做路由器的聯(lián)網(wǎng)，由于利用了Openwrt操作系統(tǒng)，做起來雖然方便，但是很多原理細(xì)節(jié)都被忽略了。所以這里再來老生常談一下wan口和lan口的區(qū)別，以及他們之間的工作原理。

基本知識(shí)：

熟悉網(wǎng)絡(luò)的朋友都知道WAN是英文Wide Area Network的首字母縮寫，即代表廣域網(wǎng);而LAN則是Local Area Network的所寫，即本地(或叫局域網(wǎng))。那么我們不妨給路由器上的WAN口和LAN口取一個(gè)中文名稱，分別是廣域網(wǎng)端口和本地網(wǎng)端口。從名稱中不難發(fā)現(xiàn)，WAN口主要用來連接外部網(wǎng)絡(luò)，如ADSL、LAN、光纖等各種接進(jìn)線路;而LAN口用來連接內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，主要與局域網(wǎng)中的交換機(jī)、集線器或PC相連。

在家里使用時(shí)，路由器WAN口使用的IP地址為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商所提供的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)公網(wǎng)IP地址，而LAN口所使用的IP地址則是局域網(wǎng)中分配的內(nèi)網(wǎng)IP地址。因此，每一個(gè)路由器都會(huì)擁用一個(gè)私有IP地址，這樣既可讓路由器充當(dāng)局域網(wǎng)中的網(wǎng)關(guān)，也便于網(wǎng)管對(duì)路由器進(jìn)行治理。寬帶路由器的路由功能就體現(xiàn)在wan口IP地址和lan口IP地址之間的數(shù)據(jù)路由上，通常我們根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商所提供的接入方式來設(shè)置WAN口的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，通常有靜態(tài)IP地址、動(dòng)態(tài)IP地址或PPPOE等方式，它與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的接入設(shè)備處于同一個(gè)外網(wǎng)。而將LAN口的IP地址則設(shè)置為本地局域網(wǎng)內(nèi)的IP地址，通常是我們自己可以在寬帶路由器上自行設(shè)定的IP地址，LAN口下所連接的計(jì)算機(jī)組成一個(gè)“本地網(wǎng)”，路由器的LAN口IP地址是這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)。

再詳細(xì)說說數(shù)據(jù)在同一個(gè)路由器上wan口和lan口數(shù)據(jù)是如何走的。其實(shí)這個(gè)過程就是NAT的一個(gè)過程。NAT技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)事為了解決IPv4地址不足的問題，提高現(xiàn)有IPv4地址利用率，但他們的實(shí)現(xiàn)機(jī)制不一樣。VLSM和CIDR也是這個(gè)目的，他們是通過調(diào)整子網(wǎng)掩碼長(zhǎng)度。而NAT技術(shù)通過允許組織內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)使用非全局可路由IP地址的用通過地址轉(zhuǎn)換為全局可路由的IP地址來訪問Internet，以降低對(duì)公網(wǎng)IP地址的需求。

NAT就運(yùn)行在位于內(nèi)外網(wǎng)之間的路由設(shè)備上，在內(nèi)外網(wǎng)用戶之間通信時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)包中的地址進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

主要用于三種情形：(1)無足夠的公網(wǎng)IP地址可用時(shí)(2)重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)IP地址部署(3)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的TCP負(fù)載均衡。

我們這里用家庭網(wǎng)絡(luò)來做舉例，家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器都是接lan口，通過lan口向外部網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)包，首先發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求到默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，其實(shí)就是cpu上的lan口，這里我們這么理解，一般的路由器上的網(wǎng)關(guān)就是指cpu上的lan口，它一般通過交換芯片擴(kuò)展出4個(gè)lan口，這些lan口就是平時(shí)使用的那幾個(gè)lan口。路由器在分析下面發(fā)送來的數(shù)據(jù)包后，檢查數(shù)據(jù)包中的內(nèi)網(wǎng)IP地址時(shí)會(huì)檢查設(shè)備本身的NAT地址轉(zhuǎn)換表。在找到相應(yīng)條目后，把源地址也就是本來的內(nèi)網(wǎng)IP地址換成wan口的IP地址，目的地址不變，發(fā)送到外網(wǎng)上去。外部網(wǎng)絡(luò)接受到數(shù)據(jù)包后，會(huì)解析出數(shù)據(jù)包中的路由器wan口IP地址，將響應(yīng)數(shù)據(jù)包返回到這個(gè)wan口IP地址，發(fā)送回路由器。路由器將這個(gè)返回?cái)?shù)據(jù)包中目的地址(wan口IP)NAT轉(zhuǎn)換為內(nèi)網(wǎng)IP，最終共完成整個(gè)數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接受。

這里其實(shí)有一個(gè)問題要深入一下，這么多l(xiāng)an口，你怎么區(qū)別返回?cái)?shù)據(jù)時(shí)NAT該怎么轉(zhuǎn)換?

