黃　巍　馬文靜　吳曉霞

摘要：目前的IP地址數(shù)量不能滿足上網(wǎng)的需求，用戶需要更少的費用來完成上網(wǎng)，這就需要共享上網(wǎng)技術。本文對共享上網(wǎng)技術做了簡單的分析，供讀者參考。

關鍵詞：共享上網(wǎng)代理服務器網(wǎng)絡地址轉換（NAT）

0 引言

目前，越來越多的家庭和企業(yè)需要訪問互聯(lián)網(wǎng)。必須承認的是，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)無時不刻的影響著我們的生活。截止至2007年初的統(tǒng)計數(shù)字顯示，我國網(wǎng)民數(shù)達1.44億，其中寬帶上網(wǎng)用戶9700萬戶[1]。不僅僅是企業(yè)，越來越多的家庭也擁有了不止一臺電腦。電腦的普及促進了互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也反作用于用戶購買更多的電腦來訪問互聯(lián)網(wǎng)。這樣帶來一個問題就是，能不能滿足所有的用戶訪問互聯(lián)網(wǎng)的需求。對于網(wǎng)絡接入提供者來說，必須認清的現(xiàn)實是，目前互聯(lián)網(wǎng)使用的是TCP/IP協(xié)議，而目前的版本32位地址長度的IPv4能夠提供的IP地址數(shù)量理論上最多是40億個，可是由于劃分類別，可使用的數(shù)目遠低于理論值，再加上初期分配不均等原因，造成我國等發(fā)展中國家面臨著IP地址緊缺的現(xiàn)狀。用戶訪問互聯(lián)網(wǎng)，必須擁有一個IP地址才行，沒有IP地址，意味著用戶無法訪問互聯(lián)網(wǎng)。對于用戶來說，關心的是如何能夠支付更少的費用，使自己的所有電腦都能夠訪問互聯(lián)網(wǎng)。無論是網(wǎng)絡接入提供者，還是網(wǎng)絡用戶，采用共享上網(wǎng)的技術，都是解決上面所述的問題的有效手段。

1 共享上網(wǎng)技術

目前，共享上網(wǎng)的技術主要有兩種：一種是采用代理服務器（Proxy）技術，另一種是采用網(wǎng)絡地址轉換（NAT）技術。從互聯(lián)網(wǎng)接入的要求來看，兩種共享上網(wǎng)技術都能夠實現(xiàn)多臺電腦共同使用一個IP地址來訪問互聯(lián)網(wǎng)，從而節(jié)省了IP地址的使用；從應用的角度來看，兩種技術都可以滿足只申請一條寬帶就實現(xiàn)多臺電腦訪問互聯(lián)網(wǎng)，從而節(jié)省了互聯(lián)網(wǎng)接入的成本。因此，可以說，兩種共享上網(wǎng)的技術都能夠滿足運營商和用戶的需求。

1.1 代理服務器方式 兩種共享上網(wǎng)技術中，代理服務器技術出現(xiàn)的比較早，適合于接入電腦數(shù)不多的場合。通常的組網(wǎng)形式是：向ISP申請一條接入線路，連接到局域網(wǎng)的電腦中挑選出一臺性能比較好的一臺，這臺電腦就作為局域網(wǎng)其他電腦上網(wǎng)的代理服務器，在這臺電腦上安裝代理服務器軟件，分配好各種應用的端口號。將局域網(wǎng)中的其他電腦連接至這臺電腦，然后在應用程序上設置使用代理服務器，并且把SOCKET地址指向代理服務器的IP地址和端口號。這樣，局域網(wǎng)中的所有電腦就都能夠共享上網(wǎng)了。從技術細節(jié)上分析，局域網(wǎng)中的享受代理服務的客戶機將每次連接互聯(lián)網(wǎng)的應用請求發(fā)給代理服務器，代理服務器接到請求后將每個客戶機的請求做好記錄，然后將這個請求作為自己的請求進行互聯(lián)網(wǎng)的訪問，得到互聯(lián)網(wǎng)的訪問結果之后，再將這些結果按照做好的記錄轉發(fā)給局域網(wǎng)中的客戶機。例如，客戶機B要訪問網(wǎng)站www.baidu.com，它在瀏覽器中輸入網(wǎng)址并且回車之后，已經(jīng)設置好代理服務器的瀏覽器將這個請求發(fā)給代理服務器A，A接到請求之后，去訪問網(wǎng)站www.baidu.com，得到網(wǎng)站的內容（HTML代碼）之后，將這些內容轉發(fā)給B，B的瀏覽器接收到這些HTML代碼之后，解釋成網(wǎng)頁頁面，從用戶的角度來看，B實現(xiàn)了訪問互聯(lián)網(wǎng)的需求。從技術細節(jié)分析上可以看出，代理服務器是工作在應用層上的，它所處理的都是具體的應用程序發(fā)出的應用請求，所以要求充當代理服務器的電腦性能要高，同時局域網(wǎng)中的電腦數(shù)目也不要過多，否則，代理服務器很可能會因為大量的應用請求耗盡本機資源而沒有響應，導致不能完好的提供代理服務的工作。

