作者 | 梁唐
大家好，我是梁唐。
周末闲着无聊，在家又捣鼓起了树莓派。
树莓派有一个很大的好处，就是体积很小，价格很便宜但五脏俱全，相当于一台微型计算机，什么都能干。一般来说，大家都会将它放在家里，当做一个小型的服务器，存储文件、数据，或者是跑一些简单的任务之类的。
但是这当中有一个很大的问题，就是我们的树莓派只能在家里访问，一旦出了局域网的范围就无法连上了。这显然不符合我们随时随地可以连入的要求。
好在，周末折腾了两天之后成功解决了这个问题，就和大家简单分享一下。
问题分析
出了家就连不上树莓派的原因很简单，因为树莓派并不是公网当中的一个节点，我们当然不能访问。
可能这么说还是有同学有点蒙，再说明白一些，就是树莓派没有自己的ip。我们打个不恰当的比方，树莓派没有ip就相当于孙悟空在生死簿上没有姓名，那牛头马面（dns域名解析）自然也就无法找到它。
可能又会有同学疑惑，不对啊，我们既然能上网就可以接收消息才对， 不然微信怎么收到消息的？网页怎么打开的？为什么可以上网也可以接收消息，就不能接收外界连接吗？
这个问题也很简单，因为我们在本地打开微信的时候，本质上是和微信服务器建立了一个连接。因为微信服务器的地址是明确的，写在了微信程序里了，上网也是一样，网站的服务器地址也是很明确的。连接建立了之后，通信自然是双向的。
而我们在图书馆、咖啡厅这些场所想要连接我们的树莓派则不同，因为我们不知道树莓派的地址，根本无从建立连接。尤其是使用ssh协议连接，必须要知道对方的ip地址。
所以核心的问题就是得替树莓派搞到ip地址。
真假ip
到这里，估计又有人会说，ip地址还不简单，打开网络设置看一下不就知道了？
网络设置里是可以看到ip地址不假，但问题是这个ip地址是有问题的，是一个假ip。我这里贴一下我电脑上的结果给大家看下：
我估计很多同学的结果和我差不多，看到的都是这样一个192.168开头的数字。这是怎么回事，难道大家的ip重了？
原因很简单，因为这样查到的ip并不是公网ip，而是在路由器里的ip。
举个很简单的例子，如果我们把从网络接收消息比喻成收发快递。快递员根据ip地址送货上门，但有一天快递员告诉你他们的地址簿不够了，写不下那么多地址了。所以大家就只能将就一下，不再送货上门了，只送到小区，由小区的保安送上门。
这里的小区就是一个一个的局域网，小区的保安自然就是路由器。对于路由器来说，每个业主的地址从xx市xx区xx小区xxx，直接简化成门牌号码xxx。我们通过设置看到的ip就是这样一个路由器内部的ip，知道这个ip毫无卵用。
就好像你想要寄个快递到502室，但却不知道小区名，显然这个快递是没法寄的。
想要寄快递，我们必须要知道地址的全名，这个全名就是公网ip。
公网ip怎么来？
想要知道当前的公网ip很简单，基本上每个查询ip的网站都能查到。
这里以比较著名的ip138举例，我们打开ip138这个网站就能看到我们当前的公网ip了。
你看不仅能显示ip，还能显示归属地。
但有了这个ip依然解决不了问题，我们不能直接用。因为国内的公网ip并不是以家庭为单位分配的，原因很简单，因为ip地址不够用。所以运营商们为了解决这个问题设计了很多策略。
比如说共享ip，可能你家和另外的几户人家共享同一个ip，并且这个共享可能也是动态的。你用的比较多，就和少一点的人共享，用得少可能就和多一些的人共享。另外为了防止有人偷偷霸占不多的ip地址，国内宽带的ip也是动态的。每隔一段时间就变动一下，不让你霸占。
我查了一下，针对这个问题没啥特别好的办法，主要解决策略有两个。一个是打电话给运营商要求他们为你提供一个固定公网ip，据说只要有合理原因（办公需要、学习需要）等就可以得到。还有一个办法是写脚本实时查询，动态修改树莓派绑定的DNS地址，这个我们之后再说。
我个人感觉要一个ip最简单，也最直接，如果要不到，可以再尝试其他方法。
但不管怎么说，我们通过ip138就可以得到我们当前的公网ip了。即使它之后会变，但也不影响我们继续实验。
配置路由
有了公网ip，我们就可以来配置路由了。
配置路由的原因也很简单，因为公网ip是路由器的ip，并不是我们树莓派的ip。我们想要连接到树莓派，还少不了路由器的转发。
路由器也不是人，它又不知道什么时候该转发，转发给谁，这都需要我们配置。
配置的方法很简单，首先我们登陆路由器，一般来说网址都是192.168.1.1，各个路由器可能会有所不同，大家查看路由器上的说明即可。
登陆成功之后，我们可以继续查看路由器中连接的设备，找到树莓派，可以看到它在路由器的ip地址。
有了ip地址之后，我们继续配置一个单端口转发就齐活了。
我这里配置了一堆，我们只要看第一条就行。我们绑定的端口是22，然后转发的目标ip是1.148，这是因为ssh协议走的是22端口，树莓派的地址是1.148。
配置好了之后我们就可以测试连接了，测试的方法也很简单，在配置完ssh之后，使用命令：
ssh pi@27.xxx.xxx.xxx
这里的pi是树莓派ssh连接的账号名，@后面跟的是路由器公网的ip地址。ssh怎么设置这是另外一个话题，这里就不展开说了。
顺利的话就可以看到已经连接成功了。
进阶
理论上来说，这样就OK了，我们即使离开家里的局域网也一样可以连上树莓派了。
但是还不够完美，一个是我们需要记住公网ip，往往比较难记，另外一个是这个ip可能会变化，比如被运营商改了。
这两种情况也有办法，我用的办法是域名+DDNS，也就是购买一个域名，然后通过远程修改域名DNS配置的方式来解决。
比如我在GoDoggy中买了一个域名，它支持我们配置DNS，也就是做域名和ip的绑定。我们将它绑定到路由器的公网ip，这样我就可以直接访问域名，而不是通过ip来访问树莓派了。
至于路由器公网ip变化的问题，也有绕开的办法。比较推荐的方法是在树莓派中定时运行Python脚本检查公网ip是否发生变化，一旦变化，就修改GoDoggy中的DNS配置。
当然这需要一定的Python编码能力，不过网上也能找到类似的代码，拿过来稍微改改就行。
除此之外还有一些其他的方法，比如搞一个个人服务器（VPS），然后将服务器的某个端口和树莓派的22端口绑定。这样我们访问服务器的端口就相当于远程连接到了树莓派。
域名和VPS虽然都有一定的成本，但好在价格不是很贵，学生党也完全能承受。但其实反过来想想，既然都能搞到VPS了，其实也不差这块树莓派，直接用云服务器显然更香。但相比于捣鼓成的结果，这个捣鼓的过程才是精髓。比如这一套捣鼓下来肯定会对域名、DNS、ssh协议有着更深刻的认识。
好了，就说这么多吧，感谢大家的阅读。
