深入淺出網路技術:路由器、NAT 與 Port 的詳解

深入淺出網路技術:路由器、NAT 與 Port 的詳解

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發佈於軟體開發
更新於 發佈於 閱讀時間約 6 分鐘

接續上ㄧ篇提到在會議中使用到的名詞,繼續跟 ChatGPT 討論:

1.🌐 Router(路由器)

是什麼?

  • 路由器是幫你連上「外部網路」的設備,它會判斷資料要往哪裡送,像 GPS 導航。

像什麼?

🔸 像出門時的導航:你要去某個網站,Router 幫你找哪條路送資料過去。
🔸 家用網路、公司網路都會用 Router,把內部裝置連上網際網路。


✳️ 靜態路由(Static Routing)

是什麼?

就是 網管人員手動設定好「資料走哪條路」,不會自動改變。

🧠 比喻一下:

像是你每天走固定的通勤路線(不管有沒有塞車,你都照走)。

✅ 優點:

  • 簡單、可預測
  • 控制精準(只讓特定流量走特定路徑)
  • 不會受到異常廣播干擾

❌ 缺點:

  • 網路變動(斷線、壅塞)時不會自動繞道
  • 規模大時很難維護(要一台一台改)

📌 常見用法:

  • 小型網路(如分公司)
  • 特定用途(例如一條連雲端的備援路徑)

🔁 動態路由(Dynamic Routing)

是什麼?

就是 路由器之間自動交換資訊,自己決定最佳路線

🧠 比喻一下:

就像你每天用 Google Maps 查即時路況,選最順的路走。

✅ 優點:

  • 自動調整路徑,遇到網路異常會繞路
  • 管理方便,尤其是網路拓撲複雜的情況

❌ 缺點:

  • 設定比較複雜
  • 有些協定會產生大量網路廣播(消耗頻寬)
  • 初期可能出現學習時間延遲

📌 常見用法:

  • 大型企業、跨區機房
  • 多條網路路徑之間自動備援

2. 🔄 NAT(Network Address Translation,位址轉換)

是什麼?

NAT 是讓內部網路中的設備「共用一個對外 IP」來上網的技術。

像什麼?

🔸 像一棟大樓裡的分機系統:外面只知道大樓的總機號碼(Public IP),但大樓內部每戶有自己的分機號(Private IP)。

為什麼要用 NAT?

  • 因為 IPv4 的公有 IP 不夠用,大家家裡、公司都共用一個對外 IP。
  • NAT 會記錄「誰發出的請求」,回應時再轉給正確設備。

🧍 一對一 NAT(也叫 Static NAT)是什麼?

就是 「一個內部 IP」固定對應到「一個外部 IP」,彼此一對一綁定。

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所以當外部的人訪問 203.0.113.10,實際上就是連到了內部的 192.168.1.10

反過來,當內部的這台機器要連網時,也會顯示這個對應的公開 IP。

🧰 一對一 NAT 的簡單用途說明

想像公司裡有一台伺服器(像是網站伺服器),它的 IP 是內部用的,外面的人根本連不到。這時候,我們可以用一對一 NAT,讓它「擁有一個對外專用的 IP」,這樣全世界的人就可以連到它。

>如果你有很多台服務要對外開放,就可以每台配一個對外 IP

  • 比如 3 台內部伺服器,就綁 3 個對外 IP → 比較好管理,也比較安全。
  • 不會所有東西都擠在一個 IP 上,防火牆規則也可以分開處理。

>如果你有很多台服務要對外開放,就可以每台配一個對外 IP

  • 比如 3 台內部伺服器,就綁 3 個對外 IP → 比較好管理,也比較安全。
  • 不會所有東西都擠在一個 IP 上,防火牆規則也可以分開處理。
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所以別人只要打開瀏覽器輸入 203.0.113.10,其實就是連進公司內部的 Web 伺服器。


🔁 NAPT 是什麼?

NAPT 又叫做 PAT(Port Address Translation),是 NAT 的一種形式。

它會把很多「內部 IP 位址 + 通訊埠(Port)」都對應到一個「公用 IP + 不同的 Port」。

🧠 白話理解:

  • 一家公司有 100 台電腦(每台都是私有 IP)
  • 但只有 1 個對外的公用 IP
  • 公司就用 NAPT,把每台電腦的「IP + port」對應到那 1 個公用 IP 的「不同 port」
  • 所以外面網站只看到:一堆 request 來自同一個 IP、但不同 port

3.🚪什麼是 Port(通訊埠)?

你可以把「IP 位址」想像成一棟大樓的地址,而「Port」就是那棟大樓裡的房間號碼

🧠 比喻一下:

  • IP 位址:你家住哪一棟(例如 203.0.113.1)
  • Port 號碼:你家住幾樓幾號(例如 Port 80)

🧩 Port 是幹嘛用的?

Port 的作用是:讓電腦知道「哪個應用程式」要處理資料。

因為一台電腦可以同時:

  • 上網(用瀏覽器)
  • 收信(用郵件程式)
  • 聽音樂(串流程式)

這時候,通訊資料就會用「不同的 Port」來分開送進去。
作業系統就會根據 Port,把資料分配給正確的程式來處理。

所以如果你打開瀏覽器連到網站 https://abc.com,背後其實就是連到了 Port 443

一台主機上可以開很多 Port(但每個 Port 號最多只能被一個服務佔用)。
管防火牆或 NAT 的時候,常會聽到「要開 Port 嗎?」意思是:要不要讓外面可以連進來用這個服務。
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