值得买伪百科, 也谈谈家用路由器 篇一:IP 协议基础知识

追加修改(2017-06-30 10:21:39):
文字有几处数据错误已被值友们发现. 比如ipv4总量是42亿不是4.2亿, /23掩码对应是254不是252. 感谢指正 :)

前言

什么值得买? 如果不是物有所值, 怎么能叫值得买? 近年来日渐红火的家用路由器配置和价格水涨船高, 我们为什么要花几百上千大洋去买它? 它到底能为我们做些什么呢?

张大妈上关于路由器的打折, 开箱和评测内容越来越多, 每个星期都有好多篇, 一路看下来你是否真的了解这个产品了? 它打折后对你来说真的值了吗?

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作为近20年网龄的用户, 我想跟值友们谈谈本人对家用路由器的浅显认识和购买意见. 不过首先得要跟大家分享一些使用路由器之前需要了解的基础知识. 引用我同事的一句经典"名言": 值得买伪百科, 也谈谈家用路由器 篇一:IP 协议基础知识 

你都不懂我怎么跟你说?

IPv4

在谈路由器之前, 必须先说一说这个 IPv4 协议, 想要科学的上网, IP 协议是你不得不了解的东西, 而国内主要 ISP (电信/联通等) 基本都只提供 IPv4 服务, IPv6 只有教育网里常见 (上海有线通竟然也能玩 IPv6?). 此文将 IP 与 IP 地址都写作 IP.

a. 有必要理解的一些基础认识

  1. 平时使用的 IP 地址都是 IPv4. 特征格式是 FF.FF.FF.FF, 即255.255.255.255。一共有 (0-255) 256^4 = 4.2 亿种组合. 只有一半多点的 IP 地址用于公网 (不够天朝每人一个的). IPv6 格式为 FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF, 分8节共340万亿亿亿亿值得买伪百科, 也谈谈家用路由器 篇一:IP 协议基础知识 种组合, IPv4 只相当于其中2节.

  2. 每台网络设备 (*1) 都需要一个 IP. 就如同每家都需要一个门牌号. 同一个小区不能有两个3号楼, 同一号楼不能有两个303室, 同理同一个网络内不能有两个相同的 IP.

  3. 不同的内网 (*2) 内可以有同样的 IP. 就像绝大部分家用宽带的路由器地址都一样, 你家是 192.168.1.1, 我家也是 192.168.1.1 真巧啊亲家~~值得买伪百科, 也谈谈家用路由器 篇一:IP 协议基础知识 . 其实一点都不巧. 你家是1号楼101, 对面小区就不能有1号楼101了?

  4. 不同的内网可以使用不同的 IP 分配规则. 你家路由器分出来的 IP 可能是 192.168.1.x, 我家买了极路由分出来的可能是 192.168.99.x, 我公司分出来的地址还可以是 172.20.x.x.  就像你家门牌号是2栋301, 我家是A幢501, 我公司是3号楼3401.

  5. 美国拥有大部分 IP. 天朝分得的少数 IP 里大部分在电信手里, 少部分联通,再则移动。用长宽有线通什么的也想要公网 IP?

  6. 常见的内网 IP 有 192.168.x.x, 172.16-31.x.x, 10.x.x.x, 而127.x.x.x 全部用于本机. 

  7. 子网掩码是什么鬼? 子网掩码定义子网的范围, 和 IPv4 一样的格式. 子网可以当成内网或外网的局域划分, 192.168.x.x 包含65536个 IP, 谁家用得到这么多 IP?
            最常见的子网分法就是 192.168.1.0/255.255.255.0 (也可写作 192.168.1.0/24), 其中可以分配使用的 IP 是192.168.1.1-254 共254个, 首0和尾255有"特殊含意"不让用.
            如果是公司使用, 可能需要多一些的 IP, 把掩码改成 255.255.252.0 (或 /23), 那可用范围就变成了 192.168.0.1~192.168.1.254 共 510个, 其中192.168.0.0和192.168.1.255不让用, 但 192.168.0.255和192.168.1.0 能用!

