FRP源码学习（一）：关于NAT以及内网穿透的认识_frp nat

frp是一个可用于内网穿透的高性能反向代理应用。这句话有几个点需要解释。

1. 内网穿透：即NAT穿透。
2. NAT
3. 反向代理

首先，要明白NAT这个概念

NAT在计算机网络领域是一种在IP数据包通过路由器或防火墙时重写来源IP地址或目的IP地址的技术。这句话基本揭示了NAT在底层的工作方式。NAT被普遍应用在有多台主机但只有一个公有IP地址可供访问Internet的环境。但是NAT使主机间的通信变得复杂，导致了通信效率的降低。

NAT是作为一种解决IPv4地址短缺的方案而流行的。一个典型的配置就是，一个本地网络使用一个转悠网络的指定子网（比如192.168.x.x或10.x.x.x）和连在这个网络上的一个路由器。并且路由器占据了网络空间的一个专有地址（如192.168.0.1），同时，路由器还通过一个或多个公有IP地址连接到外部网络上。

RFC文档中区分的几种NAT：

1.基本NAT（也可称作静态NAT）

仅支持地址转换，不支持端口映射，一个内网地址对应一个公网IP地址，通常作为服务器使用。基本NAT维护一个无端口号NAT表，如下

内网ip	外网ip
192.168.1.55	210.10.168.200
192.168.1.56	210.10.168.201
192.168.1.57	210.10.168.202

2.NAPT（网络地址端口转换）

支持端口映射，许多主机共享一个公网IP地址。又分为两类，原地址转换，目的地址转换。前者发起连接的计算机IP地址将会被重写，作用是使得内网主机发出的IP数据包能够到达外网主机；后者被连接的计算机IP地址将会被重写，作用是使得外网主机发出的数据包能够到达内网主机。实际上，两种方式需要一起使用以支持双向通信。NAPT维护了一个带有IP以及端口号的NAT表，如下

内网ip	外网ip
192.168.1.55:8080	210.10.168.200:9200
192.168.1.56:8080	210.10.168.200:9201
192.168.1.57:80	210.10.168.200:9202

192.168.1.57:22

210.10.168.200:9203

NAT机制可以保证内网主机能够访问外网，但是问题在于，NAT设备自动屏蔽了非内网主机发起的连接，也就是说，从外网直接发给内网的数据包是会被NAT设备丢弃的。因此，不同NAT设备后的主机是无法直接交换信息的。由于端口限制圆锥形NAT的设计，外部主机要与内网主机相互通信，必须由内网主机主动发起连接。使NAT设备产生一个映射条目。

内网穿透的目的是为了使某一个特定源IP地址和源端口号的数据包不被NAT设备屏蔽而正确路由到内网主机。