NAT，NAPT，ALG 和你的内网 ip 和外网 ip 有啥关系

问题 1: 内网和外网 ip 的区别

内网 ip 其实也是一种外网 ip，只是这种 ip 被因特网设定为私有 ip 地址，不会被中央路由器和边界路由器进行路由转发, 其中有以下几个地址段被分为私有 ip 地址

A 类：10.0.0.0～10.255.255.255
B 类：172.16.0.0～172.31.255.255
C 类：192.168.0.0～192.168.255.255

问题 2: 啥是中央路由器，啥是边界路由器

这就要扯到很远，首先最开始网络 ip 是分类的，类别由网络号区分，然后不同分类中中由主机号区分，最后发现这样进行分太难管理了，所以出现边界路由器，目的就是分担网络，我中央路由器只把对应网络号的流量进行转发给相应的边界路由器，然后对应要到那个主机再由边界路由器进行定位

问题 3: 啥是网络号和主机号

自行百度

问题 4: 我的 ip 是 192.168.0.1，是私有 ip 咋么也可以连接因特网

这个问题，首先要牵涉到很久以前，以前没有人使用私有 ip 一说，大家都用公有 ip 地址，然后互相可以联通，但是 ip 地址有限，要是这样下去肯定有些人需要共享 ip 地址了，但是共享 ip 地址怎么区分流量是来自那台电脑，这时候就利用上了私有 ip 和使用 NAT 网络地址转换技术来解决

问题 5: 啥事 NAT

NAT 意思就是网络地址转换，就是将一组私有 ip 转化为公有 ip 进行对因特网的访问

问题 6: 一个私有 ip 对应一个共有 ip 那么也没省 ip 地址啊

是的，这样确实没有减轻 ip 地址的使用，所以出现了 NAPT

问题 7: NAPT 是啥

NAPT 很简单，就是在网络地址转换的时候我给每个私有 ip 的请求转换成公有 ip 加端口，这样就可以实现一个 ip 多用了，这样的话路由器就需要读取 tcp/udp 中的端口信息了，路由器需要建立一个网络地址转换的表，表意思是 私有ip:端口->公有ip:端口，公有ip:端口->外网ip:端口. 最后: 私有ip:端口->外网ip:端口 , 具体连接流程如下

1. 客户端发起连接去连接外网 ip
2. NAT 路由将客户端 ip+NAT 路由随机生成的端口来代理客户端去访问外网
3. 然后外网的数据就会被 NAT 路由器转发到内网 ip

应对这种连接有一种问题就是

1. 只能内网连外网，不能外网连接内网
2. 有些应用层协议就会出问题，比如 ftp, ftp 的数据传输和控制是分开连接的，控制连接保持验证和命令控制，当你想要获取或上传某些数据的时候，就需要建立一个数据连接，(主动模式)这时候为了安全就用控制连接发送 ip 和端口让 ftp 服务器知道，但是这里就有一个问题，你发送的 ip 和端口是在应用层协议的包中，这样 ftp 记录的是内网的 ip 和地址，到时候 ftp 发送数据连接握手就会发现连接不上，为了解决这个问题就出现了 ALG 网关，来处理应用层协议的问题，比如解析你发送给 ftp 的 ip 和端口进行转化成 nat 的 ip 和端口，对应上到时候数据连接的时候你连接 nat 转换的端口，具体的连接图如下

ftp 数据连接的 2 种模式

1. 主动模式，由客户端发送 ip 和端口，然后服务器主动建立连接
2. 被动魔兽，由服务端发送端口，客户端主动发起连接, 被动模式为了防止防火墙拦截

ALG 协议

ALG 的作用就是解析特定的应用层协议的内容进行解析转换，用来配合 nat 地址转换来用的，就是因为内网所有的地址都会被转换，所以在应用层协议的包中发送的内网 ip 和端口需要转化为 nat 的 ip 和端口，然后让你们连接的时候用转化的 ip 和端口去玩

引用

1. https://baike.baidu.com/item/nat/320024?fr=aladdin
2. https://blog.csdn.net/xiaoshengqdlg/article/details/22417211
3. https://blog.csdn.net/gui951753/article/details/79593307
4. https://baike.baidu.com/item/ALG%E7%BD%91%E5%85%B3/144199?fr=aladdin
5. 图解 tcp/ip 第五版-5.6 NAT
6. Wireshark 网络分析就这么简单-ftp201206011369543image001747033976650.jpg