我对共享上网的探索

        从大学开始，就一直有一个经常探索的问题，就是如何突然上网客户端的各种限制，实现和室友共享上网。共享上网是ISP们非常不乐于见到的，所以就涉及很多限制与反限制的问题。经过使用刚刚开始时直接使用路由器就能上网的时代，到『改成相同IP、相同MAC』的『方法』，到代理服务器、到sygate、再到NAT，再到现在常用的开WLAN和使用虚拟机模拟NAT。经历了很多代的探索，总结出了一种基本可行的共享上网方法。本文将针对上网客户端的限制，逐个探索解决办法，然后引出我现在使用的共享上网的解决方案。
        在我对上网有印象时， 就感觉到网络应该是免费的，想上网，一切所需做的事情，就是找到一根网线，然后插入电脑。后来发现，有些网络插上网线，居然不能上网！然后，问题就来了。
        必须要将TCP/IP属性输入框填上合适的数字？我注意到，网络连接的活动状态中，只有发送，没有接收，然后还显示了一个黄色的感叹号。这最有可能发生在学校的机房。解决办法很简单，就是参考旁边可以上网的电脑的IP配置，然后写入自己的电脑上。说起来，它本质上是可以上网的，只是需要改改东西。我在很多机房、办公室、网吧看见有一张用于维护IP地址的表，我至今仍然表示不能理解，插上网线就能上网是再简单不过的事情，为什么不实现它？曾经在知乎网上提了一个问题（http://www.zhihu.com/question/20971480），但回答不具备任何说明力。我认为之所以用户不能插上网线就能上网，是因为网管不愿意实现。
        但这些一般都不属于宿舍，宿舍中最原始的认证方法是使用调制解调器进行PPPoE认证拨号上网。但现在所有的路由器都有自动拨号上网的功能，因此该上网方式可以使用配置路由器的方法秒杀。拨号上网认证方式的加强版是加入一个『代拨号』的软件，如『星空极速』。但这种方法仍然是拨号上网，因此仍然具有拨号上网的帐号和密码，通常只需要百度一下『ADSL上网帐号密码查看工具』，就能了解真实的登录信息，然后回归拨号上网，因此仍然被秒杀。
        聪明的ISP知道必须让路由器停止工作才能避免被共享上网，因此提出了上网客户端的概念。客户端的作用有很多，除了让你上网之外，还包括使用了一种和ADSL不同的上网协议，以避免让正常路由器运作；还有客户端监视的功能，包括监视客户端网络接口变化、MAC地址和相关进程信息。但道高一尺魔高一丈，如果抛开客户端监视，仅仅只是换个协议，避免路由器的话，使用目前常见的代理服务器就可以轻易解决。在此不得不提两个有代表性的软件：CCProxy和sygate。CCProxy是代理服务器软件，优点是运行容易，双击即可，缺点是软件必须要提供代理的功能才能使用，另一个缺点就是它已经成为了客户端监视的一个靶子。sygate使用起来也非常是可以轻易实现共享上网的软件，提供了完整的TCP/IP功能，室友不需要作任何配置就可以上网，但sygate无法在Windows XP以后的系统上运行，而且现在sygate也成了客户端验证中的靶子。
        可见，实现共享上网的关键， 在于解决客户端认证的问题。好在，现在有好几个办法，可以解决此问题：1、利用客户端检测不完善的问题，运行某些共享上网的软件；2、网上可以找到一些『山寨版』客户端。
         1、利用客户端检测不完善的问题，运行某些共享上网的软件。我注意到，很多客户端，能检测CCProxy代理服务器（如抱怨说检测到代理软件之类），但对Windows的ICS服务（用于开启Wi-Fi之类）或Connectify之类的新兴软件却表现得很沉默。因此直接使用这些软件即可。这样可以解决问题，但仍然有一些限制，像湖南联通客户端srun3000，宿舍同一个交换机也不提供局域网的功能，有时还是让人不爽。
