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【黑马训练营】网络编程_Part3_内网中的计算机通过网关上网的原理

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什么是网关：

假设有一个由多台计算机组成的内部网络

并且在这个网络中，只有一台计算机能够连接到Internet，这里暂且称之为计算机G(Gateway)

那么，在这个内部网络中，就只有计算机G才拥有Internet中的合法IP，并可以与Internet中的其他计算机进行通信

这时，如果这个网络中其他的计算机也想要连接到Internet的话

就必须先要通过计算机G在内部网络的IP来连接到计算机G，然后才能通过计算机G连接到Internet

这里的计算机G我们就称之为网关

 

内部网络中的计算机向Internet网络中其他计算机发送数据的原理

假设在内部网络中有2台计算机，外部网络有1台计算机

并假设内部网络中非网关的计算机为计算机S(Source)，网关计算机为计算机G，外部网络的计算机为计算机T(Target)

其中计算机S的内部网络IP为192.168.0.2

计算机G的内部网络IP为192.168.0.1，Internet上的IP地址为166.111.111.10

计算机T在Internet的IP地址为221.101.121.57

 

首先计算机S向计算机T发送一个数据包，数据包的格式如下：

192.168.0.2  | 221.101.121.57 |   3000   |     3000    |     hello

源计算机IP    |    目标计算机IP   |  源端口 |  目标端口 | 发送的数据

由于源计算机IP和目标计算机的IP不在一个网段上，因此计算机S会首先将这个数据包发送给网关计算机G

 

当计算机G接收到这个数据包时，会自动将这个数据包进行修改，修改后的数据包的格式如下：

166.111.111.10 | 221.101.121.57 | 1027 | 3000 | hello

可以看出，计算机G将源计算机在内部网络的IP改成了计算机G在Internet上的IP，并修改了源端口

但是为什么会把源端口修改成1027呢？这里就又涉及到了一个知识：端口映射

 

所谓端口映射，指的就是将内部网络中计算机S的端口A，和网关计算机G的端口B关联起来

这样，当计算机S通过端口A向Internet发送数据时，就会自动通过计算机G的端口B向Internet中发送数据

同理，当计算机G的端口B中接收到Internet上的数据的时候，也会自动将该数据发送给计算机S的端口A

 

所以，在这里假设我们已经将计算机S的3000端口映射到计算机G的1027端口上了

那么在计算机S通过3000端口向Internet发送数据时，就会自动通过计算机G的1027端口向Internet中发送数据

所以计算机G需要将源端口号改为1027

 

当计算机T接收到该数据包后，由于在数据包中保存的源IP是166.111.111.10，源端口号是1027

那么计算机T如果想要回复计算机S的话，需要发送的数据包格式就应当如下：

221.101.121.57 | 166.111.111.10 | 3000 | 1027 | hi

由于这个数据包中目标计算机的IP地址和端口号均为计算机G的

所以当计算机T发送了该数据包后，会首先由计算机G接收到该数据包

但是由于此时计算机G的1027端口已经和计算机S的3000端口设置了映射关系了

所以当计算机G的1027端口中接收到该数据包的时候，就会自动将该数据发送给计算机S的3000端口

这样就实现了内网中的计算机S和外网中的计算机T进行通信的全过程

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