学习目标：

十分钟掌握NAT地址转换

学习内容：

例如：

NAT是什么
基本NAT的概念
NAT的转换过程
实现私网与公网的通信

学习产出：

私有地址和公网地址：

IP 地址中预留了 3 个 私有地址 网段，在私有网络内，可以任意使用。其余的 IP 地址可以在互联网上使用，由 IANA 统一管理，称为公 网地址 。

NAT 解决了 IPv4 地址不够用的问题，另外 NAT 屏蔽了私网用户真实地址，提高了私网用户的安全性。

典型的 NAT 组网模型，网络通常是被划分为私网和公网两部分，各自使用独立的地址空间。私网使用私有地址 10.0.0.0/24 ，而公网使用公网地址。为了让主机 A 和 B 访问互联网上的服务Server ，需要在网络边界部署一台 NAT 设备用于执行地址转换。NAT 设备通常是路由器或防火墙。

基本 NAT

基本 NAT 是最简单的一种地址转换方式，它只对数据包的 IP 层参数进行转换，它可分为静态 NAT 和动态 NAT 。

静态 NAT 是公网 IP 地址和私有 IP 地址有一对一的关系，一个公网 IP 地址对应一个私有 IP 地址，建立和维护一张静态地址映射表。

动态 NAT 是公网 IP 地址和私有 IP 地址有一对多的关系，同一个公网 IP 地址分配给不同的私网用户使用，使用时间必须错开。它包含一个公有 IP 地址池和一张动态地址映射表。

举个动态 NAT 栗子

私网主机 A（ 10.0.0.1 ）需要访问公网的服务器 Server（ 61.144.249.229 ），在路由器 RT 上配置 NAT ，地址池为 219.134.180.11 ~ 219.134.180.20 ，地址转换过程如下：

1. A 向 Server 发送报文，网关是 10.0.0.254 ，源地址是 10.0.0.1 ，目的地址是 61.144.249.229

2. RT 收到 IP 报文后，查找路由表，将 IP 报文转发至出接口，由于出接口上配置了 NAT ，因此 RT 需要将源地址 10.0.0.1 转换为公网地址。

3. RT 从地址池中查找第一个可用的公网地址 219.134.180.11 ，用这个地址替换数据包的源地址，转换后的数据包源地址为 219.134.180.11 ，目的地址不变。同时 RT 在自己的 NAT 表中添加一个表项，记录私有地址 10.0.0.1 到公网地址 219.134.180.11 的映射。RT 再将报文转发给目的地址 61.144.249.229 。

4. Server 收到报文后做相应处理。

5. Server 发送回应报文，报文的源地址是 61.144.249.229 ，目的地址是 219.134.180.11 。

6. RT 收到报文，发现报文的目的地址 219.134.180.11 在 NAT 地址池内，于是检查 NAT 表，找到对应表项后，使用私有地址 10.0.0.1 替换公网地址 219.134.180.11，转换后的报文源地址不变，目的地址为 10.0.0.1 。RT 在将报文转发给 A 。

7.A 收到报文，地址转换过程结束。

如果 B 也要访问 Server ，则 RT 会从地址池中分配另一个可用公网地址 219.134.180.12 ，并在 NAT 表中添加一个相应的表项，记录 B 的私有地址 10.0.0.2 到公网地址 219.134.180.12 的映射关系。

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NAT地址转换（超详细解说版）

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