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网络地址转换 NAT

NAT 解决什么问题？​

  • 背景: IPv4 地址空间有限, 保留了一部分地址专供专用网络使用;
  • 做法: 专用网络内的主机拥有唯一的专用 IP 地址, 对外共享一个公共 IP 地址;
  • 转换: NAT 在出方向把专用地址映射为公共地址与端口, 在入方向反向还原;

网络地址转换

NAT 如何完成地址与端口转换？​

  • 映射依据: 同时使用 IP 地址与端口号, 且映射是单射;
  • 容量上限: 一个公共 IP 最多支持 65535 个内网主机同时对外通信;
  • 前提: 内网主机主动发起连接, 外部才能建立回程映射;

NAT 有什么优点？​

  • 节省 IP 地址, 缓解 IPv4 地址枯竭;
  • 内网主机经 NAT 即可访问外网;
  • 隐藏内网主机的 IP 地址, 提供简单的安全保护;
  • 可用于负载均衡;

NAT 有什么缺点？​

  • 网络延迟增大;
  • 无法进行端到端的 IP 追踪;
  • 部分应用层协议无法正确识别与穿透, 如 FTP 与 UDP 应用;

什么是中间盒？​

  • 中间盒: 在数据路径上执行 NAT、负载均衡、流量防火墙 (IDS) 等功能的中间组件;
  • 特点: 不参与端到端协议语义, 但对路径上的分组做透明处理;