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NAT(網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換)是如何工作的？

發(fā)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(jīng)連上了因特網(wǎng)，這就是你用網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換 (Network Address Translation, NAT) 的一個很好的機會！因特網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展到比人們當初設想時還龐大得多了。盡管其具體規(guī)模無法知曉，但現(xiàn)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(wǎng)上。這比美國所有人口總數(shù)還多！(這篇文章發(fā)布較早，如今實際數(shù)量已經(jīng)遠遠超過這個了，譯者) 事實上，因特網(wǎng)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(wǎng)，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(wǎng)上的Web服務 (電子郵件等各種網(wǎng)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(shù)字，它標識你的計算機在網(wǎng)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(wǎng)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(shù)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(wǎng)的膨脹和家庭網(wǎng)絡與公司網(wǎng)絡的不斷增加，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計地址格式讓它擁有更多的地址。這種方案正在開發(fā)，但是將花費數(shù)年才會實現(xiàn)，因為它需要跟換全球整個因特網(wǎng)的基礎設備。

NAT路由器傳送進出私有網(wǎng)絡的示意圖：

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

管理

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(zhuǎn)到了你的分機。思科開發(fā)的網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換 (NAT) 設備是工作在內(nèi)部網(wǎng)絡和外部網(wǎng)絡之間的。NAT 的實現(xiàn)有許多種方式，并有許多種工作方法：