内网穿透的概念

内网穿透，也即NAT穿透，进行NAT穿透是为了使具有某一个特定源IP地址和源端口号的数据包不被NAT设备屏蔽而正确路由到内网主机。

内网穿透是一种技术， 它允许您通过公共互联网访问位于私有网络中的设备或服务。 换句话说，内网穿透能够 打破私有网络与公共网络之间的壁垒 ，使得可以轻松地远程连接到自己的家庭、企业或其他私有网络中的设备。

网络地址转换技术

网络地址转换（Network Address Translation，NAT）， NAT是一种将私有（保留）地址转化为合法IP地址的转换技术 ，它被广泛应用于各种类型Internet接入方式和各种类型的网络中。NAT可以完成重用地址，并且对于内部的网络结构可以实现对外隐蔽。

NAT机制的问题在于，NAT设备自动屏蔽了非内网主机主动发起的连接。 也就是说，从外网发往内网的数据包将被NAT设备丢弃，这使得位于不同NAT设备之后的主机之间无法直接交换信息。 这一方面保护了内网主机免于来自外部网络的攻击，另一方面也为P2P通信带来了一定困难。 Internet上的NAT设备大多是地址限制圆锥形NAT或端口限制圆锥形NAT，外部主机要与内网主机相互通信，必须由内网主机主动发起连接，使NAT设备产生一个映射条目，这就有必要研究一下内网穿透技术。

传统的NAT技术是通过将专用的网络地址（如企业内部网Internet）转换为公用地址（如互联网Internet），从而对外隐藏了内部管理的IP地址。这样，通过在内部使用非注册的IP地址，并将它们转换为一小部分外部注册的IP地址，从而减少了IP地址注册的费用以及节省了越来越缺乏的地址空间。同时，这也隐藏了内部网络结构，从而降低了内部网络受到攻击的风险。

实现流程

巧妙地利用NAT原理实现NAT内网穿透技术，就可以使内网服务器接收到外网数据包。内网穿透流程如下：

(1)两个需要通过内网穿透进行通讯的内网客户端，分别将自己的外网收发接口注册给一个具有公网ip的中转服务器；

(2)中转服务器将两个客户端注册的收发接口分别告知给对端；

(3)一个内网客户端使自己的接收端口作为源地址，向对端的发送端口发送一个UDP数据包，这个数据包称为打洞包。发送过这个打洞包后，可以在这个内网的出口路由器上产生一条NAT记录，令后续从对端发送端口发来的数据包都不被丢弃, 而是转发给相应的内网客户端的指定端口；

(4)发送过打洞包后，对端发送至本端路由器指定接收端口的数据包，就会根据NAT记录转发至本端的内网服务器接收端口，从而实现了内网服务器接收外网数据包的功能；

(5)另一个内网服务器同样执行上述步骤(3)、(4)，即可实现两端内网服务器相互收发音频数据包的功能。

内网穿透的原理可以简单概括为以下几个步骤：

  1. 首先，您需要在公共网络上搭建一个服务器或中转节点，通常称为内网穿透服务器。

  1. 接下来，您需要在内网中的设备上安装并配置内网穿透工具。

  1. 当您需要远程访问内网中的设备时，内网穿透工具会与内网穿透服务器建立连接，并将请求传递给目标设备。

  1. 目标设备响应请求后，内网穿透工具将结果返回给您，完成整个通信过程。

  1. 通过这种方式，内网穿透技术能够轻松地访问内网中的设备，无论身处何地。

应用场景

内网穿透技术在很多场景下都有着广泛的应用。

1.远程办公

随着互联网的发展，越来越多的人选择在家里工作，但是在家里工作时，常常需要访问公司内部网络中的资源，比如说文件服务器、邮件服务器等。这时，内网穿透技术就可以帮助在家里访问公司内部网络中的资源，从而实现远程办公。

2.云服务器访问

在云计算当中，很多应用都运行在云服务器上。但是，在某些情况下，需要从本地访问云服务器上的应用。这时，内网穿透技术就可以帮助在本地访问云服务器上的应用，从而提高应用的可访问性。

3.IoT设备访问

在物联网应用上面，越来越多的设备都连接到了互联网上，比如说智能家居设备、智能车辆等。但是，在某些情况下，需要从外部网络访问这些设备。这时，内网穿透技术就可以协助在外部网络访问这些设备，从而提高设备的可访问性。

NPS

NPS是一个内网穿透工具，开源。

NPS是一款轻量级、高性能、功能强大的内网穿透代理服务器。目前支持TCP、UDP流量转发，可支持任何TCP、UDP上层协议（访问内网网站、本地支付接口调试、ssh访问、远程桌面，内网DNS解析等等……），此外还支持内网http代理、内网socks5代理、p2p等，并带有功能强大的web管理端。

NPS特点

全面的协议支持 ，与几乎所有常用协议兼容，例如TCP，UDP，http（s），socks5，p2p，http代理等；

全面的平台兼容性（Linux，Windows，MacOS，群晖等） ，仅支持作为系统服务进行安装。全面控制，允许客户端和服务器控制；

Https集成，支持将后端代理和Web服务转换为https，并支持多个证书。只需在WebUI上进行简单配置即可完成大多数要求；

完整的信息显示，例如流量，系统信息，实时带宽，客户端版本等。强大的扩展功能，一切可用（缓存，压缩，加密，流量限制，带宽限制，端口重用等）；

域名解析具有诸如自定义标题，404页面配置，主机修改，站点保护，URL路由和全景解析之类的功能。 服务器上的多用户和用户注册支持。

NPS实现功能

1、做微信公众号开发、小程序开发等----域名代理模式；

2、想在外网通过ssh连接内网的机器，做云服务器到内网服务器端口的映射----TCP代理模式；

3、在非内网环境下使用内网DNS，或者需要通过UDP访问内网机器等----UDP代理模式；

4、在外网使用HTTP代理访问内网站点----http代理模式；

5、在外网如同使用内网vpn一样访问内网资源或者设备----socks5代理模式。