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NAT(網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換)是如何工作的？

發(fā)布時(shí)間: 2012/6/27 18:57:25

如果你正在閱讀本文，那你很有可能已經(jīng)連上了因特網(wǎng)，這就是你用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換 (Network Address Translation, NAT) 的一個(gè)很好的機(jī)會(huì)！因特網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展到比人們當(dāng)初設(shè)想時(shí)還龐大得多了。盡管其具體規(guī)模無(wú)法知曉，但現(xiàn)在估計(jì)有1億臺(tái)億恩科技主機(jī)和超過(guò)3.5億的用戶活躍在因特網(wǎng)上。這比美國(guó)所有人口總數(shù)還多！(這篇文章發(fā)布較早，如今實(shí)際數(shù)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)這個(gè)了，譯者) 事實(shí)上，因特網(wǎng)每年都以兩倍的速率不斷擴(kuò)大。

那么面對(duì)日益龐大的因特網(wǎng)，NAT該做什么呢？所有的事情！對(duì)于一臺(tái)計(jì)算機(jī)要想和其他計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信或應(yīng)用因特網(wǎng)上的Web服務(wù) (電子郵件等各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，譯者) ，那么它必須要有一個(gè) IP 地址。一個(gè) IP 地址是一串唯一的32位數(shù)字，它標(biāo)識(shí)你的計(jì)算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)信息送給你的地址。

當(dāng)初IP地址問(wèn)世時(shí)，所有人都認(rèn)為其擁有的地址能夠覆蓋到每一個(gè)人。理論上，互不相同的IP 地址有4,294,967,296 (232) 個(gè)。但實(shí)際上真正可用的地址數(shù)比這要少 (在32億到33億之間) ，因?yàn)镮P地址按類別劃分的方法和需要留出一些地址來(lái)進(jìn)行廣播，

伴隨著因特網(wǎng)的膨脹和家庭網(wǎng)絡(luò)與公司網(wǎng)絡(luò)的不斷增加，可用的 IP 地址顯然已經(jīng)不夠了。最容易想到的解決方案是重新設(shè)計(jì)地址格式讓它擁有更多的地址。這種方案正在開(kāi)發(fā)，但是將花費(fèi)數(shù)年才會(huì)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗枰鷵Q全球整個(gè)因特網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)備。

NAT路由器傳送進(jìn)出私有網(wǎng)絡(luò)的示意圖：

這就是 NAT (RFC 1631) 需要拯救的地方�？偟膩�(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換 (NAT) 允許一個(gè)單獨(dú)的設(shè)備，比如像路由器，作為因特網(wǎng) (公共網(wǎng)絡(luò)) 和局域網(wǎng) (私有網(wǎng)絡(luò)) 之間的代理。這就意味著對(duì)外部網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)僅僅只需要一個(gè)單獨(dú)的 IP 地址就可以代表一組 (內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的) 計(jì)算機(jī)。

IP 地址的短缺僅僅是使用NAT的一個(gè)原因。另外兩個(gè)原因是：

安全（服務(wù)器租用找：51033397）

管理

你將知道跟多關(guān)于你如何收益于NAT的東西，但是首先，讓我們?cè)倏拷c(diǎn)看看 NAT 還能做什么 ...

讀者所應(yīng)具備的知識(shí)：

本篇文檔的讀者應(yīng)具備以下知識(shí)：

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(gè)大辦公室里的傳達(dá)員。我們假設(shè)你讓傳達(dá)員拒絕將任何電話接進(jìn)來(lái)給你，除非你要求將其接進(jìn)來(lái)。然后，你給潛在客戶打了一個(gè)電話，(因?yàn)椴辉? 告訴他們回話給你。你告訴傳達(dá)員你正在等待一個(gè)來(lái)自這個(gè)客戶的電話，并允許將他們接進(jìn)來(lái)。

這個(gè)客戶撥打了主號(hào)碼 (辦公室對(duì)外的電話號(hào)碼，譯者) 到你的辦公室，這是客戶唯一能查到的號(hào)碼。當(dāng)客戶告訴傳達(dá)員他們想找誰(shuí)的時(shí)候，傳達(dá)員就會(huì)查看一張匹配有公司人名和其電話分機(jī)的查看表。這個(gè)傳達(dá)員知道你在等待這個(gè)電話，因此傳達(dá)員將這個(gè)電話轉(zhuǎn)到了你的分機(jī)。思科開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換 (NAT) 設(shè)備是工作在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)之間的。NAT 的實(shí)現(xiàn)有許多種方式，并有許多種工作方法：

靜態(tài)NAT – 用一個(gè)一對(duì)一設(shè)備將一個(gè)未注冊(cè)的 IP 地址映射到一個(gè)已注冊(cè)的 IP 地址。當(dāng)一臺(tái)設(shè)備需要被外界網(wǎng)絡(luò)可達(dá)時(shí)尤其有用。在靜態(tài) NAT 中，IP 地址是192.168.32.10 的計(jì)算機(jī)總是被轉(zhuǎn)換成213.18.123.110：