2024年3月19日发(作者：)

端口映射的原理 -回复

端口映射是一种网络技术，它允许网络上的计算机设备通过将外部IP地址

和端口号映射到内部网络的特定设备和端口上，从而实现在公共网络上访

问私有网络设备和服务。端口映射的原理涉及到网络地址转换（NAT）和

传输控制协议（TCP）/用户数据报协议（UDP）等概念。下面将逐步解释

端口映射的原理及其工作过程。

一、网络地址转换（NAT）的原理

网络地址转换（NAT）是一种将一组IP地址转换为另一组IP地址的技术，

它主要用于将本地网络中的私有IP地址转换为公共IP地址以进行互联网

访问。NAT的主要原理是将网络中的数据包重新封装，修改其源或目的IP

地址和端口号。

NAT通过实现两个主要功能来实现地址转换。首先，它维护一个“转换表”

或“映射表”，其中记录了内部私有IP地址和外部公共IP地址之间的关联。

其次，它通过重新封装数据包中的源和目的IP地址和端口号来转换数据包。

二、TCP/UDP协议的原理

传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）是Internet上常用的两

种传输层协议。TCP是一种可靠的、面向连接的协议，它通过连接的建立、

数据的分段、可靠的数据传输和连接的释放来保证数据的可靠性和完整性。

UDP是一种不可靠的、面向无连接的协议，它以较低的开销提供简单的数

据传输服务。

在TCP/IP协议栈中，端口号用于标识特定应用程序或服务。TCP和UDP

使用不同的端口号范围，例如，TCP的端口号范围是0-65535，而UDP

的端口号范围是0-65535。端口号与IP地址的组合用于唯一标识网络上

的设备和应用程序。

三、端口映射的工作原理

端口映射通过NAT和TCP/UDP协议的组合来实现。下面将详细介绍端口

映射的工作过程。

1. 请求发起

首先，当外部网络中的设备或用户需要访问内部网络中的设备或服务时，

它们会向公共IP地址和端口号发送请求。这些请求被发送到网络边界设备，

如路由器或防火墙。

2. NAT处理

接下来，网络边界设备上的NAT组件接收到请求。NAT组件检查请求中

的目标IP地址和端口号，并在其转换表中查找相应的映射。如果存在映射，

则NAT组件将请求重新封装，并将内部设备的私有IP地址和端口替换为

映射的外部公共IP地址和端口。这样，请求包包含了适合在公共网络上传

输的源和目的IP地址和端口。

3. 数据传输

接下来，经过NAT处理的请求将被发送到公共网络，并通过互联网传输

到目标设备所在的内部网络。

4. 响应返回

当目标设备接收到请求后，它会向NAT组件发送响应。响应中包含了目

标设备的私有IP地址和端口。NAT组件将响应的源IP地址和端口替换为

映射的公共IP地址和端口，并将响应返回给发起请求的外部设备。

5. NAT解封装

外部设备接收到响应后，根据响应的源IP地址和端口寻找与其发起请求的

对应关系。然后，它将响应请求解封装，恢复响应的源IP地址和端口为正

确的私有IP地址和端口。

通过上述步骤，端口映射实现了在公共网络上访问内部网络设备和服务的

功能。同时，端口映射还提供了一种安全机制，因为它隐藏了内部网络的

真实IP地址，增加了网络的安全性。

总结：

端口映射通过网络地址转换（NAT）和传输控制协议（TCP）/用户数据报

协议（UDP）的组合实现从公共网络上访问私有网络设备和服务的功能。

它通过修改源和目的IP地址和端口号，以及维护一个映射表来实现数据的

转换和路由。端口映射为网络中的设备和服务提供了更广阔的访问范围，

同时也提高了网络的安全性。