Linux：NAT等相关问题

目录

1：NAT背景 

2：NAT IP转换过程

3：NATP

4：正向代理

5：反向代理

6：NAT和代理服务器

应用场景

实现方法

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1：NAT背景 

1. IPv4地址耗尽：随着互联网的迅速发展，连接到网络的设备数量急剧增加，导致IPv4地址空间逐渐耗尽。NAT作为一种解决方案，允许多个设备共享一个公共IPv4地址来访问互联网。

2. 私有地址空间：为了有效管理网络和节约IPv4地址，IETF（互联网工程任务组）定义了私有地址空间，这些地址在互联网上不是唯一的，不能直接用于互联网通信。NAT技术使得这些私有地址能够被转换为可在互联网上使用的地址。

3. 网络安全：NAT提供了一定程度的网络安全，因为它隐藏了内部网络的IP地址。这可以防止外部攻击者直接访问内部网络设备。

4. 成本节约：在早期互联网时代，申请和维护足够的公共IP地址可能成本较高。NAT技术允许使用较少的公共IP地址，从而节约了成本。

5. 网络隔离：NAT可以在不同网络之间提供隔离，例如，家庭网络和企业网络通常使用NAT来隔离内部网络和互联网。

6. 协议兼容性：随着新协议和应用的出现，保持不同网络设备和协议的兼容性变得越来越重要。NAT可以在不同版本的IP协议之间提供转换，帮助维护网络的兼容性。

7. 移动性支持：随着移动设备的普及，NAT技术也支持了网络地址的动态分配和移动设备的互联网接入。

8. 服务连续性：NAT允许网络在不更换IP地址的情况下进行升级和扩展，保持了服务的连续性。

        NAT技术的引入是为了解决实际的网络问题，特别是IPv4地址不足的问题，并提供额外的网络安全和灵活性。随着互联网的发展，NAT已经成为现代网络通信中不可或缺的一部分。尽管如此，NAT也带来了一些挑战，如对端到端通信的限制和某些应用协议的兼容性问题。

2：NAT IP转换过程

        • NAT 路由器将源地址从 10.0.0.10 替换成全局的 IP 202.244.174.37;

        • NAT 路由器收到外部的数据时, 又会把目标 IP 从 202.244.174.37 替换回10.0.0.10;

        • 在 NAT 路由器内部, 有一张自动生成的, 用于地址转换的表;

        • 当 10.0.0.10 第一次向 163.221.120.9 发送数据时就会生成表中的映射关系;

3：NATP

        如果局域网内, 有多个主机都访问同一个外网服务器, NAPT（网络地址与端口转换）是一种特殊形式的NAT（网络地址转换），它不仅转换IP地址，还转换传输层的端口号。

        NAPT使用IP + port来建立这个关联关系。

        这种关联关系也是由 NAT 路由器自动维护的. 例如在 TCP 的情况下, 建立连接时, 就会生成这个表项; 在断开连接后, 就会删除这个表项。

 NAT 技术的缺陷

        • 由于 NAT 依赖这个转换表, 所以有诸多限制:

        • 无法从 NAT 外部向内部服务器建立连接;

        • 装换表的生成和销毁都需要额外开销;

        • 通