  8. 家用的网络协议主要是 IP:TCP, 如 http https ftp ssh ss。然后是 IP:UDP,如dns,网游和视频聊天等。TCP 与 UDP 的区别就好像挂号信和平邮,前着花费大但能确认是否送达,后者相反。

*1 这里的网络特指 IP 网络.
*2 内网即内部 IP 网络, 使用非公网 IP.

b. 不如跳舞. 不对....不如来个图解, 给不爱看字的同学

常见的两个值友上网情况常见的两个值友上网情况

这应该是国内网友上网最普遍的形式了. 李四听说阿三(不是张三....因为将错就错吧值得买伪百科, 也谈谈家用路由器 篇一:IP 协议基础知识 )家有好多动作片资源苦于不能共享, 阿三在张大妈听说可以打10000要公网 IP, 想搞私有云. 于是下面这个情况就出现了. (阿三与李四中间的 ISP 略)

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阿三弄到了公网 IP, 申请了个免费.tk域名, 装了个黑群, 在路由器上把黑群端口5000转发到公网, 李四就可以看阿三家的动作片了. (其实阿三先给李四发了一张微信付款码值得买伪百科, 也谈谈家用路由器 篇一:IP 协议基础知识)

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其实李四也藏了不少资源, 张大妈上的王五给他们出了个主意 (内网穿透), 但不肯白干, 资源也要共享一份 值得买伪百科, 也谈谈家用路由器 篇一:IP 协议基础知识 .

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理想很丰满, 现实很骨感. 长城宽带欢迎您...loading...值得买伪百科, 也谈谈家用路由器 篇一:IP 协议基础知识 

c. 过程就是这么简单么?  (张大妈你打码也太嚣张了!)

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  1. 客户端使用随机端口与服务端固定端口通信.
    > 阿三李四访问张大妈时, 使用的是http协议, 基于tcp协议, 默认监听80端口.
    > 下图以我电脑为例, 当访问 www.smzdm.com 时, 本机随机用了个如 50953的端口去连张大妈的80, 张大妈也通过80端口将网页数据返回给我本机的50953端口.
    > 当我再次刷新张大妈时, 我本机端口就变成其它的随机号码了. 值得买伪百科, 也谈谈家用路由器 篇一:IP 协议基础知识


  2. NAT.
    > 路由器 (在此充当网关) 会把内网机器的对公网的请求换成自己对外的IP:端口发送出去, 还会把公网返回的数据再转回给内网的机器, 这个过程就是NAT了.值得买伪百科, 也谈谈家用路由器 篇一:IP 协议基础知识
    > NAT可以临时性的把内网所有 IP:端口请求 随机映射到外网上, 如下图的 :50953 到外网变成了 :31746, 这样外网就可以通过 :31746 访问到 内网这台PC的 :50953了. 甚于为什么端口要变一次, 为什么不直接对外网使用 :50953? 你想想如果内网有两台或更多设备都在用 :50953时呢?  这个是最常用的 NAT 用法, 或者叫 NAPT.值得买伪百科, 也谈谈家用路由器 篇一:IP 协议基础知识
    > NAT可以长期性的把内网某个 IP的全部端口 直接映射到外网, 这种用法就是 DMZ (Basic NAT), 心大的同学推荐使用. 值得买伪百科, 也谈谈家用路由器 篇一:IP 协议基础知识 值得买伪百科, 也谈谈家用路由器 篇一:IP 协议基础知识
    > NAT可以长期性的把内网一些 IP:端口服务 映射到外网, 外网看到的端口虽然也是随机生成的, 但它们长期有效可以一直被访问. 这个就是 UPNP 了. 对路由性能没信心的不要打开这个功能!值得买伪百科, 也谈谈家用路由器 篇一:IP 协议基础知识

  3. 同网段(同子网, 同一网络. 有好几种说法) 访问不会经过路由器(网关).
    > 李四的本本 (192.168.1.53)要访问阿三的台式机 (192.168.1.50), 本本先会查询本机路由表, 本机路由表会显示 192.168.1.50是内网地址应该直接访问, 结果是在内网找不到 192.168.1.50 访问失败!
    > 就像阿三告诉李四:"我家是502, 快来一起看动作片!", 李四想了想:"我这栋楼只有4层啊?!"

