路由器从外向内访问（端口转发）及从内向外访问（NAT）的配置
路由器从外向内访问（端口转发）及从内向外访问（NAT）的配置
描述需求
最近工作上有一个需求，大致意思就是解决路由器内外访问的问题。这个问题可以分成两部分，一个是外部设备（如服务器）能主动访问路由器局域网内的主机，另一个就是内部的主机需要能够访问外部的服务器。
从内向外访问
对于从内向外访问，大家应该不陌生。我们使用手机连上WiFi上网就是一个例子，里面如何实现的大家可能就没那么关心了。
从外向内访问
主动从外向内访问就麻烦了，这里需要公网IP，而这个实在就是珍稀资源了。当然可以从网上找一些内网穿透的工具，免费的也有，推荐个Nqrok吧，也是能够用。
前提条件
因为要从外向内访问，没有公网IP基本就GG了，可以向运行商申请（有点难，电信可以试试）。接下来的内容默认拥有一个公网IP，这也是一种妥协，如果每个设备都有一个唯一的IP，我这要干的事都不用麻烦了。
解决思路
本人使用的是一个openwrt系统的路由器，设置的东西还挺多的，也了解一些计算机网络的知识。对于从内向外访问就像给别人发微信，别人回的微信也能收到，是一个NAT的应用。只使用一个IP的话，从外向内访问就要用到端口转发了。
端口转发
端口转发的概念我不背了，有兴趣谷歌，大致意思就是路由器会将发给指定IP和端口的内容，转发到别的IP和端口。我们要用的就是将发给唯一公网IP的内容，转发给我们的内部设备。
地址转换协议（NAT）
地址转换协议（NAT）是一个能记住向外访问请求的东西，也就是说局域网的设备通过路由器访问了公网服务器，当服务器返回消息的时候，路由器通过记住的请求，准确的转发给之前发请求的设备。NAT肯定不止这么点东西，但是我们要用到的就是让所有出去的请求都使用唯一的IP。
环境搭建
接下来项模拟吧，大概用到两个路由器模拟两个网络，两个电脑用来模拟服务端和客户端。如果没有那么多路由器和电脑的话，直接将模拟的外部设备接到内部网络路由器WAN口上也行，内部设备用手机连上WiFi也可以，但是外部设备访问内部设备就需要一个手机端的调试软件了。
外部网络模拟
先使用一台路由器配置个外部网络，这里比较简单，直接设置LAN口地址就行，例如我这配置的是
| 配置项 | 配置值 |
|---|---|
| 协议 | 静态地址 |
| IP | 10.10.18.1 |
| 子网掩码 | 255.255.0.0 |
| 网关 | 10.10.18.1 |
外部设备配置
使用一台电脑作为外部设备，接下来的测试需要用它来当服务端或者客户端，配置如下
| 配置项 | 配置值 |
|---|---|
| IP | 10.10.18.102 |
| 子网掩码 | 255.255.0.0 |
| 网关 | 10.10.18.1 |
内部网络配置
内部网络配置是这部分内容的关键，需要分别配置LAN口和WAN口，一个用来接入外部网络，一个用于连接内部设备，构建局域网，这里使用的是192.168.0.0/16网段。
对于WAN口配置如下，未使用DHCP
| 配置项 | 配置值 |
|---|---|
| 协议 | 静态地址 |
| IP | 10.10.18.121 |
| 子网掩码 | 255.255.0.0 |
| 网关 | 10.10.18.1 |
对于LAN口配置如下
| 配置项 | 配置值 |
|---|---|
| 协议 | 静态地址 |
| IP | 192.168.121.1 |
| 子网掩码 | 255.255.0.0 |
| 网关 | 192.168.121.1 |
内部设备配置
内部设备就是在192.168.0.0/16网段下局域网运行的设备，因为需求，希望此设备既能主动访问外面，又能被外面访问。先来看配置吧，具体操作后续说明，配置如下
| 配置项 | 配置值 |
|---|---|
| 协议 | 静态地址 |
| IP | 192.168.0.158 |
| 子网掩码 | 255.255.0.0 |
| 网关 | 192.168.121.1 |
设置端口转发
