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NAT(網絡地址轉換)是如何工作的？

發布時間: 2012/6/27 18:57:25

如果你正在閱讀本文，那你很有可能已經連上了因特網，這就是你用網絡地址轉換 (Network Address Translation, NAT) 的一個很好的機會！因特網已經發展到比人們當初設想時還龐大得多了。盡管其具體規模無法知曉，但現在估計有1億臺億恩科技主機和超過3.5億的用戶活躍在因特網上。這比美國所有人口總數還多！(這篇文章發布較早，如今實際數量已經遠遠超過這個了，譯者) 事實上，因特網每年都以兩倍的速率不斷擴大。

那么面對日益龐大的因特網，NAT該做什么呢？所有的事情！對于一臺計算機要想和其他計算機進行通信或應用因特網上的Web服務 (電子郵件等各種網絡服務，譯者) ，那么它必須要有一個 IP 地址。一個 IP 地址是一串唯一的32位數字，它標識你的計算機在網絡中的位置。它基本上就像你的郵箱地址一樣：一種能夠正確找到你并把網絡信息送給你的地址。

當初IP地址問世時，所有人都認為其擁有的地址能夠覆蓋到每一個人。理論上，互不相同的IP 地址有4,294,967,296 (232) 個。但實際上真正可用的地址數比這要少 (在32億到33億之間) ，因為IP地址按類別劃分的方法和需要留出一些地址來進行廣播，

伴隨著因特網的膨脹和家庭網絡與公司網絡的不斷增加，可用的 IP 地址顯然已經不夠了。最容易想到的解決方案是重新設計地址格式讓它擁有更多的地址。這種方案正在開發，但是將花費數年才會實現，因為它需要跟換全球整個因特網的基礎設備。

NAT路由器傳送進出私有網絡的示意圖：

這就是 NAT (RFC 1631) 需要拯救的地方。總的來說，網絡地址轉換 (NAT) 允許一個單獨的設備，比如像路由器，作為因特網 (公共網絡) 和局域網 (私有網絡) 之間的代理。這就意味著對外部網絡來說僅僅只需要一個單獨的 IP 地址就可以代表一組 (內部網絡的) 計算機。

IP 地址的短缺僅僅是使用NAT的一個原因。另外兩個原因是：

安全（服務器租用找：51033397）

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你將知道跟多關于你如何收益于NAT的東西，但是首先，讓我們再靠近點看看 NAT 還能做什么 ...

讀者所應具備的知識：

本篇文檔的讀者應具備以下知識：

IP 地址和路由的概念

所用到的工具這篇文檔的描述并不受限于任何特定的軟件和硬件。

面具之后 NAT 就像一個大辦公室里的傳達員。我們假設你讓傳達員拒絕將任何電話接進來給你，除非你要求將其接進來。然后，你給潛在客戶打了一個電話，(因為不在) 告訴他們回話給你。你告訴傳達員你正在等待一個來自這個客戶的電話，并允許將他們接進來。

這個客戶撥打了主號碼 (辦公室對外的電話號碼，譯者) 到你的辦公室，這是客戶唯一能查到的號碼。當客戶告訴傳達員他們想找誰的時候，傳達員就會查看一張匹配有公司人名和其電話分機的查看表。這個傳達員知道你在等待這個電話，因此傳達員將這個電話轉到了你的分機。思科開發的網絡地址轉換 (NAT) 設備是工作在內部網絡和外部網絡之間的。NAT 的實現有許多種方式，并有許多種工作方法：