爱华网NAT(Network Address Translation，网络地址转换)是1994年提出的。当在专用网内部的一些主机本来已经分配到了本地IP地址(即仅在本专用网内使用的专用地址)，但现在又想和因特网上的主机通信(并不需要加密)时，可使用NAT方法。 这种方法需要在专用网连接到因特网的路由器上安装NAT软件。装有NAT软件的路由器叫做NAT路由器，它至少有一个有效的外部全球IP地址。这样，所有使用本地地址的主机在和外界通信时，都要在NAT路由器上将其本地地址转换成全球IP地址，才能和因特网连接。 另外，这种通过使用少量的公有IP 地址代表较多的私有IP 地址的方式，将有助于减缓可用的IP地址空间的枯竭。在RFC 1632中有对NAT的说明。
什么是网络地址_网络地址转换 -英文名称
（NAT：IP Network Address Translator － Network Address Translation）
什么是网络地址_网络地址转换 -简介
概述
NAT（NetworkAddressTranslation，网络地址转换）是将IP数据包头
技术
中的IP地址转换为另一个IP地址的过程。在实际应用中，NAT主要用于实现私有网络访问公共网络的功能。这种通过使用少量的公有IP地址代表较多的私有IP地址的方式，将有助于减缓可用IP地址空间的枯竭。
说明：
私有IP地址是指内部网络或主机的IP地址，公有IP地址是指在因特网上全球唯一的IP地址。
RFC1918为私有网络预留出了三个IP地址块，如下：
A类：10.0.0.0～10.255.255.255
B类：172.16.0.0～172.31.255.255
C类：192.168.0.0～192.168.255.255
上述三个范围内的地址不会在因特网上被分配，因此可以不必向ISP或注册中心申请而在公司或企业内部自由使用。
工作流程
①client（终端）的gateway设定为NAT主机，所以当要连上Internet的时候，该封包就会被送到NAT主机，这个时候的封包Header之sourceIP（源IP）为192.168.1.100；
②而透过这个NAT主机，它会将client的对外联机封包的sourceIP(192.168.1.100)伪装成ppp0(假设为拨接情况)这个接口所具有的公共IP，因为是公共IP了，所以这个封包就可以连上Internet了！同时NAT主机并且会记忆这个联机的封包是由哪一个(192.168.1.100)client端传送来的；
Nat流程2
③由Internet传送回来的封包，当然由NAT主机来接收了，这个时候，NAT主机会去查询原本记录的路由信息，并将目标IP由ppp0上面的公共IP改回原来的192.168.1.100；
④最后则由NAT主机将该封包传送给原先发送封包的Client。
架设需求
由前面NAT(NetworkAddressTranslation)的介绍，我们知道他可以作为宽带分享的主机，当然也可以管理一群在NAT主机后面的Client计算机。所以NAT的功能至少有这两项：
①宽带分享：这是NAT主机的最大功能。
②安全防护：NAT之内的PC联机到Internet上面时，他所显示的IP是NAT主机的公共IP，所以Client端的PC当然就具有一定程度的安全了！外界在进行portscan（端口扫描）的时候，就侦测不到源Client端的PC。
什么是网络地址_网络地址转换 -转换原因
由于保密原因或 IP 在外网不合法，网络的内部 IP 地址无法在外部网络使用，就产生了 IP 地址转换的需求。局域网络以外的网络的拓扑结构能以多种方式改变：公司更换供应商；重组公司主干网络或者供应商合并或散伙。一旦外部拓扑结构改变，本地网络的地址分配也必须改变以反映外部变化。通过将这些变化集中在单个地址转换路由器中，局域网用户并不需知道这些改变。基本地址转换允许主机从内部网络中透明地访问外部网络，并容许从外部访问选定的本地主机。对于一个机构其网络主要用于内部服务而仅有时用于外部访问， 这种配置是很适用的。
使用这种转换方法是有一定限制的，即会话的请求及响应的发送必须经过相同的 NAT路由器。在边界路由器上安装 NAT 能确保这一过程，边界路由器在该域中是唯一的，而所有经过的 IP 包要么来自于此域要么到达此域。此外还可使用多重 NAT 设备确保这一过程。
NAT 解决方法有其不足之处，仅以增强的网络状态作为补充，而忽略了 IP 地址端对端的重要性。结果是，由于存在 NAT 设备，由 IPSec 保证的端对端 IP 网络级安全无法应用到终端主机。此方法的优势是不需要改变主机或路由器就可以直接安装 NAT 。
什么是网络地址_网络地址转换 -具体示例
示例一
网络地址转换
当ISP分配的IP地址数量很少，网络又没有其他特殊需求，即无需为Internet提供网络服务时，可采用端口利用地址转换方式，使网络内的计算机采用同一IP地址访问Internet，在节约IP地址资源的同时，又可有效保护网络内部的计算机。
网络环境：
局域网采用10Mb/s光纤，以城域网方式接入Internet。路由器选用拥有2个10/100Mb/s自适应端口的Cisco2611。内部网络使用的IP地址段为192.168.100.1~192.101.254，局域网端口Ethernet0的IP地址为192.168.100.1,子网掩码为255.255.0.0。网络分配的合法IP地址范围为202.99.160.128~202.99.160.131,连接ISP的端口Ethernet1的IP地址为202.99.160.129,子网掩码为255.255.255.252。可用于转换的IP地址为202.99.160.130。要求网络内部的所有计算机均可访问Internet。
案例分析：
既然只有一个可用的合法IP地址，同时处于局域网的服务器又只为局域网提供服务，而不允许Internet中的主机对其访问，因此完全可以采用端口复用地址转换方式实现NAT，使得网络内的所有计算机均可独立访问Internet。
配置清单：
interfacefastethernet0/0
ipaddress192.168.100.1255.255.0.0//定义本地端口IP地址
duplexauto
speedauto
ipnatinside//定义为本地端口
!