另外路由器是怎么給這些lan口自動(dòng)分配內(nèi)網(wǎng)IP地址的?

先來回答***個(gè)問題：

當(dāng)一臺(tái)小型商務(wù)企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)計(jì)算機(jī)用戶連接到 Internet 資源時(shí)，該用戶的 TCP/IP 協(xié)議產(chǎn)生一個(gè) IP 數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包包含以下值，這些值位于 IP 和 TCP 或 UDP 標(biāo)頭中：

• 目標(biāo) IP 地址：Internet 資源 IP 地址
• 源 IP 地址：私有 IP 地址
• 目標(biāo)端口：Internet 資源 TCP 或 UDP 端口
• 源端口: 源應(yīng)用程序 TCP 或 UDP 端口

請(qǐng)求源主機(jī)或者其它路由器將此 IP 數(shù)據(jù)包發(fā)送給 NAT, 然后由 NAT 將向外發(fā)送的數(shù)據(jù)包的地址解析如下：

• 目標(biāo)IP地址：Internet 資源 IP 地址
• 源IP 地址：ISP 分配的公用地址
• 目標(biāo)端口：Internet 資源 TCP 或 UDP 端口
• 源端口：重新映射的源應(yīng)用程序TCP 或 UDP 端口

NAT 將重新映射的 IP 數(shù)據(jù)包發(fā)送到 Internet 。響應(yīng)計(jì)算機(jī)將向 NAT 返回一個(gè)響應(yīng)。當(dāng) NAT 接收到此響應(yīng)時(shí)，該數(shù)據(jù)包將包含以下地址信息：

• 目標(biāo)IP 地址：ISP 分配的公用地址
• 源IP地址：Internet 資源 IP 地址
• 目標(biāo)端口：重新映射的源應(yīng)用程序 TCP 或 UDP 端口
• 源端口：Internet 資源的 TCP 或者 UDP 端口

當(dāng) NAT 完成映射和解析地址后，將向 Internet 客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)包，此數(shù)據(jù)包包含以下地址信息：

• 目標(biāo) IP 地址：私有 IP 地址
• 源 IP 地址：Internet 資源 IP 地址
• 目標(biāo)端口：源應(yīng)用程序TCP 或者 UDP 端口
• 源端口：Internet 資源 TCP 或 UDP 端口

看完這段，我的理解是根據(jù)NAT表和端口號(hào)來對(duì)不同的lan和不同的服務(wù)做區(qū)別的。NAT表應(yīng)該是臨時(shí)創(chuàng)建的，哪個(gè)lan口發(fā)出請(qǐng)求，NAT表就增加一項(xiàng)，記錄私有(內(nèi)網(wǎng))IP，不同的服務(wù)使用端口號(hào)的映射來做區(qū)別。

那么第二個(gè)問題就要涉及DHCP了。我們?cè)賮砹私庀逻@個(gè)應(yīng)用層服務(wù)。基礎(chǔ)知識(shí)可以先百度。

DHCP是一個(gè)基于廣播的協(xié)議，它的操作可以歸結(jié)為四個(gè)階段，這些階段是IP租用請(qǐng)求、IP租用提供、IP租用選擇、IP租用確認(rèn)。

從這4個(gè)名詞中我們就知道DHCP的基本工作原理了，首先lan廣播找到DCHP服務(wù)器，那么lan廣播的這一段就是DHCP客戶端。接著可能有很多DHCP服務(wù)器返回了OFFER報(bào)文進(jìn)行IP地址預(yù)分配，然后DHCP客戶端選擇(一般是***個(gè)收到的offer)進(jìn)行確認(rèn)REQUEST，DHCP服務(wù)器收到確認(rèn)后，帶著預(yù)先準(zhǔn)備好的ip發(fā)送ACK報(bào)文，完成整個(gè)過程。那么這里的服務(wù)器就是我們的網(wǎng)關(guān)咯，也就是CPU，它是裝過dhcp服務(wù)的openwrt系統(tǒng)，但是openwrt系統(tǒng)的dhcp和linux不一樣，完了再慢慢研究吧。不過我想原理是差不多的。