内网穿透的原理是什么

内网穿透，简单来说就是让位于内网中的设备能够被外网访问。在网络环境中，我们通常将局域网内部的网络称为内网，而连接到互联网的公共网络称为外网。由于内网中的设备使用的是私有 IP 地址，这些地址在公网中无法直接访问，内网穿透技术就是为了解决这一问题而诞生的，它打破了内网与外网之间的访问限制。

一、内网与外网的基本概念（一）内网内网是指在一个局部范围内，如家庭、企业、学校等，由多台设备通过交换机、路由器等网络设备连接而成的网络。在内网中，设备使用私有 IP 地址进行通信，这些私有 IP 地址在不同的内网中可以重复使用，常见的私有 IP 地址范围有：

A 类：10.0.0.0 - 10.255.255.255B 类：172.16.0.0 - 172.31.255.255C 类：192.168.0.0 - 192.168.255.255例如，家庭中的路由器通常会为连接的设备分配 192.168.x.x 这样的私有 IP 地址，这些设备在家庭内网中可以相互访问，进行文件共享、打印机共享等操作。

（二）外网外网即互联网，是一个全球性的公共网络，设备在公网中使用的是公网 IP 地址。公网 IP 地址具有唯一性，在全球范围内不会重复。通过公网 IP 地址，设备可以与世界各地的其他设备进行通信。然而，由于公网 IP 地址资源有限，大部分家庭和小型企业的网络设备并没有直接分配到公网 IP 地址，而是通过网络地址转换（NAT）技术，使用内网的私有 IP 地址访问外网。二、内网穿透的原理核心 —— 网络地址转换（NAT）网络地址转换（NAT）是内网穿透的关键技术之一。NAT 的主要功能是将内网设备的私有 IP 地址转换为公网 IP 地址，使得内网设备能够访问外网。当内网设备向外网发送数据时，NAT 设备（通常是路由器）会将数据包中的源 IP 地址（私有 IP 地址）替换为自己的公网 IP 地址，同时记录下这个转换关系。当外网设备响应数据时，NAT 设备根据之前记录的转换关系，将数据包中的目的 IP 地址（公网 IP 地址）再转换回内网设备的私有 IP 地址，然后将数据包转发给内网设备。例如，家庭中的电脑（私有 IP 地址为 192.168.1.100）要访问百度网站，电脑会将数据包发送到路由器，路由器将数据包的源 IP 地址 192.168.1.100 替换为自己的公网 IP 地址（假设为 202.100.1.1），然后将数据包发送到百度服务器。百度服务器响应的数据会发送到路由器的公网 IP 地址 202.100.1.1，路由器再根据之前的记录，将数据包转发给内网中的电脑 192.168.1.100。

三、端口映射在内网穿透中的作用端口映射是内网穿透的另一个重要概念。在网络通信中，IP 地址用于标识设备，而端口号则用于标识设备上运行的具体应用程序。端口映射通过将外网 IP 地址的某个端口与内网中特定设备的端口建立映射关系，实现外网对内网设备的访问。例如，内网中有一台 Web 服务器，其 IP 地址为 192.168.1.101，运行在 80 端口。通过在路由器上设置端口映射，将路由器的公网 IP 地址的 80 端口映射到内网 Web 服务器的 80 端口。当外网用户在浏览器中输入路由器的公网 IP 地址时，实际上请求会被路由器转发到内网的 Web 服务器，从而实现外网用户对内网 Web 服务器的访问。

四、内网穿透的实现方式（一）基于反向代理的内网穿透反向代理是一种位于内网设备和外网之间的服务器，它接收来自外网的请求，然后将这些请求转发到内网中的相应设备。在反向代理服务器上，需要配置好内网设备的地址和端口映射关系。例如，使用 Nginx 作为反向代理服务器，在 Nginx 的配置文件中，可以设置如下内容：server {listen 80;server_name example.com;

location / { proxy_pass http://192.168.1.101:80; proxy_set_header Host $host; proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme; }

}上述配置表示，当外网用户访问example.com时，Nginx 会将请求转发到内网 IP 为 192.168.1.101 的 Web 服务器的 80 端口。（二）利用第三方内网穿透服务目前，有许多第三方提供的内网穿透服务，如花生壳、蒲公英等。以蒲公英为例，其原理是通过在本地设备上安装客户端软件，然后将本地设备的内网服务信息注册到蒲公英的服务器上。当外网用户访问蒲公英提供的域名时，蒲公英服务器会将请求转发到对应的内网设备。具体操作步骤如下：1.在蒲公英官网注册账号，并购买相应的内网穿透服务套餐。2.在需要穿透的内网设备上安装蒲公英客户端软件，并登录账号。3.在蒲公英管理平台上，添加需要穿透的应用，设置好内网设备的 IP 地址、端口号等信息。4.外网用户通过蒲公英分配的域名或自定义域名，即可访问内网设备上的服务。（三）基于 VPN 的内网穿透通过建立虚拟专用网络（VPN），可以实现内网穿透。VPN 在公网中建立一条专用的通道，将内网设备和外网设备连接起来。在 VPN 服务器上，需要配置好内网设备的地址和访问权限。例如，使用 OpenVPN 搭建 VPN 服务器，在服务器端配置文件中设置如下内容：local 202.100.1.1port 1194proto udpdev tunca ca.crtcert server.crtkey server.keydh dh2048.pemserver 10.8.0.0 255.255.255.0ifconfig-pool-persist ipp.txtpush "redirect-gateway def1 bypass-dhcp"push "dhcp-optionDNS8.8.8.8"push "dhcp-option DNS 8.8.4.4"keepalive 10 120comp-lzomax-clients 100user nobodygroup nogrouppersist-keypersist-tunstatus openvpn-status.logverb 3上述配置表示，VPN 服务器的公网 IP 地址为 202.100.1.1，监听 1194 端口，使用 UDP 协议，为客户端分配 10.8.0.0/24 的 IP 地址段，同时设置了 DNS 服务器等信息。内网设备通过连接到 VPN 服务器，即可被外网访问。

五、内网穿透的应用场景（一）远程办公企业员工在外地可以通过内网穿透技术，访问公司内部的文件服务器、业务系统等，实现远程办公。例如，员工在家中通过蒲公英内网穿透服务，连接到公司的文件服务器，获取工作所需的文件，提高工作效率。（二）智能家居控制用户可以通过内网穿透，在外出时控制家中的智能家居设备，如智能摄像头、智能灯泡、智能门锁等。比如，用户在外面可以通过手机 APP，访问家中智能摄像头的实时画面，查看家中的情况。（三）搭建个人网站或服务器个人开发者可以在自己的内网中搭建网站、FTP 服务器、游戏服务器等，通过内网穿透技术，让外网用户能够访问。例如，个人开发者在自己的电脑上搭建了一个个人博客网站，通过反向代理或第三方内网穿透服务，让全球的用户都可以访问这个博客。

内网穿透技术为我们提供了更加便捷、灵活的网络访问方式，通过了解其原理和实现方式，我们可以根据自己的需求选择合适的内网穿透方案，满足不同的网络应用场景。

拓展阅读：1.内网穿透有哪些安全风险：可能存在被黑客攻击、数据泄露等风险，需设置强密码、定期更新软件、使用加密技术等保障安全。2.如何选择合适的内网穿透服务：考虑稳定性、速度、安全性、价格等因素，如对稳定性要求高可选择知名品牌服务。3.除了上述方法，还有哪些内网穿透技术：还可利用 FRP（Fast Reverse Proxy）等开源工具实现内网穿透，通过配置服务端和客户端，建立内网与外网的连接。