2024年5月25日发(作者：)

网络地址转换概述

NAT最初是为了给企业内部的私有网络（Local Area Network，简称

LAN）提供连接互联网的能力而开发的。LAN内部的设备使用私有IP地址，

这些地址在互联网上是不可识别和无法路由的。因此，NAT设备位于LAN

和互联网之间，充当了一个中间转换器的角色。NAT设备负责将私有IP

地址转换为公共IP地址，以便让LAN内的设备能够与互联网上的设备进

行通信。

NAT技术主要包括如下几种类型：

1. 静态NAT（Static NAT）：将一个私有IP地址映射到一个公共IP

地址。这种类型的NAT适用于需要将特定设备映射到公共网络的场景，比

如Web服务器等。静态NAT通常使用网络地址/端口转换（Network

Address/Port Translation，简称NAPT）技术，使多个设备通过同一个

公共IP地址进行网络访问。

2. 动态NAT（Dynamic NAT）：将一组私有IP地址映射到一组可用

的公共IP地址。这种类型的NAT适用于需要多个设备共享有限数量的公

共IP地址的场景，比如家庭网络或小型企业网络。

3. PAT（端口地址转换，Port Address Translation）：是一种特殊

的动态NAT，它通过将多个私有IP地址映射到同一个公共IP地址，使用

不同的端口号来区分不同的设备。PAT技术被广泛应用于家庭网络和小型

企业网络中。

NAT的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：

1.设备发送数据包：当LAN内的设备发送数据包到互联网上的目标设

备时，首先数据包会从源设备发送到NAT设备。

转换IP地址：NAT设备检查数据包中的源IP地址，如果是私

有IP地址，则将其转换为公共IP地址。同时，NAT设备还会记录下这个

转换关系，以便在接收到目标设备的响应时，能够将公共IP地址转换回

对应的私有IP地址。

3.转发数据包：NAT设备将转换后的数据包发送到互联网上的目标设

备。

4.目标设备响应：当互联网上的目标设备接收到数据包后，将生成响

应并将其发送回源设备。

还原IP地址：NAT设备根据之前记录的转换关系，将响应中的

公共IP地址还原为对应的私有IP地址，并将响应发送回源设备。

NAT技术的优点：

1.节约公共IP地址：通过在私有网络内使用私有IP地址，NAT技术

可以允许多个设备共享有限数量的公共IP地址，从而节约IP地址的使用。

2.提高网络安全性：NAT技术可以隐藏私有网络内部的设备，使其对

外不可见。这样一来，黑客无法直接攻击私有网络内的设备，提高了网络

的安全性。

3.简化网络配置：通过使用NAT技术，网络管理员可以更容易地管理

私有网络和公共网络之间的网络通信。只需要在NAT设备上进行简单的配

置，就可以实现私有IP地址和公共IP地址之间的转换。

然而，NAT技术也有一些缺点：

1.可能导致网络连接问题：由于NAT设备需要维护转换关系，当网络

中存在大量设备时，可能会导致转换表溢出或增加延迟，从而影响网络连

接的质量。

2.限制了对外部设备的访问：由于私有网络内的设备使用私有IP地

址，外部网络上的设备无法直接访问私有网络内的设备。这可能导致一些

特殊应用无法正常使用，例如P2P应用程序或视频会议等。

总结：NAT是一种用于解决IPv4地址不足的技术，通过将私有IP地

址转换为公共IP地址，实现了多个设备共享有限数量的IP地址的能力。

NAT技术在企业网络和家庭网络中得到广泛应用，可以节约IP地址、提

高网络安全性，并简化网络配置。然而，NAT技术也存在一些局限性，可

能导致网络连接问题，并限制对外部设备的访问。随着IPv6的逐渐普及，

NAT在未来的互联网发展中将逐渐被替代。