简述nat服务器的工作过程

网络地址转换（Network Address Translation，简称 NAT）是一种将私有网络地址转换为公共网络地址的技术，它可以将内网的私有 IP 地址映射为公网 IP 地址，实现内部局域网与公网的互联。NAT 可以为更多的设备提供连接公网的机会，也可以为网络安全提供一定的保护性。

而 NAT 服务器则是实现 NAT 技术的服务器，下面将从以下几个方面对 NAT 服务器的工作过程进行简述。

工作原理

NAT 服务器在对内网设备进行 IP 地址转换时，会将内部设备的私有 IP 地址映射为公网 IP 地址。而对于公网发起传输的数据包，则会将其目标 IP 地址转换为内部对应的私有 IP 地址。这个过程需要 NAT 服务器保持一个 NAT 表，以记录内部设备的 IP 地址及其对应的公网 IP 地址，这里需要的信息主要有源 IP 地址、源端口、目标 IP 地址、目标端口等。

那么在进行 NAT 转换时将如何改变这些信息呢？首先，对于源 IP 地址和源端口号等信息，会被改写为 NAT 服务器的公网 IP 地址和对应的 NAT 端口号；对于目标 IP 地址和目标端口号，NAT 服务器则会查找 NAT 表来确定内网设备对应的 IP 地址和端口号，进而进行转换并将转换后的数据包送到目标设备。

NAT 种类

NAT 技术在不同的场景下，也会有不同的 NAT 种类。主要有以下几种:

1. 静态 NAT：静态 NAT 将内网固定的 IP 地址与外网地址进行一一映射，这样可以提供更加安全可靠的内网连接。但是它不支持多对多的映射模式，开销也比较大。

2. 动态 NAT：动态 NAT 是一种可以动态分配 IP 地址的 NAT 技术，它可以将内网的一个 IP 地址转换为多个公网 IP 地址。这种 NAT 路由器对内外数据包进行分析，允许虚拟 IP 地址在一定的范围内动态转换，但是不能用来长期通信。

3. PAT（端口地址转换）：它（也叫做 NAT Overload）可以把多个内网 IP 地址映射到一个公网地址上，它在源地址上映射 NAT 地址后生成一个端口号，不同的内网主机所生成的端口号不同。它既实现了 NAT 的基本功能，又提供了多用户共享一个外部地址的功能。

NAT 服务器的工作环境

NAT 服务器主要是在路由器、防火墙、网关等设备上进行部署，以实现内网设备与公网的互联。而对于 NAT 服务器的选择，应该结合实际网络环境和需求进行综合考虑，包括设备的性能、可靠性、用户数量、网络拓扑、地理位置等方面。

NAT 服务器的应用场景

NAT 技术通常被用在以下场景中：

1. 内网访问公网：NAT 服务器可以将内网私有 IP 地址映射为公网 IP 地址，实现内网访问公网的需求。

2. 公网访问内网：NAT 服务器可以将公网 IP 地址映射为内网的私有 IP 地址，实现对内网设备的远程访问。

3. 隐藏内网拓扑结构：NAT 技术可以隐藏内部拓扑结构，使得外部网络无法直接访问内部网络，从而增强了网络的安全性。

4. 解决 IP 地址资源不足：NAT 可以将一个公网 IP 地址与多个内网 IP 地址相绑定，实现多个内网“共享”一个公网 IP 地址的功能，从而缓解 IP 地址资源的不足。