        2、网上可以找到一些 『山寨版』客户端，像之前的神州数码，就有一个zdcclient。『山寨版』客户端有很多好处，首先，它可以没有、也没任何理由有客户端检测，因此就可以直接避开这个问题。然后，由于某些原因，官方客户端版本可能不会为最新版的操作系统提供兼容性保证，无法运行、断网、顿卡之类的事时有发生，而山寨版的客户端社区活跃，紧跟时代，运行起来非常给力。但 『山寨版』客户端可能找不到，也可能被封杀。总而言之，就是『山寨版』很给力，但略显尴尬。
        现在回想和思考，接入网络最简单的的方法是什么？当然是没有任何认证，插上网线，就能上网，或者连接Wi-Fi，就能上网。现在无线网卡在笔记本电脑上很普遍，因此连接Wi-Fi通常不是问题（但有时显示无法实现上述的1和2，也会是问题）。插上网线就能上网，这种最理想的上网方式，就需要回到sygate的工作原理。经分析可以发现，sygate实际上是虚拟出了两个网络接口，一个用于接入Internet，另一个用于向其它电脑共享网络，但它不兼容Windows XP以后的系统。再探索就会发现，其实一个叫NAT（网络地址转换）的服务就是做这件事。
        问题在于需要两个网络接口，用于连接Internet和提供网络共享，但实际生活中，基本没人去给自己的电脑配备两个网卡。我注意到，大多数虚拟机为自己的虚拟机提供NAT模式上网，然后也提供扩展n个桥接网卡的功能。于是就有两个解决方案：1、可以在虚拟机上扩展两个桥接网卡，然后直接在虚拟机中运行客户端上网并使用NAT提供网络共享；2、主机运行客户端联网，然后给虚拟机一个NAT网络接口供虚拟机上网、一个桥接网络接口供NAT共享上网。两种方法中，1的可扩展性更好，可以并行扩展；2的易用性更好，不需要虚拟机/主机之间的联网切换。我用过VirtualBox、Hyper-V和VMware，其中只有Hyper-V仅提供桥接的功能。VirtualBox和VMware都提供NAT。但我发现，在我的电脑上，无论我换用什么系统，即使是使用桥接，并处于同一网段，主机也无法访问VirtualBox虚拟机，不知道为什么，而室友的电脑一切正常。
        虚拟机当然是使用Windows Server系统，开启NAT服务一般都很简单，通常经过百度『如何在Windows Server 2003/2008/2008 R2/2012中开启NAT』就能解决，由于全程都是图形界面，安装和配置的过程都非常简单。值得一提的是，最好先定好哪个网卡用于连接Internet，哪个网卡用于对外共享。对外共享的网络需要使用静态的IP地址，一般用10.x.x.x或者172.16.x.x或者10.x.x.x。
        到了这一步，其实就可以给室友共享上网了，但仍然需要配置IP属性。解决办法也是非常简单，可以给服务器增加一个DHCP的角色，来给室友的电脑自动设置好IP，就样就能 『插上网线就能上网』了。这也就是为什么我对『学校机房/网吧/办法室使用静态IP』表示不解的原因，明明DHCP很简单。
        值得一提的是，使用在每个虚拟机上扩展两个桥接网卡的方法，可以并行连接多个网络接口。然后经过一层NAT，可以实现单IP、多网关的共享上网，其直接的结果是，让上网速度成倍增长。上个学期我使用了三个Windows Server 2003连接了三个4M的联通网，让一个宿舍实现了12M的带宽，平时的迅雷下载速度能达到1.4MB每秒，效果非常明显。但也有些问题。在有多个网关时，系统只会将这些网络接口用于发生错误时作冗余备份用，而不会默认并行使用多个网关。因此，正常上网（浏览网页、单线程下载、看优酷视频）速度没有优化，而且由于所有电脑都使用默认网关，电脑上网速度会不升反降。关于此问题，我还没有解决，但如果需要探索，可以从google『多网卡负载均衡』或者『multiple network interface NLB』来下手。
        以前，共享上网很高级，但现在看来，共享上网很常规。以前想的一些办法，现在看来很傻。很久以前的那种『插上网线，就能上网』的想法早已实现，但时过境迁，现在用得更多的还是共享Wi-Fi。总之，共享上网早已不是个问题，如果你电脑可以上网，你就要相信，一定可以共享上网。