运营商宽带CGNAT会话数测试

什么是会话数

在计算机网络当中，每建立一个新的连接，都是建立一个会话的过程。连接基于TCP和UDP两种协议，前者是可靠的，后者是不可靠的。但不管哪一种连接，都会占用端口。例如，常用的FTP协议会建立数据连接和控制连接，所以FTP会占用两个端口。访问某些网站和使用一些应用，由于各方面的需求也会建立多条连接。

NAT网络地址转换

在IPv4协议出现的时候，很显然没有考虑到计算机的数量会如此庞大，远远超过了IPv4地址的总量。为此，为了解决每台计算机的通信需要，NAT被发明出来。在IPv4地址当中，主要分为三大类：公网地址、私网地址还有广播地址（全为0或255），公网地址不可重复使用，私网地址可重复使用。所以，目前运营商的使用就是一个公网地址下面挂上多个私网地址，或者私网地址下面在挂私网地址（NAT+NAT）。

那么，既然多个计算机使用单个公网地址为什么不会冲突呢？因为一个地址有65535个端口（理论上），可以建立65535个会话，将这些端口分给不同私网地址，每个计算机使用其中一部分即可。在运营商这种超大规模的NAT环境下，我们称之为：CGNAT，即“电信级NAT“。

会话数限制

正如IPv4一样，每个公网IP的会话数不是无穷大的。所以，运营商为了最大效益，每台计算机（光猫或账号）使用的会话数是有限制的。会话数限制的多少，取决于运营商是否良心、手中的资源多不多、当地用的人多不多。

有人或许经历过这种情况，一开始小区人不多的时候，网络很流畅。后来，小区人越来越多，网络开始变得卡顿，但是测试速度却没有问题。这时候百度，很多人说带宽不行或是运营商网络设备性能差，但其实不是，而是使用的人多了，同一IP地址会话数被耗尽，导致无法快速的建立会话。

那么，一个家庭的宽带“会话数”多少合理呢？这个取决于使用人数和使用用途，以一家三口为例：正常2000个端口基本够用，轻度BT和百度网盘均没有问题。如果是过年回家，家里面一下子来七八个人，那么就不够用了，平均一个人才200条左右，而且有些软件网络优化这块不注重或是偷偷PCDN，就更加不够用了。这就是为什么专线和家宽以及公司宽带的不同地方，除了是否有公网、链路质量等，还有会话数的限制！

未来能够解决吗？

当然能解决，运营商的会话数限制最主要的原因是NAT。随着IPv6的普及，去NAT逐步推进。尽管目前IPv6存在部署动力不足，主要所有的互联网都是基于IPv4构建的，而且有无IPv6对于上网这件事几乎没有影响。IPv6普及之后，人均公网（家里面的每台设备都有公网），互联网进入真正意义上的互联时代，去中心化越来越明显。与之带来的是网络安全问题，网络管控加大难度以及运营商的运营成本造成一部分影响。

如果能够完全普及IPv6，用户将没有会话数限制（上限65535），运营商设备不用进行NAT转换，IPv6更加快速、高效和可靠。对于我们用户IPv6可以解除外网访问限制。对于视频、音乐、下载服务来说，不用担心服务器负载过大，CDN资源分发更加容易，特别是BT资源。下载速度更快，体验更好。同时，远程办公、远程NAS、个人网站、私有云这块将会变得更加容易。

测试步骤

本次测试是基于C/S架构，本地需要准备一台客户机。由于我只是搞云服务的，所以没有搞什么APP之类的UI设计开发，直接测试之类的东西，我尽量简化测试难度。

测试器材：Windows系统PC机一台、VMware 17 Pro、Rocky-linux虚拟机镜像、MobaXterm。

如果您动手能力强可以进行如下操作搭建服务器！

第一步，注册登录华为云账号，充5块钱就够了。

第二步，进入控制台，选择就近位置机房，例如我在广州，选择“华南-广州”。

第三步，创建一台弹性云服务器。选择“按需付费”。

3.1：实例业务类型选择“通用计算型”，硬件选择2vCPUs，4GiB内存。

3.2：操作系统选择Rocky-linux 8.5！

3.3：系统盘默认参数，即通用性SSD、40GiB容量

3.4：网络设置默认参数

3.5：重点！！！，一定要购买公网IP。采用带宽计费、大小5Mbit/s、勾选“随实例释放”。

3.6：密码，自己设置，我这里提供一个通用的“Huawei@123”。

3.7：同意！购买即可

3.8：这里提醒一下，我已经将测试系统打包成镜像，这里可以管我要，共享给你。

3.9：等待其创建完成！

第四步，搭建服务进程。MobaXterm，先通过SSH连接服务器！会话、SSH，连接主机填公网IP地址，用户名root。

4.1：进入如图所示界面代表连接成功！

4.2：执行以下命令：

yum install git #安装git管理器

git clone https://github.com/yedf/handy.git #拉取项目

yum install make gcc-c++ -y #安装gcc编译工具

cd handy/ #切换工作目录

./build_config #建立

make && make install #编译项目

./10m/10m-svr 40000 50000 1 50001 #启动服务，端口40000-50000共1万个，一个进程，控制端口50001。

4.3：出现这种情况换一组端口，或者减少端口数目。

4.4：服务正常启动

第五步搭建客户端，查看IP地址使用MobaXterm进行SSH连接。

5.1：成功后同样执行以下命令：

yum install git #安装git管理器
git clone https://github.com/yedf/handy.git #拉取项目
yum install make gcc-c++ -y #安装gcc编译工具
cd handy/ #切换工作目录
./build_config #建立
make && make install #编译项目

5.2：最后执行：./10m/10m-cli 139.9.93.36 50000 60000 10000 100 1 3 64 60001 #启动 1 进程在 100 秒内发起 10000 连接，远程端口 50000 到 60000 ，每 3 秒发送心跳包 64 字节。

5.3：最后连接数量保持在785，表示目前最大允许有785个连接。建议关掉所有设备，分不同时段进行测试，例如高峰时期和低峰时期。