interfacefastethernet0/1
ipaddress202.99.160.129255.255.255.252
duplexauto
speedauto
ipnatoutside
!
ipnatpoolonlyone202.99.160.130202.99.160.130netmadk255.255.255.252//定义合法IP地址池，名称为onlyone
access-list1permit192.168.100.00.0.0.255//定义本地访问列表
access-list1permit192.168.100.00.0.0.255
ipnatinsidesourcelist1poolonlyoneoverload//采用端口复用动态地址转换
示例二
许多FTP网站考虑到服务器性能和Internet连接带宽的占用问题，都限制同一IP地址的多个进程访问。如果采用端口复地址转换方式，则网络内的所以计算机都采用同一IP地址访问Internet,那么，将因此而被禁止对该网站的访问。所以，当提供的合法IP地址数量稍多时，可同时采用端口复用和动态地址转换方式，从而既可保证所有用户都能够获得访问Internet的权力，同时，又不致、某些计算机因使用同一IP地址而被限制权限。需要注意的是，由于所有计算机都采用动态地址转换方式，因此Internet中的所有计算机将无法实现对网络内部服务器的访问。
网络环境：
局域网以2Mb/sDNA专线接入Internet，路由器选用安装了广域网模块的Cisco2611。内部网络使用的IP地址段为172.16.100.1~172.16.102.254,局域网端口Ethernet0的IP地址为172.16.100.1,子网掩码为255.255.0.0。网络分配的合法IP地址范围为202.99.160.128~202.99.160.129,子网掩码为255.255.255.192,可用于转换的IP地址范围为202.99.160.130~202.99.160.190。要求网络部分的部分计算机可以不受任何限制地访问Internet，服务器无需提供Internet访问服务。
案例分析：
既然要求网络中的部分计算机可以不受任何限制地访问Internet,同时，服务器无需提供Internet访问服务，那么，只需采用动态地址转换+端口复用地址转换方式即可实现。部分有特殊需求的计算机采用动态地址转换的NAT方式，其他计算机则采用端口复用地址转换的NAT方式。因此，部分有特殊需求的计算机可采用内部网址172.16.100.1~172.16.100.254，并动态转换为合法地址202.99.160.130~202.99.160.189，其他计算机采用内部网址172.16.101.1~172.16.102.254,全部转换为202.99.160.190。
配置清单：
interfacefastethernet0/1
ipaddress10.100.100.1255.255.255.0//定义局域网端口IP地址
duplexauto
speedauto
ipnatinside//定义为局域端口
!
interfaceserial0/0
ipaddress202.99.160.129255.255.255.192//定义广域网端口IP地址
!
duplexauto
speedauto
ipnatoutside//定义为广域端口
!
