内网穿透的话题总是有一个前置条件，就是公网 IP。相信大多数讨论穿透的都是未能有公网 IP 的情况，本文简要概述一下为什么我们会需要内网穿透，内网穿透的工作原理，如何选择合适的方案穿透。
公网 IP 的重要性
大部分人会接触到内网穿透，可能跟近些年家中 NAS 设备的普及有一定关系，当然，也有一些人有远程操作电脑的需求。但无论是哪种需求，都至少要存在一个公网 IP，这个 IP 可以是你自家的宽带，也可以是一台拥有公网 IP 的服务器。
现在最常见的的场景，就是我们通过一个设备，去访问另外一个内网设备。像是两个人要在茫茫人海建立一种连接，但是至少，两个人要同时去到一个约定好的地方，才可能相见。可以是你家，可以是我家，也可以是一个公共的大家都知道的地方。公网 IP 就等同于这个约定好相见的地方，因为它是互联网上的门牌号，有了这个，才有机会找到彼此。
这种 IP，有固定不变的，就像服务器那种。也有像家庭宽带中每次重新拨号都会变化一次的，而这种来回变化的 IP 还需要一个域名，将域名始终指向那个变化后了的 IP，就像无论你换哪个手机号，我还是能通过那个微信 ID 找到你。
为什么会有内外网之分
由于近些年可联网的设备越来越多，且主要暴露在公网上的基本都是提供服务的公司、服务器等，可用的公网 IP 数量（主要是 IPv4）就越来越少，运营商就想了一个办法，把那些用不上公网 IP 的普通家庭宽带用户，划分到一个大的内网中，然后多家用户共用一个外网 IP，暂时解决了 IP 不够用的情况。
这些被拿走公网 IP 的用户就像从独栋别墅搬进了高层社区，而公网 IP 挂在了小区门口，被众业主共用，运营商称作：保护用户隐私。在家庭电脑直接通过连接猫设备拨号上网，而不通过路由器的年代，这的确在一定程度上守护了个人的系统安全，但收回公网 IP 的操作其实发生在路由器普及之后。
当然，直到现在，其实还是有大量的用户是用不到公网 IP 的，且是占大多数的。因此并没有产生什么实质的影响，但是对于需要使用公网的用户，比如一些家庭服务器爱好者，要将一些服务放在公网上供私人使用，就会用到内网穿透。
注意，无论有无公网 IP，均会用到内网穿透的技术，有公网的需要穿透自家路由器，进入某个具体的内网设备，但因为自己拥有路由器的控制权，所以多数人遇到的问题是需要穿透公共的大型内网，就是之前提到的小区大门，普通用户是没有小区大门完整控制权的。
具体哪些场景需要内网穿透
举几个常见的例子：
- 在外希望随时随地能够远程访问家中电脑或者访问 NAS 中文件之类；
- 自己在家里有一台服务器，部署了一些比如笔记应用、密码管理应用之类；
- 搭建了一些经典游戏私服，希望跟朋友一起线上游玩之类。
当然内网穿透的需求远不止这些，尤其对那些善于折腾的人来说。但总体上来说，共同点通常是都会有一个 24 小时待机的硬件设备在工作，而我们希望的就是随时随地能够访问到这台设备。
内网穿透的工作原理
前边提到，内网穿透必然用到公网 IP，因此，要么被访问设备有公网 IP，要么两台都没有。两台都没有的情况下，就会用到拥有公网的中转服务器，同时与两台内网设备建立链接，作为一个传话筒，交换双方的流量。
第一种情况，你要访问的对象是有公网的，你可以很方便在互联网上定位到它，然后它作为入口，通过 VPN 或者是端口转发到具体内网服务的方式，让你与内部的某台设备建立连接。
第二种情况是没有公网 IP 的，而像一些商业版的 NAS，内置的系统都自带了第二种方案，因此你发现无须自己部署复杂的内网穿透方案，也可以直接访问到 NAS 中的文件。但是，网络流量的传输存在一个木桶效应，传输速度取决于最慢的那个节点的上限。因此，通过中转服务器的方式进行内网穿透，就对服务器的带宽有要求，而最理想的，就是没有中转服务器的穿透方式。
如何选择穿透方案
在相对落后一些的中小城市，IPv4 的数量其实没有那么紧张，因此可以通过给宽带运营商打电话的方式，询问自己家的宽带是否是公网 IP，如不是则要求对方为自己开启公网 IP。如此网络上通篇的免费解决方案，都可以轻松实现且效果最好。
如果公网 IP 的问题无法解决，那么作为普通用户大概有以下两种方式可利用：
租赁一台拥有外网的服务器作为中转，配置选择相对轻量的，主要是带宽决定了传输速度，至于软件的部署方案随便找一些开源的即可。这种方式适合有技术有折腾能力的，自由度高，能够通过不同的软件实现多种穿透方式。
使用网络上现有的收费或免费的穿透软件，其实一样是租服务器，只是租的是第三方已部署好服务的应用套件，一台服务器足以服务多个用户，因此这种方案较为便宜且对用户的技术要求较低，通常是一些小流量的传输，可以满足远程操控电脑、基本的小文件传输等。
