图3-1NAT隔离内外网络NAT的主要作用是节约地址空间。当然NAT也是可以使用不同的端口进行区分的，这样就能更有效地节约合法地址，从而解决IPV4地址匮乏问题。总之，NAT的作用主要有四个方面：解决IPV4地址空间不足的问题；私有IP地址网络与公网互联；非注册IP地址网络与公网互联；网络改造中，避免更改地址带来的风险。......
2023-11-17
NAT技术概念解析-网络设备配置与实训
【摘要】：如图3-2所示，是网络中不同位置IP地址的NAT技术分类名称的一个图例。如图3-3所示，内部网络192.168.1.0/24的主机要访问IP地址为63.5.8.1的外部服务器，就需要采用动态地址转换技术，建立一个地址池，与内部全局地址200.8.7.3或200.8.7.4进行随机映射。例如当从内部网络的主机192.168.1.5访问HTTP服务器63.5.8.1时，数据包的源地址192.168.1.5在NAT路由器上被转换成内部全局地址200.8.7.3，同时附加以自定义的大于1023的随机端口号1136，内部局域地址是临时的，并且要保证唯一。
（1）NAT技术中的IP地址分类名称
①内部本地地址（Inside Local Address）和外部本地地址（Outside Local Address）：是指在局域网内部分配给节点的私有IP地址，这个地址只能在内部网络中使用，不能被路由。虽然内部地址可以随机挑选，但是通常使用的是因特网域名分配组织IANA（Internet Assigned Numbers Authority）规定的专用地址：
A类：10.0.0.0～10.255.255.255；
B类：172.16.0.0～172.31.255.255；
C类：192.168.0.0～192.168.255.255。
②内部全局地址（Inside Global Address）和外部全局地址（Outside Global Address）：是指局域网外部合法的IP地址，它是由NIC或者网络服务提供商分配的地址，对外代表一个或多个内部局部地址，是全球统一的可寻址的地址（可路由）。
如图3-2所示，是网络中不同位置IP地址的NAT技术分类名称的一个图例。
图3-2 NAT技术术语
（2）NAT地址转换的类型
NAT地址转换有两种主要类型：静态转换（Static Translation）和动态转换（Dynamic Translations）。
静态转换是最简单的一种转换方式，它在NAT表中为每一个需要转换的内部地址创建了固定的转换条目，映射了唯一的全局地址。内部地址与全局地址一一对应。每当内部节点与外界通信时，内部地址就会转化为对应的全局地址。(www.chuimin.cn)
动态转换，增加了网络管理的复杂性，但也提供了很大的灵活性，它将可用的全局地址定义成NAT池（NAT pool）。对于要与外界进行通信的内部节点，如果还没有建立转换映射，边缘路由器或者防火墙将会动态地从NAT池中选择全局地址对内部地址进行转换。每个转换条目在连接建立时动态建立，而在连接终止时会被回收，这样，网络的灵活性大大增强，所需要的全局地址进一步减少。如图3-3所示，内部网络192.168.1.0/24的主机要访问IP地址为63.5.8.1的外部服务器，就需要采用动态地址转换技术，建立一个地址池，与内部全局地址200.8.7.3或200.8.7.4进行随机映射。
图3-3 NAT地址转换过程
（3）端口地址转换NAPT技术
端口地址转换（Network Address Port translatin，NAPT），是动态转换的一种变形，它可以使多个内部节点共享一个全局IP地址，而使用源地址和目的地址TCP/UDP的端口号来区分NAT表中的转换条目及内部地址。这样，就更节省了地址空间。例如当从内部网络的主机192.168.1.5访问HTTP服务器63.5.8.1时，数据包的源地址192.168.1.5在NAT路由器上被转换成内部全局地址200.8.7.3，同时附加以自定义的大于1023的随机端口号1136，内部局域地址是临时的，并且要保证唯一。当从HTTP服务器返回响应时，数据包中携带的源地址为HTTP服务器的地址63.5.8.1，目的地址为内部全局地址200.8.7.3，目的端口号为1136，路由器查找NAPT转换表，对应目的地址+端口号的组合将地址转换为192.168.1.5，故数据包被返回到192.168.1.5对应的主机上，如图3-4所示。
图3-4 NAPT地址转换过程
NAPT可以使整个局域网都使用一个IP地址来联入Internet，所以它常常用在小型办公室或家庭办公室（SOHO）中，作为与外部公共网络的连接。
在以上的映射转换中，只使用了IP地址的转换条目被称为简单条目，而包含IP地址和TCP/UDP端口号的转换条目被称为扩展条目。
以上所有的地址转换功能，都是由防火墙或者边缘路由器（即连接内部网络和公用网络的路由器）完成的，而对于通信的各节点，无论是内部还是外部的，都是透明的。
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