ipnatpoolpublic202.99.160.130202.130.160.190netmask255.255.255.192//定义合法IP地址池，名称为public
ipnatpoolsuper202.99.160.130202.130.160.189netmask255.255.255.192//定义合法IP地址池，名称为super
ipnatinsidesourcelist1poolsuper//定义列表达1采用动态地址转换
ipnatinsidesourcelist2poolpublicoverload?//定义列表2采用端口复用地址转换
access-list1permit172.16.100.00.0.0.255//定义本地访问列表1
access-list2permit172.16.102.00.0.0.255//定义本地访问列表2
access-list2permit172.16.102.00.0.0.255
示例三
网络中的服务器既为网络内部的客户提供网络服务，又同时为Internet中的用户提供访问服务。因此，如果采用端口复用地址转换或动态地址转换，将由于无法确定服务器的IP地址，而导致Internet用户无法实现对网络内部服务器的访问。应当采用静态地址转换+端口复用地址转换的NAT方式。也就是说，对服务器采用静态地址转换，以确保服务器拥有固定的合法IP地址。而对普通的客户计算机则采用端口复用地址转换，使所有用户都享有访问Internet的权力。
网络环境：
局域网采用10Mb/s光纤，以城域网方式接入Internet。路由器选用拥有2个10/100Mb/s自适应端口的Cisco2611。内部网络使用的IP地址段为10.18.100.1~10.18.104.254,局域网端口Ethernet0的IP地址为10.18.100.1,子网掩码为255.255.0.0。网络分配的合法IP地址范围为211.82.220.80~211.82.220.87，连接ISP的端口Ethernet1的IP地址为211.82.220.81,子网掩码为255.255.255.248。要求网络内部的所有计算机均可访问Internet，并且在Internet中提供Web、E-mail、FTP和Media等4种服务。
案例分析：
既然网络内的服务器要求能够被Internet访问到，那么，这部分主机必须拥有合法的IP地址，也就是说，服务器必须采用静态地址转换。其他计算机由于没有任何限制，所以，可采用端口复用地址转换的NAT方式。因此，服务器可采用内网址10.18.100.1~10.18.100.254，并分别映射为一个合法的IP地址。其他计算机则采用内部网址10.18.101.1~172.16.104.254,并全部转换为一个合法的IP地址。
配置清单：
interfacefastethernet0/0
ipaddress10.18.100.1255.255.0.0//定义局域网口IP地址
duplexauto
speedauto
ipnatinside//定义局域网口
!
interfacefastethernet0/1
ipaddress211.82.220.81255.255.255.248//定义广域网口IP地址
duplexauto
speedauto
ipnatoutside//定义广域网口
!
ipnatpoolevery211.82.220.86211.82.220.86netmask255.255.255.248//定义合法IP地址池
access-list1permit10.18.101.00.0.0.255//定义本地访问列表1
access-list1premit10.18.102.00.0.0.255
access-list1premit10.18.103.00.0.0.255
access-list1premit10.18.104.00.0.0.255
ipnatinsidesourcelist1pooleveryoverload//定义列表达1采用端口复用地址转换
ipnatinsidesourcestatic10.18.100.10211.82.220.82//定义静态地址转换
ipnatinsidesourcestatic10.18.100.11211.82.220.83
ipnatinsidesourcestatic10.18.100.12211.82.220.84
ipnatinsidesourcestatic10.18.100.13211.82.220.85
示例四
NAT映射如果ISP提供的合法IP地址的数量较多，我们自然可以采用静态地址转换+端口复用动态地址转换的方式得以完美实现。但如果ISP只提供4个IP地址，其中2个作为网络号和广播地址而不可使用，1个IP地址要用于路由器定义为默认网关，那么将只剩下1个IP地址可用。当然我们也可以利用这个仅存的一个IP地址采用端口复用地址转换技术，从而实现整个局域网的Internet接入。但是由于服务器也采用动态端口，因此，Internet中的计算机将无法访问到网络内部的服务器。有没有好的解决问题的方案呢？这就是TCP/UDP端口NAT映射。
不同应用程序使用的TCP/UDP的端口是不同的，比如，Web服务使用80，FTP服务使用21，SMTP服务使用25，POP3服务使用110，等等。因此，可以将不同的TCP端口绑定至不同的内部IP地址，从而只使用一个合法的IP地址，即可在允许内部所有服务器被Internet访问的同时，实现内部所有主机对Internet访问。
网络环境：
局域网采用10Mb/s光纤，以城域网方式接入Internet，如图4-2-5所示。路由器选用拥有2个10/100Mb/s自适应端口的Cisco2611。内部网络使用的IP地址段为192.168.1.1~192.168.1.254，局域网端口Ethernet0的IP地址为192.168.1.1,子网掩码为255.255.255.0。网络分配的合法IP地址范围为，211.82.220.128~211.82.220.131,连接ISP的端口Ethernet1的IP地址为211.82.220.129,子网掩码为255.225.255.252，可用于转换的IP地址为211.82.220.130。要求网络内部的所有计算机均可访问Internet。
案例分析：
既然只有一个可用的合法IP地址，当然只能采用端口复用方式实现NAT，不过，由于同时又要求网络内部的服务器可以被Internet访问到，因此，必须使用PAT创建TCP/UDP端口的NAT映射。需要注意的是，也可以直接使用广域端口创建TCP/UDP端口的NAT映射，也就是说，即使只有一个IP地址，也可以完美实现端口复用。由于合法IP地址位于路由器端口上，所以，不再需要定义NAT池，只简单地使用insidesourcelist语句即可。
需要注意的是，由于每种应用服务都有自己默认的端口，所以，这种NAT方式下，网络内部每种应用服务中只能各自有一台服务器成为Internet中的主机，例如，只能有一台Web服务器，一台E-mail服务，一台FTP服务器。尽管可以采用改变默认端口的方式创建多台应用服务器，但这种服务器在访问时比较困难，要求用户必须先了解某种服务采用的新TCP端口。
配置清单：
interfacefastethernet0/0
ipaddress192.168.1.1255.255.255.0//指定局域网口的IP地址
duplexauto
speedauto
ipnatinside//指定局域网接口
!
