网络还能怎么玩（四）：内网穿透

我们将通过接下来的两个章节实现外网访问我们的内网服务。

内网穿透

一种可以让互联网设备访问到我们局域网设备的方式。

为什么需要内网穿透？

由于我们国内的运营商在为我们安装宽带之后，并没有为我们分配公网ip（指ipv4），因此我们局域网内的设备是无法直接在互联网上被找到的，也就是说我们部署的服务在我们家以外的地方是无法访问的。
当然这不是运营商的问题，ipv4的数量本身就不足以分配给每一个人。虽然现在ipv6在逐渐普及，但ipv4仍然作为主流的网络地址。

VPS与frp

虽然外界找不到我们的局域网设备，但我们的局域网设备是可以主动与有公网ip地址的设备建立连接的。
那么，只要我们把请求发送给有公网ip的设备，让它转发给已经与之相连的局域网设备，我们就可以间接访问到我们的局域网设备。
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所以，我们现在还需要两样东西：

  1. 一台拥有公网ip的主机(VPS)。
  2. 局域网设备与该主机相连的方式。

VPS

由于我们只要求公网主机进行转发，不需要它做其他事情。因此公网主机不需要具有很强的性能，但需要有足够的带宽。

多少算足够呢？
在Nas服务器的应用场景中，4K视频播放应该是最需要大带宽支持的一个场景。

[!文心一言] 4K视频需要多大的带宽？
如果4K视频没有经过压缩，完全无压缩一秒钟需要3840×2160×10×3×60约为1.74GB的数据，即传输一秒钟无压缩4K视频需要约14Gbps的带宽。但实际上一部电影等视频产生的数据量非常巨大，完全无压缩难以实现。

而在线播放4K视频时，其下载速度约为1.5M/s ~ 5M/s，对应的带宽约为12 ~ 40Mbps。这是因为4K内容在传输过程中通常会经过压缩，H.265标准的压缩比为350~1000。

就是说我们至少需要12Mbps的带宽，才能满足我们大部分的服务的外网访问需求。

这里我选用的是阿里云香港服务器，三大运营商均可直连，最低配置2核1G版本即可。
也许不是能找到的最便宜的VPS，但一定是最稳定的（阿里云打钱！）。
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选用香港的服务器有几个好处：

  1. 不用备案。备案过程非常繁琐且用途受限制。
  2. 香港服务器普遍带宽很大，以我们的用途来说性价比很高。
  3. 便宜，便宜，还是便宜。

延迟方面，杭州移动直接ping本站平均延迟38ms，在公司用电信ping在28ms左右。
3800.png

frp

frp中文文档

公网主机配置

以linux服务器实例为例：

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sudo mkdir app // 创建一个工作区，保证服务器干净
cd app

sudo wget https://github.com/fatedier/frp/releases/download/v0.53.2/frp_0.53.2_linux_amd64.tar.gz // 下载frp文件包，最新：https://github.com/fatedier/frp/releases
sudo tar -zxvf frp_0.53.2_linux_amd64.tar.gz // 解压

cd frp_0.53.2_linux_amd64 // 进入解压出的文件夹
vi frps.toml // 编辑服务端文件，旧版本文件为frps.ini，配置一样。

文件内容如下：

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// 键入i进行编辑
[common]
bind_port = 8080 // 自己定义一个被局域网主机连接的端口
token = XXXXXXXX // 连接密码
// 键入:wq写入并退出

接下来运行如下代码就可启动服务端了：

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./frps -c ./frps.toml

但此时，我们如果关闭终端窗口的话，frp服务也会停止，因此，我们需要做一个服务持久化，让服务器每次开机的时候都自动运行frp服务。

服务持久化

常用的systemctl已经有很多教程了，我当初参考的是这一篇还有另外一篇。
而今天，我要介绍一个更加简单无脑的程序：screen。

首先安装它：

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// CentOs
sudo yum install screen

// Ubuntu
sudo apt install screen

然后打开一个窗口，运行我们刚才启动frp服务的命令：

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screen // 会跳进一个新窗口

cd /app/frp_0.53.2_linux_amd64 // 进入我们的frp工作区

./frps -c ./frps.toml // 启动服务

按下 Ctrl+a d键离开这个窗口

screen -ls  //显示已创建的screen终端
  There is a screen on:
  11057.pts-0.iZj6cc10c1dnguk5hnd5loZ     (Detached)
  1 Socket in /var/run/screen/S-admin.

screen -r 11057 //连接 screen_id 为 11057 的 screen终端

到这里，公网主机的配置就完成了。

局域网主机配置

与公网主机的流程一样，下载同样的包，解压，只是这次配置和运行的是frpc.toml文件。

但我们并不需要这样的流程，因为我们在上一届已经创建了一个软路由虚拟机，可以很简单的完成局域网配置。
访问我们的软路由后台，直接下载一个frp客户端：
openwrtFrp.png
先配置与服务器的连接：
frp.png
然后配置我们想要访问的内网服务，暂时我们只有Nas面板一个服务，那就来为他配置一个外网访问方式。
比如说，我们Nas面板的内网地址为100.100.1.1:80，那么我们就可以这样配置：
frpUnraid.png
添加后保存并应用，我们就将内网的地址映射到了主机的8080端口，访问 主机ip:8080 就可以见到Nas的面板了。