本專題旨在為廣大共享上網用戶提供可選方案和技術上的支持。由于寬帶上網的形式和方法多種多樣,本專題不可能涵蓋所有的技術方案,但相關的方法可作為參考和借鑒。隨著共享上網限制措施的不斷發展,共享上網仍然會是一個長遠的話題,我們有必要了解一下它的原理和基本實現方法。
共享上網原理與方法概述
一、局域網共享上網原理
在局域網共享上網的實現上,無論通過類似路由器這樣的硬件設備上網,還是用Windows的Internet連接共享,或者用網關類軟件、代理服務器軟件等上網,它們的原理都是相同的。
TCP/IP協議規定了三類局域網保留IP地址,這三個地址段分別是: 10.x.x.x、172.16. x.x、192.168. x.x(X在0~255之間,注意實際用時網絡號部分不能為全0或全1)。這些IP地址可以在一個局域網內部使用,但直接以這樣的內網地址連接到Internet顯然是行不通的。
為此,當內部的機器與外部的機器連接時,需要先通過有合法外網地址的主機把內網IP地址轉換為合法的外網IP地址,這就是網絡地址轉換(Network Address Translation),簡稱NAT。
使用NAT技術可以使一個或數個合法IP地址訪問Internet,從而節省了Internet上的合法IP地址;另一方面,通過地址轉換,可以隱藏內網上主機的真實IP地址,從而提高網絡的安全性。
比如,連接外網的電腦或設備,通過固定或動態獲取得到了一個合法的IP地址,如219.254.38.180,它還需要有一個網絡內部的地址比如192.168.0.1,用來充當其他電腦的網關。如果局域網內部的一臺電腦IP地址是192.168.0.2:4000(4000是它的端口號),想訪問Internet上某個主機,192.168.0.2:4000的請求先傳到主機192.168.0.1上,主機把這個IP地址轉換為219.254.38.180:9000。然后以端口號為9000的這個IP地址向Internet上的那個主機發出請求,回答的數據流則傳回給主機219.254.38.180:9000,主機接收到數據后,會查找與9000這個端口號相關聯的內部IP地址,當它發現是192.168.0.2:4000后,就把數據傳給192.168.0.2:4000,這樣,IP地址的轉換就完成了。
從以上過程可以看出,如果是電腦來充當網關,內網、外網兩個地址就需要兩塊網卡,分別連接內網和外網。但實際上,當這臺電腦是通過交換機或路由器連接到外網時,并不一定必須是雙網卡,僅僅單網卡也能實現網關。這就需要用到網關類軟件的單網卡功能(如SyGate等),它們會虛擬出一塊網卡進行內網的連接并充當網關。不過實際的數據流還是從一塊網卡上經過的,網卡負荷較大。
二、共享上網實現方法概述
1. 從實現途徑上區分
硬件方式:通過路由器、寬帶路由器、內置路由功能的ADSL Modem等實現共享上網。使用硬件方式,一般都能實現共享,但設置稍顯麻煩。這種方法使用效果好,但投資也稍高。
軟件方式:主要是通過代理服務器類與網關類軟件實現。常用的有WinRoute、WinGate、SyGate、CCproxy、UserGate、SpoonProxy、HomeShare、WinProxy、Superproxy、SinforNAT等,還有Windows系統自帶的ICS。這些軟件中有的還是免費的,雖然方便性不如硬件方式,但能對網絡進行有效的管理和控制。
2. 從服務器工作方式上分
無服務器方式:就是不需要任何一臺電腦充當服務器,是最理想的一種共享上網方法。實際上,無服務器方式并不是真正的無服務器,而是由非電腦的網絡設備充當了服務器(比如路由器、帶路由功能的ADSL Modem等)。無服務器共享上網方式的實現需要依賴于一定的硬件設備和ISP提供的連接方式,在虛擬撥號的條件下,還需要路由設備中內置有撥號軟件。
單服務器方式:采用一臺固定的電腦作為上網服務器(網關)的共享上網方式。一般是在無法實現無服務器共享上網情況下才采用的下策,但也常見于為方便網絡管理而使用的情況,比如機房和網吧。這種方式下,服務器必須能經受長時間運行的考驗,并借助軟件或系統內置功能實現。
多服務器方式:每臺(或多臺)電腦都能隨時充當服務器的上網方式,是前兩者的折中方案。由于多臺電腦都要能夠隨時擔當起服務器的角色,所以必須采用單網卡方式的共享上網,并且不方便使用客戶端軟件,這就要求所用的軟件要支持單網卡、可以無客戶端。這樣一來,符合條件的軟件就寥寥無幾了,主要有SyGate、HomeShare等少數幾個。
由于各地上網連接方式的不同以及ISP對共享上網的限制,有可能在當地條件下很難找到滿意的共享上網方案,這就需要我們從實際的網絡環境分析,利用自己所掌握的網絡知識,因地制宜地找出解決辦法。
你需要什么樣的寬帶—寬帶接入方式大比拼
教育信息化熱潮一直推動著校園網建設的步伐,在校園網建設中,一個很重要的問題就是選擇什么樣的寬帶接入方式。筆者對最常見的三種寬帶網接入方式進行了一些分析和比較:
一、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line,非對稱數字用戶線路)
優勢:ADSL能夠在電話網絡的銅質雙絞線上傳送寬帶信號,并且又不干擾在同一線路上的通話。ADSL為用戶提供1.5Mbps~8Mbps的下行速率和640kbps~1.5Mbps 的上行速率,并且帶寬較穩定。每個ADSL用戶都有一條單獨的線路與ADSL局端相連,它的結構可以看做是星型結構,數據傳輸帶寬是由每一個用戶獨享的,因而每個用戶的帶寬是固定的,不會由于用戶的增加而導致傳輸效率的下降。ADSL的用戶端到局端是使用點對點傳輸,在安全性方面比Cable有線接入的HFC網好一些。與其他寬帶接入方案相比,ADSL還有一點是它與ISDN、DDN等技術一樣以電話網絡為基礎,以電話雙絞線為傳輸介質,可以充分利用現有的已經鋪設好的電話線路,而無需重新布線、構建基礎設施,只需在現有銅絞線的兩端分別加上一個調制解調器,即可使傳輸速率增加幾十倍,所以改造投入小,比較經濟。并且ADSL已經被ANSI及ETSI組織國際標準化,這意味著基于這些標準的ADSL網絡產品具有更強的通用性。
不足之處:ADSL在技術上也有不足之處,它能提供8Mbps帶寬,但進一步擴展卻很難;ADSL一對銅質雙絞線的傳送距離可達5公里左右,但實際上因為信號從局端發送到用戶端的途中會迅速衰減,受傳輸距離的制約,其信號質量會降低。由于電話線路的老化或不符合寬帶數據傳輸的標準,還可能會出現一些回傳噪聲、線路串擾現象,這都會影響到數據傳輸。
點評:筆者所在地區只有一些離市話局較近的學校裝有ADSL。這種方式投入的成本很低,也比較穩定,只是覺得網速一般。