我的附加功能， 我最重要的事情还是建立路由表， 做路由选择，转发IP数据包，下次再说吧。