nat三种转换优缺点

随着互联网的不断发展，我们现在早已进入了大数据时代。互联网已经成为人们日常生活中必不可少的一部分，人们通过互联网进行信息交流、工作、生活等各方面的活动。然而，由于IPv4地址空间的极速消耗和IPv6协议的运用仍然不普及，互联网地址资源的有效利用成为人们必须要面临的问题。为了解决这种问题，即出现了网络地址转换（NAT）及其三种不同类型，即静态NAT、动态NAT和Port Address Translation（PAT）。那么我们今天就来分析一下这三种NAT转换的优缺点。

一、静态NAT

静态NAT（Static Network Address Translation）是一种最基本的转换类型，一般使用小规模网络中。静态NAT映射一个完全固定的IP和端口对，将所有的数据包都转换为固定的IP地址。当内部网络中的设备使用特定的端口连接到公共网络上时，该端口将在公共IP地址中显示。静态NAT对于网络管理员来说用起来比较方便，也更容易设置，适用于对于内部网络中的服务器的IP、端口信息等经常不变的服务器系统，比如说网站服务器为了不向外泄露内部的真实IP地址信息而使用。然而，静态NAT的缺点也十分明显。因为静态NAT对NAT管理的IP地址和端口的范围限制在非常小的规模，所以如果有太多的服务器需要进行静态NAT转化的话，就很容易导致IP地址不够用的问题。

二、动态NAT

相对于静态NAT，动态NAT（Dynamic Network Address Translation）更具灵活性。动态NAT的工作方式是，将内部网络中非固定IP地址映射为外部网络IP地址，其工作方式不同于静态NAT，因为每次针对内部网络中的数据包，动态NAT都会动态分配一个可用的外部IP地址。动态NAT需要使用一个地址池，从IP地址池中提供动态的IP地址给内部网络使用。动态NAT优点在于，它可以转化规模比静态NAT大得多的设备，因此对于需要更伸缩性、空间设施和各种等级的网络来说，它是非常有用的。 不过，动态NAT的缺点也是很明显的，而这种缺点在拓扑数目非常大的规模下也会更加明显，会影响网络的性能。因为动态NAT会花费计算能力来日常处理每一个到达的数据包，所以如果设备数量过多，就会消耗大量的CPU资源。

三、PAT

PAT（Port Address Translation）是NAT中最广泛使用的一种方式。PAT是一种端口地址映射，使每个会话端口可以单独映射到一个IP。PAT使用的是虚拟端口号和作业号，这样每个内部设备都可以访问公共网络，并使用单个公共IP地址，而不需要考虑拓扑中有多少设备。PAT的优点在于，它可以在单个公共IP地址的基础上支持多个内部设备，这样不仅可以节约成本，还可以更好地利用公共IP地址空间。但是，PAT的缺点在使用基于TCP/UDP的应用程序时更明显。

综上所述，三种类型的NAT都有其独特的优缺点。静态NAT适用于规模小、设备数量较少的网络;动态NAT适用于规模比较大网络，但是设备数量过多时会影响网络性能;PAT适用于几乎任何规模的网络，并且可以更高效地利用IP地址空间。因此，在实际应用中，我们可以根据自己的实际需要和规模来选择适合的类型。