1.2 網(wǎng)絡地址轉換（NAT）方式 網(wǎng)絡地址轉換（NAT）方式出現(xiàn)在代理服務器工作方式之后。從用戶應用的角度來看，它的組網(wǎng)形式可以和代理服務器的形式相同；也可以將服務器的工作交給路由器來做，這樣就不需要專門的主機來充當了。設置好NAT服務器（網(wǎng)關）之后，局域網(wǎng)中的客戶機不需要每個應用程序都設置代理服務，只需要在網(wǎng)絡連接中，將網(wǎng)關和DNS服務器設置為NAT服務器的IP地址就可以了，比代理服務器方式的設置簡單得多。從技術細節(jié)上分析，網(wǎng)絡地址轉換，網(wǎng)絡地址在這里指的是互聯(lián)網(wǎng)地址，即IP地址；轉換指的是由客戶機地址轉換成了網(wǎng)關地址，為了區(qū)別不同的客戶機，需要使用端口號。舉例說明，局域網(wǎng)中主機A需要訪問網(wǎng)站www.baidu.com，它將這個應用請求封裝成IP數(shù)據(jù)包之后發(fā)送給網(wǎng)關B。網(wǎng)關B在接收到IP數(shù)據(jù)包之后，并不完全打開去識別數(shù)據(jù)包中的內容，只是查找IP數(shù)據(jù)包的包頭信息中源地址和目的地址。找到源地址之后，將源地址記錄，再將這個數(shù)據(jù)包的源地址改成網(wǎng)關B的IP地址，并且加上隨機端口號，將修改過后的數(shù)據(jù)包發(fā)往目的地址。端口號的作用是網(wǎng)關用來識別局域網(wǎng)中的不同主機。目的地址接收到請求之后，做出響應，將含有端口號的結果數(shù)據(jù)包發(fā)回，網(wǎng)關接收到發(fā)回的數(shù)據(jù)包后，根據(jù)端口號來判斷這個數(shù)據(jù)包的原始請求主機，然后再按照記錄好的原始IP地址發(fā)送到主機A。從這樣的分析中，可以看出，網(wǎng)絡地址轉換這種工作方式?jīng)]有涉及到應用層，主要工作是在網(wǎng)絡層和傳輸層完成的。代理服務器轉發(fā)的是應用層的數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡地址轉換方式轉換的是IP數(shù)據(jù)包，比代理服務器工作方式減少了一個封裝和解封裝的過程。所以，網(wǎng)絡地址轉換工作方式擁有更快的轉發(fā)速度，同時，因為只是轉發(fā)數(shù)據(jù)包，也只需要占用更少的資源?？梢姡W(wǎng)絡地址轉換方式客戶機設置更簡單，服務器占用資源少，轉發(fā)快。正是由于這些優(yōu)點，一經(jīng)出現(xiàn)之后，就受到了歡迎，并逐步取代了代理服務器工作方式。

1.3 共享上網(wǎng)技術的優(yōu)缺點 由于篇幅限制，上文已經(jīng)提到過的優(yōu)點就不再贅述，共享上網(wǎng)還有一個優(yōu)點就是，可以隱藏被提供共享上網(wǎng)服務的電腦的真實IP地址，在一定程度上避免黑客的攻擊，所以，某種意義上說，共享上網(wǎng)可以起到一定的網(wǎng)絡防火墻的作用。缺點也是顯而易見的，一個是速度上，無論哪種方式，都需要有一個轉換的過程，即使再快，也需要一定的時間，所以，會造成一定的延遲；另一個是帶寬上，一條線路被多臺電腦共同享用，帶寬自然會減少。與共享上網(wǎng)帶來的優(yōu)點相比，缺點是微不足道的，也是無法避免的。

2 路由器上NAT的設置

代理服務器方式可以在服務器上安裝CCProxy，WinProxy等軟件，NAT方式可以在電腦中安裝Sygate等軟件，在Windows XP中已經(jīng)有了集成，不需安裝軟件也可以實現(xiàn)，設置都很簡單，不再詳述。僅以在企業(yè)中，多臺電腦環(huán)境下?lián)碛幸粋€IP地址的情況下，路由器的配置步驟進行簡單說明，供讀者參考。以下的過程都是在路由器上完成：①配置默認路由到ISP的網(wǎng)關②設置訪問控制列表，允許內部網(wǎng)絡訪問互聯(lián)網(wǎng)③設置地址池，標明擁有能夠訪問互聯(lián)網(wǎng)的IP地址起止范圍，由于只擁有一個IP，所以起止地址都是這一個，在命令最后說明允許重載④在端口上說明nat的出入方向，局域網(wǎng)為入方向，外網(wǎng)為出方向。

參考文獻：

[1]http://top.chinaiiss.org/content/2007-05-18/1249.shtml.