  4. 内网就是内网, 怎么折腾都没用.
    > 李四怒将内网 IP 改成192.168.2.0/24, 再次访问 192.168.1.50.
    > 本本路由表查不到了, 转交路由器(网关)处理, 路由器表示去上级长宽路由问问, 得到的结果是... INET_E_RESOURCE_NOT_FOUND.
    > 就像李四说:"我在2栋301, 你在哪?", 阿三:"1栋502", 李四找不到, 跑去问门卫, 得到回复:"你确定是我们小区的1栋吗? 我们小区全部是4层高的楼啊".

  5. 公网 IP 是唯一的, 有了公网 IP 才能被访问到. 
    > 阿三打10000号投诉要求给公网 IP, 然后得逞了!
    > 阿三在路由器上设置好端口映射, 把黑群的5000端口对应到路由器的5000, 这样李四访问阿三的公网 IP:5000 就能打开阿三的黑群了.
    > 因为有了公网 IP, 李四的长宽路由向上问几级就能问到阿三的地址在哪. 

  6. 内网穿透的形成. 
    > 阿三也想看看李四的资源, 但李四没公网 IP啊? 阿三真的访问不到李四吗? 当然能!
    > 每次李四访问阿三时, 都会让某长宽公网 IP:随机端口 (假设是250.250.250.250:32222)来连阿三的124.78.6.29:5000, 接着阿三的数据也会发回到 250.250.250.250:32222 最终到李四那里去. 所以阿三确实是可以访问到李四的, 只是李四最终分配到的长宽公网地址:端口是随机的, 每次可能都不一样. 下次可能是 250.250.250.251:33333?
    > 如果李四保持与阿三已经建立的连接不断开 (即让250.250.250.250:32222保持不变),  并且每次断开后李四再主动都告诉阿三新的公网IP:端口 (如 250.250.250.251:33333), 那样就可以保证自己的资源能被阿三访问到了.
    > 就好像李四用公司分机给阿三打电话时, 阿三能给李四说事儿. 但阿三没法直接打李四的分机, 必须李先打过来.
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  7. 内网穿透的完成体.
    > 王五也想看看李四的好货, 但王五也没有公网 IP怎么办?
    > 阿三已经能访问到李四了, 只要阿三把对李四的访问转发到路由器上某个固定端口上 (如7001), 那王五访问 阿三的 124.78.6.29:7001 就相当于访问李四的好货了! 
    > frp, ngrok 这些项目就是做这个事情滴.

  8. 内网穿透的究级体.
    > 王五也是长宽, 访问电信的阿三家已经很慢很不稳定了, 再通过阿三去访问李四家的长宽就更惨不认睹. 王五本来想看看李四家的京东热不热, 结果只能打开李四家的陈年txt看...值得买伪百科, 也谈谈家用路由器 篇一:IP 协议基础知识 
    > 阿三想了想, 我知道访问李四用 250.250.250.250:32222, 让王五直接访问 250.250.250.250:32222, 长宽闯长宽不是最好吗? 干嘛要从我这绕道? 等李四那边有变动了, 我知道了就马上通知王五不就行了? 于是 dog tunnel 这种东西就出现了!
    > 两个没有公网 IP 的苦逼, 在牛逼阿三的帮助下, 过着整日荒淫无度的日子...
    > 其实bt/电驴也是同样的原理, 恭喜你把 P2P 知识入门了!


d. 不好意思, 没收住. 

一发不可收拾的写了这么多 IP 内容, 使得篇幅过长, 不利于阅(pian)读(jin)了(bi). 先写到这里好了.


图必砍定了


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