路由器如何知道将数据包转发到哪里

Question

如果多台具有本地地址（192.168.0.#）的计算机连接到一个路由器，每台计算机打开一个网络浏览器并通过HTTP请求一个页面，当这些TCP:80数据包发出时，路由器将本地地址与路由器的静态 IP（即提供商给定的 IP），以便服务器可以回复适当的地址。

但是路由器如何知道将 HTTP 回复转发到哪台计算机，因为 TCP 标头不包含本地 IP 地址（是吗？），并且所有计算机都使用端口 80？

这与MAC地址有什么关系吗？

这是如何工作的？

Answer 1

大多数家用路由器使用称为 PAT 的 NAT 特例。

您还将看到它被称为 NAPT，或 IP 伪装。后三个术语在一般使用中的含义相同。（首字母缩写词——网络地址转换/端口地址转换/网络地址端口转换）

当数据包从您的内部机器发出时，源地址会如您所知被重写。源端口也被改变，通常是一个较大的数字，并且路由器保留一个地址转换表。

例如，假设您有一台访问 www.google.com 的客户端计算机。您的计算机（例如 192.168.1.100）查找该地址并使用随机源端口从您的内部 IP 地址在端口 80 上建立到 72.14.204.147 的 TCP 连接。

对于您的计算机，连接如下所示：

192.168.1.100:37641   <-->  72.14.204.147:80

您的计算机将数据包发送到路由器，路由器会选择一个新的随机高端口并重写数据包。每个出站连接在路由器上都有自己的端口。然后，路由器将数据包添加到其连接表后，将数据包转发到您的 ISP：

PrivateIP        PrivatePort   PublicIP      PublicPort    Remote          RemotePort
-------------    ----------    -----------   -----------   ----------      -----------
192.168.1.100    37641         *10.6.23.5    59273         72.14.204.147   80

*出于示例目的，我使用了以 10 开头的地址，但这些地址不可公开路由。该表也有些过于简化。

对于谷歌，连接如下所示：

10.6.23.5:59273   <-->  72.14.204.147:80

Google 会将其响应发送到端口 59273 上的 10.6.23.5。然后您的路由器在表中查找该信息并将数据包转发到 192.168.1.100:37641。