端口转发：将外部设备对路由器的访问转移到内部指定设备。
接下来可能会有些不同，我这是openwrt上的配置，如果大家是其他路由器的话就参考参考吧！
选择 网络 - 防火墙
设置接收转发
在基本设置界面，设置基本设置转发 – 接收，保存应用并重启设备。
选择 端口转发页面
在底部添加转发规则
设置WAN口对某端口的访问转发到内部指定IP和端口
设置NAT规则
NAT（网络地址转换）：修改内部向外通信报文的源IP，并发送
选择 防火墙 – 通信规则页面
步骤二：在底部Source NAT栏设置规则
实际使用
举例：
内部设备：
| 配置项 | 配置值 |
|---|---|
| IP | 192.168.0.158 |
| Mask | 255.255.0.0 |
| Gateway | 192.168.121.1 |
外部设备：
| 配置项 | 配置值 |
|---|---|
| IP | 10.10.18.102 |
| Mask | 255.255.0.0 |
| Gateway | 10.10.18.1 |
路由器WAN ：
| 配置项 | 配置值 |
|---|---|
| IP | 10.10.18.121 |
| Mask | 255.255.0.0 |
| Gateway | 10.10.18.1 |
路由器LAN:
| 配置项 | 配置值 |
|---|---|
| IP | 192.168.121.1 |
| Mask | 255.255.0.0 |
| Gateway | 192.168.121.1 |
转发规则：
WAN port at 60000 => LAN 192.168.0.158 at 60000
NAT规则：
LAN => WAN use IP 10.10.18.121
使用UDP访问
内部访问外部
| 类型 | IP | 端口号 |
|---|---|---|
| 客户端 | 192.168.0.158 | 60000 |
| 服务端 | 10.10.0.102 | 60000 |
外部访问内部
| 类型 | IP | 端口号 |
|---|---|---|
| 客户端 | 10.10.18.102 | 60000 |
| 服务端 | 10.10.18.121 | 60000 |
使用TCP连接
内部设备作为服务端，外部设备作为客户端
| 类别 | 发送IP | 发送端口 | 被接收IP | 接收端口 |
|---|---|---|---|---|
| 服务端 | 192.168.0.158 | 60000 | 10.10.18.102 | 12345 |
| 客户端 | 10.10.18.102 | 12345 | 10.10.18.121 | 60000 |
外部设备作为服务端，内部设备作为客户端
| 类别 | 发送IP | 发送端口 | 被接收IP | 接收端口 |
|---|---|---|---|---|
| 服务端 | 10.10.18.102 | 60000 | 10.10.18.121 | 12345 |
| 客户端 | 192.168.0.158 | 12345 | 10.10.18.102 | 60000 |
速度测试
因为需要，还希望测试一下端口转发的速率。使用FTP功能测试，工具：IPOP 4.1（强烈推荐，是一个调试工具大合集，体积小单文件，谷歌搜索就能下）。下面是我简单测试的结果，一边启动ftp服务，另一边用文件夹去访问复制文件就行，可以在任务管理器里面看网速。
添加转发规则
转发规则：WAN port at 21=> LAN 192.168.0.158 at 21
IPOP开启FTP服务端
使用IPOP软件服务里面的FTP服务，选好目录，配好账号密码，点start就可以了。
测试结果
使用WAN口作为FTP服务端
LAN => WAN 40Mbps
WAN => LAN 98Mbps
使用LAN口作为FTP服务端
LAN => WAN 30Mbps
WAN => LAN 98Mbps
可以看到，其实使用端口转发功能影响并不大的，关于速率的不同我猜是电脑的问题。