NAT的概念和优缺点

一、NAT的概念

NAT（Network Address Translator，网络地址转换）是用于在本地网络中使用私有地址，使内部网络可以连接到互联网等外部网络，广泛应用于各种类型的互联网接入方式和各种类型的网络中。

二、NAT的实现方式 

NAT的实现方式有三种：

1.静态转换

内部本地地址一对一转换成内部全局地址，相当内部本地的每一台PC都绑定了一个全局地址。一般用于在内网中对外提供服务的服务器

 2.动态转换
在内部本地地址转换的时候，在地址池中选择一个空闲的，没有正在被使用的地址，来进行转换，一般选择的是在地址池定义中排在前面的地址，当数据传输或者访问完成时就会放回地址池中，以供内部本地的其他主机使用，但是，如果这个地址正在被使用的时候，是不能被另外的主机拿来进行地址转换的。

3.动态地址转换

面对私网内部数量庞大的主机，如果NAT只进行IP地址的简单替换，就会产生一个问题：当有多个内部主机去访问同一个服务器时，从返回的信息不足以区分响应应该转发到哪个内部主机。此时，需要 NAT 设备根据传输层信息或其他上层协议去区分不同的会话，并且可能要对上层协议的标识进行转换，比如 TCP 或 UDP 端口号。这样 NAT 网关就可以将不同的内部连接访问映射到同一公网IP的不同传输层端口，通过这种方式实现公网IP的复用和解复用。这种方式也被称为端口转换PAT、NAPT或IP伪装，但更多时候直接被称为NAT，因为它是最典型的一种应用模式。

三、NAT工作原理

路由器对数据包进行地址转换，路由器在接收到内部数据包时将内部源IP地址转化为公有IP地址后在进行路由转发。

四、NAT的特性 

优点 ：

NAT允许企业内部网络使用私有地址，并通过设置合法的地址集，使内部网络可以与互联网进行通信，从而达到节省合法注册地址的目的。

NAT增强了内部网络与公共网络连接时的灵活性。它可以通过使用多地址集、备份地址集和负载分担/均衡地址集，来确保可靠的公网连接。

缺点：

NAT会使延迟增大。

NAT增加了配置和配错的复杂性。使用和实施NAT时，无法实现对IP包端对端的路径跟踪。

NAT也可能会使某些需要使用内嵌IP地址的应用不能正常工作，因为它隐藏了端到端的IP地址。

五、静态NA的缺点

静态NAT可以实现内网的PC1与外网的设备的互通，但是内网的其它设备无法与外网的设备互通

静态NAT存在的弊端：

• 静态NAT中私有地址和公有地址是1:1的关系，并不节省公网IP地址
• 内网主机非常多的时候，不节省配置，并且浪费钱

六、动态NA的缺点 

公司内部私有地址主机数量非常多的时候，如果才有静态NAT为每个私有IP地址，就会浪费公网IP地址。在动态NAT中，企业可以同时购买多个公网IP地址，然后将这些公网IP地址，轮着给企业内网的每个主机使用

缺点：

• 进行测试的时候，我们发现：网络是一会通，一会不通。
• 经过上面测试、抓包，我们发现：动态NAT对端口上发送出去的每个数据包的源IP地址
• 数据包的数量太大了，所以用于地址转换的公网地址，数量肯定是不够的。
• 在动态NAT技术突出的主要矛盾就是：用来进行地址转换的公网地址太少了。

七、端口NA的缺点 

• 在动态NAT技术突出的主要矛盾就是：用来进行地址转换的公网地址太少了。
• 以后在进行地址转换的时候，不仅仅是转换地址，还转换端口
• 因为一个公网地址，最多可以对应 65536 个端口号