interfacefastethernet0/1
ipaddress211.82.220.129255.255.255.248//指定广域网口的IP地址
access-list1permit192.168.1.00.0.0.255
!
ipnatinsidesourcelist1interfacefastethernet0/1overload//启用端口复用地址转换，并直接采用fastethernet0/1的IP地址。
ipnatinsidesourcestatictcp192.168.1.1180202.99.160.129.80
ipnatinsidesourcestatictcp192.168.1.1221202.99.160.129.21
ipnatinsidesourcestatictcp192.168.1.1325202.99.160.129.25
ipnatinsidesourcestatictcp192.168.1.13110202.99.160.129110
示例五
随着访问量的上升，当一台服务器难以胜任时，就必须采用负载均衡技术，将大量的访问合理地分配至多台服务器上。当然，实现负载均衡的手段有许多种，比如可以采用服务器群集负载均衡、交换机负载均衡、DNS解析负载均衡等等。
其实除此以外，也可以通过地址转换方式实现服务器的负载均衡。事实上，这些负载均衡的实现大多是采用轮询方式实现的，使每台服务器都拥有平等的被访问机会。
网络环境：
网络地址转换
局域网以2Mb/sDDN专线拉入Internet,路由器选用安装了广域网模块的Cisco2611。内部网络使用的IP地址段为10.1.1.1~10.1.3.254，局域网端口Ethernet0的IP地址为10.1.1.1,子网掩码为255.255.252.0。网络分配的合法IP地址范围为202.110.198.80~202.110.198.87,连接ISP的端口Ethernet1的IP地址为202.110.198.81,子网掩码为255.255.255.248。要求网络内部的所有计算机均可访问Internet，并且在3台Web服务器和2台FTP服务器实现负载均衡。
案例分析：
既然要求网络内所有计算机都可以接入Internet,而合法IP地址又只有5个可用，当然可采用端口复用地址转换方式。本来对服务器通过采用静态地址转换，赋予其合法IP地址即可。但是，由于服务器的访问量太大（或者是服务器的性能太差），不得不使用多台服务器作负载均衡，因此，必须将一个合法IP地址转换成多相内部IP地址，以轮询方式减轻每台服务器的访问压力。
配置文件：
interfacefastethernet0/1
ipadderss10.1.1.1255.255.252.0//定义局域网端口IP地址
duplexauto
speedauto
pnatinside//定义为局域端口
!
interfaceserial0/0
ipaddress202.110.198.81255.255.255.248//定义广域网端口IP地址
duplexauto
speedauto
ipnatoutside//定义为广域端口
!
access-list1permit202.110.198.82//定义轮询地址列表1
access-list2permit202.110.198.83//定义轮询地址列表2
access-list3permit10.1.1.00.0.3.255//定义本地访问列表3
!
ipnatpoolwebsev10.1.1.210.1.1.4255.255.255.248typerotary//定义Web服务器的IP地址池，Rotary关键字表示准备使用轮询策略从NAT池中取出相应的IP地址用于转换进来的IP报文，访问202.110.198.82的请求将依次发送给web服务器：10.1.1.2、10.1.1.3和10.1.1.4
ipnatpoolftpsev10.1.1.810.1.1.9255.255.255.248typerotary//定义ftp服务器的IP地址池。
ipnatpoolnormal202.110.198.84202.110.198.84netmask255.255.255.248//定义合法IP地址池，名称为normal
ipnatinsidedestinationlist1poolwebsev//insidedestinationlist语句定义与列表1相匹配的IP地址的报文将使用轮询策略
ipnatinsidedestinationlist2poolftpsev
什么是网络地址_网络地址转换 -协议结构
NAT 是一个过程，而不是一个结构化协议。
