【网络】NAT、代理服务、内网穿透（2）

2.代理服务器

代理服务器（Proxy Server）的功能就是代理网络用户去取得网络信息，代理服务器又分为正向代理和反向代理。

（1）正向代理

正向代理，是一个位于客户端和目标服务器之间的服务器，客户端并不直接访问目标服务器，而是先访问代理服务器，由代理服务器代替客户端去访问对应的目标服务器，并将目标服务器的响应结果返回给客户端。

通过这种方式，正向代理可以实现多种功能，如提高访问速度、隐藏客户端身份、实施访问控制等。

提高访问速度：正向代理服务器可以将目的服务器对应的资源缓存到本地，此时当其他人要访问该资源时，直接在正向代理服务器就可以获取，而不需要再次进行外网访问（部分加速器）。

访问控制：访问控制：通过正向代理，可以实现对特定网站的访问控制，如限制员工在工作时间访问娱乐网站。

内容过滤：正向代理可以根据预设的规则对请求或响应进行过滤，如屏蔽广告、阻止恶意网站等。

隐藏客户端身份：正向代理可以隐藏客户端的真实IP地址，保护客户端的隐私。

（2）反向代理

这种架构模式可以提升网站性能、安全性和可维护性等。

负载均衡：反向代理服务器可以根据配置的负载均衡策略，将客户端的请求分发到多个后端服务器上，以实现负载均衡。这有助于提升网站的整体性能和响应速度，特别是在高并发场景下。

安全保护：反向代理服务器可以隐藏后端Web服务器的真实IP地址，降低其被直接攻击的风险。同时，它还可以配置防火墙、访问控制列表（ACL）等安全策略，对客户端的请求进行过滤和限制，以保护后端服务器的安全。

缓存加速：反向代理服务器可以缓存后端Web服务器的响应内容，对于重复的请求，它可以直接从缓存中返回响应，而无需再次向后端服务器发起请求。这可以大大减少后端服务器的负载，提升网站的响应速度。

内容过滤和重写：反向代理服务器可以根据配置的规则对客户端的请求进行过滤和重写，例如添加或删除请求头、修改请求路径等。这有助于实现一些特定的业务需求，如URL重写、用户认证等。

动静分离：在大型网站中，通常需要将静态资源和动态资源分开处理。通过将静态资源部署在反向代理服务器上，可以直接从反向代理服务器返回静态资源的响应，而无需再次向后端服务器发起请求。这可以大大提升静态资源的访问速度。

CDN（ContentDeliveryNetwork，内容分发网络）通过在网络各处放置节点服务器，构建一个智能虚拟网络，以实时地根据网络流量、各节点的连接和负载状况、到用户的距离和响应时间等综合信息，将用户的请求重新导向离用户最近的服务节点上。这样，用户就可以就近取得所需内容，从而解决Internet网络拥挤的状况，提高用户访问网站的响应速度。（加速器）

需要注意的是，代理服务器的主要工作只是对数据进行转发，因此代理服务器处理数据的压力不会特别大，并且代理服务器也可以有多个，因此不必担心代理服务器过载的情况。

（3）正向代理和反向代理的异同

正向代理和反向代理的相同点：

正向代理服务器和反向代理服务器都是位于客户端和服务器之间的。

正向代理服务器和反向代理服务器的主要工作，都是把客户端的请求转发给服务器，再把服务器的响应转发给客户端

正向代理和反向代理的不同点：

正向代理是客户端的代理，帮助客户端访问其无法访问的服务器资源的，而反向代理则是服务器的代理，帮助服务器做负载均衡、安全防护等工作的。

正向代理一般是客户端架设的，而反向代理一般是服务端架设的。

正向代理中，服务器不知道真正的客户端到底是谁，服务器认为正向代理服务器就是真实的客户端，而反向代理中，客户端不知道真正的服务器是谁，客户端认为反向代理服务器就是真实的服务器。

3.NAT和代理服务器的区别

NAT和代理服务器都是代替我们向服务器发起数据请求的，但它们有如下区别：

从应用上讲，NAT设备是网络基础设备之一，解决的是IP不足的问题，而代理服务器则是更贴近具体应用，比如通过代理服务器进行FANQIANG，另外像迅游这样的加速器，也是使用的代理服务器。

从底层实现上讲，NAT工作在网络层，直接对IP地址进行替换，而代理服务器往往工作在应用层。

从使用范围上讲，NAT一般在局域网的出口部署，而代理服务器可以在局域网代理，也可以在广域网代理，也可以跨网代理。

从部署位置上看，NAT一般集成在防火墙、路由器等硬件设备上，而代理服务器则是一个软件程序（比如Nginx和Apache），需要部署在服务器上。

4.内网穿透

两台主机如何跨局域网直接进行通信？

首先在代理服务器上部署安装配置"frps"（frp服务端），在主机部署安装配置"frpc"（frp客户端）。

让一台主机与代理服务器建立连接，生成NAT映射表。

通过"frpc"将本地某个端口映射到代理服务器"frps"的某端口。

这样一来，未来其他主机只需要访问代理服务器的特定端口，就能直接访问到目标主机的特定端口，即内网穿透技术。

内网打洞

假设此时有两个主机A、B分别与某云服务器建立连接（比如某直播），此时NAT映射表全部建立完成。

某直播云服务器会获取到两个主机的出口路由器的IP地址和端口号，如果此时云服务器将A主机的出口路由器IP地址和端口号与B主机的出口路由器IP地址和端口号进行交换。

云服务器交换后将对方主机的出口路由器的IP地址和端口号响应回相应主机，此时A主机就知道了B主机出入口路由器的IP地址和端口，B主机也知道了A主机的IP地址和端口号。

此时A主机就可以不用访问某直播云服务器而直接访问B主机，这样可以大大降低云服务器的流量压力，这种技术被称为”内网打洞“技术。

两台主机不通过云服务器直接访问对方，这种行为就是"P2P"。

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