你是人间的四月天

参考文章：
1. http://www.jianshu.com/p/62028875d53e
2. http://www.cnblogs.com/gaojing/archive/2009/10/09/1579455.html

NAT : Network Address Translation 地址转换协议

  • 使用场景： 使内网电脑可以访问外网资源
  • 优点：
    • 用于实现私有网络访问公共网络的功能。
    • 使用少量的公网IP地址代表较多的私网IP地址，有助于减缓可用IP地址空间的枯竭。
    • 避免来自网络外部的攻击，隐藏并保护网络内部的计算机
  • NAT简介：
    • 借助于NAT，私有(保留)地址的”内部”网络通过路由器发送数据包时，私有地址被转换成合法的IP地址，一个局域网只需使用少量IP地址(甚至是1个)即可实现私有地址网络内所有计算机与Internet的通信需求。
    • NAT将自动修改IP报文的源IP地址和目的IP地址，Ip地址校验则在NAT处理过程中自动完成（对于ICMP，NAT也自动完成地址转换）。有些应用程序将源IP地址嵌入到IP报文的数据部分中，所以还需要同时对报文进行修改，以匹配IP头中已经修改过的源IP地址。否则，在报文数据都分别嵌入IP地址的应用程序就不能正常工作。

工作原理

  • 当一台内网计算机用户连接Internet资源时，该用户的 TCP/IP 协议产生一个 IP 数据包，该数据包包含以下值，这些值位于 IP 和 TCP 或 UDP 标头中：(粗体内容表示受 NAT 影响的项目)：
    • 目标 IP 地址：Internet 资源 IP 地址
    • 源 IP 地址：私有 IP 地址
    • 目标端口：Internet 资源 TCP 或 UDP 端口
    • 源端口：源应用程序 TCP 或 UDP 端口
  • 请求源主机或者其它路由器将此 IP 数据包发送给 NAT, 然后由 NAT 将向外发送的数据包的地址解析如下：
    • 目标IP地址：Internet 资源 IP 地址
    • 源IP 地址：ISP 分配的公用地址
    • 目标端口：Internet 资源 TCP 或 UDP 端口
    • 源端口：重新映射的源应用程序TCP 或 UDP 端口
  • NAT 将重新映射的 IP 数据包发送到 Internet 。响应计算机将向 NAT 返回一个响应。当 NAT 接收到此响应时，该数据包将包含以下地址信息：
    • 目标IP 地址：ISP 分配的公用地址
    • 源IP地址：Internet 资源 IP 地址
    • 目标端口：重新映射的源应用程序 TCP 或 UDP 端口
    • 源端口：Internet 资源的 TCP 或者 UDP 端口
  • 当 NAT 完成映射和解析地址后，将向 Internet 客户端发送数据包，此数据包包含以下地址信息：
    • 目标 IP 地址：私有 IP 地址
    • 源 IP 地址：Internet 资源 IP 地址
    • 目标端口：源应用程序TCP 或者 UDP 端口
    • 源端口：Internet 资源 TCP 或 UDP 端口

工作模式（三种，优缺点）

  • NAT使用基于session的转换规则
    • TCP/UDP ：私有Host的Ipv4 + port <======> NAT公网的Ipv4 + port
    • ICMP ：私有Host的Ipv4 + sessionID <======> NAT公网的Ipv4 + sessionID

  • 静态NAT

    • 静态NAT就是一对一映射，内部有多少私有地址需要和外部通信，就要配置多少外网IP地址与其对应，并不节省外网IP，所以一般不用

    • 静态NAT

  • 动态NAT

    • 动态NAT是在路由器上配置一个外网IP地址池，当内部有计算机需要和外部通信时，就从地址池里动态的取出一个外网IP，并将他们的对应关系绑定到NAT表中，通信结束后，这个外网IP才被释放，可供其他内部IP地址转换使用，这个DHCP租约IP有相似之处。

    • 动态NAT

  • PAT(port address Translation,端口地址转换,也叫端口地址复用)

    • 这是最常用的NAT技术，也是IPv4能够维持到今天的最重要的原因之一，它提供了一种多对一的方式，对多个内网IP地址，边界路由可以给他们分配一个外网IP，利用这个外网IP的不同端口和外部进行通信。

    • PAT