小白学k8s(3)什么是内网穿透

什么是内网穿透

什么是内网穿透

内网穿透

什么是内网穿透呢？

百度百科的描述

内网穿透，也即 NAT 穿透，进行 NAT 穿透是为了使具有某一个特定源 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。

简单来说内网穿透的目的是：让外网能访问你本地的应用，例如在外网打开你本地http://127.0.0.1指向的Web站点。

工作方式

网络地址转换（Network Address Translation，NAT）机制的问题在于，NAT设备自动屏蔽了非内网主机主动发起的连接，也就是说，从外网发往内网的数据

包将被NAT设备丢弃，这使得位于不同NAT设备之后的主机之间无法直接交换信息。这一方面保护了内网主机免于来自外部网络的攻击，另一方面也为P2P通信带来了

一定困难。Internet上的NAT设备大多是地址限制圆锥形NAT或端口限制圆锥形 NAT，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，这就有必要研究一下内网穿透技术。

通信的一方处于内网

两台主机进行通信，一方有公网ip，一方没有

一台主机有一个公网 IP，另一台主机有一个内网 IP

我们假定Client:A有内网ip，Client:B有公网ip。

Client:A处于NAT之后，拥有ip(10.0.0.1:8080),Client:B位于 NAT 之前，并拥有IP(138.76.29.7:8080)，NAT拥有公网 IP 155.99.25.11。

Client:B有公网ip，所以Client:A可以直接通过TCP连接到(138.76.29.7:8080)，但是如果Client:B连接Client:A则会连接不成功，会找不到Client:A。

此时，需要一个公有的服务器辅助进行内网穿透。Client A 和 Client B 向服务器发起登陆请求，并保持一个 TCP 或 UDP 连接，服务器记录其 IP 地址和端口号，

这里服务器对 Client A 是记录其经过 NAT 映射之后的 IP 和端口号。当 Client B 想连接 Client A 时，首先向服务器提出请求，服务器在收到请求后向

Client A 发出打洞命令，并将 Client B 的[IP 地址：端口]对发给 Client A，Client A 根据接收到的 IP地址和端口号向 Client B 发起 TCP 连接

或发送 UDP 数据包。接下来 Client A 和Client B 之间便可以建立数据传输通道。

通信的双方都处于内网

两台主机进行通信，双方处在内网中

两方都处于内网中，直接的通信是不能连通的。这时候就需要借助于，一个位于公网的服务器，来协助双方进行通信。

Client A首先向服务器提出连接请求，服务器将 Client A 的 IP地址和端口号对[155.99.25.11:51200]发给 Client B，并向 Client B 发出连接请求；

Client B 收到服务器的连接请求后首先向[155.99.25.11:51200]发送一定数目的 UDP探测包或 TCP 连接请求，在 NAT B 上记录一下[155.99.25.11:51200]的

连接，Client B 随后向服务器回复连接完成；服务器在收到 Client B 的报告后将 Client B 的公网IP 地址和端口号对[110.10.33.10：5000]，此时由于

NAT B 上已经留下了对应于[155.99.25.11:51200]方向的连接，Client A 向[110.10.33.10：5000]发出的数据包或连接请求将不会被丢弃。

NAT穿透的原理

NAT设备（或软件）维护一个状态表，用来把内部网络的私有IP地址映射到外部网络的合法IP地址上去。每个包头中的IP地址和端口信息在NAT设备（或软件）中都

被修改并翻译成一正确的IP地址发往下一级。当一个内网主机通过NAT打开一个“外出”的TCP或UDP会话时，NAPT分配给这个会话一个公网IP和端口，用来接收外网

的响应的数据包，并经过转换通知内部网的主机。这样，NAPT在[私有IP：私有端口]和[公网IP：公网端口]之间建立了一个端口绑定。

UDP内网穿透的实现流程

(1) 两个需要通过内网穿透进行通讯的内网客户端，分别将自己的外网收发接口注册给一个具有公网ip的中转服务器；

(2) 中转服务器将两个客户端注册的收发接口分别告知给对端；

(3) 一个内网客户端使自己的接收端口作为源地址，向对端的发送端口发送一个udp数据包，这个数据包称为打洞包。发送过这个打洞包后，可以在这个内网的出口

路由器上产生一条NAT记录，令后续从对端发送端口发来的数据包都不被丢弃, 而是转发给相应的内网客户端的指定端口；

(4) 发送过打洞包后，对端发送至本端路由器指定接收端口的数据包，就会根据NAT记录转发至本端的内网服务器接收端口，从而实现了内网服务器接收外网数据包的功能；

(5) 另一个内网服务器同样执行上述步骤 (3) 、 (4)，即可实现两端内网服务器相互收发音频数据包的功能。

最后附上一张完整的交互图片

参考

【一分钟实现内网穿透（ngrok服务器搭建）】https://www.cnblogs.com/best/p/7465444.html

【内网穿透】https://baike.baidu.com/item/内网穿透#reference-[1]-2066783-wrap