NAT (Network Address Translation) 英文全称解析
NAT,全称为 Network Address Translation,中文名称为网络地址转换,是一种在IP网络中对内部IP地址和公网IP地址相互转换的技术,常用于实现多个内网主机访问公网的需求,以及提高网络安全性。
在本文中,我们将从多个角度分析 NAT 技术,包括 NAT 背景、 NAT 工作原理、 NAT 类型、 NAT 应用等方面。
一、NAT 背景
在互联网初期,IP地址资源非常紧缺,为了解决这个问题,根据需求和使用情况,将IP地址划分成多个分类及子分类,出现了三种IP地址类型:A类、B类、C类。
但是,由于IP地址分配不合理,很多时候仍然会出现IP地址不够用的情况,因此就出现了 NAT 网络地址转换技术,其作用就是可以使一个公共IP地址代表一个网络或一个子网中的多个主机。
二、NAT 工作原理
NAT 技术是一种将IP地址和端口进行转换的技术,在 NAT 设备处,会有一个“转换表”记录内部网络地址和对外发布的网络地址,如下:
| 内部地址 | 公网地址 |
| ---------------------------------------| ---------------------------------------------|
| 192.168.1.1:80 | 223.255.255.254:8080 |
| 192.168.1.2:80 | 223.255.255.254:8081 |
| 192.168.1.3:80 | 223.255.255.254:8082 |
当内部计算机使用 NAT 设备上的公网IP地址访问 Internet 上的网站时,请求会首先通过 NAT 设备,NAT 设备会根据其“转换表”找到其对应的内部计算机的IP地址,并将其IP地址和端口转换为该 NAT 设备的公网 IP 地址及其使用的端口,进行访问,如下:
| 计算机地址 | NAT地址 | 访问目标 |
| ---------------------------------------| ---------------------------------------------|----------|
| 192.168.1.1:80 | 223.255.255.254:8080 | www.a.com|
| 192.168.1.2:80 | 223.255.255.254:8081 | www.b.com|
| 192.168.1.3:80 | 223.255.255.254:8082 | www.c.com|
三、NAT 类型
NAT 技术有两种类型,分别为静态 NAT 和动态 NAT。
静态 NAT,是指在公网与内网之间实现一对一的NAT映射,每一个内网地址都映射到某个唯一的外网地址上。静态 NAT 在网络安全方面相对于动态 NAT 来说较为安全,但同时也需要占用较多的公网地址资源。
动态 NAT,是指为内部网络分配一个可用的公网地址池,不同的内部地址可以动态映射到不同的公网地址上,实现多对多的映射关系。动态 NAT 通常用于较大的网络环境,发挥其自动分配IP地址和端口转换的优点,使处于同一个网络中的计算机,能够共享一组公网IP地址。
四、NAT 应用
NAT 技术的广泛应用,使得内部计算机能够更加便捷地访问外部网络,同时也增强了网络安全性。
1. 路由器中使用 NAT 技术
现今,家庭或小型企业局域网的热点是路由器,而路由器是一个既实现了 NAT 技术,又有路由器的功能,使得家庭、办公室等环境下计算机能够方便地访问 Internet,并设置相应的网络规则和访问策略。
2. 防火墙中使用 NAT 技术
防火墙设备是企业网络中的必备安全设备,NAT 技术在防火墙中被广泛应用,将其访问控制机制和地址转换功能结合在一起,既可以限制内部网络中的黑客和病毒访问外部网络,也可以将私有地址映射为公网地址,保护内网的隐私安全。