内网访问外网以及外网访问内网的原理

假如设A 和 B 的局域网 IP 相同（192.168.31.11），当他们同时访问百度服务器的时候，百度服务器如何区分哪个是 A，哪个是 B 呢？

解决方案：端口映射

什么是端口映射？

端口映射是 NAT 的一种，它将外网主机的 IP 地址的一个端口映射到内网中一台机器，提供相应的服务。当用户访问该 IP 的这个端口时，服务器自动将请求映射到对应局域网内部的机器上。

现在市场上的家庭路由器都具备 NAT 功能，也可以实现端口映射。下图为小米路由器的端口映射设置图：



我们平时经过路由器，通过宽带，最终去到运营商那边，数据是从运营商出去，最终数据是回到运营商那边，运营商再把数据发送到用户的电脑。

路由器，至少有两个端口：WAN 口和 LAN 口。

WAN：接外部 IP 地址用，通常指的是出口，转发来自内部 LAN 接口的 IP 数据包，这个口的 IP 是唯一的。LAN：接内部 IP 地址用，LAN 内部是交换机。

这里，我们简化这个过程，我们把运营商当做一个 NAT 设备。



A 电脑的 IP 是局域网 IP（192.168.31.11），这个 IP（192.168.31.11）是从路由器的 lan口分配的。

当我们上百度的时候，经过路由器的 wan口，进行相应的IP、端口转化：192.168.31.11:80 -> 10.221.0.24:8080,所以，从 wan口出去的地址为：10.221.0.24:8080。



最后，经过运营商，运营商那边会做相应的端口映射（而且是动态端口映射），子网 IP（10.221.0.24:8080）转化为公网IP（128.0.0.1:8888），通过这个公网 IP 去访问百度服务器



同理，B 的过程也是一样。通过这样的层层端口映射，最终保证地址（IP + 端口）的唯一性。A 和 B 访问百度服务器，尽管它们的局域网 IP 是一样的，但是最终它们访问百度的地址（IP + 端口）是唯一的，所以，百度服务器回复时，原路返回时能够区分到底给谁回。

如何让外网能够访问自己写的网络程序（服务器）

首先，我们需要在运营商那边申请（租用）一个公有 IP （长城宽带一年需要 2000 元左右），假如这个公有 IP 为：128.0.0.123。

假如，我们写的服务器如下：



接着，找个 NAT 设备进行相应的端口映射，家庭路由器都有这个功能。这里以小米路由器为例：



映射关系如下：



最后，其他人写客户端程序时（电脑能上外网），只要指定目的 IP 地址为 128.0.0.123，端口为 8888，通过这个地址，就能找到192.168.31.248：8080，因为这两者已经建立好映射，如上图，这样，我们的服务器就能收到数据。