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本文源地址：我是一个路由器
前言：《我是一个网卡》发出以后，受到很多人喜欢，感谢大家的支持，这也促使我多写一些网络相关的文章，以飨读者。
我注意到很多人提出了很好的问题，主要集中在数据包出了局域网以后的处理。所以特别写下这一篇文章，试图回答一下这些疑问。
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：
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，我从联通运营商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。（因为不是该网址不在当前局域网的网段中）
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：
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。
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：
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-Link3925 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 ：
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。
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