网络NAT路由器

这两天复习计算机网络的时候遇到这样一个概念。

NAT 网络地址转换(Network Address Translation)

 

大概是这样的。

举一个例子，假如说我们现在接入了校园网，我有一个内部IP是10.2.61.55。

意思是我是2号楼第6层A段（1）的第55台主机。我的网关是10.2.61.254

如图：

当我要像外界发数据包的时候我该用什么IP呢？ 10.2.61.55？  

大家不要忘了这是一个内部的IP，类似的另一个内部的IP是192.168.*.*

 

互联网上的通信是相互的，例如TCP就是三次握手，我给你说句话，你还要告诉我你收到这句话了。

那么假如说我现在在浏览器里打开百度网页，我使用10.2.61.55 的IP，那么当百度的服务器给我回应消息的时候，数据报里的目标地址应该填10.2.61.55吗？

我们都知道这是一个内部地址，当路由器转接收到一个以内部地址为目的地址的数据包时，会直接丢弃到不发送。

 

那么我们处在一个内部网络究竟是怎样与服务器进行通信的呢？

答案是NAT路由器，或者说是 实现了NAT功能的路由器。

 

我们都知道广义上的路由器是工作在网络层的设备，其主要功能是转发分组。

对于接收到的一个数据包，只会改变它的MAC地址，以及IP数据包里的TTL（生存时间）字段 减 1

 

还是举刚才的那个例子来说明。

假如我现在要访问百度网站，那么我势必要和百度服务器建立HTTP连接。

HTTP连接的运输层协议使用的是TCP协议，也就是要使用端口。

那么我发出去的数据包就是这样的。

运输层：源端口5000 目标端口 80

网络层：源地址10.2.61.55 目标地址119.75.217.56

 

经过我的第一个网关（一个路由器）10.2.61.254 ，数据包就会变成这样

运输层：源端口3001 目标端口 80

网络层：源地址10.2.61.254 目标地址119.75.217.56

 

然后再经过多个网关（多个路由器）最后到了与外部网络相连的路由器时，发出数据包就会变成这样

运输层：源端口6001 目标端口 80

网络层：源地址61.185.225.162 目标地址119.75.217.56

注意这个时候源地址就变成了一个对外真实的IP地址

 

 

服务器接到与我们校园与外部相连的路由器发出的数据包，就会这样返回一个数据包

运输层：源端口80 目标端口 6001

网络层：源地址119.75.217.56 目标地址61.185.225.162

 

然后再经过多个路由器最后变成这样一个数据包

运输层：源端口80 目标端口 3001

网络层：源地址119.75.217.56 目标地址10.2.61.55

 

于是我们本机就接收到了来自百度服务器的数据包了。

 

需要注意的一些问题：

1.路由器在进行IP地址，与端口转换的过程中，会把之前原先的IP地址与端口地址存起来，形成一个映射表，在收到外部发来的数据包时，会根据映射表来重新修改数据包中的IP地址与端口地址。

2.根据需要，外部的路由器可能不止一个（毕竟一个主机的端口只有那么几w个）

 

 

 

那么使用NAT路由器还有什么好处呢？

1.节省世界上的IP资源

2.外部不知道我们这个内部网络究竟是怎样划分的，就增加了内部网络的安全性。

3.防止外部主机攻击，内部的主机或服务器。